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1、第3节 天然气凝液回收工艺一、工艺及设备二、工艺方法选择三、C2+凝液回收工艺的应用四、C3+凝液回收工艺的应用77第3节 天然气凝液回收工艺一、工艺及设备（一）原料气预处理（二）原料气压缩（三）冷凝分离（四）凝液分馏（五）干气再压缩（六）制冷78一、工艺及设备（一）原料气预处理原料气预处理的目的是脱除其携带的油、游离水和泥砂等杂质，以及脱除原料气中的水蒸气、酸性组分和汞等。深冷前脱除CO2脱水设施应设置在气体可能形成水合物的部位之前先脱酸性组分再脱水。应脱汞。79一、工艺及设备（二）原料气压缩1压缩目的高压原料气不需要压缩低压伴生气压缩的目的提高气体的冷凝率较高外输压力下用膨胀机制冷时，为达
2、要求冷冻温度，应保证足够进口压力原料气压缩一般都与冷却脱水结合进行80一、工艺及设备（二）原料气压缩2压缩机组（包括干气再压缩机组）的选择种类 往复式和离心式两种选择原则压缩机气量较大且较稳定，压缩比较小，轴功率大，选离心式气量波动或递减、气量较少以及压缩比很高，选用往复式驱动机充分利用装置回收能源离心式压缩机可选用燃气轮机驱动往复式压缩机可选用电动机或燃气发动机驱动。81一、工艺及设备（三）冷凝分离确定经济合理的冷凝分离工艺及条件至关重要。1多级冷凝与分离2.适宜的冷凝分离压力与温度3.低温换热设备82一、工艺及设备（三）冷凝分离1多级冷凝与分离采用多级冷凝与分离的原因是：可以合理利用制冷系
3、统不同温位的冷量，从而降低能耗。可以使原料气获得初步分离。组织工艺流程的需要。83一、工艺及设备（三）冷凝分离2.适宜的冷凝分离压力与温度NGL冷凝率高，产值高。NGL冷凝率高，投资高。高收率需更低温度，操作费高操作参数确定顺序先技术经济核算定NGL经济冷凝率后选工艺流程，原料气增压压力和冷冻温度。膨胀机制冷法无法达到所需温度应采用冷剂预冷。压力、温度远离临界点值，以免分离困难，难以控制。84一、工艺及设备（三）冷凝分离3.低温换热设备换热器类型管壳式、螺旋板式、绕管式及板翅式换热器低温换热流程的组织原则：经济合理冷流与热流的换热温差比较接近对数平均温差宜低于15换热过程中冷流与热流的温差应避
4、免出现小于3的窄点当蒸发器的对数平均温差较大时，用分级制冷低温设备温度低，极易散冷，常低温设备置于冷箱中85一、工艺及设备（四）凝液分馏凝液分成乙烷、丙烷、丁烷，天然汽油分离方法：精馏方法相关设备：分馏塔，冷凝器、重沸器、换热器和其他1.凝液分馏流程 多采用顺序分离2.塔侧换热器 尽量回收能量3.分馏塔运行压力 据凝液收率和经济核算定4.回流比及进料状态 操作温度越高q值越低5.分馏塔选型 考虑分离精度和压降多用填料塔86一、工艺及设备（五）干气再压缩经增压后，压力不能满足外输要求时，要设置再压缩机将干气增压综合考虑提供的冷量温位、数量、能耗等以确定选用何种制冷方法。原料气压力、干气外输压力、
5、适宜的冷凝分离压力和操作难易等决定增压机在流程中的位置。推荐后增压。（六）制冷制冷系统提供冷量。冷剂制冷，膨胀制冷。丙烷-浅冷 高收率可深冷乙烷-深冷91第3节 天然气凝液回收工艺二、工艺方法选择（一）主要考虑因素（二）工艺方法选择92二、工艺方法选择（一）主要考虑因素原料气组成、NGL回收率或烃类产品收率以及产品质量指标等1.原料气组成C3+烃类及水蒸气、CO2、H2S等含量对工艺方法的选择均有影响。天然气中的Hg须脱除。氧 影响分子筛干燥剂脱水性能。低温再生是有效措施。2.商品乙烷及丙烷的收率烃类产品的收率对工艺方法的选择也有很大影响。工艺方法冷冻油吸收丙烷制冷乙烷/丙烷阶式制冷混合冷剂制
6、冷透平膨胀机制冷丙烷收率/%9090989898乙烷收率/%60508592923商品气质量指标满足发热量要求。必要时保留部分发热量较高的组分惰性组分多时，须脱除惰性组分93二、工艺方法选择（二）工艺方法选择 优先选用透平膨胀机C2收率90%，膨胀机投资和操作费用明显增加；C2收率5090%是较经济94第3节 天然气凝液回收工艺三、C3+凝液回收工艺的应用（一）冷剂制冷的浅冷分离法（二）改进的低温油吸收法（三）透平膨胀机制冷法（四）冷剂与透平膨胀机联合制冷法（五）直接换热（DHX）法（六）其他方法1. 混合冷剂制冷法2. PetroFlux法3. 改进塔顶回流的高丙烷收率法4. 强化吸收法95
7、二、以回收 C3烃类为目的天然气凝液回收工艺流程（一） 采用冷剂制冷法的采用冷剂制冷法的浅冷浅冷分离工艺流程分离工艺流程 冷冻温度：一般在-15-35；冷凝压力：1.62.4MPa 目的：回收丙烷及以上组分（C3+)，丙烷回收率20 40% ； 适应范围： (a)原料气中C3+含量较多，对丙烷的收率要求不高时； (b)只为控制天然气的烃露点，对烃类收率没特殊要求的装置； 进装置的原料气为低压伴生气，压力一般为0.10.3MPa。 97二、以回收 C3烃类为目的天然气凝液回收工艺流程（一） 采用冷剂制冷法的采用冷剂制冷法的浅冷浅冷分离工艺流程分离工艺流程 98第3节 天然气凝液回收工艺n三、C3
8、+凝液回收工艺的应用n（二）改进的低温油吸收法-提高丙烷收率99第3节 天然气凝液回收工艺n三、C3+凝液回收工艺的应用n（三）透平膨胀机制冷法 对于高压气藏气，有足够压差可供利用，且压力及气量比较稳定时，由于组成较贫，往往只采用透平膨胀机制冷法即可满足凝液回收要求。 我国四川石油管理局的4套天然气回收装置即全部采用这种方法。 装置的处理量：一般为：30 104m3/d左右； 原料气压力为3.60MPa，温度为14；干气外输压力为1.64MPa； 最低制冷温度为-87丙烷收率约为66(x)。100第3节 天然气凝液回收工艺n三、C3+凝液回收工艺的应用n（三）透平膨胀机制冷法-深冷工艺101第
9、3节 天然气凝液回收工艺n三、C3+凝液回收工艺的应用n（四）冷剂与透平膨胀机联合制冷法丙烷收率高、原料气较富或其压力需设压缩机的天然气液回收装置，多用冷剂预冷与膨胀机联合制冷法，冷剂为丙烷或氨。设计条件为：处理量为50104m3/d, 最低冷冻温度为-85-89, 丙烷收率为80 85%, 液烃产量为110 130t/d102第3节 天然气凝液回收工艺n三、C3+凝液回收工艺的应用n（四）冷剂与透平膨胀机联合制冷法103第3节天然气凝液回收工艺四、C2+凝液回收工艺的应用（一）采用两级透平膨胀机制冷法的NGL回收工艺（二）常规透平膨胀机制冷法的改进工艺1. 气体过冷工艺（GSP）及液体过冷工
10、艺（LSP)2. 低温干气循环工艺3. 侧线回流工艺（三）混合冷剂制冷工艺（四）采用阶式制冷法的NGL回收工艺107第3节 天然气凝液回收工艺n四、C2+凝液回收工艺的应用n（一）采用两级透平膨胀机制冷法的工艺流程大庆油田在20世纪80年代中期从Linde公司引进的两套60l04m3/d的天然气凝液回收装置均采用两级透平膨胀机制冷法，原料气为伴生气，进装置压力为0.1270.147MPa，制冷温度一般为-90-100，乙烷收率为85，每套装置混合液烃产量为5l04t/a。低压、低温、高收率108第3节 天然气凝液回收工艺n四、C2+凝液回收工艺的应用n（一）采用两级透平膨胀机制冷法的工艺流程109第3节 天然气凝液回收工艺n四、C2+凝液回收工艺的应用n（二）常规透平膨胀机制冷法的改进工艺改进目的节能降耗提高液收减少投资方法：干气（残余气）再循环（RR）气体过冷（GSP）、液体过冷（LSP）低温干气循环（CRR）侧线回流（SDR）110
