天然气轻烃回收工艺流程

轻烃回收工艺主要有三类：油吸收法;吸附法;冷凝分离法。当前主要采用冷凝分离法实现轻烃回收。

1、吸附法

利用固体吸附剂(如活性氧化铝和活性炭）对各种烃类吸附

容量不同，而,将吸附床上的烃类脱附,经冷凝分离出所需的

产品。吸使天然气各组分得以分离的方法。该法一般用于

重烃含量不高的天然气和伴生气的加工办法，然后停止吸

附,而通过少量的热气流附法具有工艺流程简单、投资少的

优点,但它不能连续操作，而运行成本高,产品范围局限性大,

因此应用不广泛。

2、油吸收法

油吸收法是基于天然气中各组分在吸收油中的溶解度差异，而使不同的烃类得以分离。根据操作温度的不同，

油吸收法可分为常温吸收和低温吸收。常温吸收多用于中

小型装置,而低温吸收是在较高压力下，用通过外部冷冻装

置冷却的吸收油与原料气直接接触,将天然气中的轻烃洗

涤下来,然后在较低压力下将轻烃解吸出来，解吸后的贫油

可循环使用,该法常用于大型天然气加工厂。采用低温油吸

收法C3收率可达到(8５～9０％),C２收率可达到（20~６

０%)。

油吸收法广泛应用于上世纪６0年代中期，但由于其工

艺流程复杂，投资和操作成本都较高，上世纪70年代后，

己逐步被更合理的冷凝分离法所取代。上世纪80年代以后,

我国新建的轻烃回收装置己较少采用油吸收法。

3、冷凝分离法

（1）外加冷源法

天然气冷凝分离所需要的冷量由独立设置的冷冻系统提供。

系统所提供冷量的大小与被分离的原料气无直接关系,故

又可称为直接冷凝法。根据被分离气体的压力、组分及分

离的要求，选择不同的冷冻介质。制冷循环可以是单级也

可以是多级串联。常用的制冷介质有氨、氟里昂、丙烷或

乙烷等。在我国，丙烷制冷工艺应用于轻烃回收装置还不

到10年时间,但山于其制冷系数较大,制冷温度为

（-35~-30℃)，丙烷制冷剂可由轻烃回收装置自行生产,无

刺激性气味，因此近儿年来,该项技术迅速推广,我国新建的

外冷工艺天然气轻烃回收装置基本都采用丙烷制冷工艺,

一些原设计为氨制冷工艺的老装置也在改造成丙烷制冷工

艺。

（2）自制冷法

①节流制冷法

节流制冷法主要是根据焦耳-汤姆逊效应，较高压力的原料

气通过节流阀降压膨胀，使原料气冷却并部分液化,以达到

分离原料气的目的。该方法具有流程简单、设备少、投资

少的特点，但此过程效率低，只能使少量的重烃液化,故只

有在气体有压力能可利用，处理量小，气体重烃含量少和收率要求不高时才选用此方法。

②透平膨胀机制冷法

采用透平膨胀机制冷法的前提条件是有自由压力能供利用的场合。当具有一定压力的天然气通过透平膨胀机时，其膨胀过程近似于等嫡膨胀过程,获得膨胀功的同时，气流的温度将急剧下降。因此,气流中的烃组分将被冷凝下来。膨胀机制冷法的特点是流程简单，设备数量少，维护费用低，公用工程消耗低,占地面积小,因此近年来采用的较多。但是当处理量过小时不宜采用,因为此时膨胀机效率较低，可考虑采用热分离机。

③热分离机制冷法

热分离机装置的流程与透平膨胀机装置类似,主要差别是主冷设备不同,它是利用高能动力气体由转动(或静止）的喷嘴分配进入末端封闭的容器,形成压缩、膨胀，由动能转变为热能的多变过程。压缩时放出的热量由周围环境吸收掉,而膨胀时则相似于等嫡过程使气体降温而达到制冷的目的。

热分离机具有结构简单,维修方便，省人省电,允许带液工作的特点,适用于小气量、带液量大和气源压力较高的场所。但是国内开发应用的热分离机制冷技术，由于热分离效率低、适应性差、技术性能差、质量不过关等原因,在我国仍

处于工业试验阶段。

（3）混合制冷法

为了最大限度地从天然气中回收轻烃,要求的温度更低，单一的制冷法一般难以达到,即便有时膨胀机制冷能达

到温度,但由于出口带液问题,对富气仍是不适用的，这时往

往采用混合制冷法,即冷冻循环的多级化和混合冷剂制冷

以及膨胀机加外冷的方式来实现。目前，轻烃回收工艺上

应用最多的是外加冷剂循环制冷作为辅助冷源,膨胀制冷

作为主冷源,并采取逐级冷冻和逐级分离出凝液的工艺措

施来降低冷量消耗和提高冷冻深度，以达到较高的冷凝率，回收原料气中绝大部分丙烷组份,达到回收目的。

这种方法具有许多优点：１)有两个冷源,因此运转适应性较

大，即使外加制冷系统发生故障,装置也能在保持较低收率

情况下继续运行。2)混合制冷法中的外加制冷系统比外加

冷源法要简单、容量小;外加冷源解决高沸点较重烃类冷凝

问题,膨胀制取的冷量用在较低温度位。3)此种流程组合即

可提高乙烷、丙烷收率,又可大大减少装置的能耗。

轻烃回收新工艺

１.3.２.1气体过冷工艺(ＧSＰ)和液体过冷工艺(LSP)

此工艺是对工业标准单级膨胀制冷工艺(ISS)和多级膨胀制冷工艺(MTP）的改进。采用GSP工艺可在保持较高

C２烃类收率的情况下，使原料气中C2的容许含量高于膨

胀制冷工艺的容许含量,而且功耗较低。

1.３．

2.2直接换热工艺(DHX）

DHX工艺是埃索资源公司首先提出并在Jｕｄy Creｅk工厂

实践,叮收率由原来的72%增加到95%。实践证明，在不回

收乙烷的情况下，利用DHX工艺可很容易地对现有的膨胀

制冷流程加以改造,多数情况下所用投资较少。

1.3.

2.3混合冷剂制冷工艺

与传统的单组分冷剂或阶式制冷法相比，混合冷剂制冷

(MRC)法采用的冷剂可根据冷冻温度的高低配制冷剂的组

分与组成一般是以乙烷、丙烷为主。当压力一定时，混合

冷剂在一个温度范围内随着温度逐渐升高而逐步汽化,因

而在换热器中与待冷冻的天然气的传热温差很小,故其用

效率很高。当原料气与外输干气压差甚小，或在原料气较

富的情况下，采用混合冷剂制冷法的工艺更为有利。

1.3.3国内外轻烃回收技术的发展趋势

国内外轻烃回收技术将以低温分离法为主，向投资少、

深分离、高效率、低能耗、橇装化、自动化的方向发展。