1天然气深冷工艺流程

低温分离的方法目前提纯分离天然气中的烯烃，是现在比较常用的天然气提纯方法，而且其还具有一点优势，即在分离过程中可以脱去天然气中的水，提高了天然气的纯度。低温分离法是利用天然气中各组分的凝结点不同，将天然气降温至凝结点时，由于含碳量较高的组分凝结点较高，因此会优先析出，而含碳量少的组分凝结点较高，仍保持气体状态，这样就达到了分离的目的。之后得到的液化天然气继续通过精馏的方法进一步分离，可以同时对多种不同的组分进行馏出，通常来说，这类冷凝分离需要经过几个不同温度处理。通常，天然气液回收工艺流程为，先对天然气进行预处理，然后进行压缩和低

温分离之后进行精馏，再压缩。

2相变制冷原理及过程

相变是指物质存在形式的变化。由于不同相存在形式的物质的嫡不同，在相变时往往会产生烩变，发生能量流动，当烩变为正值是，反应过程从系统吸热，这种制冷方法被称为相变制冷。相变吸热的例子有固体融化和升华的过程，液体蒸发的过程等等，利用这些过程往往可以产生极低的低温，满足工业过程的需要

在工业过程中，液体蒸发过程由于可控性强、连续性好，因此在天然气工业的低温分离中经常使用，而固体融化和升华由于可控性较差且制冷过程不连续，则不适用于该生产环节。在这种通过气化吸热效应制冷的方法，被称为气化制冷，相变介质称为制冷剂。通常，气化制冷系统可分为三种类型:蒸汽压缩制冷，吸收制冷和蒸汽喷射制冷，其中蒸汽压缩法是最广泛使用的方法。制冷系统由四个主要设备组成:压缩机，冷凝器，充气机或节流阀和蒸发器。设备通过管道形成完全封闭的循环，并且制冷循环如下进行。

（1）蒸发。制冷剂液体被送到低温和低压蒸发器管中，与管中待处理的流体进行热交换，吸收蒸发器的热量并使其蒸发通过制冷剂冷却。。

（2）压缩。为了制冷剂的再循环，离开蒸发器的低压制冷剂气体可以通过压缩机压缩重新成为具有高温的制冷剂饱和蒸汽。

（3）冷凝。处于压缩状态的饱和制冷剂蒸汽被引入冷凝器中，并使低温水或空气与其接触以将制冷剂蒸气变为相同温度和压力的饱和液体。④膨胀。流出冷凝器的液体制冷剂仍处于高温和高压状态，因此通过节流阀节流膨胀将其冷却到温度远低于制冷剂需要的温度并流入蒸发器。

3天然气轻烃回收装置优化措施

3.1压缩机选型优化

（1）离心式压缩机。离心式压缩机的效率较低，对输气量和压力波动适应范围小，且不易调节。流量、压力波动对机组的效率影响较大，工作点应避开喘振区和滞留区，保持在高效区内运行，适合于长输管道长时间稳定工况下运行，单台装机功率在此700kW以上时适用。离心式压缩机摩擦易损件少，检修周期长，机组结构尺寸小，重量轻，所需安装厂房空间较小，但一次性投资大，大修难度较大，要求运行人员有较高的技术素质和管理水平。

（2）往复式压缩机。往复式压缩机具有较高的效率，可达80-90%，适合的流量、压比变化范围大，在额定流量的25-30%范围内均可正常工作。工况易于调节，可通过转速和余隙容积调节流量。流量变化对效率的影响较小，机组对环境条件无特殊要求，可全天候运转。往复式压缩机的特点是低流量高压差，在处理不同分子量的气体时，定速往复式压缩机对分子量不同的气体提供相同的压力比。因此，气源不稳定或气量较少的原料气压缩机，宜选用往复式压缩机，小型往复式压缩机采用电动机驱动较好，大型宜采用燃气引擎驱动。往复式压缩机国产质量可靠。

3.2分离器的优化设计

压缩机一级出口分离器操作压力在整个回收系统中属中等，其目的是分离去析出的水及液烃，保证二级压缩平稳运行。该分离器应靠近压缩机布置，且宜设为立式。压缩机二级出口分离器及低温分离器操作压力高，体积也小，宜和冷换设备等放在框架内布置，因此设为卧式较好。低温分离器为分离干贫气、低温液烃及富乙二醇的三相分离器，设计时吸取河南油田设计院的专利产品油、气、水三相分离器中的一些先进技术，除雾器中的丝网采用新型高效金属丝网捕雾，使液滴捕集界限小于10hm以下。在轻烃回收装置的分离器设计中，其它分离器的设计都容易撑握，这主要是它们都是气、轻烃液体及水的分离，密度差比较大，小水滴很容易分离。但装置中的低温分离器设计时要注意，由于其操作温度低，且含有粘度大的乙二醇水溶液，因此设计时应采用卧式结构，最好要设计一个分液包；另外，分离器的气出口一定不要设捕雾器，以防堵塞。对于大型轻烃回收装置，由于采用重力沉降式分离器，计算出的分离器直径较大，这种情况下的分离器多采用机械式分离的分离器；对于小型装置，若采用机械式分离的分离器，由于其内部需要滤芯等昂贵、复杂的内件，一般不选用。

3.3蒸发器的优化设计

蒸发器是轻烃回收装置的关键设备之一。蒸发器的设计应特别注意防冻堵问题，因此在蒸发器管程设计时应采用多管程，这样虽然会损失掉一定的压缩降，但提高了管程天然气的流速，使液体形成雾状流，防止乙二醇水溶液与天然气的分层，可避免天然气在经过蒸发器冷凝时结冰堵塞。

3.4冷换设备的优化设计

冷换设备选择的设计考滤被冷介质的特性、环境条件。对于环境温度低、干燥、缺水、环保要求高的地区，冷却器应尽量选用空冷，而不宜选用水冷。空冷的优点是节约用水、利于环保、运行费用低，缺点是设备占地较大、一次性投资较高。根据经验采用空冷器，2-3年即可回收多增加的投资。在选择空冷器时，应考虑以下情况：（1）流需冷到38℃以下，不采用空冷；（2）热介质冷却后的温度与设计气温之差不小于13-150℃；（3）冷和水冷却不易实现时，可将热介质冷却后的温度与设计气温之差降为10℃，但不宜再降低；（4）管内热流操作压力愈高或者允许压力降愈大，采用空冷比水冷愈经济。

4 结束语

天然气深冷分离回收装置（简称深冷装置），主要用于提高天然气的加工深度，从天然气或油田伴生气中回收乙烷和乙烷以上的液态烃，以满足石油化工对乙烷及液态烃日益增长的需求。天然气深冷装置的应用，提高了油气田对天然气加工处理的深度，增加了油气田轻烃产量，有效的解决了天然气的处理装置在检修期间容易造成的对天然气处理能力低下等问题，极大地提高了油气田的整体经济效益。

参考文献

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