李 理

（遼河油田經(jīng)濟貿(mào)易置業(yè)總公司石化輕烴廠，遼寧 盤錦 124010）

影響輕烴回收裝置效益的因素分析

李 理

（遼河油田經(jīng)濟貿(mào)易置業(yè)總公司石化輕烴廠，遼寧 盤錦 124010）

外冷法與內冷法是天然氣輕烴回收中常用的兩種方法，內冷法與外冷法主要是制冷單元不同，通常裝置的冷凝壓力、溫度會對冷凝分離法的能耗、液化率有直接的關系，本文將主要分析壓力、冷凝溫度對輕烴回收裝置效益的影響。

輕烴；回收裝置；效益；因素

輕烴回收裝置是處理油田不凝析氣、伴生氣的主要裝置。目前輕烴回收裝置運行相對不穩(wěn)定，輕烴回收效率低。影響輕烴回收裝置及輕烴回收率的因素很多，本文將主要對壓力、冷凝溫度兩個因素的影響進行詳細地分析。

1.天然氣主要單組份的冷凝特性分析

主要針對我國常見的3種天然氣單組份的冷凝特性進行分析。3種常見天然氣的組分（mol%）如下：

氣樣一：C159.37；C26.48；C312.02；iC42.67；nC46.54；iC51.93；nC51.88；C61.34；C71.40；CO24.58；

氣樣二：C179.39；C26.98；C37.54；iC40.78；nC42.28；iC50.4；nC50.86；C60.48；C70.14；CO20.18；

氣樣三：C191.98；C24.48；C31.70；iC40.32；nC40.37；iC50.09；nC50.07；C60.11；C70.15；CO20.45。

由組分和圖1可以看出：

（1）當壓力達到一定條件時，若是天然氣的露點溫度與體系溫度相同，天然氣就會逐漸變成液相，在溫度慢慢下降的過程中，天然氣中較重烴的液化率會首先出現(xiàn)急劇增加的變化，但達到某個值又會逐漸變慢。在液化較重烴中，次重烴的液化率先是緩慢增加，然后液化率速度會越來越快，達到某個值后又會變得緩慢。當天然氣的泡點與體系溫度一樣時，所有的氣體天然氣都已冷凝成液體天然氣。

（2）這3種天然氣具有相同變化趨勢，但曲線斜率的變化不一樣，氣樣中的丙烷以上的組分的曲線斜率越大，其可以在溫度變化范圍不大的情況下完全實現(xiàn)液化。

（3）當壓力范圍、溫度不同時，各個單組份對總物流的貢獻有所不同。

2.天然氣丙烷以上組分與壓力、冷凝溫度的關系

這3種天然氣由于組分不同，它們在壓力、溫度等條件一樣時，液化率也會不一樣。通常，天然氣含C3組分越多，液化率越高。但當溫度降低、壓力增加時，液化率有所提升，這種增加并不成比例。液化率在低壓、高溫的環(huán)境下，有較大的增長幅度，當壓力不斷升高、溫度不斷下降時，二者液化率的增幅均會有所下降。因此，在裝置具有較低的操作壓力時，要想使輕烴回收率提升，就必須使溫度降低，但是溫度的降低給輕烴回收裝置的制冷能力帶來了很大的挑戰(zhàn)。

3.壓力、冷凝溫度對輕烴回收率的影響

上述研究中，丙烷以上組分的回收量上升的趨勢并不完全一樣，由圖1分析可以看出，在這個壓力范圍中，乙烷以下組分的增加是輕烴回收量增加的關鍵組成。在壓力是某個值時，輕烴回收量會隨著冷凝溫度的下降而呈現(xiàn)線性上升的趨勢，乙烷以下組分回收量的變化趨勢與此相似，丙烷以上組分的回收量在冷凝溫度低于-30℃的時候就不會隨著溫度的下降而增加。因此，要想保障輕烴回收裝置運行的經(jīng)濟性，就不能無限制地降低冷凝溫度。

4.壓力、冷凝溫度對輕烴回收裝置能耗的影響

在增壓機出口的壓力變大時，回收裝置的總能耗會隨之不斷增長，但當壓力大于2.0MPa時，裝置能耗的增長速度會慢慢變小。由圖1可以分析出，裝置能耗增長最快是溫度從10℃降至0℃的溫度段。

曲線斜率在冷凝溫度從0℃下降至-15℃有逐漸趨于平穩(wěn)的變化，說明裝置能耗的增長幅度是相對緩和的。但在低于-15℃的時，曲線斜率開始發(fā)生變化，在進一步降至-20℃以下時，曲線斜率就出現(xiàn)了劇烈的變化，這說明-20℃的冷凝溫度是一個拐點，當?shù)陀?20℃，回收裝置的能耗會迅速增加，制冷系統(tǒng)在溫度越低時，需要越大的功耗。

從圖1曲線的排列順序可以看出，輕烴回收裝置的壓力越高，其能耗越大。-15℃是3.0MPa曲線的拐點溫度，-20℃是2.0MPa曲線的拐點溫度，二者相比可知壓力越大，具有越高的拐點溫度。而對于1.40MPa曲線，沒有出現(xiàn)拐點，因此，1.40MPa對應的能耗曲線基本上是直線。由上可知，回收裝置的壓力不一樣，其所對應的拐點溫度也不一樣，要想使輕烴回收過程的能耗降至最低，就必須把各個壓力曲線的拐點溫度作為輕烴回收裝置的冷凝溫度。

結語

本文通過對影響輕烴回收裝置效益的壓力與冷凝溫度兩個因素的分析，得出在壓力、冷凝溫度變化時，輕烴回收率的變化規(guī)律。因此，要想使輕烴回收裝置的能耗降低，輕烴回收率提升，就必須在回收過程中設定適合輕烴回收的壓力與冷凝溫度，并且在對輕烴回收裝置的運行參數(shù)進行設定的時候，要對裝置能耗及丙烷以上的回收量進行科學合理的綜合考慮。

［1］項海艷，唐艷，李莉，等.提高輕烴回收裝置液烴收率［J］.中國化工貿(mào)易，2015，7（26）：287-288.

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