王娟娟

（長(zhǎng)慶油田第一采油廠杏河集輸大隊(duì)，陜西 延安 717502）

一、目前我國(guó)液化天然氣中輕烴處理工藝

1 液化天然氣中輕烴分離專利現(xiàn)狀

我國(guó)進(jìn)口LNG并沒(méi)有很成熟，因此國(guó)內(nèi)各方面報(bào)道也并沒(méi)有出現(xiàn)輕烴分離技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。而國(guó)際上最早的相關(guān)專利當(dāng)屬美國(guó)于1960年研發(fā)出的輕烴分離技術(shù)了。由于這幾年LNG貿(mào)易在國(guó)際上比重的增加，相關(guān)專利也越來(lái)越多，單單美國(guó)就有US6604380B1、US3837172、US0188996A1等數(shù)項(xiàng)專利。雖然我國(guó)還沒(méi)有自主研發(fā)出輕烴分離工藝的專利，但以上這些都可以給我們的進(jìn)口LNG產(chǎn)業(yè)起到很好的指路作用。

2 現(xiàn)有液化天然氣中輕烴分離工藝流程

以美國(guó)專利US6941771B2為例，其流程如下：

專利設(shè)備主要包括兩個(gè)LNG泵，一個(gè)換熱器，閃蒸塔，脫甲烷塔以及壓縮機(jī)。首先將原材料LNG從一個(gè)泵經(jīng)過(guò)增壓，通過(guò)分流器分為大小兩股：大的一股去換熱器中預(yù)熱使得部分汽化，再進(jìn)入閃蒸塔氣液分離，其中甲烷氣體從塔頂分出，而輕烴類就從塔底分出再進(jìn)入脫甲烷塔二次分離；小的一股就去脫甲烷塔頂分流；多次分離以后，甲烷氣體全部從塔頂分出，塔底分出的液體就是輕烴類了。

因?yàn)楸仨氁岣呒淄轭悮怏w的壓力才能使其液化溫度高于換熱過(guò)程中LNG部分汽化的溫度，而該工藝采用壓縮機(jī)做功來(lái)提高甲烷類氣體壓力，所以該流程實(shí)際操作能耗較高。

3 現(xiàn)有輕烴分離工藝的不足

除了上文所提到的專利US6941771B2有不足之處外，其它的現(xiàn)有輕烴分離工藝流程都或多或少有著一些弊端。

美國(guó)專利US5114451等，因分離輕烴得到的甲烷基本為氣態(tài)，還需要經(jīng)過(guò)大排量壓縮機(jī)壓縮天然氣才能使其達(dá)到高壓運(yùn)輸管道的輸送壓力要求，能耗過(guò)高。

美國(guó)專利US0188996A1等，因?yàn)槠淞鞒淌且哉{(diào)節(jié)熱值為目的，所以只對(duì)LNG進(jìn)行了大致粗略的分離，而沒(méi)有將乙烷和丙烷進(jìn)行再次分離，這樣就會(huì)在乙烯生產(chǎn)中造成資源浪費(fèi)，不利于提高原料的利用率。

美國(guó)專利US0158458A1等，因?yàn)檫@種專利的工藝操作流程是連續(xù)、平均進(jìn)行，輕烴分離和汽化同時(shí)進(jìn)行，不利于天然氣的氣源調(diào)峰。城市居民每天要用到大量的天然氣，但是其使用量又會(huì)隨著時(shí)間段和季節(jié)氣候性影響而變化，所以燃?xì)庑袠I(yè)時(shí)時(shí)刻刻要應(yīng)對(duì)調(diào)峰壓力，即應(yīng)該在用氣高峰多汽化供氣，在用氣低潮少汽化用洪氣。所以該專利的流程是不具有調(diào)峰能力的。

二、LNG中輕烴分離工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 LNG輕烴分離流程優(yōu)化

從上文中輕烴分離流程可知，當(dāng)LNG原料增壓過(guò)冷時(shí)，產(chǎn)生的冷量包括兩方面，顯冷和潛冷。其中顯冷指的是LNG溫度低于泡點(diǎn)的這部分冷量，其溫度較潛冷低；潛冷指的就是LNG相變汽化釋放的冷量。我這個(gè)方法就是根據(jù)冷量梯級(jí)利用的原則來(lái)優(yōu)化使用LNG輕烴分離工藝產(chǎn)生的冷量，將其顯冷和潛冷分開(kāi)利用，達(dá)到更加充分地利用率。

下面，同樣以美國(guó)專利US6941771B2為例，對(duì)其流程做出以下優(yōu)化：

1.1 首先，將閃蒸塔底分出來(lái)的主要成分輕烴的LNG用泵增加壓力再輸入脫甲烷塔進(jìn)行分離，使分離后從塔頂出來(lái)的甲烷氣體壓力高于LNG原料，從而使其液化溫度高于LNG部分汽化的溫度，這樣的冷量坡度差就可以利用LNG部分汽化的潛冷將高壓脫甲烷塔中分離的甲烷氣體液化。

1.2 通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)增加的泵，使增壓后LNG具有的顯冷量不僅能夠?qū)㈤W蒸塔中分離的甲烷氣體液化，還能有剩余的冷量進(jìn)一步將部分液化的甲烷降至低溫，再節(jié)流降壓，使該甲烷能夠低壓液態(tài)儲(chǔ)存。而這部分甲烷液體的儲(chǔ)存和汽化恰好能夠解決面向城市居民的調(diào)峰壓力，來(lái)滿足不同時(shí)段不同季節(jié)不同地區(qū)的城市居民的用氣需求。

1.3 輕烴產(chǎn)品還可以和脫甲烷塔的輸入原料進(jìn)行換熱，一方面能使輕烴產(chǎn)品受冷降至低溫，再通過(guò)節(jié)流降壓來(lái)實(shí)現(xiàn)輕烴產(chǎn)品的低壓液態(tài)儲(chǔ)存，方便后續(xù)的運(yùn)輸和銷售工作；另一方面可以使脫甲烷塔的輸入原料受到預(yù)熱，節(jié)約加熱成本，降低設(shè)備能耗，同時(shí)又能減少脫甲烷塔在沸器的熱負(fù)荷，充分合理利用每一處資源。

2 輕烴分離工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)前景

目前階段，我國(guó)發(fā)展乙烯工業(yè)的策略是煉油化工一體化，即擴(kuò)大煉油能力，達(dá)到擴(kuò)建和建設(shè)大型乙烯裝置的目的。按照這種策略，我國(guó)近年來(lái)的石油用量將大幅度上升，這樣一方面導(dǎo)致我國(guó)對(duì)國(guó)外石油的依賴性加大，對(duì)我國(guó)重工業(yè)發(fā)展和能源安全不利；另一方面，這一路線明顯跟不上歐美、中東等發(fā)達(dá)國(guó)家走乙烷丙烷路線的步伐，無(wú)論是工業(yè)成本還是綜合競(jìng)爭(zhēng)力方面都差距甚遠(yuǎn)。而使用液化天然氣中的輕烴分離工藝分離出的輕烴來(lái)發(fā)展乙烯工業(yè)，能節(jié)省下來(lái)原油數(shù)千萬(wàn)噸，無(wú)論從哪方面來(lái)說(shuō)都是一個(gè)萬(wàn)全之策。所以，通過(guò)液化天然氣的輕烴分離工藝優(yōu)化來(lái)發(fā)展乙烯工業(yè)，既能解決乙烯原料不足的問(wèn)題，又能充分利用液化天然氣的各個(gè)部分，降低乙烯生產(chǎn)成本，為我國(guó)重工業(yè)發(fā)展鋪設(shè)了美好的道路。

結(jié)語(yǔ)

在堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的今天，資源的合理利用顯得尤為重要，無(wú)論是液化天然氣引進(jìn)我國(guó)，還是輕烴處理工藝分離收集輕烴產(chǎn)品都很好地體現(xiàn)了這一戰(zhàn)略方針。本文通過(guò)對(duì)LNG中輕烴處理工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出一些個(gè)人的看法，希望相關(guān)產(chǎn)業(yè)及相關(guān)技術(shù)人員能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一優(yōu)化設(shè)計(jì)，為我國(guó)工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造極其寶貴的技術(shù)指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值！

[1]華賁.利用海外LNG資源的戰(zhàn)略思考[J].天然氣工業(yè)，2008.

[2]華賁，熊永強(qiáng)，李亞軍等.液化天然氣輕烴分離流程模擬與優(yōu)化[J].天然氣工業(yè)，2009.

[3]張抗，周總瑛，周慶凡.中國(guó)石油天然氣發(fā)展戰(zhàn)略[M].北京：中國(guó)石化出版社，2008.

[4]顧安忠，魯雪生，汪榮順等.液化天然氣技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.