天然氣輕烴回收C3收率與裝置能耗分析

薛楊凡　高見(jiàn)

摘要：天然氣輕烴回收具有非常高的經(jīng)濟(jì)效益，但是在長(zhǎng)期發(fā)展以來(lái)，由于受到諸多因素的影響，天然氣輕烴回收C3的過(guò)程當(dāng)中整體的回收率相對(duì)較低，并且整個(gè)裝置的能耗相對(duì)較大，這一問(wèn)題也造成了天然氣輕烴回收的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生了不良的影響，因此必須要針對(duì)這一問(wèn)題加以有效的解決。本文重點(diǎn)針對(duì)天然氣輕烴回收C3收率和裝置的能耗展開(kāi)了分析和研究。

關(guān)鍵詞：天然氣輕烴回收;C3 收率;裝置能耗;分析研究

輕烴回收裝置，主要是從天然氣當(dāng)中回收一些價(jià)值較高的液態(tài)烴類(lèi)物質(zhì)，輕烴的回收方式，主要分為油吸法、吸附法以及冷凍分離法等。針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成的輕烴回收裝置設(shè)備來(lái)講，其中大部分都采用的是冷凍分離的方法，通過(guò)冷凍分離的方法在整個(gè)輕輕的回收效率上相對(duì)較高，并且表現(xiàn)出了良好的經(jīng)濟(jì)效益。冷凍法應(yīng)用過(guò)程中，主要包含了冷氣制冷、膨脹制冷以及聯(lián)合采用兩種制冷工藝來(lái)加以開(kāi)展，在實(shí)際的回收過(guò)程當(dāng)中，主要是獲取標(biāo)準(zhǔn)的低溫環(huán)境，在相應(yīng)的壓力條件下，使得原料氣體當(dāng)中的C2和C2以上的組份快速凝結(jié)成液體，然后可以在分餾設(shè)備當(dāng)中來(lái)對(duì)其進(jìn)行物質(zhì)分離。

1.天然氣輕烴回收 C3 的收率較低的原因

通過(guò)上述所分析的天然氣輕烴回收C3的裝置工作流程，同時(shí)有效比較了新舊版本的《液化石油氣》的相關(guān)回收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)輕烴回收C3的收率大小分析展開(kāi)討論，由于在井口的低壓氣體含量上存在著一定的上升的發(fā)展趨勢(shì)，并且在高壓氣體的外部環(huán)境壓力的作用下，內(nèi)部的壓力會(huì)不斷上漲，但是輕烴回收設(shè)備在制作過(guò)程當(dāng)中，只是在系統(tǒng)內(nèi)部配備了相應(yīng)的低壓器增壓機(jī)組，而這種機(jī)組在整體的排氣量上只能達(dá)到16～17×10m/d。由此可以看出在整個(gè)裝置的進(jìn)氣壓力方面相對(duì)較低，并且在后續(xù)的進(jìn)氣處理工作當(dāng)中，會(huì)直接影響到整個(gè)膨脹機(jī)的膨脹比大小，這一問(wèn)題會(huì)造成整個(gè)冷卻設(shè)備的制冷效率降低，同時(shí)在地位制冷系統(tǒng)當(dāng)中的冷卻含量也會(huì)存在明顯的不足，最終直接造成了天然氣輕烴回收C3的速率大幅度下降。

在全新制定的《液化石油氣》的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范當(dāng)中，充分明確了液化氣當(dāng)中C3和C4烴類(lèi)成分的含量不能低于95%，通過(guò)這一參數(shù)的更改之后，使得也有裝置當(dāng)中的主要參數(shù)，液化氣的實(shí)際材料以及烴類(lèi)回收效率都受到了明顯的影響，依照天然氣烴類(lèi)回收設(shè)備的工藝流程分析，可以看出在實(shí)際的回收工作當(dāng)中，乙烷氣體是丙烷壓縮機(jī)和燃料氣體系統(tǒng)內(nèi)部的重要物質(zhì)，也是壓縮工作環(huán)節(jié)是其中主要的能源消耗，依照這一能源消耗過(guò)程，在提高產(chǎn)品的回收率方面需要保證較低的壓力作用，以此來(lái)有效提高整個(gè)膨脹比系數(shù)，相比于原料的溫度來(lái)講整個(gè)溫度數(shù)值相比較低，并且在整個(gè)制冷循環(huán)過(guò)程當(dāng)中存在較大的循環(huán)量。

2.天然氣輕烴回收C3收率與裝置能耗分析

通過(guò)輕烴回收工作，充分符合了我國(guó)所提出的節(jié)能降耗的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在我國(guó)很多的油田地區(qū)當(dāng)中，基本上都已經(jīng)建立起了輕烴回收裝置，但是在實(shí)際的回收率方面卻存在一定的差異性。以下重點(diǎn)結(jié)合了相關(guān)的文獻(xiàn)資料以及相關(guān)的報(bào)道工作，基于天然氣輕烴回收C3的收率進(jìn)行了深度的分析和探索，并且針對(duì)該裝置的能耗大小進(jìn)行了分析，具體如下：

在實(shí)際的輕烴回收工作當(dāng)中，油田的井口高壓天然氣通過(guò)設(shè)備的加壓處理之后，可以在井口底部區(qū)域范圍內(nèi)和天然氣之間進(jìn)行有效的混合，混合完成之后的氣體會(huì)從原材料的進(jìn)氣口區(qū)域當(dāng)中直接被輸送到臥式分離器內(nèi)部，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)混合氣體當(dāng)中雜質(zhì)的初步過(guò)濾以及分離。通過(guò)該立式分離設(shè)備的處理，在離心力的有效作用下完成氣體和液體的二次分離操作，在二次分離操作完成之后，氣體會(huì)直接進(jìn)入到分子干燥器設(shè)備當(dāng)中。在這一工作環(huán)節(jié)內(nèi)部混合氣體當(dāng)中的飽和水體資源會(huì)被充分的干燥以及濾除，干燥完成之后的天然氣會(huì)直接輸送到冷凝箱當(dāng)中，通過(guò)和干氣進(jìn)行換冷處理之后直接輸送到膨脹設(shè)備來(lái)進(jìn)行處理。在分離設(shè)備的處理完成之后，氣體會(huì)和液體在設(shè)備的頂部發(fā)生分離，然后直接通過(guò)膨脹機(jī)對(duì)其進(jìn)行降溫以及加壓冷凝處理。冷凝處理完成之后，氣體和液體的混合物會(huì)被同時(shí)輸送到脫乙烷塔的頂部當(dāng)中，脫乙烷塔的頂部分離空間可以完成對(duì)整個(gè)液體氣體混合物的循環(huán)動(dòng)力控制，當(dāng)從低溫分離器當(dāng)中分離出來(lái)的液相物質(zhì)，在節(jié)流膨脹以及降溫處理之后，通過(guò)進(jìn)一步的冷凝和加熱處理，可以在液體膨脹降溫工作完成之后對(duì)冷箱和原料氣體進(jìn)行二次加熱，此時(shí)的氣體和液體的混合物可以直接作為原料來(lái)進(jìn)行處理，完成該項(xiàng)處理之后可以通過(guò)回收冷凝箱來(lái)進(jìn)行冷凝操作，最后通過(guò)膨脹機(jī)組的同軸增壓處理脫乙烷塔的底部氣體，會(huì)直接輸送到脫丙丁烷塔的中部，以此可以得到相應(yīng)的液化石油氣，并且可以在塔釜位置當(dāng)中獲取比較穩(wěn)定的輕烴物質(zhì)。

這種天然氣輕烴回收設(shè)備，在實(shí)際的建造和設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，針對(duì)系統(tǒng)當(dāng)中的一些主要節(jié)點(diǎn)參數(shù)的設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的輕烴回收設(shè)備參數(shù)之間存在一定差異，比如設(shè)備的膨脹系統(tǒng)進(jìn)氣的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于裝置所設(shè)置出的進(jìn)氣溫度，同時(shí)在天氣進(jìn)入到冷凝箱的壓力大小方面，也沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作要求?！兑夯蜌狻吩?012年的原有基礎(chǔ)之上對(duì)其進(jìn)行了更新并且正式開(kāi)始實(shí)施和應(yīng)用，在液化石油氣的使用規(guī)則當(dāng)中，明確規(guī)定了液化石油氣當(dāng)中的C3和C4烴類(lèi)成分的含量不能小于95%，但是實(shí)際上來(lái)講是由天然氣當(dāng)中的C3和C4烴類(lèi)成分相比于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求來(lái)講，在實(shí)際的數(shù)值上差異相對(duì)較大。將天然氣的處理量確定為40×10m/d，依照分餾系統(tǒng)當(dāng)中的處理工作要求，相比于新舊版本的液化天然氣的使用標(biāo)準(zhǔn)來(lái)講，經(jīng)過(guò)相關(guān)研究人員的分析結(jié)果可以看出在液態(tài)烴類(lèi)產(chǎn)量方面，新的液化石油氣的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)影響到整個(gè)裝置的液體材料以及對(duì)輕烴的回收效率。

3.結(jié)束語(yǔ)：

冷凝分離法、油吸收法、吸附法都是天然氣輕烴回收工作當(dāng)中比較常見(jiàn)的分離方式，通過(guò)這些回收方式的有效應(yīng)用，可以在很大程度上提高天然氣的使用質(zhì)量，同時(shí)從另外一個(gè)方面來(lái)講，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣當(dāng)中經(jīng)濟(jì)效益較高的物質(zhì)來(lái)加以充分的運(yùn)用。

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