试析天然气dhx轻烃回收工艺的研究

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1、分类号UDCTO密级学校代号学号驴78674910561200237000201024华南理工大学硕士学位论文天然气DHX轻烃回收工艺的研究邓燕芳指导教师：睦垦堡熬攮垡直理工态堂丝王董篚逦堂睦申请学位级别：亟±专业名称：丝堂工程论文提交日期：2005．05论文答辩El期：星QQ墨：Q鱼学位授予单位和El期：．堡直理王太堂答辩委员会主席：论文评阅人：啦亚盘堡岛=堡多垒丝虽鲴!鲤墨竖塑摘要随着人民生活水平的提高和国家对环境保护的日益重视，天然气作为一种清洁、高效的能源，基于其使用方便、热值高、无污染等优点，已越来越被广泛地使用。对天然气凝液(NGL)的回收有利于天然气能源的充

2、分利用，凝液的回收不仅可以满足天然气输送管道对露点的要求，同时回收的天然气凝液可用于化工原料和液化气燃料，提高工厂的经济效益。对天然气凝液回收已成为衡量天然气工业水平的标志之一。因而提高天然气凝液的回收率，降低过程的能耗，有着重要的意义。由于NGL的分离方法的不同，NGL的回收也存在多种回收工艺，如油吸收工艺和冷凝制冷分离工艺。目前以冷凝制冷分离工艺占主导地位，其中的DHX轻烃回收工艺采用典型的双塔流程，对原料气预处理要求不高(即对C02的脱除)，处理量大且回收效率高，对于常规单级膨胀机制冷装置很容易改造成DHX工艺，在不回收乙烷的情况下，在相同条件下c3+的回收率可提高

3、到90％以上，且改造投资费用较少。本文以我国某油田相关数据，对其DHX轻烃回收系统工艺流程进行了严格的模拟计算，给出了主要的模拟结果。通过对模拟结果进行分析发现，现有的DHX工艺虽然对c3+的回收率较高，但随着c3+回收率的升高，其能耗也同时在大大地提高。针对现有的DHX工艺，开发了新的DHX轻烃回收工艺，对流程的换热网络进行了优化。根据精馏原理对新流程中的脱乙烷塔、高压分离器及DHX塔的主要工艺参数进行了计算机模拟优化，分析了各工艺参数对系统经济效益及产品质量的影响。通过对新流程总体优化，以提高经济效益为目标，在保证高回收率的同时降低过程的能耗。在模拟结果中可以看到，新

4、流程不仅对C37的回收率提高了，同时能耗也得到了降低，在对设备投资不大的基础上，节省了操作费用，提高了分离效率。改进工作如下：1．工艺流程的调整(1)对原流程中脱乙烷塔塔顶采出进行了调整，在新工艺流程中对于脱乙烷塔塔顶采用气液两相出料。使这两股物料的后续应用更为合理。脱乙烷塔塔顶的气液两相采出有利于控制脱乙烷塔塔顶温度，采出量增大而不影响塔顶温度同时回流比也可控制在较小值，有利于节省能耗。(2)脱乙烷塔塔顶的气相出料可通过涡轮膨胀机膨胀制冷，而涡轮膨胀机可带动压缩机对外输干气进行压缩增压，提高外输干气压力，不仅回收了高压能量，还华南理工大学工学硕士学位论文产生了低温，提高

5、了能量利用效率。(3)乙烷塔塔顶液相采出利用DHX塔塔底液相产品进行冷却，与膨胀制冷后的液相混合后，再由DHX塔塔顶出口干气冷却，进入气液平衡罐分离气液两相，引出部分液相作为补充脱乙烷塔塔顶回流有利于降低回流比，提高脱乙烷塔的分离效率；另一部分液相与全部的气相进入DHX塔，作为DHX塔的吸收剂。当脱乙烷塔塔顶的采出量增加后作为DHX塔的吸收剂，有利于在DHX塔内对c，组分的吸收和分离。2．对换热网络的调整(1)对原料气的两股进料比例进行了调整，取消了一股进料预冷的外加冷源，增大了对原料气预冷的换热面积，充分利用系统自身的冷量加强了对原料气的预冷。(2)改变了原流程中将DH

6、X塔塔釜液相与低温分离塔塔釜液相直接的混合，在新流程中将DHX塔塔釜液相与脱乙烷塔塔顶液相采出后进行换热后，再与低温分离塔塔釜液相混合对进料进行预冷。从原流程的模拟数据中可知，DHX塔塔釜液相与低温分离塔塔釜液相的温差较大，在209C左右，两液相的直接混合对能量的损失较大。和原流程相比，优化后的新工艺流程不仅提高了产品的分离效率，c3的回收率由原来的94．48％提高到97．3％，而且大大节省了公用工程的费用，通过简单经济效益的比较，年增加经济效益484．94万元，其中能耗下降节省了221．19万元，产品回收率增加获得效益263．75万元。本研究目的是开发新的节能及高回收率

7、的工艺流程，已期对现有装置的改造，提高经济效益提供有益的参考。关键词：天然气的回收NGL节能模拟IIAbstraetABSTRACTAstheenergyrequirementsofanexpandingsocietycontinuetogrow,itisimportanttoimprovetheefficiencyofnaturalenergyutilizationtomeetsocialdevelopment，andmeettherequirementeverydaylifeofpeople．Theproductionan