分析膨胀法轻烃回收的过程模拟及其应用

O贾振冬(油田经济贸易置业总公司 辽宁盘锦 124008)

分析膨胀法轻烃回收的过程模拟及其应用

O贾振冬
(油田经济贸易置业总公司 辽宁盘锦 124008)

天然气是我国的重要资源，是影响社会安定和经济进步的关键因素。天然气是一种具有性能可靠、洁净、清洁的能源，是生产生活中的重要部分。天然气主要是由低饱和烃为主的烃类，并以甲烷为主。而轻烃是天然气的开采和深加工过程中副产物，如不能得到有效的回收，会导致资源的浪费和损失，因此，需要科学的展开回收工艺对轻烃进行回收利用。以下本文就膨胀法轻烃回收展开探讨，并对其的回收过程进行模拟分析，结合膨胀法的实际情况对其的具有应用进行阐述，旨在为相关技术人员提供参考。促使轻烃可以得到有效的回收，并切实将轻烃转换为气体燃料，为生活和工业生产提供能源，实现资源的综合利用。

膨胀法；轻烃回收；过程模拟；应用

随着社会经济的不断进步与完善，国内天然气开采技术得到了有效的提升，这也使得天然气的开采量和应用量得到了进一步的强化，但是在实际的天燃气开采和深加工的过程中，会由一部分副产物生产：轻烃。如果不能有效的对轻烃的回收工艺，必然会导致天然气资源的损失，不符合绿色经济和低碳环保理念的需求。因此，需要科学的对轻烃的回收方法进行选择，使得轻烃可以得到有效的利用，实现资源的综合利用。膨胀法是轻烃回收的重要方法，在实际的应用过程中，需要科学的对其回收轻烃的过程进行模拟，促使膨胀法的应用质量和应用效率可以得到有效的提升，实现轻烃的有效回收。

一、轻烃回收意义及膨胀法过程模拟的相关概述

1.轻烃回收的目的及意义

天然气是我国重要的战略资源，主要是由气态甲烷构成，是现代人们日常生活和工业生产中的重要燃料和原料，是一种具有洁净、高效、热值高的能源，可以采用长输管道的储运方式，减少对大气的污染，具有较强的应用价值。

但是天然气在实际的开采过程和工业生产过程中，会导致一部分的轻烃不能得到有效的应用，因此，需要科学的展开轻烃回收工程，科学的对轻烃回收技术进行影响，减少轻烃的浪费，提高资源的利用效率。

2.轻烃回收的过程模拟

在实际的轻烃回收过程中，需要科学的展开轻烃回收的过程模拟，为了实现轻烃回收的过程模拟，需要科学的对计算机系统进行使用，并结合回收的具体方法，科学的对数学模型进行构建。其中，数学模型主要是由物料、能量、相平衡等构成的，结合流程计算对轻烃的各个平衡进行计算，从而使得轻烃的回收质量和回收效果可以得到提升。轻烃回收的过程模拟，可以应用到工艺参数的优化、回收过程中的操作与设计问题。促使轻烃可以得到综合利用。

二、轻烃回收的过程工艺计算

轻烃回收的工艺计算是过程模拟的基础，在实际的过程工艺计算的过程中，需要科学的对单元模型进行构建，并根据模型和相关条件进行控制，确保计算的结果具有代表性，为轻烃的回收提供参考。

1.状态方程与平衡过程

结合轻烃的特点，天燃气的副产物轻烃主要呈液态特性，需要科学的对液体的状态方程进行分析，对轻烃的压力、体积和温度等进行描述，并结合这些具体参数的实际情况，对轻烃的状态方程进行改进，从而使得状态方程可以具有代表性，能够对轻烃的实际情况进行表述，促使膨胀法回收轻烃的质量可以得到提升。

膨胀法回收轻烃的过程中，需要科学的对物料、能量、相平衡等的平衡过程进行计算。通过泡点计算、露点计算、部分冷凝和气化计算等内容进行计算，从而获得轻烃平衡过程中的具体内容，为轻烃的过程模型建立提供参考。

2.轻烃回收工艺单元计算

轻烃回收工艺单元是实现膨胀法轻烃回收的重要部分，在实际的计算过程中，需要对各个不同的单元进行计算。其中主要有：增压单元工艺计算、制冷单元工艺计算、换热单元计算、精馏单元计算。

(1)增压单元工艺计算，泵是膨胀法轻烃回收中的重要设备，主要是为液体提供压力，促使工艺可以顺利的实施，泵单元的计算，通过对功率和效率、扬程、流量等的综合计算，为泵的选型提供参考，促使泵的选型可以与膨胀法回收相符合。此外，压缩机同样是实现膨胀法的有效设备，有压缩机对天然气进行增压，促使其可以满足回收轻烃的需求。压缩机单元的计算过程汇总，可以结合动力学计算物料平衡等，促使压缩机可以满足膨胀法的轻烃回收需求。

(2)制冷单元工艺计算，绝热闪蒸工艺是膨胀法中的关键工艺，是一个重要的热力过程，结合闪蒸的闪蒸程序情况，科学的对气化率等进行计算，最终得到节流后温度可以。并根据获得的具体的阐述对膨胀法进行调整，提高工艺的有效性。膨胀制冷工艺主在确保对外做功不便的情况下，对气体进行压缩和制冷。在进行膨胀制冷单元计算时，可以结合熵的实际变化情况对其进行计算，从而获得绝热效率。

(3)换热器单元和精馏单元的计算，通过传热率和热量衡算等内容计算换热气的单元的具体参数。结合相平衡、物料平衡和能量平衡等对精馏单元进行计算。

三、膨胀法轻烃回收过程的模拟

结合膨胀法的工艺回收单元计算和条件控制的情况，科学的对膨胀法轻烃回收过程中的模型进行构建，促使过程模型具有良好的代表性，可以有效的对膨胀法轻烃回收进行代表，并根据模型科学的膨胀法轻烃回收过程进行完善，提高回收效率，提高安全系数。

模型建立

(1)系统结构单元图，在进行模型建立之前，需要科学的对膨胀法轻烃回收的工艺流程图进行分析，并且回收流程图可以顺利转化为结构单元图，将工艺流程中的不同工艺和设备，用单元结构的方式表示，用A表示单元，用S表示物流，为模型建立提供参考。膨胀法轻烃回收的流程图和系统结构单元图如下所示。

图1 膨胀法轻烃回收的流程图和系统结构单元图

(2)结构模型，结构单元图转换完成后，根据数学方法对结构单元图与各股物流之间的关系进行阐述。为了实现结构模型的表述，可以采用矩阵的方式对其进行表示，综合的对物流号和单元号进行阐述，并将负数代表流出的物流。并根据膨胀法的工艺单元计算的实际情况，合理的对其进行输出，从而获得系统的数据模型。其具体如下所示：并采用RP矩阵的形式对结构模型进行表述：

(3)系统数学模型，结合获得的结构模型和结构单元图，及其工艺单元的计算结构，综合对系统数学模型进行解读，最终形成具有代表性的膨胀法轻烃回收过程的模拟数学模型，其具体如下所示：

(4)系统数学模型的求解，在获得系统方程后，需要根据实际的热膨胀回收情况，科学的对数学模型进行分解，将其分成具有代表性的模块，并分别对不同的模块进行求解。分解求解过程中，需要科学的对物流切入点进行选择，从而使得计算准确性和可靠性可以得到提升。此外，系统数学模型并由计算机展开相关验证计算，从而有效的获得最终的解。求解时，可以采用序贯模块法展开，充分应用结构单元图，并根据系统数学模型的具体内容，按照顺序展开模拟计算，

四、膨胀法轻烃回收过程模拟的应用

膨胀法轻烃回收过程模拟具有十分重要的作用，可以有效的对轻烃回收提供参考，及时对回收中的一些问题进行处理，促使轻烃回收质量和回收效率可以得到有效的提升。例如：某化工企业为了实现23200Nm3/d的天然气的，轻烃的回收使用，采用膨胀法对轻烃展开回收工艺，其中，天然气的压力位0．15MPa，初始温度为28℃。结合相关数据参数对膨胀法轻烃回收的过程进行模拟。该化工企业在实际的模拟过程中，有效的对模型的目标和约束条件进行控制，采用LPGProcess软件对影响轻烃回收的因素进行分析，结合轻烃回收过程的模的数学模型的解，科学的对工艺参数进行优化，从而有效的提高轻烃回收质量的提升。此外，该化工企业通过对结构单元图的构建和工艺单元的计算，科学的对膨胀法轻烃回收中的设备进行选择，科学的对制冷温度和压力等进行操作，促使轻烃的回收效率可以得到有效的提升。

五、结束语

天然气是我国重要的能源，具有储量高、洁净、安全、污染低的特点，可以广泛的应用到城镇居民日常生活中，还可以大范围的应用到工业生产中，作为工业生产的主要原料，实现天然气的深加工。但是在实际的天然气生产和深加工过程中，轻烃不能得到有效的回收和利用，造成大量的资源流失。为此，需要科学的展开轻烃的回收，采用膨胀法的方式对轻烃进行回收，分析膨胀法轻烃回收的过程模拟，并结合过程模拟的解，科学的回收工艺进行优化，实现轻烃的有效利用，推动相关产业的可持续发展。

[1]于长福.膜膨胀机耦合冷凝技术回收轻烃的流程优化[D].大连理工大学,2011.

[2]胡丽春.某轻烃回收单元装置改造方案研究[D].西南石油大学,2014.

[3]周妍妤. LNG接收站轻烃回收工艺研究[D].西南石油大学,2015.

[4]张东华,贺瑞萱.轻烃回收工艺技术发展现状[J].广州化工,2014,v.4208:22-25.

Analysis on the Process Simulation of Ilatometry Light Hydrocarbon Recovery and Its Application

Jia Zhendong

（Oilfi eld economic trade real estate corporation,Liaoning Panjin,124008）

Natural gas is the important resources in China and it is the key factors that affect social stability and economic progress. Natural gas the energy with the characteristics of reliable performance and cleanness and it is the important part in production and living. Natural gas is the hydrocarbon mainly made up with low saturated hydrocarbon, which gives priority to methane. Besides, light hydrocarbon is the by-product in the process of natural gas mining and deep-processing,which can lead to a waste and loss of resources,if it cannot get a effective recycle , therefore, it needs scientif c process for light hydrocarbon recycle and application. This paper will take analysis on dilatometry light hydrocarbon recovery and also take simulation on its recovery process, combined with the actual situation of dilatometry to take exposition on its specif c application to provide reference for relative technicist.The aim is to make light hydrocarbons get effective recycle, and actually converts light hydrocarbon to gas fuel providing energy for life and industrial production and achieve the comprehensive utilization of resources.

dilatometry；light hydrocarbon recovery；process simulation；application

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