天然气轻烃回收工艺设计及操作参数优化.docx

天然气轻烃回收工艺设计及操作参数优化摘要：乙烯的成本比较低廉，一般来说可以使用天然气中的乙烷与丙烷作为材料，而这些材料价格仅仅达到石脑油材料的百分之三十，天然气通过高压管道达到城市门站中，对其分输之前要进行调压，但是在调压的时候会产生较大的压力。本文重点分析了高压管道输送中天然气轻烃分离回收技术和操作，具体分析了轻烃的回收概率、功能消耗量等要素，工作人员要进一步优化相关参数，并且有效地达到系统能量的高效性，这样才可以更好地达到轻烃分离技术的功效。这次研究中c2的回收概率较高，能够位乙烯装置的运行提供较好的动力，也可以提供高质量的乙烷轻烃材料，从而真正地解决乙烯工业发展中原料问题，也就能够促进天然气和乙烯工业经济的健康发展。关键词：天然气轻烃；工艺；操作参数；优化引言天然气轻烃在回收的时候需要使用冷凝的分离法和吸附方法，因为吸附剂所吸附的烃类气体较少，故这种方法在轻烃回收过程中没有得到充分的运用。通过吸收方法中柴油和石脑油的使用来吸附天然气中的轻烃元素，工作人员要具备较强的处理能力，很容易出现蒸发现象，还会加大资金的投入力度和运行难度。通过冷凝分离方法可以让天然气在不同沸点状态下进行分离，从而有效地降低天然气的温度，通过冷凝处理操作后的气液分离能够获得较多的重烃类天然气凝液。1膨胀制冷的轻烃分离方法本文使用的原料气体是30摄氏度9MPa管输天然气，其中的组分和含量大小如表1所示。轻烃分离主要表示为把甲烷与乙烷等较重的组分脱离脱甲烷塔，然后使用大于百分之九十回收率的C2深冷工艺，而具体的温度可以达到−90摄氏度到−100摄氏度。管道天然气本身具有9兆帕的运输压力，并且在膨胀制冷状态下可以让轻烃深冷的分离更加冰冷。轻烃分离技术中的膨胀机与冷箱是重要机器，气流在膨胀机中会出现冷凝现象，并且析出更多的凝液，工作人员要确保整个膨胀机的有序运转，需要不断地延长设备的周期，还要有效地降低出口物流带中的液量体积。冷箱具备高效和绝热保冷性能，它是一种低温的换热装置，能够促进能源的有效使用，而冷能主要结合温度区中的温度和梯级要求，合理地审核好不同温度段的物流换热情况，防治出现高能低用的现象。工作人员可以根据相应的原则划分轻烃分离技术中的系统：原料气净化系统、分离系统、干气压缩系统和产品脱碳系统。具体的工艺流程可以参照图1。原料气在脱硫、脱汞和脱水的操作下可以去除较多的水分和不良物质，变纯的气体到达冷箱之后，原料气体需要在换热器的预冷下到达脱甲烷塔的蒸发器中，经过蒸发器的冷却后再进入主换热器当中，之后在闪蒸罐节流的降压作用下进行有效的分离，而闪蒸液相需要做好进一步的节流降压才可以到达精馏塔；一般来说，气相主要分成两部分，第一，换热或复热之后到达膨胀机进行制冷，之后膨胀的气体到达精馏塔；第二，换热之后冷却降低温度，通过节流阀来节流和降压，之后到达精馏塔的顶部，并且形成一股回流液。之后不再增加其他制冷操作，这样可以确保轻烃的回收效率，还可以降低设备的投资经费，并且促进能量的集成和运用，回收系统中设置为内部的冷能状态，在脱甲烷塔中的下半部分设置再沸器，并且在精馏塔的底部抽出冷流，经过冷箱的复热之后到达精馏塔。脱甲烷塔顶的馏出物流温度在−9摄氏度和到−100摄氏度之间，这也是轻烃分离中的关键性深冷冷源。塔顶物流通过冷箱进行换热之后的温度会变高，然后到达膨胀机的增压端，之后通过增压之后进入到再压缩机内进行升压，并且把天然气送回到输送管网中。塔底中获得的天然气凝析液中甲烷含量不多，送往到脱碳装置中还要除去轻烃中的二氧化碳，轻烃要和吸收塔顶中的产品进行换热，然后对其液化，之后可以和再生的MDEA贫液进行换热，并且到达吸收塔内进行脱碳，而富液可以在全新的贫液预热之后重生。脱碳后的轻烃将会被冷却和液化，并且前往到产品罐区内充当工业制乙烯的原材料。2天然气轻烃回收工艺设计和相关操作参数的优化2.1二氧化碳的结冰原理一般来说，天然气本来含有大量的二氧化碳，工作人员在析出二氧化碳的时候需要使用好膨胀机来冷却，因为任何流体都会选择低温运行，这样容易出现二氧化碳冻结的现象，导致制冷装置不能够有效地运作。保持原本的生产系统和压力状况，工艺流程中的低位主要是脱烷塔的顶部，然后是冷箱的内部和膨胀机的出口。二氧化碳的挥发度介于甲烷与乙烷中，而脱甲烷塔的上半部分气相可以看作是CH4-CO2，结合相关的相律知识，二元体系中的存在三相的自由度只可以是1，一旦确定了压力补之后就会确定温度和气相结构。因此工作人员要针对CH4-CO2的体系进行说明和分析，二氧化碳面料在液体中的溶角度大于气体的溶解度，而轻烃回收压力为1兆帕，塔上附近温度降低到-98摄氏度，二氧化碳就会出现冰冻现象。如果轻烃的压力是2扎帕，塔上边压力降低到-93摄氏度，并且出现二氧化碳的冰冻现象，甲烷塔的压力是二氧化碳冰冻的重要参考