影响轻烃回收装置效益的因素分析

李 理

（辽河油田经济贸易置业总公司石化轻烃厂，辽宁 盘锦 124010）

影响轻烃回收装置效益的因素分析

李 理

（辽河油田经济贸易置业总公司石化轻烃厂，辽宁 盘锦 124010）

外冷法与内冷法是天然气轻烃回收中常用的两种方法，内冷法与外冷法主要是制冷单元不同，通常装置的冷凝压力、温度会对冷凝分离法的能耗、液化率有直接的关系，本文将主要分析压力、冷凝温度对轻烃回收装置效益的影响。

轻烃；回收装置；效益；因素

轻烃回收装置是处理油田不凝析气、伴生气的主要装置。目前轻烃回收装置运行相对不稳定，轻烃回收效率低。影响轻烃回收装置及轻烃回收率的因素很多，本文将主要对压力、冷凝温度两个因素的影响进行详细地分析。

1.天然气主要单组份的冷凝特性分析

主要针对我国常见的3种天然气单组份的冷凝特性进行分析。3种常见天然气的组分（mol%）如下：

气样一：C159.37；C26.48；C312.02；iC42.67；nC46.54；iC51.93；nC51.88；C61.34；C71.40；CO24.58；

气样二：C179.39；C26.98；C37.54；iC40.78；nC42.28；iC50.4；nC50.86；C60.48；C70.14；CO20.18；

气样三：C191.98；C24.48；C31.70；iC40.32；nC40.37；iC50.09；nC50.07；C60.11；C70.15；CO20.45。

由组分和图1可以看出：

（1）当压力达到一定条件时，若是天然气的露点温度与体系温度相同，天然气就会逐渐变成液相，在温度慢慢下降的过程中，天然气中较重烃的液化率会首先出现急剧增加的变化，但达到某个值又会逐渐变慢。在液化较重烃中，次重烃的液化率先是缓慢增加，然后液化率速度会越来越快，达到某个值后又会变得缓慢。当天然气的泡点与体系温度一样时，所有的气体天然气都已冷凝成液体天然气。

（2）这3种天然气具有相同变化趋势，但曲线斜率的变化不一样，气样中的丙烷以上的组分的曲线斜率越大，其可以在温度变化范围不大的情况下完全实现液化。

（3）当压力范围、温度不同时，各个单组份对总物流的贡献有所不同。

2.天然气丙烷以上组分与压力、冷凝温度的关系

这3种天然气由于组分不同，它们在压力、温度等条件一样时，液化率也会不一样。通常，天然气含C3组分越多，液化率越高。但当温度降低、压力增加时，液化率有所提升，这种增加并不成比例。液化率在低压、高温的环境下，有较大的增长幅度，当压力不断升高、温度不断下降时，二者液化率的增幅均会有所下降。因此，在装置具有较低的操作压力时，要想使轻烃回收率提升，就必须使温度降低，但是温度的降低给轻烃回收装置的制冷能力带来了很大的挑战。

3.压力、冷凝温度对轻烃回收率的影响

上述研究中，丙烷以上组分的回收量上升的趋势并不完全一样，由图1分析可以看出，在这个压力范围中，乙烷以下组分的增加是轻烃回收量增加的关键组成。在压力是某个值时，轻烃回收量会随着冷凝温度的下降而呈现线性上升的趋势，乙烷以下组分回收量的变化趋势与此相似，丙烷以上组分的回收量在冷凝温度低于-30℃的时候就不会随着温度的下降而增加。因此，要想保障轻烃回收装置运行的经济性，就不能无限制地降低冷凝温度。

4.压力、冷凝温度对轻烃回收装置能耗的影响

在增压机出口的压力变大时，回收装置的总能耗会随之不断增长，但当压力大于2.0MPa时，装置能耗的增长速度会慢慢变小。由图1可以分析出，装置能耗增长最快是温度从10℃降至0℃的温度段。

曲线斜率在冷凝温度从0℃下降至-15℃有逐渐趋于平稳的变化，说明装置能耗的增长幅度是相对缓和的。但在低于-15℃的时，曲线斜率开始发生变化，在进一步降至-20℃以下时，曲线斜率就出现了剧烈的变化，这说明-20℃的冷凝温度是一个拐点，当低于-20℃，回收装置的能耗会迅速增加，制冷系统在温度越低时，需要越大的功耗。

从图1曲线的排列顺序可以看出，轻烃回收装置的压力越高，其能耗越大。-15℃是3.0MPa曲线的拐点温度，-20℃是2.0MPa曲线的拐点温度，二者相比可知压力越大，具有越高的拐点温度。而对于1.40MPa曲线，没有出现拐点，因此，1.40MPa对应的能耗曲线基本上是直线。由上可知，回收装置的压力不一样，其所对应的拐点温度也不一样，要想使轻烃回收过程的能耗降至最低，就必须把各个压力曲线的拐点温度作为轻烃回收装置的冷凝温度。

结语

本文通过对影响轻烃回收装置效益的压力与冷凝温度两个因素的分析，得出在压力、冷凝温度变化时，轻烃回收率的变化规律。因此，要想使轻烃回收装置的能耗降低，轻烃回收率提升，就必须在回收过程中设定适合轻烃回收的压力与冷凝温度，并且在对轻烃回收装置的运行参数进行设定的时候，要对装置能耗及丙烷以上的回收量进行科学合理的综合考虑。

［1］项海艳，唐艳，李莉，等.提高轻烃回收装置液烃收率［J］.中国化工贸易，2015，7（26）：287-288.

［2］赵相颇，万秀梅，姚霖，等.轻烃回收装置液化气塔操作平衡分析及改进措施［J］.石油与天然气化工，2012，41（6）：573-575.

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