摘要：天然气处理厂面对伴生气量减少、气体质量恶化以及一氧化碳含量增加的问题，就需要优化天然气深冷处理工艺参数，提出相应的回收技术，对于设备实施改造。在技术处理的规模上，可以从企业目前的运行环境出发解决天然气加工厂安全运行的问题，提高原油田的经济效益和社会效益。本论文针对天然气处理厂轻烃回收工艺技术展开研究。
关键词：天然气处理厂；轻烃回收；工艺技术
引言：
天然气轻烃回收过程是对天然气水和酸性气体的处理。天然气的分离与分离二氧化碳、二氧化硫、硫化碳以及（二氧化碳、HzS、COS等等相同，都是将非烃类不良成分分离出去。从产品中去除碳氢化合物所需要的工艺，导致高含量、高质量的产品达到了增加天然气附加值的目的。
一、天然气处理厂轻烃回收工艺的原理
天然气处理系统工艺是基于热力学基础展开的，每个设备或单元都涉及到各种物理参数和热力学。建立基本的物理参数和热力学计算方程，根据油田天然气的原料气体特性参数，选择合适的方程进行技术，获得热力学计算结果。
在热力学的计算过程中，可以采用的计算模型主要包括五种，即闪蒸计算理论模型等、等嫡扩张的理论模型计算、等烩计算理论模型、泡点计算模型、露点计算理论模型等等。根据原料气体所具备的特性参数以及产品对气体的具体要求选择模型
二、天然气处理厂轻烃回收工艺的模拟
油田天然气处理厂在处理原料气的时候，需要按照如下的流程进行。
1.轻烃回收的初分离工艺。过滤和分离固体杂质和重组分，在对原料气的处理中，通常使用立式垂直过滤器分离器，也可以使用三相分离器。
2.轻烃回收的增压单元工艺。主要是由于伴生气体的低压状态下，压力没有达到1.2兆帕，可以达到良好的加工要求，所以，在工艺处理中需要对原料气体加压。
3.轻烃回收的脱水单元工艺。指从天然气中去除饱和天然气凝析液中溶解水的过程。一般轻烃回收的脱水单元工艺方法主要包括六种，即吸附法脱水单元工艺、低温法脱水单元工艺、吸收法脱水单元工艺、气提法脱水单元工艺、膜分离法脱水单元工艺和蒸馏法脱水单元工艺。在脱水单元的深度处理工艺中，水露点要求不是很高，通常采用分子筛脱水工艺。
4.轻烃回收的脱烃单元工艺。由于伴生气体通常含有更多的乙烷和重碳氢化合物，为了增加产品的价值，通常是最大程度地回收轻烃，可以得到高纯度的产物，诸如甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）等等。
5.轻烃回收的脱酸单元工艺。天然气超过商品气体规定的指标，或者去除管道所需的酸成分。当前轻烃回收的脱酸单元工艺技术中，最常见、最成熟的技术是 N-甲基二乙醇胺（MDEA）方法和电子设计自动化（EDA）方法。
6.轻烃回收的尾气处理单元工艺。如果酸性气体尾气不符合排放标准，一般采用尾气处理工艺设计可以获得良好的效果，比如硫磺回收中采用这种工艺技术就可以提高尾气处理质量。
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三、天然气处理厂轻烃回收工艺的主要技术分析
（一）天然气处理厂轻烃回收工艺的深冷工艺技术改造
冷回流液含有的重组分比较多，每个塔盘上的气液两相都可以达到平衡，使回流液相和天然气在一个塔内就可以实现热传质，由此避免减冷却量的大量损失。工艺技术上，设备空间减少，工艺流程简化了，能源消耗量降低，由此使得轻烃回收率提高。
（二）天然气处理厂轻烃回收工艺的防冻堵工艺技术
二氧化碳在介质中的浓度，通常在恒压状态下介质温度是重要的影响因素。随着二氧化碳浓度的提高，介质的温度就会相应地降低，就越容易结冰而产生冻堵的现象。相反，介质中二氧化碳的浓度越低，介质的温度越高，温度越高，就越不容易结冰而产生冻堵的现象。
在温度恒定的情况下，二氧化碳的浓度就启动了影响作用，使流体在低温下逸出，此时也会发生冻结堵塞的现象。当天然气中的二氧化碳含量超过1.25%的时候，通常在去除二氧化碳的时候，防冻堵法的成本会比较高一些，运行成本也很高。使用热力学平衡的原理，就是利用补充碳氢化合物的技术来防止二氧化碳结冰，不需要使用脱碳装置。为了防止二氧化碳结冰，使用脱碳装置可以获得良好的效果。
脱氢器中二氧化碳所发挥的作用是冻结，从脱乙烷塔的底部引入了重碳氢化合物，脱甲烷塔的最低温度可以达到94摄氏度作用，可以保证不会结冰。
（三）天然气处理厂轻烃回收工艺的节能增效
1.天然气处理厂对燃气轮机烟气的余热回收采用的技术。在燃气轮机烟道内安装传热油加热装置，对燃气的热能合理利用，对装置提供的热量进行处理，燃气轮机的热效率从原有的22.4%提升到26.8%。
2.天然气处理厂采用分级节流阀辅助制冷技术。采用三级压缩制冷工艺和三级节流制冷工艺，可以使得压缩机的能源消耗有效降低。与传统的一级压缩过程有所不同，分级节流阀辅助制冷技术可以节省大量的能量。
3.天然气处理厂采用侧线萃取冷却技术。使用不同的托盘的温差，使用热虹吸原理，低温液体从脱甲烷塔中取出后传输到冷箱中进行换冷处理，对底部的重沸器进行消除，使得冷量得以有效回收，制冷剂的使用量也会减少大约40%。
结束语：
综上所述，本文对原油田天然气处理技术进行了研究。在操作的基础上，优化膨胀机+丙烷低温工艺，提出有效的回收技术，使得轻烃回收率有所提高。对热力学相平衡原理有效利用，实现天然气轻烃接收设备的高效节能。这种工艺技术不仅可靠，而且工艺简单、成本比较低、能源消耗量小。
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论文作者:梁成飞,兰伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/17
标签：天然气论文; 工艺论文; 单元论文; 热力学论文; 气体论文; 二氧化论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第24期论文;