天然气轻烃回收DHX工艺优化研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com58天然气化工(C化学与化工)2014年第39卷天然气轻烃回收DHX工艺优化研究韩淑怡，王科，祁亚玲，胡玲，刘慧敏，高鑫，杨婷婷，冼祥发，查庆芳(I．中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都610041；2．中国石油大学重质油国家重点实验室，山东青岛266555)摘要：设计了一种用于天然气轻烃回收的DHX工艺，并考察了原料气预冷温度、膨胀机出口压力与原料气中C／C!组成对DHX塔温度、丙烷压缩机功率、产品气增压机功率、膨胀机功率和C3+收率的影响。结果表明：

2、丙烷压缩机功率和C3+产品收率均随着原料气预冷温度的降低先增大后减小；随着膨胀机出口压力的降低，DHX塔出口物料温度逐渐降低，产品气增压机功率、膨胀机功率和C3+产品收率均显著增加；原料气中n(C．)／H(C逐渐增大，使得DHX塔进出口物料温度明显降低，导致C3产品收率逐渐增加。优化后DHX工艺为原料气预冷温度为一40℃，膨胀机出口压力为3．2MPa，C收率可达到97．18％。关键词：轻烃回收；DHX工艺；天然气；C3收率；优化中图分类号：TE64：TQ028．12文献标识码：A文章编号：1001—921

3、9(2014)06．58．05天然气作为一种高效清洁能源，是我国能源结影响报道较多[2-8]。文献【1，2，6]指出对于脱乙烷塔有构的重要组成部分，2013年我国～次能源消费结构回流的DHX工艺，C收率由原料气中C，C：比值决中天然气消费比例已达5．3％。来自油田伴生气和气定，且C／C比值越小越有利于C，收率的提高，当田天然气的天然气中C成分含量较多，回收C成此比值增加到一定程度时，C收率几乎不再增加。分生产液化石油气和稳定轻油等高附加值产品，能对于脱乙烷塔不设回流的DHX工艺，C。收率随着够实现天然气资

4、源的分层次利用，进一步减少油气原料气中C含量的增加而逐渐下降；当原料气中损耗，提高生产和运输过程中的安全性．最终提高C，的物质的量分数大于1l％时，即使原料气中油气田开发和生产的综合经济效益。因此，进行轻C／C2的比值再小，C收率也无明显提高81。文献中烃回收工艺研究，对于提高C，收率和降低装置能对于DHX工艺中其他工艺参数对C收率的影响耗，实现我国油气资源的合理利用具有重要的现实报道较少。因此，本文设计了一种用于天然气轻烃意义【。回收且脱乙烷塔顶无回流的“丙烷预冷+膨胀机制1984年，加拿大埃索公司开发

5、的DHX工艺冷+DHX”工艺，并考察了原料气预冷温度、膨胀机(DirectHeatExchange)在JudyCreek工厂首先应出口压力与原料气中C／C2组成对DHX塔温度、丙用，C3收率由72％增加至95％[21。20世纪90年代，烷压缩机功率、产品气增压机功率、膨胀机功率和我国吐哈油田引进了第一套由德国林德公司设计C收率的影响。的DHX工艺轻烃回收装置．该工艺相比我国不采1轻烃回收工艺流程设计参数HjDHX塔的轻烃回收装置的收率要高出10％～2O％。此后，DHX轻烃回收工艺在我国得到了广泛原料气的压

6、力为6．5MPa，温度为4OcC，摩尔流研究和快速发展，尤其以原料气组成对C收率的率为10000kmol·h。：其原料组成如表l所示．产品气外输压力为6．5MPa。采用AspenHYSYS软件进行模拟，状态方程为Peng．Robinson(PR)方程，压缩机效率设置为75％，膨胀机效率设置为80％。冷箱收稿日期：2014．03—24；基金项目：中国石油集团公司工程建中冷热物流最小传热温差≥3：冷箱中除节流后的设分公司科学研究与技术开发项目(2014GJTC一02一O1)：作者丙烷冷剂的压降为0kPa外，其

7、他物流压降为简介：韩淑怡(1984一)，女，博士，工程师，主要从事天然气净化与处理工艺研究．电邮hanshuyi19841207@163．COHI：通讯20kPa，冷却器中物流压降为50kPa。作者：王科(1984一)，男，博士，工程师，主要从事天然气净化}j处埋上艺研究，电邮wangkecpu@l63．conl。学兔兔www.xuetutu.com第6期韩淑怡等：天然气轻烃回收DHx工艺优化研究59表1原料气组成示为l；DHX塔气相出口物料温度表示为；成分x／％DHX塔液相出口物料温度表示为．；丙烷压缩

8、机功耗表示为W；产品气增压机功耗表示为co；膨吼讪一哪胀机功率表示为。C3~产品收率-(原料气中C3+质量一产品气中C3+质量1，原料气中C3"质量x100％(1)2-2原料气预冷温度对03+收率的影响70O0000OO9●572528O5O5O●O3O844222●270404OO2O2结果与分析2．1工艺流程简述本研究设计的脱乙烷塔顶无回流的“丙烷预冷+膨胀机制冷+DHX”轻烃回收工艺流程如图1所示。原料气经冷箱预冷后进入