轻烃回收(寇杰)课件.ppt

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1、轻烃回收轻烃回收是指将天然气中相对甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收下来的过程。其中丙烷丁烷混合物成为液化石油气(LPG)，戊烷及戊烷以上的组分成为轻油。轻烃回收工艺过程实质上是多组分气液两相平衡体系。轻烃回收目的是为了控制天然气的烃露点以满足天然气输送要求。回收下来的液态烃产品可以作为优质燃料或化工原料，具有可观的经济效益。国内外轻烃回收的工艺方法有吸附法、油吸收法及冷凝分离法。目前，普遍采用冷凝分离法，或以冷凝法为主的多种辅冷方法，天然气经过冷凝回收液烃，工艺过程主要由原料气预处理、压缩、脱水、制冷和凝液回收等部分组成。脱水制冷、凝液回收是轻烃回收工艺的关键过程，这些

2、过程的效果对提高轻烃收率，有效利用能量，降低能耗起着关键的作用。轻烃回收常温油吸收法油吸收法中温油吸收法低温油吸收法直接膨胀制冷法轻烃回收的主要方法低温分离法冷剂制冷法（冷凝分离法）混合制冷法（透平膨胀机制冷与冷剂混合法）固体吸附法轻烃回收的主要方法轻烃回收1.固体吸附法利用固体吸附剂（主要为活性炭）对各种烃类的吸附量不同，从而使天然气中各组分得到分离。这种方法用于湿气中回收较重烃类，且处理气量较小（<60×104m3/d）及较贫的天然气[液烃含量为13～40mL/m3（气）]，以达到吸附原料气中的水及液烃，使原料气露点满足管输要求。这类装置流程简单，不需要特殊的材料和设

3、备，但再生能耗大，生产成本高，轻烃收率低，很少使用。轻烃回收2.油吸收法油吸收法是利用天然气中各种组分在吸收油（如石脑油、煤油或柴油）中的溶解度不同，而使不同烃类得以分离的方法。该法在20世纪50～60年代得到了广泛的应用，至今仍有装置在运行，特别是对于石油炼制工业中的石油裂解气的分离具有优势。吸收油一般采用石脑油、煤油或柴油。吸收油相对分子质量越小，轻烃收率越高，但吸收油蒸发损耗越大。因此，当要求已烷收率较高时，一般应采用相对分子质量较小的吸收油。根据吸收温度不同，油吸收法分为常温吸收、中温吸收和低温吸收法。常温吸收的温度一般在30℃左右，以回收C3+轻烃为主；中温吸收

4、的温度为-20℃以上，C3收率为40%左右；低温吸收的温度在-40℃左右，C3收率一般为80%～90%，同时可回收35%～50%的C2。轻烃回收油吸收法的主要设备有吸收塔、富油稳定塔和富油蒸馏塔。若为低温油吸收法，还需增加制冷系统。在吸收塔内，吸收油与天然气逆流接触，将气体中大部分丙烷、丁烷及戊烷以上烃类吸收下来。从吸收塔底部流出的富吸收油(简称富油)进入富油稳定塔中脱出不需要回收的轻组分如甲烷等，然后在富油蒸馏塔中将富油中所吸收的乙烷、丙烷、丁烷以及戊烷以上烃类从塔顶蒸出。从富油蒸馏塔底流出的贫吸收油(简称贫油)经冷却后去吸收塔循环使用如为低温油吸收法，则还需要将原料气

5、与贫油分别冷冻后再进入吸收塔中。此法的优点是系统压降小允许采用碳钢，对原料气预处理没有严格的要求，整套装置处理量较大。由于工艺系统复杂，生产成本高，同时，随着科学技术及装备的进步以及人们对轻烃回收率的高期望值，油吸收法已被更为合理的低温分离法所取代。轻烃回收3.低温分离法也称为低温冷凝法，利用天然气（伴生气）中各组分冷凝温度不同的特点，在逐步降温过程中，将沸点较高的烃类冷凝分离出来。按照提供冷量方式的不同，分为冷剂制冷法、自制冷法（直接膨胀制冷法）和混合制冷法等。按冷冻深度的不同，冷凝分离法可分为浅冷（-20℃左右）和深冷（-100℃）两种。该法的特点是需要提供较低温位的

6、冷量使原料气降低温度，该方法具有工艺流程简单、运行成本低、轻烃回收率高等优点，目前在轻烃回收技术中处于主流地位。轻烃回收1)冷剂制冷法冷剂制冷法分为吸收式制冷和压缩式制冷两种。吸收式制冷的特点是直接利用热能制冷，目前在轻烃回收中应用很少；压缩式制冷是一种相变制冷，即利用液体冷剂气化成气体时的吸热效应制冷。通常根据被分离气体的压力、组分及分离要求，所选择的制冷介质有氨、氟里昂、丙烷或乙烷，也可以采用多种制冷介质配合使用。由于环保因素，氟里昂已经被逐渐淘汰，氨也只在一批老轻烃装置中使用。由于制冷剂丙烷可以有轻烃装置自行生产，且其制冷系数大，制冷温度一般可以达到-35℃～-30

7、℃，在新建设的装置中基本都采用丙烷制冷法。轻烃回收冷剂制冷法的优点是天然气冷凝分离所需要的冷量由独立的外部制冷系统提供，制冷系统所产生冷量的多少与被分离天然气本身无直接的关系。该法制冷量不受原料气贫富程度的限制，对原料气的压力无严格要求，装置运行中可改变制冷量的大小以适应原料气量、原料组成的变化以及季节性气候温度的变化。在我国，大多数浅冷装置都采用丙烷制冷法。轻烃回收2)膨胀制冷法膨胀制冷法应用的前提条件是原料气与外输干气是否有一个较高的压力差可以利用，其核心是通过膨胀机将气体的压力能转化为机械能并产生冷量。膨胀机的膨胀过程热