锦州某天然气处理厂轻烃回收工艺优化技术
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摘要
锦州25-1南油气田天然气终端项目需拟建一套处理规模为110万m3/d的轻烃回收装置，它的主体工程包括进站分离、天然气脱水、冷凝分离、凝液分馏、外输气增压等。
本文对轻烃回收的目的意义、国内外现状、轻烃回收的方法和各种制冷工艺以及C3收率、能耗的计算和影响因素做了简单介绍。通过利用HYSYS软件的大量模拟计算，分析了C3收率与制冷温度和总能耗之间的关系，确定了膨胀机制冷温度为-85℃，C3收率不低于95％，丙、丁烷和轻油产品符合质量指标的最优工艺参数。
针对本项目的特点对轻烃回收方案制冷工艺进行了优选，最终确定了膨胀机制冷加丙烷辅助制冷的同轴增压的轻烃回收方案。通过对工艺装置流程的模拟，对主要设备进行了选型，找到了最优化的工艺参数：丙烷预冷温度-35℃，膨胀机进口压力3890kPaA；膨胀机出口压力1400kPaA；低温吸收塔5块理论塔板；脱乙烷塔顶压力2100kPaA；脱丙烷塔20块理论塔板数；脱丁烷塔顶最佳回流比0.5；脱丁烷塔20块理论塔板数。论文最后提出了该工艺技术目前存在的问题和建议。
Light hydrocarbon recovery optimization of Jin Zhou 25-1 south oil and gas field naturalgas terminal project proposed to be a articles of the light hydrocarbon recovery unit, its dailytreatment capacity is 110,0000m3/d, and its main works include stop separation, gasdehydration and condensate separation, condensate fractionation ,increasing gas pressure andso on.
This paper introduces the purpose and significance of light hydrocarbon recovery,domestic and international situation, light hydrocarbon recovery methods and a variety ofrefrigeration technology, as well as C3 yield and its influencing factors and its calculation.Through the use of a large number of HYSYS simulation software, the paper analysis therelationship between the C3 yield and the cooling temperature and the total energyconsumption, so it determines the cold temperature of the expansion mechanism is -85, C3yield is not less than 95%, propane、butane and light oil products comply with the best qualityindex.
For the characteristics of this project, the paper optimizes the light hydrocarbon recoveryrefrigeration technology, and finalizes the light hydrocarbon recovery program: expansionmechanism coaxial cold + propane refrigeration.
Through the simulation process technology devices to find the optimum processparameters: propane pre-cooling temperature is -35℃; inlet pressure of expander is3890kPaA; outlet pressure of expander is 1400kPaA; plates of low-temperature absorber are 5;central feed temperature of deethanizing tower is 0℃; plates of off the propane tower are 20;plates of de-butane tower are 20.
Finally, the paper presents existing problems and recommendations of the technology.
本文对轻烃回收的目的意义、国内外现状、轻烃回收的方法和各种制冷工艺以及C3收率、能耗的计算和影响因素做了简单介绍。通过利用HYSYS软件的大量模拟计算，分析了C3收率与制冷温度和总能耗之间的关系，确定了膨胀机制冷温度为-85℃，C3收率不低于95％，丙、丁烷和轻油产品符合质量指标的最优工艺参数。
针对本项目的特点对轻烃回收方案制冷工艺进行了优选，最终确定了膨胀机制冷加丙烷辅助制冷的同轴增压的轻烃回收方案。通过对工艺装置流程的模拟，对主要设备进行了选型，找到了最优化的工艺参数：丙烷预冷温度-35℃，膨胀机进口压力3890kPaA；膨胀机出口压力1400kPaA；低温吸收塔5块理论塔板；脱乙烷塔顶压力2100kPaA；脱丙烷塔20块理论塔板数；脱丁烷塔顶最佳回流比0.5；脱丁烷塔20块理论塔板数。论文最后提出了该工艺技术目前存在的问题和建议。
Light hydrocarbon recovery optimization of Jin Zhou 25-1 south oil and gas field naturalgas terminal project proposed to be a articles of the light hydrocarbon recovery unit, its dailytreatment capacity is 110,0000m3/d, and its main works include stop separation, gasdehydration and condensate separation, condensate fractionation ,increasing gas pressure andso on.
This paper introduces the purpose and significance of light hydrocarbon recovery,domestic and international situation, light hydrocarbon recovery methods and a variety ofrefrigeration technology, as well as C3 yield and its influencing factors and its calculation.Through the use of a large number of HYSYS simulation software, the paper analysis therelationship between the C3 yield and the cooling temperature and the total energyconsumption, so it determines the cold temperature of the expansion mechanism is -85, C3yield is not less than 95%, propane、butane and light oil products comply with the best qualityindex.
For the characteristics of this project, the paper optimizes the light hydrocarbon recoveryrefrigeration technology, and finalizes the light hydrocarbon recovery program: expansionmechanism coaxial cold + propane refrigeration.
Through the simulation process technology devices to find the optimum processparameters: propane pre-cooling temperature is -35℃; inlet pressure of expander is3890kPaA; outlet pressure of expander is 1400kPaA; plates of low-temperature absorber are 5;central feed temperature of deethanizing tower is 0℃; plates of off the propane tower are 20;plates of de-butane tower are 20.
Finally, the paper presents existing problems and recommendations of the technology.
引文
[1]王朝霞，王成敏，李东芳.浅论天然气轻烃回收工艺的选择[J].油气田地面工程，2002，21（3）
[2]冯叔初，郭揆常等.油气集输与矿场加工[M].东营：中国石油大学出版社，2006
[3]将洪，朱聪.轻烃回收技术的现状及发展方向[J].石油规划设计，2000，11（2）：15-16
[4]李士富，韩志杰.基本负荷型天然气液化HYSYS软件计算（一）[M].石油与天然气化工，2009，38（4）
[5]汪宏伟，蒲远洋等.膨胀制冷轻烃回收工艺参数优化分析[J].天然气与石油，2010，28（1）
[6]王松林.石油化工设计手册第3卷[M].北京：化学工业出版社，2001，12
[7]王东芳.制冷工艺用于轻烃回收装置设计.油气田地面工程，2004，23（5）
[8]Aspen one-Hysys培训教材.2009，9
[9]输气管线和陆上天然气处理厂报告.2010，3
[10]闫广宏.锦州25-1总说明书.2010，8
[11]张勇，武艳等.大型轻烃回收工艺的应用与优化[J].化工时刊，2007，21（9）
[12]童立志，李少军等.冷凝分离法轻烃回收工艺影响C3+收率因素系统分析[J].化工技术与开发，2010，39（1）
[13]刘国华，汪韶雷.轻烃回收装置重接触塔系统的工艺完善.新疆地质.2002，20（4）
[14]王健.轻烃回收工艺的发展方向及新技术探讨[J].天然气与石油，2003，21（2）
[15]王遇冬，王璐.我国天然气凝液回收工艺的近况与探讨[J].石油与天然气化工.2005，34（1）
[16]汪宏伟，李明等.广安轻烃回收工艺方案选择[J].天然气与石油，2009，27（4）
[17]王修康.天然气深冷处理工艺的应用与分析.石油与天然气化工，2003，32（4）
[18]赵景峰.雅克拉集气处理站油气处理工艺优化[J].河南化工，2006，23
[19]尹荣辅，卢涌.透平膨胀制冷回收轻烃有关问题的探讨.石油与天然气化工，2000，29（2）
[20]翟晓东.通过HYSYS模拟系统优化裂解装置托丙烷塔操作[J].炼油与化工，2005，16（3）
[21]宁长春，庚秀梅.哈一联天然气处理站工艺流程研究与优化[J].油气田地面工程，2005，24（5）
[22]金丽梅,董群等.天然气轻烃回收装置C3+收率与工艺参数的调整.天然气与石油，2006，24（3）
[23]Lancelot A. Fekete .World Oil ,1986 ,203 (1)：40～44
[24]Oil and Gas ,1997 ,95 (36)：76～80
[25]裴红.天然气轻烃回收C3收率与装置能耗[J].石油规划设计，2002，13（5）：4～5
[26]郭晓红.轻烃储运装置优化工艺的研究[J].石油与天然气工程，2009
[27]苏欣.低压油田气集输及轻烃回收工艺研究[J].油气储运工程，2007
[28]E.Fiseher et al.Preliminaly Proeess Selection for NGL Treating. Proc. 72nd GPAAnnu.Conv.1993：248一256
[29]Membrane SeParation: An Economieal Altemative for Treating Natrual GasChem.Eng.1997，10
[30]蒋红朱聪等.提高轻烃回收装置液烃收率[J].油气田地面工程，2001，20（2）
[31]Wang Yunfeng, Wang Guanghe, Fu Minglang. The application of HYSYS on arylhydrocarbon equipment. In:The Annual Conferenc of Procwss Systems Engineering,2001.
[32]Peng Bingpu. Chemical engineering system analysis and simulation. In:ChemicalIndustrial Publishing Company, 1990.
[33]Hyprotech Ltd.HYSYS, User Guid. Hyprotech Ltd, 2001.
[34]刘刚.天然气凝液回收技术发展现状[J].油气田地面工程，2008，27（5）
[35]刘洁莹郝华睿.天然气中轻烃回收方法研究进展[J].榆林学院学报，2008，18
[36]夏强孙志勇等.油气田轻烃回收率计算及分析[J].内蒙古石油化工，2007，2
[37]王遇东.天然气处理原理与工艺[M].中国石化出版社，2007，7，1（1）
[38]王松汉.石油化工设计手册第三卷（蓝皮）[M].化学工业出版社，2007，1
[39]李世伦.天然气工程.石油工业出版社[M].2008，8：316～325
[2]冯叔初，郭揆常等.油气集输与矿场加工[M].东营：中国石油大学出版社，2006
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[20]翟晓东.通过HYSYS模拟系统优化裂解装置托丙烷塔操作[J].炼油与化工，2005，16（3）
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[22]金丽梅,董群等.天然气轻烃回收装置C3+收率与工艺参数的调整.天然气与石油，2006，24（3）
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[27]苏欣.低压油田气集输及轻烃回收工艺研究[J].油气储运工程，2007
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[30]蒋红朱聪等.提高轻烃回收装置液烃收率[J].油气田地面工程，2001，20（2）
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[36]夏强孙志勇等.油气田轻烃回收率计算及分析[J].内蒙古石油化工，2007，2
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[39]李世伦.天然气工程.石油工业出版社[M].2008，8：316～325