华南理工大学课件-天然气开采与综合利用技术6-2(第六章化工利用-制乙烯)
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C2、C3、C4的液化率是随着压力的增高，温度的降低 而提高，但各组分的液化速率是不相同的。
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（3）、冷凝分离法
A、冷剂制冷法：外加冷源法，是由独立设置的冷剂制冷系 统向原料气提供冷量。
制冷原理：在制冷循环中利用冷剂的相变传递热量，即在 冷剂蒸发时吸热，冷凝时放热。
冷剂制冷工艺：压缩式制冷、吸收式制冷
乙烷
丙烷 LPG
丁烷
天然气油
凝析油
用户
5.1、天然气凝液回收和化工利用
5.1.1、天然气凝液回收工艺
NGL回收可在油气田矿场中进行，也可在天然气加工厂中进 行。回收工艺主要有吸附法、油吸收法及冷凝分离法三种。
回收NGL目的不同，NGL的含量和收率要求也有不同。习惯 上又根据是否回收乙烷而将 NGL回收装置分为两类：一类以回收 C2＋烃类为目的，一类以回收C3＋烃类为目的。
世界上美国和加拿大是两个最大的NGL生产国家，其产量占世 界总量的52.4%，世界上87.8%NGL产自10个国家。（沙特、墨西哥 、俄罗斯、委内瑞拉、阿尔及利亚、印尼、澳大利亚、卡塔尔）
5.1、天然气凝液回收和化工利用
天然气田气
油田伴生气 凝析气
NGL
天然 气处 理厂
轻烃 分离 回收
LNG
干气
管网
5.1.2、天然气轻烃分离技术
辽宁省盘锦轻烃回收厂：
该厂为目前国内处理能力最大的天然气轻烃回收利用厂； 全套生产装置由美国FLUOR 公司设计，总投资1.3 亿元人民 币，1988 年建成投产。该厂设计能力为每天处理天然气200 万标准立方，装置正常工况操作时，乙烷收率为85%以上。 装置的原料为油田的伴生气，主要产品为乙烷、丙烷、丁烷 及轻质油。
世界上第一座利用涡轮冷气发动机制冷，低温冷凝法来提取天然 气中轻烃的工厂是1963 年在美国圣安东尼奥附近建成的，其乙烷提 取率达87％，丙烷达99％，C4+达100％。
5.1.2、天然气轻烃分离技术
5.1.2.1、轻烃回收现状
经过十几年的努力，我国轻烃的回收装置约120套。“ 八五”期间共回收轻烃640万吨，其中轻油509 万吨，液化 气130 万吨，创造价值76.2 亿元。我国5套引进的大型NGL 回收装置基本达到目前世界先进水平，属深冷装置，以回 收C2＋为目的，供大庆、盘锦、中原几家乙烯厂做为原料 。
（3）、冷凝分离法
C、联合制冷法：将冷剂和直接膨胀制冷法二者联合，冷量 来自两部分：一部分由冷剂制冷法提供，另一部分由直接 膨胀制冷法提供。当原料气中烃类组成较富，采用直接膨 胀制冷法产生的冷量尚不足，不能满足获得较高的NGL收 率，采用此法。
5.1.2、天然气轻烃分离技术
5.1.2.1、 轻烃回收现状
轻烃是生产乙烯和其他化工产品的原料，因而必须加以回收利 用。世界各国对此都极为重视，开发较早。
以1978 年的美国为例，美国天然气加工厂的总处理能力为7110 亿m3／年，其处理量占了全国总采气量的81.3％。乙烷提取能力达90 ％，丙烷达95%，丁烷达97.5％，戊烷达99.5％，己烷＋己烷以上达 99.9％。
冷凝分离法又称低温分离法。分为浅冷、中冷和深冷。浅冷以回 收C3＋为主要目的，冷凝温度-15℃～-25 ℃，中冷温度在-30℃～-80 ℃，以提高C3收率为目的，深冷以回收C2＋为主要目的，制冷温度90℃～-100 ℃。
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（3）、冷凝分离法
冷凝分离法特点是在一定压力下需要向天然气提供足 够的冷量，使其降温。按照提供冷量的制冷系统可分为： 冷剂制冷法、直接膨胀制冷法和联合制冷法三种。根据回 收目的，确定合理的冷凝压力和温度。
5.1.2、天然气轻烃分离技术
第六章、天然气的化工利用
第五节、天然气的化工利用－ 富乙烷、丙烷做裂解制乙烯原料
5.1、天然气凝液回收和化工利用
5.1.1、天然气凝液回收
从天然气中回收乙烷、丙烷、丁烷等烃类混合物的过程，称为 天然气凝液（NGL）回收，也称为轻烃回收。回收后的NGL，可将 其分离为3种产品：乙烷、丙烷和丁烷（LPG）及C5+(天然汽油)。
5.1.2、天然气轻烃分离技术
辽宁省盘锦轻烃回收厂：
装置特点：天然气处理能力为目前国内最大；制冷采用膨胀 机深度制冷；能量利用充分合理，在燃气轮机后部设有余热 锅炉，每小时产8 吨0.6MPa 蒸汽和300 吨热水。同时可分别 加热分子筛再生气，氨塔塔底的贫氨液，也为精馏塔塔底再 沸器提供热源，冬季还可用于住宅取暖。
天然气凝液回收和化工利用
（1）、吸附法
吸附法是利用具有多孔结构的固体吸附剂如活性炭、 硅胶、硅藻土等，对各种烃类吸附容量不同，从而使天然 气中一些组分得以分离的方法。用这种方法从湿气中回收 较重的烃类，且多用于处理量较少及C3＋含量较少的天然 气，也可用作从天然气中脱水及回收烃类，使天然气的水 露点及烃露点都符合管输的要求。
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、油吸收法
油吸附法是选用一定相对分子质量烃类（即吸收油） 选择性地吸收天然气中乙烷以上的组分，使这些组分与甲 烷分离。吸收油一般采用石脑油、煤油或柴油，其相对分 子质量为100～200。
常分为常温、中温及低温油吸收法。低温油吸收法一直 占主导地位。温度在－40℃左右。
压缩式制冷
吸收式制冷
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（3）、冷凝分离法
B、直接膨胀制冷法：自冷法，此法不另外设置独立的制冷系 统，原料天然气降温所需冷量由气体直接经过串接在系统中 的各种膨胀制冷设备来提供。
分为：焦耳—汤姆逊节流制冷、热分离机制冷、涡轮膨胀机 制冷
5.1、天然气凝液回收和化工利用
5.1、天然气凝液回收和化工利用
原料气
冷冻
吸
收
塔
干气外输
燃料
NGL
C3、C4
富 油 稳 定 塔
富 油 蒸 馏 塔
贫油 冷冻
N GL 蒸 馏 塔
C5
低温油吸收法原理流程图
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（3）、冷凝分离法
冷凝分离法是利用在一定压力下天然气中各组分的挥发度不同， 将天然气冷却至露点温度以下，得到一部分C3＋的NGL，使其与甲烷 （或甲烷、乙烷）分离的过程，分离出来的NGL用精馏方法进一步 分离成所需要的产品。
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（3）、冷凝分离法
A、冷剂制冷法：外加冷源法，是由独立设置的冷剂制冷系 统向原料气提供冷量。
制冷原理：在制冷循环中利用冷剂的相变传递热量，即在 冷剂蒸发时吸热，冷凝时放热。
冷剂制冷工艺：压缩式制冷、吸收式制冷
乙烷
丙烷 LPG
丁烷
天然气油
凝析油
用户
5.1、天然气凝液回收和化工利用
5.1.1、天然气凝液回收工艺
NGL回收可在油气田矿场中进行，也可在天然气加工厂中进 行。回收工艺主要有吸附法、油吸收法及冷凝分离法三种。
回收NGL目的不同，NGL的含量和收率要求也有不同。习惯 上又根据是否回收乙烷而将 NGL回收装置分为两类：一类以回收 C2＋烃类为目的，一类以回收C3＋烃类为目的。
世界上美国和加拿大是两个最大的NGL生产国家，其产量占世 界总量的52.4%，世界上87.8%NGL产自10个国家。（沙特、墨西哥 、俄罗斯、委内瑞拉、阿尔及利亚、印尼、澳大利亚、卡塔尔）
5.1、天然气凝液回收和化工利用
天然气田气
油田伴生气 凝析气
NGL
天然 气处 理厂
轻烃 分离 回收
LNG
干气
管网
5.1.2、天然气轻烃分离技术
辽宁省盘锦轻烃回收厂：
该厂为目前国内处理能力最大的天然气轻烃回收利用厂； 全套生产装置由美国FLUOR 公司设计，总投资1.3 亿元人民 币，1988 年建成投产。该厂设计能力为每天处理天然气200 万标准立方，装置正常工况操作时，乙烷收率为85%以上。 装置的原料为油田的伴生气，主要产品为乙烷、丙烷、丁烷 及轻质油。
世界上第一座利用涡轮冷气发动机制冷，低温冷凝法来提取天然 气中轻烃的工厂是1963 年在美国圣安东尼奥附近建成的，其乙烷提 取率达87％，丙烷达99％，C4+达100％。
5.1.2、天然气轻烃分离技术
5.1.2.1、轻烃回收现状
经过十几年的努力，我国轻烃的回收装置约120套。“ 八五”期间共回收轻烃640万吨，其中轻油509 万吨，液化 气130 万吨，创造价值76.2 亿元。我国5套引进的大型NGL 回收装置基本达到目前世界先进水平，属深冷装置，以回 收C2＋为目的，供大庆、盘锦、中原几家乙烯厂做为原料 。
（3）、冷凝分离法
C、联合制冷法：将冷剂和直接膨胀制冷法二者联合，冷量 来自两部分：一部分由冷剂制冷法提供，另一部分由直接 膨胀制冷法提供。当原料气中烃类组成较富，采用直接膨 胀制冷法产生的冷量尚不足，不能满足获得较高的NGL收 率，采用此法。
5.1.2、天然气轻烃分离技术
5.1.2.1、 轻烃回收现状
轻烃是生产乙烯和其他化工产品的原料，因而必须加以回收利 用。世界各国对此都极为重视，开发较早。
以1978 年的美国为例，美国天然气加工厂的总处理能力为7110 亿m3／年，其处理量占了全国总采气量的81.3％。乙烷提取能力达90 ％，丙烷达95%，丁烷达97.5％，戊烷达99.5％，己烷＋己烷以上达 99.9％。
冷凝分离法又称低温分离法。分为浅冷、中冷和深冷。浅冷以回 收C3＋为主要目的，冷凝温度-15℃～-25 ℃，中冷温度在-30℃～-80 ℃，以提高C3收率为目的，深冷以回收C2＋为主要目的，制冷温度90℃～-100 ℃。
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（3）、冷凝分离法
冷凝分离法特点是在一定压力下需要向天然气提供足 够的冷量，使其降温。按照提供冷量的制冷系统可分为： 冷剂制冷法、直接膨胀制冷法和联合制冷法三种。根据回 收目的，确定合理的冷凝压力和温度。
5.1.2、天然气轻烃分离技术
第六章、天然气的化工利用
第五节、天然气的化工利用－ 富乙烷、丙烷做裂解制乙烯原料
5.1、天然气凝液回收和化工利用
5.1.1、天然气凝液回收
从天然气中回收乙烷、丙烷、丁烷等烃类混合物的过程，称为 天然气凝液（NGL）回收，也称为轻烃回收。回收后的NGL，可将 其分离为3种产品：乙烷、丙烷和丁烷（LPG）及C5+(天然汽油)。
5.1.2、天然气轻烃分离技术
辽宁省盘锦轻烃回收厂：
装置特点：天然气处理能力为目前国内最大；制冷采用膨胀 机深度制冷；能量利用充分合理，在燃气轮机后部设有余热 锅炉，每小时产8 吨0.6MPa 蒸汽和300 吨热水。同时可分别 加热分子筛再生气，氨塔塔底的贫氨液，也为精馏塔塔底再 沸器提供热源，冬季还可用于住宅取暖。
天然气凝液回收和化工利用
（1）、吸附法
吸附法是利用具有多孔结构的固体吸附剂如活性炭、 硅胶、硅藻土等，对各种烃类吸附容量不同，从而使天然 气中一些组分得以分离的方法。用这种方法从湿气中回收 较重的烃类，且多用于处理量较少及C3＋含量较少的天然 气，也可用作从天然气中脱水及回收烃类，使天然气的水 露点及烃露点都符合管输的要求。
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、油吸收法
油吸附法是选用一定相对分子质量烃类（即吸收油） 选择性地吸收天然气中乙烷以上的组分，使这些组分与甲 烷分离。吸收油一般采用石脑油、煤油或柴油，其相对分 子质量为100～200。
常分为常温、中温及低温油吸收法。低温油吸收法一直 占主导地位。温度在－40℃左右。
压缩式制冷
吸收式制冷
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（3）、冷凝分离法
B、直接膨胀制冷法：自冷法，此法不另外设置独立的制冷系 统，原料天然气降温所需冷量由气体直接经过串接在系统中 的各种膨胀制冷设备来提供。
分为：焦耳—汤姆逊节流制冷、热分离机制冷、涡轮膨胀机 制冷
5.1、天然气凝液回收和化工利用
5.1、天然气凝液回收和化工利用
原料气
冷冻
吸
收
塔
干气外输
燃料
NGL
C3、C4
富 油 稳 定 塔
富 油 蒸 馏 塔
贫油 冷冻
N GL 蒸 馏 塔
C5
低温油吸收法原理流程图
5.1、天然气凝液回收和化工利用
（3）、冷凝分离法
冷凝分离法是利用在一定压力下天然气中各组分的挥发度不同， 将天然气冷却至露点温度以下，得到一部分C3＋的NGL，使其与甲烷 （或甲烷、乙烷）分离的过程，分离出来的NGL用精馏方法进一步 分离成所需要的产品。