轻烃回收工艺技术发展概况

轻烃回收工艺技术开展概况
自20世纪80年代以来，国内外以节能落耗、提高液烃收率及减少投资为目的，对NGL回收装置的工艺方法进行了一系歹¨的革新，出现了许多新的工艺技术。

大致讲来，有以下几个方面。

(一)膨胀机制冷法工艺技术的开展
1.气体过冷工艺(GSP)及液体过冷工艺(LSP)
1987年Ovaoff工程公司等提出的GSP及LSP是对单级膨胀机制冷工艺(ISS)和多级膨胀机制冷工艺(MTP)的革新。

典型的GSP及LSP流程分不见图5-16和图5-17。

GSP是针对较贫气体(c；烃类含量按液态计小于400mL/m3)、LSP是针对较富+烃类含量按液态计大于400mL/m3)而革新的NGL回收方法。

表5-10列出气体(C
2
了处理量为283×104m3/d的NGL回收装置采纳ISS、MTP及GSP等工艺方法时的要紧指标比照。

表5-10ISS、MTP及GSP要紧指标比照
美国GPM气体公司Goldsmith天然气处理厂NGL回收装置即在改造后采纳了GSP法。

该装置在1976年建成，处理量为220×104m3/d，原采纳单级膨胀机制冷法，1982年改建为两级膨胀机制冷法，处理量为242×104m3/d，最高可达
310×104m3/d，但其乙烷收率仅为70%。

之后改用单级膨胀机制冷的GSP法，乙
烷收率有了明显提高，在1995年又进一步改为两级膨胀机制冷的GSP法，设计处理量为380×104m3/d，乙烷收率(设计值)高达95%。

2.直截了当换热(DHX)法
DHX法是由加拿大埃索资源公司于1984年首先提出，并在JudyCreek厂的NGL 回收装置实践后效果非常好，其工艺流程见图5-18。

图中的DHX塔(重接触塔)相当于一个汲取塔。

该法的实质是将脱乙烷塔回流罐的凝液通过增压、换冷、节流落温后进进DHX塔顶部，用以汲取低温不离器进
该塔气体中的C
3+烃类，从而提高C
3
+收率。

将常规膨胀机制冷法(ISS)装置改造成
DHX法后，在不回收乙烷的情况下，实践证实在相同条件下C
3
+收率可由72%提高到95%，而改造的投资却较少。

我国吐哈油田有一套由Linde公司设计并全套引进的NGL回收装置，采纳丙烷制冷与膨胀机联合制冷法，并引进了DHX工艺。

该装置以丘陵油田伴生气为原料气，处理量为120×104m3/d，由原料气预不离、压缩、脱水、冷冻、凝液不离及分馏等系统组成。

工艺流程见图5-19。

该装置由于采纳DHX工艺，将脱乙烷塔塔顶回流罐的凝液落温至-51℃后进进
DHX塔顶部，用以汲取低温不离器来的气体中C
3+烃类，使C
3
+收率到达85%以上。

石油大学(华东)通过工艺模拟软件计算讲明，与单级膨胀机制冷法相比，DHX
工艺C
3收率的提高幅度要紧取决于气体中C
1
/C
2
体积分数之比，而气体中C
3
烃类
含量对其妨碍甚小。

气体中C
1/C
2
之比越大，DHX工艺C
3
收率提高越小，当C
1
/C
2
之比大于12.8时，C
3收率增加非常小。

吐哈油田丘陵伴生气中C
1
含量为
67.61%(体积分数)，C
2含量为13.51%(体积分数)，C
1
/C
2
之比为5，故适宜采纳
DHX工艺。

我国在引进该工艺的根底上对其进行了简化和革新，普遍采纳膨胀机制冷+DHX塔+脱乙烷塔的工艺流程。

DHX塔的进料那么有单进料(仅低温不离器分出的气体经膨胀机制冷后进进塔底)和双进料(低温不离器分出的气体和液体最终均进进DHX塔)之分。

目前国内已有数套如此的装置在运行，其中以采纳DHX塔单进料的工艺居多。

福山油田第二套NGL回收装置采纳了与图5-19类似的工艺流程，原料气为高
压凝析气，C
1/C
2
之比约为3.5，处理量为50×104m3/d，C
3
收率设计值在90%以上。

该装置在2005年建成投产，C
3
收率实际最高值可达92%。

(二)冷剂制冷法工艺技术的开展
混合冷剂制冷(MRC)法采纳的冷剂可依据冷冻温度的上下配制冷剂的组分与组成，一般以乙烷、丙烷为主。

当压力一定时，混合冷剂在一个温度范围内随温度逐渐升高而逐步气化，因而在换热器中与待冷冻的天然气温差非常小，故其
效率非常高。

当原料气与外输干气压差甚小，或在原料气较富的情况下，采纳混合冷剂制冷法工艺更为有利。

图5-20为英国CostainPetrocarbon公司采纳的PetroFlux法工艺流程。

与常规透平膨胀机制冷法(见图5-21)相比，该法具有以下特点：
①在膨胀机制冷法中，高压天然气经膨胀机制冷后压力落低。

假如商品气要求较高压力，那么需将膨胀后的低压干气再压缩，故其能耗是相当可看的。

PetroFlux法压落较小，原料气经处理后可获得较高压力的商品气，并可利用中、低压天然气为原料气，获得较高的凝液收率。

②回流换热器的运行压力高于透平膨胀机制冷法中稳定塔的压力，因而提高了制冷温度，落低了能耗。

③PetroFlUX法中换热器的传热温差普遍比透平膨胀机制冷法中换热器温差小许多，因而明显提高了换热系统的炯效率。

(三)油汲取法的开展
马拉(Mehra)法是近年来开展的一种油汲取法的革新工艺，事实上质是用其他
物理溶剂(例如N-甲基毗咯烷酮)代替汲取油，汲取原料气中的C
2+或C
3
+烃类后采
纳闪蒸或汽提的方法获得所需的乙烷、丙烷等。

马拉法借助于所采纳的特定溶剂
及不同操作参数，可回收C
2+、C
3
+、C
4
+或C
5
+等。

例如，乙烷及丙烷的收率可依市
场需要，分不为2%～90%和2%～100%。

这种灵活性是只能获得宽馏分凝液的透平膨胀机所不能对照的。

马拉法又可分为抽提-闪蒸法和抽提-汽提法两种流程。

此法的特点是选择性能良好的物理溶剂，同时靠调节抽提-汽提塔塔底富溶剂泡点来灵活地选择NGL 产品中较轻组分的含量。

马拉法还可与冷剂(丙烷)制冷法结合，采纳本法生产的
C 5+(相对分子质量操纵在70～90)为溶剂，当分不用于回收C
2
+或C
3
+时，C
2
或C
3
的
收率均可达90%。