淺析輕烴回收技術(shù)的研究

盧玲玲 魏振林 葉華英 張建濱

1前言

輕烴可以以液體產(chǎn)品的形式從天然氣中加以回收。所謂輕烴回收，主要是指利用天然氣處理技術(shù)將天然氣中對甲烷或乙烷更重的組分以液態(tài)形式回收下來的過程。輕烴回收工藝過程實質(zhì)上是多組分氣液兩相平衡體系。輕烴回收，不但可回收很有價值的輕烴，同時也可以控制管輸天然氣的烴露點，防止液態(tài)烴在輸氣管線中凝析出來，影響正常輸氣。

2 輕烴回收的方法

2.1油吸收法

油吸收法利用不同烴類在吸收油中溶解度不同，從而將天然氣中各個組分得以分離的方法。油吸收法選用一定相對分子量的烴類來選擇性地吸收天然氣中的乙烷以上的組分。尤其以回收丙烷、丁烷為主。吸收油的相對分子量質(zhì)量約100～200，隨吸收溫度而定。

2.2冷凝分離法

冷凝分離法是利用原料氣中各組分冷凝溫度的不同的特點，在逐步降溫過程中，將沸點較高的烴類冷凝分離出來。這種方法的根本特點是需要提供足夠多的較低溫位的冷量。

2.3固體吸附法

吸附法系列利用固體吸附劑對各種烴類的吸附容量不同，從而使天然氣中一些組分得以分離的方法。

3輕烴回收技術(shù)所存在的問題

盡管我國的輕烴回收技術(shù)水平取得了較大的進步，但是與國外先進技術(shù)還有一定的差距。國內(nèi)設(shè)計的輕烴收率低、能耗高、工藝流程不合理、產(chǎn)品質(zhì)量不符合要求、自控水平不高等問題。具體表現(xiàn)在幾個方面：

（1）回收工藝方法選擇不當，主要工藝參數(shù)設(shè)計不合理，造成裝置液烴回收率較低，工程投資大，生產(chǎn)成本高，整套裝置的經(jīng)濟效益差。

（2）壓縮機、制冷機組運行參數(shù)未能達到設(shè)計要求，造成冷凝壓力偏低、冷量不足，使冷凝分離出來的液化量減少;制冷單元與液烴分餾單元不協(xié)調(diào)，或脫乙烷塔型設(shè)計不合理，提供給脫乙烷塔塔頂冷量不足，造成塔頂溫度偏高，使液烴損失增大，產(chǎn)品收率低。

（3）氣--液分離器設(shè)計計算和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠合理，造成干空氣中攜帶出大量液烴;液烴分餾塔采用填料塔時，填料塔設(shè)計水平不高，填料層高度不足、塔徑過大塔內(nèi)件設(shè)計不合理，從而造成塔設(shè)計結(jié)果達不到工藝要求，分離效果差，使液烴損失量增大或產(chǎn)品質(zhì)量達不到要求。

（4）國內(nèi)開發(fā)應(yīng)用的熱分離機制冷技術(shù)，在年代中期進入油田伴生氣的加工行業(yè)，但由于熱分離機等熵效率低，適應(yīng)性能差，質(zhì)量不過關(guān)等原因，已采用熱分離機制冷的回收裝置，大多數(shù)運行情況不夠理想，有的裝置丙烷收率不足，熱分離機有待進一步完善。國產(chǎn)天然氣壓縮機和制冷機故障率高，維修頻繁，機組設(shè)計偏于保守，能耗普遍較高，整機性能和產(chǎn)品質(zhì)量有待提高。

（5）國內(nèi)輕烴回收裝置是以回收丙烷以上組分的烴類為主，丙烷平均回收率不足60%，深冷工藝制作少，制冷工藝流程單一，采用標準工業(yè)單級膨脹制冷工藝的裝置較多，膨脹比小，在國內(nèi)設(shè)計裝置中尚未應(yīng)用復(fù)疊式制冷和混合冷劑制冷工藝。

4輕烴回收技術(shù)中應(yīng)注意的方面

在眾多的輕烴回收方法中，低溫回收工藝是當前主要采用的方法，深冷分離技術(shù)的發(fā)展，推動和促進了輕烴回收工藝的進步，并得到更為廣泛的應(yīng)用。

4.1注意節(jié)能

現(xiàn)在輕烴回收裝置大多能耗較高，制冷效率較低，因此節(jié)能降耗一直是輕烴回收技術(shù)中的一個重要研究課題。節(jié)能的途徑只有兩種：一種是考慮單設(shè)備如膨脹機或壓縮機的能耗，合理選擇設(shè)備型號;另一種就是從優(yōu)化制冷方案著手，從可以采用的多種方法中篩選出最佳制冷方案，達到最佳的節(jié)能效果和經(jīng)濟效益。

4.2冷卻方法

輕烴回收的原料氣預(yù)處理（脫硫、脫水、脫二氧化硫），采用空冷器冷卻、分子篩干燥工藝，比水冷法大大減少了用水量，能達到良好的節(jié)能效果，適用于大處處理量的輕烴回收裝置。

4.3取消儀表用空氣系統(tǒng)

采用干氣代替儀表用空氣，從而取消儀表用空氣系統(tǒng)，節(jié)約電耗。

4.4適時調(diào)整操作條件

天然氣組成、分離溫度和系統(tǒng)壓力都要影響輕烴收率。在相同溫度、壓力條件下，氣體組分越富，液化率越高;對同一種天然氣，增壓、降溫均有利于液化率的提高。適時調(diào)整、優(yōu)化操作條件，提高輕烴收率。

4.5輕油回流

輕油回流是利用油的吸收作用，增加1臺輕油回流泵將液化氣塔后的部分輕油反注入蒸發(fā)器之前，提高液化率。這一種方法增加了制冷系統(tǒng)的冷負荷，但與提高分離壓力相比所需的能耗較低，對外冷法工藝不失為一種簡單有效的方法。研究表明，輕油回流主要用于外冷淺冷工藝，且在較低壓力下的經(jīng)濟效益比在較高壓力下顯著。因此注意較低壓力下的操作。

5 結(jié)論

現(xiàn)如今隨著能源的緊張，如何更好的提高輕烴回收技術(shù)的水平，是我們不斷探索的課題。本文通過對以上幾個方面進行調(diào)研的結(jié)果來看，輕烴的回收仍做得不夠到位，要進一步加強對技術(shù)的研究與操作，把收率、投資和能耗三大技術(shù)經(jīng)濟指標結(jié)合起來進行綜合研究，以便確定經(jīng)濟可行的方法。