低壓天然氣輕烴回收工藝

張強（遼河油田經濟貿易置業總公司石化輕輕廠，遼寧 盤錦 124011）

低壓天然氣輕烴回收工藝

張強（遼河油田經濟貿易置業總公司石化輕輕廠，遼寧 盤錦 124011）

本文通過對兩種變溫變壓吸收方法融合，第一種TPSA去除原料氣內的水含量；第二種T-PSA吸收原料氣內的輕烴，將高于1.6MPa壓力液相混烴為產品，確保烴露點需求，達到儲存要求。對此，筆者就低壓天然氣輕烴回收工藝，進行簡要分析并提出優化吸收工藝，具有較高研究價值與推廣價值。

低壓天然氣；輕烴；回收工藝

天然氣輕烴回收工藝改進時，去除原有生產設備引進水冷裝置，調整冷凝溫度壓力，并在技術設計中選擇輕烴收率和經濟效應等內容。結合原有輕烴回收工藝方法與常見外冷分離回收輕烴工藝和優化吸收工藝，將其引入某項目中，通過對其進行分析，從多角度進行全面研究。

1 輕烴回收工藝

1.1 油吸收工藝

油吸收工藝主要是通過烴在油中的分解參數不同，把天然氣內的輕烴部分進行吸附隔離。吸收油通常為煤油、柴油、石腦油，其中突出問題為吸收油分子質量小，蒸發損失隨著輕烴收率的變化而變化。但是隨著科學技術的發展，這種工藝技術已經被取締。

1.2 吸附工藝

該種工藝主要通過吸附劑根據各吸附質的選取不一，緊固在床層中完成隔離。例如：變壓吸附PSA，變溫吸附TSA，其工藝方法也是現階段較為成熟的工藝技術。同時，有著環境保護、技術簡便、吸附時間長等優勢。

1.3 低溫分離工藝

這種工藝技術是天然內的輕烴，在相對較低溫度下液化，將C1、C2、C+3烴類分離形式，主要依據制冷模式。在較早階段，Ortloff公司提出氣體制冷技術，該種工藝主要針對單級膨脹工藝與多級工藝的優化。加拿大某企業提出直接換熱形式，脫乙烷塔回流罐中的液烴進行熱量轉換，隨后流入DHX塔，吸附氣相內容的C3組分提升C3收率。

1.4 超音速渦旋脫離工藝

該項工藝技術主要利用超音速分離設備，該設備由旋流器、擴壓器、拉瓦爾噴管構成。天然氣流入旋流設備中進行加速，通過拉瓦爾噴管進行溫度降低，天然氣內的輕烴生成液滴，沿著裝置脫離。這樣的工藝方法無需復雜的系統設備與損耗，但是輕烴收率較弱，壓力消耗較多。

1.5 膜分離工藝

此種工藝選擇不同氣體分子，利用膜內滲入速度的不一實現氣體脫離效果。膜兩端要有適當的壓差，同時要求原料氣氣質條件嚴格。現階段，輕烴回收包含：剩余氣體分離中的多孔質膜。

2 低壓天然氣輕烴回收工藝方法對比

2.1 技術路線比較

通過Aspen HYSYS V7.3系統狀態方程進行比較。對其原料分別展開常規深冷工藝和改進吸附工藝方式對比。從比較中得出：處理氣量弱，使用DHX技術形式，經濟投入較大，價值較弱。一般選擇相對成熟的外冷分離技術形式。在優化改進后的吸附工藝，其中輕烴濃縮塔中吸附劑為活性炭。

2.2 工藝流程分析

外冷分離回收流程：原料氣利用壓縮機進行加壓，加壓至2.0MPa后分子脫水；在脫水后，干氣冷卻在-30攝氏度后流入低溫分離設備。底端液相混烴因為具有甲烷、乙烷，所以具有一定安全問題。針對這一問題，液相混烴流入脫乙烷塔，分離其中的乙烷，脫乙烷塔上端甲烷、乙烷壓力調整后，回到前置壓縮機內。低溫分離器上端氣相組轉為正常溫度后，流入CNG壓縮機。

優化改進工藝：原料氣開始分子篩脫水，干氣通過變溫吸附取出輕烴，選擇常溫吸附與真空解析方法，隨后產品流入CNG壓縮機。少部分混烴氣在低壓狀態下流入混烴壓縮機，二級氣液脫離設備底端形成液相混烴，在壓力增加后和液相混烴融合流入脫乙烷塔。其上端閃蒸汽和三級氣液脫離設備氣體融合減壓，最后流入脫烴塔循環。

以上兩項工藝方法，原料氣等同，產品CNG與混相混烴產品進行比較。

2.3 經濟投入

兩種方法在經濟投入上，外冷分離技術工藝總參考價格為654元；改進后的參考價為500元。在設備運行經濟投入上，第一種方法依靠電力儀器壓縮機、制冷系統等，利用HYSYS仿真其消耗電量為211.5kW/h。第二中優化改進后的工藝方法，主要依靠分子篩脫水設備、輕烴提縮設備、真空泵等。最后出：共消耗電量為251kW/h。

2.4 整體性比較

第一種外冷分離技術液相混烴產品收率較弱。究其原因：原料氣位于第一、第二級壓縮后，氣液脫離排液分解內含有較多輕烴。在改進后，將第一級、二級液相用泵壓力加大1.7MPa融合后流入三項脫離裝置，氣液液相混烴經過脫乙烷塔處理，原收率在48%上升至85%。改進吸附工藝設備較高主要因為輕烴吸附再生后，選擇真空負壓再生，升壓后提高了壓縮功耗。兩種工藝技術比較，一年提升經濟效益在893萬元左右。

3 結語

綜合分析，筆者分別從：輕烴回收工藝、低壓天然氣輕烴回收工藝方法對比，兩方面進行比較得出：第一，優化改進后的工藝技術主要在于輕烴回收，利用變壓吸附形式進行分裂。使用專業的脫烴吸附劑，結合分析得出輕烴收率在94%。第二，改進后收率所有提升，外冷分離方式比改進后技術仍然少8%。第三，改進后的工藝成本投入明顯，節省了經濟投入，尤其在設備與產品收率中。

[1]王治紅,吳明鷗,李濤,伍申懷.提高天然氣輕烴回收裝置C_3～+收率的方案比選——以中壩氣田為例[J].天然氣工業, 2016（03）..

[2]王治紅,吳明鷗,伍申懷,李濤,林雪松.江油輕烴回收裝置C_3收率的影響因素分析及其改進措施探討[J].石油與天然氣化工,2016（04）.