多级蒸气压缩蒸发式制冷系统节能工艺

吐哈油田鄯善轻烃回收装置、温米轻烃回收装置都采用了两级丙烷压缩膨胀制冷,丘陵轻烃回收装置采用了三级丙烷压缩膨胀制冷,制冷系统工艺设备均为整体撬装引进,工艺流程设有节能设备经济器,能产生显著的节能效果,减少电能消耗。本文介绍了吐哈油田引进撬装丙烷制冷系统工艺流程,分析了经济器的节能原理,并对吐哈油田温米轻烃制冷工艺进行了计算。     

提高轻烃回收装置液烃收率

国内自行设计的轻烃回收装置主要以回收LPG为主,丙烷平均收率不是60％,制冷工艺主要采用冷剂循环制冷,膨胀机制冷,冷剂制冷与膨胀机制冷相结合的混合制冷,单级膨胀机制冷工艺应用广泛,深冷装置较少,装置能耗高,自控水平较低,在深冷回收装置中,以冷剂制冷作用为辅助冷源,膨胀机制冷作为主冷原的混合制冷方法,因制冷温度低 ,液烃回收率高,对气源条件变化适应性强,将得到推广和应用,采用深冷工艺,多级分离流程,完善脱乙烷（或甲烷）塔的设计,选用高效设备等措施,将提高轻轻回收装置的液烃收率。     

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四川南充轻烃回收装置采用热分离机制冷工艺，装置每天生产液化气１．５ｔ，轻油１．０ｔ，热分离机的等熵效率仅为３５％～４０％，丙烷收率不足１５％，回收装置经济效益较差。因此，为了提高回收装置的产品收率和经济效益，对其工艺装置进行技术改造十分必要。由于热分离机的等熵效率低，制冷效果差，热分离机出口含大量的液烃未回收，脱乙烷塔顶温度比原设计值偏高，造成回收装置丙烷收率低。采用ＳＨＢＷＲ状态方程作为工艺计算模型，通过工艺计算和方案对比分析，在充分利用现有流程中的设备、节省改造费用的条件下，提出了透平膨胀机制冷、二次分离的工艺改造方案。改造后的轻烃回收装置于１９９７年１２月投产，与原有装置相比，降低了制冷温度，提高了液烃收率，达到了工艺设计的改造效果。     

冷剂制冷-油吸收复合凝液回收工艺的应用

为了进一步提高天然气凝液装置的产品收率,本文针对凝析气田中气源压力高,无压差可利用的工况条件,应用冷油吸收原理,通过工艺流程模拟分析与研究,确定了冷剂制冷一油吸收复合凝液回收工艺原理流程。通过流程模拟,分析了影响丙烷回收率的主要因素。本文实例研究表明：相同制冷温度下,冷剂制冷一油吸收复合工艺的丙烷回收率比原冷剂制冷工艺可提高23％～27％。适当提高吸收塔的压力,对增大丙烷回收率有利,但吸收塔压力的确定要综合考虑原料气压力和外输气压力的大小。吸收剂循环流量对丙烷回收率、两塔热负荷的影响是十分显著的,吸收剂循环流量越大,丙烷收率越高,但吸收剂流量增大到一定值后,丙烷回收率增加量变缓,同时脱乙烷塔、塔冷凝器以及重沸器热负荷显著增加,吸收剂循环流量比控制在0．7～0．75之间比较合理。     

零散油田伴生气的轻烃回收

零散油田气的轻烃回收是国内急需解决的一个现实问题,本文对此类问题的解决,提出了笔者的想法,定性地描述了两种适合零散油田伴生气轻烃回收的工艺流程:氨(或丙烷)制冷与油吸收组合工艺流程;膨胀制冷工艺流程.同时对每种流程所采用的设备、制冷方法、收率等都作了较为详细的说明.     

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中国大庆喇萨杏油田伴生气甲烷含量为 73.4 %～ 88.1% ,采用氨制冷和丙烷制冷的 10套浅冷装置回收C3 + 轻烃组分 ,制冷深度为 - 2 0～ - 35℃ ,丙烷收率为 18.2 %～ 4 7.1% ,C2 + 组分的回收率只有 5 2 .72 % ,轻烃资源回收率低。在对大庆油田伴生气冷凝规律研究的基础上 ,提出了浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺 ,并在萨中30× 10 4m3 /d浅冷装置上进行了现场试验研究。结果表明 ,浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺丙烷收率可达到 6 1%～ 85 % ,比氨制冷、丙烷制冷回收工艺提高 30～ 5 5个百分点 ,轻烃收率可提高 30 %～ 5 0 %。浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺装置的试验成功 ,为我国油田伴生气轻烃回收提供了新的工艺路线 ,特别适合于丙烷收率低于 6 0 %的轻烃回收装置改造和新建装置的工艺设计。     

英买天然气处理装置提高丙烷收率工艺改进研究

英买天然气处理装置采用分子筛脱水及J-T阀节流制冷的低温分离工艺,以控制外输天然气烃、水露点为目标,附带回收少量液烃。目前,装置丙烷收率仅22.64%。为了提高气田开发的经济效益,分析了装置丙烷收率低的原因,提出以回收丙烷为目标的工艺改进方案。通过工艺比选发现,SCORE工艺丙烷收率高、能耗低,是最适合英买天然气处理装置的丙烷回收工艺。对装置的脱乙烷塔压力进行优化,当压力为3 900kPa时,装置收益较高,脱乙烷塔操作稳定性较好。工艺改进后,产品质量合格,装置丙烷收率提高至97.54%,装置收益提高了66.31%,经济效益明显提升。对英买天然气处理装置的工艺改进研究表明,与其他丙烷回收工艺相比,SCORE工艺的脱烃单元和脱乙烷塔之间的冷量集成更合理,在较高的脱乙烷塔压力下仍具有很高的丙烷收率,对于外输压力较高的丙烷回收装置,采用SCORE工艺可降低外输气压缩功耗,流程简单,节能高效。     

设计及设备的改变提高了丙烷(C3)收率

结合欧洲几个不久前建成的NGL回收项目工艺流程设计的选择过程,介绍了一种不同于传统膨胀机工艺的"双台膨胀机”工艺,它可以非常经济地把丙烷的收率提高到99%.虽然该流程最初是为欧洲的一个主要NGL回收项目.使用该流程可以提高丙烷的收率,而能耗的增加却很少或不增加,这样整体经济效益就获得了提高.     

改造工艺流程提高丙烷收率

一、原工艺流程丙烷的损失情况江河轻烃回收工艺1989年底的冷凝条件为:压力1.80MPa,温度-10℃。二次冷凝液进脱乙烷塔顶后闪蒸,气体直接出塔。丙烷的损失情况见表1。从表1中可以看出,要使丙烷收率达到80%以上,必须同时提高冷凝收率和脱乙烷收率。冷凝收     

天然气液化工艺技术比较分析

近期LNG工业快速增长再次刺激了LNG工艺的技术发展,使得一些传统的LNG生产工艺得到了关注,尤其是混凝土结构的、驳船型、浮式LNG装置等小规模LNG项目的应用。根据工作实践并查阅大量国内外资料,较系统地从LNG产量、功耗和生产线效率等方面对5种基本负荷型LNG工艺进行了比较分析,包括丙烷/混合制冷工艺、复迭式制冷工艺、双混合制冷工艺、单混合制冷工艺和带预冷的氮气膨胀工艺。其中,单混合制冷工艺流程、氮气膨胀制冷循环流程工艺简单,设备数量少,装置占地面积小;丙烷/混合制冷工艺流程、双复迭式制冷工艺流程、双重混合制冷工艺流程工艺较复杂,设备数量多,装置占地面积较大。在热带地区建造大型LNG装置采用丙烷/混合制冷工艺最好;氮气膨胀制冷循环流程因其工艺简单,设备数量少,制冷剂易获得和补充,较适合用于边远地区和海上小型天然气处理工厂。     

丙烷制冷的理论分析及在轻烃回收中的应用

结合多年的设计经验，分析比较了丙烷等制冷工质的热力学特性，肯定了丙烷是一种理想的制冷工质，并分析发当丙烷中存在乙烷、丁烷等组份时作为混合制冷工质的热力学特性。指出常规丙制冷工艺流程中存在的不足，提出了改进后并已投入运行的丙烷制冷工艺流程，给出了提高丙烷制冷系统能力和降低压缩机功能消耗的措施，并对压缩机等主要制设备的设计、选型提出了建议。     

改良的DHX工艺在丙烷回收装置中的应用

为回收油气田中的丙烷,以现有专利DHX工艺为基准,提出两种丙烷回收改进工艺,并运用HYSYS对3种工艺进行了模拟和分析。结果表明:3种工艺均能满足丙烷回收率大于98%和脱乙烷塔塔底乙烷/丙烷比值小于等于1.6%的指标要求。专利DHX工艺复杂,采用丙烷冷冻系统,设备投资成本高。改良的DHX工艺Ⅰ和Ⅱ取消了丙烷制冷系统,简化了流程并且降低了设备投资。相对于改良方案Ⅰ,改良的DHX工艺Ⅱ干气出口压缩机的能耗增大47%;即从能耗及操作性角度而言,改良的DHX工艺Ⅰ既优于专利DHX工艺也优于改良的DHX工艺Ⅱ,建议丙烷回收装置采用改良的DHX工艺Ⅰ,可使丙烷高产出又经济低能耗。     

CT6-11低温加氢催化剂在塔河硫磺回收装置的应用

轻烃回收制冷方案对天然气处理厂的经济效益起着关键作用,以中海油拟在葫芦岛北港工业区新建一座天然气处理厂为例,通过Hysys、Pipeflow软件模拟,同时考虑到上游海上平台压缩机的能耗,结合上、下游对两种制冷方案———"膨胀机+DHX制冷工艺"和"膨胀机+丙烷辅冷+DHX制冷工艺"进行对比研究,确定了"膨胀机+DHX制冷工艺"和进站压力为3.2MPa的工艺制冷方案。     

高尚堡天然气处理装置改进与运行优化

高尚堡天然气处理装置采用丙烷+膨胀机制冷的DHX冷凝分离工艺回收C+3轻烃,由于原料气流量降低、气质组成中CO2和H2S含量升高、处理装置操作参数变化造成液化气铜片腐蚀不合格、设备冻堵、丙烷收率低等问题。对装置存在问题进行分析后,改进处理工艺,脱除原料气中的CO2和H2S至合理范围,解决液化气铜片腐蚀不合格和设备冻堵问题,降低酸性组分对装置冷凝温度的限制。筛选出影响装置丙烷收率和能耗的主要可调参数:膨胀机出口压力、脱乙烷塔操作压力、脱乙烷塔底温度、脱丁烷塔操作压力。通过HYSYS软件模拟结果分析装置主要可调参数对丙烷收率和装置能耗的影响规律,优化运行参数,实现丙烷收率和能耗之间的平衡,达到效益最大化。优化后,装置每年能耗费用增加108.1万元,但产品收入增加439.8万元,每年增加经济效益331.7万元。     

油田伴生气凝液回收工艺改进研究

油田伴生气气质富、压力低,普遍采用直接换热工艺回收丙烷及丙烷以上重烃,存在系统冷量利用不合理、气质适应性差、系统能耗高等问题。以某油田油气处理厂装置为例,以提高装置整体经济效益为目标,提出了工艺改进方案。改进工艺采用两级分离方式,脱乙烷塔塔顶增设回流罐,降低重接触塔塔顶进料中丙烷含量,增强重接触塔的吸收作用,提高丙烷收率;应用夹点理论设计冷箱的换热网络,提高系统的冷热集成度和冷量利用率,冷箱改进后,脱乙烷塔塔底重沸器负荷降低189kW,降幅12.9%,丙烷制冷压缩机负荷减小142.8kW,冷量利用更加合理。工艺改进后装置丙烷收率和液化石油气产量得到了大幅提高,装置总体能耗变化不大,改进工艺每年可提高装置经济收益1 797万元,经济效益可观,建议在类似工况条件下推广应用。     

冷箱分离系统低温区的两种膨胀制冷流程分析比较

介绍了丙烷脱氢装置中冷箱分离系统低温区两种膨胀制冷流程,一种是饱和气体膨胀制冷流程,另一种是复热气体膨胀制冷流程。通过模拟分析,比较了2种制冷流程在制冷量、安全稳定性、分离效果等方面的情况,介绍了复热气体膨胀制冷流程的优点。     

利用管网压力能制备天然气水合物的调峰新技术

高压天然气管网节流调压过程中会产生大量的压力能,绝大部分压力能不仅被浪费了,而且还会对下游管道设备造成一定的冷破坏。为此,开发了一种利用管网压力能制备天然气水合物调峰新技术,充分利用天然气膨胀产生的冷量制备天然气水合物,以供城市燃气储气调峰。计算结果表明,管网天然气流量为1000kg/h,进口温度为25℃,进口压力为8.0MPa,出口温度为-112℃,出口压力为0.4MPa时,最高制冷量可达71kW,有效利用冷量达60kW,生成的天然气水合物可储存100m3天然气。该工艺既有效回收了管网压力能,又实现了天然气的安全储存和调峰,具有广阔的发展前景。