基于KBO 法的混合制冷劑級聯式LNG 與NGL 聯產工藝的優化

肖榮鴿，靳帥帥，王娟娟，張宴瑋，王夢霞

（1. 西安石油大學 石油工程學院 陜西省油氣田特種增產技術重點實驗室，陜西 西安 710065；2. 陜西省石油化工學校，陜西 西安 710061；3. 西安西北石油管道有限公司，陜西 西安 710016）

目前，液化天然氣（LNG）的制取和天然氣凝析液（NGL）的回收基本是完全獨立的單元。傳統工藝通常是將天然氣預處理后回收C3，C4，組分，然后進行液化處理。基于以上方法回收NGL時，需使用獨立的制冷系統，不但增加設備的投資，而且回收工藝的運行費用也要單獨計算。并且，隨著天然氣處理量的增加，額外的投入也隨之增加。考慮到LNG 液化流程與NGL 回收流程的共同點，如果將LNG 液化流程和NGL 回收過程集成，共享一套制冷系統，不僅可以極大減少工藝設備的前期投資和運行維護成本，還可以降低能耗，提高經濟效益［1-2］。

本工作設計和分析了LNG 與NGL 聯產工藝流程，基于KBO 法［3］利用Hysys 優化器對聯產工藝制冷劑配比和工藝參數進行了優化，實現了系統單位能耗的降低以及液化效率的提高。

1 聯產工藝的設計

本工作將混合制冷劑級聯式（MFC）液化工藝流程作為LNG 與NGL 聯產工藝的制冷系統，選用氣體過冷工藝［4］回收NGL，具體工藝流程見圖1。

圖1 LNG 與NGL 聯產工藝流程Fig.1 Process flow chart of LNG and NGL cogeneration.

在MFC 液化工藝流程中，原料天然氣經脫酸、脫水等預處理工藝后，先后進入換熱器1 和2 預冷至-35 ℃，再進入換熱器3 進一步冷卻，完成液化過程；經液化冷卻后的天然氣進入換熱器4 進行深冷，冷卻至-161 ℃，再經節流閥節流降壓至101.3 kPa，最后進入氣液分離器，氣相產物可用作LNG液化工廠的燃料氣，液相產物作為成品LNG 進入儲藏設備［5］。……