南堡联合站轻烃回收工艺参数优化研究

目的提高南堡联合站天然气轻烃回收率,降低生产能耗。 方法基于HYSYS模拟软件建立模型,分别对天然气轻烃回收工艺的增压单元、冷冻分离单元、轻烃分馏单元等关键参数进行单因素分析。 得出各单因素的取值范围;依据各单因素的取值范围,以系统回收装置最小比功耗为目标函数,利用响应面分析法对参数进行优化,确定多因素关键参数的最佳组合。 结果优化后的流程比实际生产丙烷收率提升了5.62%,液化气产量提升了3.53%,产品比功耗减少了0.91%,装置总能耗降低了2.46%。结论响应面分析法用于天然气轻烃回收的各参数优化,提高了丙烷收率,降低了装置能耗,具有很好的经济性和应用前景。      

中高压富气乙烷回收工艺改进及优化

针对RSV(recycle split-vapor process)工艺在进行中高压富气乙烷回收时,存在能耗高、流程热集成度低等问题,基于精馏原理,采用改变气源与多级分离的方法提出RSVF(recycle split vapor with liquid flashing process)工艺。再以乙烷回收率和总压缩功耗为响应值,通过灵敏度分析法选出脱甲烷塔压力、低温分离器温度、外输干气回流比、闪蒸温度作为设计变量,采用基于三水平Box-Behnken的响应面法优化工艺参数,对两个模型进行ANOVA法验证。优化后得到的最佳工艺参数为:脱甲烷塔压力2 820 kPa、低温分离器温度-48 ℃、外输干气回流比14.2%、闪蒸温度-40.6 ℃。在天然气处理量为500×10⁴ m³/d的情况下,工艺经济效益增加了1 551万元/年。      

天然气处理流程模拟技术

流程模拟技术已在油气处理以及其它化工领域中得到了广泛的运用,成为了工艺设备设计、指导开工、优化操作的必备条件。天然气处理流程是一个完整的工艺过程,从算法来看,完成流程模拟的方法主要有两种:联立方程法和序贯模块法。序贯模块法是目前应用最为广泛的模拟方法。近年来动态模拟技术得到了迅速的发展。这种在线动态模拟优化技术把模拟优化模型直接与DCS控制系统相连,实时地找出生产装置的最佳操作条件,令天然气处理系统更为安全可靠、优化地运行。     

150×104m3/d天然气乙烷回收工艺研究

从天然气中提取乙烷是天然气凝液回收技术发展的新趋势.以提高乙烷回收率和降低能耗为目标,对150×104 m 3/d天然气乙烷回收工艺流程开展了研究.研究结果表明,工艺方案均能达到90％以上的乙烷回收率,干气回流工艺方案能够进一步提高乙烷回收率,但是能耗较高,其中气相过冷工艺方案,单位产品能耗最低.对气相过冷工艺方案的主...     

PZ活化MDEA乙烷深度脱碳工艺研究

目的 解决醇胺法乙烷脱碳工艺造成的乙烷损失量较大和装置能耗较高等问题。方法 用Aspen HYSYS软件对某乙烷回收流程的粗乙烷产品进行胺法脱碳模拟，在控制乙烷损失物质的量比小于0.3%的情况下对胺液中的PZ和MDEA质量分数进行了优选，同时对乙烷脱碳流程进行能耗优化。结果 与天然气脱碳工艺不同，乙烷脱碳工艺的MDEA质量分数太高会损失大量乙烷。在达到脱碳效果的前提下，较低的MDEA质量分数可避免损失大量乙烷，最佳MDEA质量分数为20%～28%。在此MDEA质量分数的条件下，可保证乙烷损失比仅为0.3%,往胺液中加入少量哌嗪(PZ)就可显著提高胺液对CO₂的吸收效果，最佳PZ质量分数为2.5%～5.5%。乙烷脱碳装置的主要能耗为胺液再生能耗，优化后装置的总能耗显著降低。结论 在工业条件下，应用较低质量分数的胺液可显著降低乙烷损失，可合理提高富胺液入再生塔温度或适当降低脱碳溶液循环量，以降低装置能耗。     

基于RSV工艺装置提高乙烷收率的工艺技术北大核心CSCD

目的为研究大型天然气深冷工艺装置因膨胀机未投运、关键工艺参数未及时优化调整造成脱甲烷塔操作难度大等导致装置乙烷收率降低等问题,现采用适时投运膨胀机、优化液烃回收装置关键工艺参数等措施开展提高乙烷收率的工艺技术研究。方法基于Aspen HYSYS软件建立装置工艺计算模型,对比分析低温分离器温度、回流贫气和过冷原料气流量及温度等关键设计运行参数对提高乙烷收率的影响,考查上述关键工艺参数对装置乙烷收率的效果。结果经现场验证得出结论,低温分离器温度优化为-68.8~-68.0℃,回流贫气流量和温度分别调整为(7.38~7.60)×10^(4) m^(3)/h、-101.45~-100.05℃,过冷原料气流量和温度分别调整为(7.45~7.63)×10^(4) m^(3)/h、-101.48~-100.45℃,装置实现液烃产品年增产17.56×10^(4) t。结论该项目的应用可实现装置乙烷平均收率由30%提高至90%以上,每年可以获得较高的经济效益,具有较大的推广价值。     

基于DHX工艺的LNG接收站轻烃回收流程改进

针对青岛LNG接收站轻烃回收流程存在的能耗较高、产品不易于保存和运输的问题,应用天然气丙烷回收中的DHX(直接换热流程)工艺,引入重接触塔,改进换热网络,设计了一种基于DHX工艺的LNG轻烃回收改进流程,运用Aspen Hysys模拟软件对改进前后的流程进行了模拟分析。结果表明:改进的流程可得到常压下的液态轻烃产品,并降低了流程15.5%的功耗,同时将乙烷回收率提高2.9%,乙烷和丙烷回收率分别达98.8%和99.6%。     

单级混合冷剂天然气液化工艺优化及分析

以四川省某天然气液化工厂实际运行参数为依据,采用HYSYS软件模拟了单级混合冷剂天然气液化工艺流程。以比功耗为优化目标,分别使用黑箱(BOX)算法、序列二次规划(SQP)算法、遗传算法(GA)对冷剂组分、冷剂压缩压力、蒸发气(BOG)压缩压力等操作参数进行了优化,并从比功耗和换热器传热温差两方面对比了各算法的优化效果。对比发现,相较于现有运行工况的比功耗0.3837 (kW·h)/kg,BOX算法降低了3.99%,SQP算法降低了6.62%,GA降低了7.64%。总体上,GA对天然气液化工艺操作参数的优化效果最好。     

基于序贯模块法的天然气处理全流程模拟软件

天然气处理系统是一个统一、密闭的水动力系统,仅通过单独改变某一个或多个设备的运行参数很难达到全流程最优处理效果。针对这种情况,在完成各单体设备处理流程模拟的基础上,提出了运用序贯模块法完成各单体设备之间输入输出的连接,实现了天然气处理全流程模拟,可达到全流程操作参数优化的目的。应用该方法开发出的牙哈凝析气田集中处理站全流程模拟软件能够有效地实现全流程模拟,并就此提出了全流程优化方案。实践证明该优化方案可有效指导生产。     

乙烷产品质量要求及其标准探讨

目的 针对制备乙烯的乙烷原料展开质量要求的探讨，以确定不同用户要求和输送方式对乙烷质量要求的区别，并探讨不同质量指标的检测方法，以期为以天然气为原料生产乙烷的行业提供技术支持。方法 主要参考美国《气体加工工程数据手册》、中国石油天然气集团有限公司企业标准Q/SY 01027-2019《天然气回收乙烷技术指标》对乙烷产品的质量要求，分别对国内气态和液态乙烷产品质量要求和指标进行研究和探讨。结果 乙烷产品宜根据其气态和液态特点分别分为3个等级，乙烷产品来源于天然气，其取样采用天然气取样方法、其主要质量指标采用天然气相关分析方法标准进行检验是适宜的。结论 现阶段国内还没有乙烷产品的国家标准和行业标准，建议有关部门尽快制定乙烷产品国家标准或者行业标准，统一规定乙烷产品质量指标、产品分类、检验规则、交货验收，为乙烷回收项目的实施提供技术支撑，同时也可促进中国乙烷市场和生产体系的建立。     

高压天然气乙烷回收高效流程

在对高压凝析气田气回收乙烷及以上组分时,可利用的现有乙烷回收流程存在系统冷量过多、脱甲烷塔气液分离效果差和系统能耗高等问题。在部分干气循环工艺(RSV)的基础上,提出一种高压天然气的乙烷回收高效流程(HPARV)。该流程在RSV工艺的基础上增加了1台高压吸收塔,吸收塔与脱甲烷塔的操作压力相互独立,既保证了较高的乙烷回收率,又降低了外输干气的再压缩功率。HPARV工艺有效解决了传统RSV乙烷回收流程系统能耗高、对高压原料气适应性不强和脱甲烷塔气液分离效率差等问题。研究实例表明,当原料气压力大于7.0MPa时,HPARV工艺对原料气气质组分变化及原料气压力变化均具有较好的适应性,乙烷回收率高达93%以上。与相同乙烷回收率下的RSV工艺相比,HPARV工艺能大幅度降低乙烷回收装置的综合能耗。     

中贵线乙烷回收工程模拟计算研究

在国内大型凝析气田中,发现原料气中含有丰富的乙烷,为加强乙烷资源的有效利用,实现天然气产业效益最大化,开展了中贵线乙烷回收工程可行性研究。该项目采用ASPEN HYSYS模拟软件,对膨胀机制冷+尾气再循环脱甲烷塔双回流工艺进行研究,并对该工艺的流程特性进行分析考察了膨胀后压力、低温分离器温度、膨胀气流比例、原料气组成中CO_2与C_2H_6含量及原料气压力等因素的变化,以及对装置性能包括收率、动力消耗、天然气消耗以及年收益的影响。     

三甘醇脱水在高酸性气田集输站中的应用分析

针对塔河一号联合站天然气处理装置的实际情况,以该轻烃回收装置的影响因素敏感性分析及装置参数优化为主要研究内容,运用流程模拟软件建立了相应的工艺模型。选择透平膨胀机膨胀端出口温度、丙烷制冷后温度、低温分离器温度、重接触塔理论塔板数、脱乙烷塔理论塔板数以及脱乙烷塔塔底重沸器温度为主要因素,讨论这些因素对C3、C＋3回收率及装置能耗的影响程度。在此基础上以操作参数为决策变量,以回收率和能耗为优化目标,结合液化石油气质量标准确立相关的约束条件,建立了基于流程模拟和SQP法的天然气处理装置优化模型,将C3回收率从83.63%提高到96.65%,C3＋回收率从92.30%提高到98.43%。同时,液化气中C3＋C4摩尔分数增至95%,C5摩尔分数降至1%左右。     

天然气回收乙烷中二氧化碳固体形成的防控措施

含CO2的天然气回收乙烷常受CO2冻堵的困扰而无法获得较高的经济效益。通过对烃类体系中CO2固体形成机理的分析,提出了CO2固体形成的必要条件是足够高的压力、足够低的温度、足够高的CO2浓度。并在此基础上根据乙烷回收流程、CO2含量等工艺条件提出了脱碳、合理控制工艺参数、引入防冻介质、工艺流程的改进等乙烷回收装置CO2固体形成控制措施。以RSV流程为例,分析了在一定工况条件下,当原料气CO2含量由0.5%上升至1.5%时,通过合理控制关键参数,可控制CO2固体形成;根据乙烷回收流程自身特点,提出了将脱乙烷塔底液烃或脱丙丁烷塔顶产品LPG作为防冻介质的两种防冻介质加入流程。最后在RSV流程的基础上改进出一种带预分离器的RSV流程(Recycle Split-Vapor with Preseparator,简称RSVP),并对改进效果进行分析。分析结果表明:相同工况条件下,与RSV流程相比,RSVP流程最小CO2冻堵裕量上升0.5℃~1.1℃,主体装置总压缩功降低3.5%~3.8%,但丙烷回收率降低0.1%~0.3%。     

乙烷回收改进流程用能分析

在国内油气田提质增效工作大力开展的背景下,改进设计出了两种高效乙烷回收流程,即带丙烷制冷的RSV改进流程(RSV-PC)与带自冷循环和吸收塔的分流换热乙烷回收流程(SHIA)。通过HYSYS软件模拟,对改进的两种高效流程进行了能耗分析与■分析。分析结果表明:相同乙烷回收率下,SHIA流程比RSV-PC流程节省能耗15.3%,节能优势明显;通过■分析的方法分析两种流程能耗差异发现,SHIA与RSV-PC两种流程的主要■损差异体现在换热器LNG-101、制冷系统二级压缩机K-105以及外输压缩机K-103三种设备上,且三种设备的总■损量占各自流程总■损量的76%以上。     

天然气深冷工艺装置提高乙烷收率工艺技术的研究与应用

目的针对天然气深冷工艺装置中因原料气气量下降、气质变贫造成C₂⁺轻烃收率下降、装置运行难度大等导致装置乙烷收率降低的问题,采用调配较富原料气气源、原料气中补充丙烷和原料气中补充丁烷等措施开展提高装置乙烷收率的工艺技术研究。 方法基于建立的工艺模型,对比核算原料气中补充丙烷和丁烷对提高乙烷产量的影响,考查分析原料气中补充丙烷和丁烷对改善脱甲烷塔运行状况的效果。 结果经现场验证得出,通过调配榆济线优质气源和补充丙烷等措施可有效提高装置乙烷收率,乙烷产品年产量可增加1 438.54 t,乙烷收率由62%提高至70%。 结论该工艺的应用不仅可以获得经济效益256.88 万元/年,而且具有较大的推广价值。      

富气乙烷回收工艺改进及能耗分析

目的针对国内处理原料气在气质较富时乙烷回收装置单一、产物回收率低的问题,在原有工艺冷干气回流流程(cold residue reflux process, CRR)的基础上提出两种高效乙烷回收流程,即带闪蒸的冷干气回流流程(cold residue reflux process with flash evaporator, CRR-FE)和部分原料气过冷分离的冷干气回流流程(cold residue reflux process with feed subcooled, CRR-PS)。 方法在保证乙烷回收率高于95%的条件下,利用HYSYS软件模拟改进工艺流程,设置了3组逐渐变富的气质对CRR及改进流程进行了综合能耗和火用分析对比。 结果改进后的流程有很好的节能效果,其中CRR-PS流程节能效果明显,在GPM值为4.3时,CRR-PS流程综合能耗节约了9.4%。3种流程火用损最大为主体设备压缩机中的外输压缩机,其次是塔设备中脱甲烷塔和丙烷制冷,最后是换热器、空冷器及水冷器;改进后的流程性能很好,整体火用效率在80%以上,总火用效率排序为CRR-PS＞CRR-FE＞CRR;当GPM值为4.3时,CRR-PS火用损为28 471 kW,相比于CRR降低了3.9%,表明CRR-PS火用损失较少,有很好的节能潜力。 结论CRR-PS流程对富气适应性更强,节能效果更好。      

基于火用分析的天然气净化工艺优化

为了降低天然气净化系统的综合能耗,提高净化效果,以延长某气田气质条件为研究基础,在保证净化气满足LNG加工要求的同时,以原处理数据为优化对象,开展了天然气净化工艺优化研究。本研究基于Aspen Plus的流程模拟进行了技术性和经济性的综合对比,利用单因素灵敏度分析法确定了再生塔的液相回流比、塔板数等工艺参数,利用用能系统节能分析方法对换热过程进行分析,对现有净化系统提出了工艺改造优化方案。优化结果表明,优化后的系统净化效果更好,综合能耗有效降低,■效率提升了9%。