低压天然气轻烃回收工艺

天然气轻烃回收工艺改进时, 去除原有生产设备引进水冷装置, 调整冷凝温度压力, 并在技术设计中选择轻烃收率和经济效应等内容。结合原有轻烃回收工艺方法与常见外冷分离回收轻烃工艺和优化吸收工艺, 将其引入某项目中, 通过对其进行分析, 从多角度进行全面研究。

1 轻烃回收工艺

1.1 油吸收工艺

油吸收工艺主要是通过烃在油中的分解参数不同, 把天然气内的轻烃部分进行吸附隔离。吸收油通常为煤油、柴油、石脑油, 其中突出问题为吸收油分子质量小, 蒸发损失随着轻烃收率的变化而变化。但是随着科学技术的发展, 这种工艺技术已经被取缔。

1.2 吸附工艺

该种工艺主要通过吸附剂根据各吸附质的选取不一, 紧固在床层中完成隔离。例如:变压吸附PSA, 变温吸附TSA, 其工艺方法也是现阶段较为成熟的工艺技术。同时, 有着环境保护、技术简便、吸附时间长等优势。

1.3 低温分离工艺

这种工艺技术是天然内的轻烃, 在相对较低温度下液化, 将C1、C2、C3+烃类分离形式, 主要依据制冷模式。在较早阶段, Ortloff公司提出气体制冷技术, 该种工艺主要针对单级膨胀工艺与多级工艺的优化。加拿大某企业提出直接换热形式, 脱乙烷塔回流罐中的液烃进行热量转换, 随后流入DHX塔, 吸附气相内容的C3组分提升C3收率。

1.4 超音速涡旋脱离工艺

该项工艺技术主要利用超音速分离设备, 该设备由旋流器、扩压器、拉瓦尔喷管构成。天然气流入旋流设备中进行加速, 通过拉瓦尔喷管进行温度降低, 天然气内的轻烃生成液滴, 沿着装置脱离。这样的工艺方法无需复杂的系统设备与损耗, 但是轻烃收率较弱, 压力消耗较多。

1.5 膜分离工艺

此种工艺选择不同气体分子, 利用膜内渗入速度的不一实现气体脱离效果。膜两端要有适当的压差, 同时要求原料气气质条件严格。现阶段, 轻烃回收包含:剩余气体分离中的多孔质膜。

2 低压天然气轻烃回收工艺方法对比

2.1 技术路线比较

通过Aspen HYSYS V7.3系统状态方程进行比较。对其原料分别展开常规深冷工艺和改进吸附工艺方式对比。从比较中得出:处理气量弱, 使用DHX技术形式, 经济投入较大, 价值较弱。一般选择相对成熟的外冷分离技术形式。在优化改进后的吸附工艺, 其中轻烃浓缩塔中吸附剂为活性炭。

2.2 工艺流程分析

外冷分离回收流程:原料气利用压缩机进行加压, 加压至2.0MPa后分子脱水;在脱水后, 干气冷却在-30摄氏度后流入低温分离设备。底端液相混烃因为具有甲烷、乙烷, 所以具有一定安全问题。针对这一问题, 液相混烃流入脱乙烷塔, 分离其中的乙烷, 脱乙烷塔上端甲烷、乙烷压力调整后, 回到前置压缩机内。低温分离器上端气相组转为正常温度后, 流入CNG压缩机。

优化改进工艺:原料气开始分子筛脱水, 干气通过变温吸附取出轻烃, 选择常温吸附与真空解析方法, 随后产品流入CNG压缩机。少部分混烃气在低压状态下流入混烃压缩机, 二级气液脱离设备底端形成液相混烃, 在压力增加后和液相混烃融合流入脱乙烷塔。其上端闪蒸汽和三级气液脱离设备气体融合减压, 最后流入脱烃塔循环。

以上两项工艺方法, 原料气等同, 产品CNG与混相混烃产品进行比较。

2.3 经济投入

两种方法在经济投入上, 外冷分离技术工艺总参考价格为654元;改进后的参考价为500元。在设备运行经济投入上, 第一种方法依靠电力仪器压缩机、制冷系统等, 利用HYSYS仿真其消耗电量为211.5k W/h。第二中优化改进后的工艺方法, 主要依靠分子筛脱水设备、轻烃提缩设备、真空泵等。最后出:共消耗电量为251k W/h。

2.4 整体性比较

第一种外冷分离技术液相混烃产品收率较弱。究其原因:原料气位于第一、第二级压缩后, 气液脱离排液分解内含有较多轻烃。在改进后, 将第一级、二级液相用泵压力加大1.7MPa融合后流入三项脱离装置, 气液液相混烃经过脱乙烷塔处理, 原收率在48%上升至85%。改进吸附工艺设备较高主要因为轻烃吸附再生后, 选择真空负压再生, 升压后提高了压缩功耗。两种工艺技术比较, 一年提升经济效益在893万元左右。

3 结语

综合分析, 笔者分别从:轻烃回收工艺、低压天然气轻烃回收工艺方法对比, 两方面进行比较得出:第一, 优化改进后的工艺技术主要在于轻烃回收, 利用变压吸附形式进行分裂。使用专业的脱烃吸附剂, 结合分析得出轻烃收率在94%。第二, 改进后收率所有提升, 外冷分离方式比改进后技术仍然少8%。第三, 改进后的工艺成本投入明显, 节省了经济投入, 尤其在设备与产品收率中。

摘要：本文通过对两种变温变压吸收方法融合, 第一种T-PSA去除原料气内的水含量;第二种T-PSA吸收原料气内的轻烃, 将高于1.6MPa压力液相混烃为产品, 确保烃露点需求, 达到储存要求。对此, 笔者就低压天然气轻烃回收工艺, 进行简要分析并提出优化吸收工艺, 具有较高研究价值与推广价值。

关键词：低压天然气,轻烃,回收工艺

参考文献

[1] 王治红, 吴明鸥, 李涛, 伍申怀.提高天然气轻烃回收装置C_3~+收率的方案比选——以中坝气田为例[J].天然气工业, 2016 (03) ..

[2] 王治红, 吴明鸥, 伍申怀, 李涛, 林雪松.江油轻烃回收装置C_3收率的影响因素分析及其改进措施探讨[J].石油与天然气化工, 2016 (04) .