伴生气轻烃回收工艺技术 蒋 洪 朱 聪(西南石油学院 四川省南充市 637001) 摘要 油气田存在丰富的伴生气资 源。为了提高油气综合利用水平,开展伴 生气轻烃回收工艺技术研究有十分重要的 现实意义。针对工艺流程设计、设备选型 和控制系统设计进行分析与探讨后指出, 在工艺设计中应正确选用制冷工艺,精心 组织工艺流程,合理利用外冷和内冷;设 备选型应体现技术先进和高效的原则;小 型浅冷装置的控制方案应着重简单实用, 大中型深冷装置则应选用先进的集散控制 系统。 主题词 伴生气 轻烃回收 工艺设 计 回收率 制冷 工艺 流程 在油气田开发中存在丰富的伴生气。为了合理利用这部分天然气资源,油田采用轻烃回收装置,取得了较好的经济效益。但国产化装置仍存在工艺方案不合理、产品收率低、能耗高等问题。针对伴生气轻烃回收工艺,本文对工艺流程设计、设备选型和设计、控制系统设计进行分析与探讨,提出工艺设计的基本思路和原则。 1.回收工艺过程和特点 目前,伴生气轻烃回收工艺都采用冷凝分离法。虽然冷凝分离法可采用冷剂制冷法、膨胀制冷和混合制冷法等多种制冷工艺,但从工艺原理上看,都是经过气体冷凝回收液烃和液烃精馏分离成合格产品这两大步骤。从流程组织上,回收工艺过程由原料气预处理、原料气增压、脱水、冷凝分离、制冷系统、液烃分馏、产品储配等7个单元组成。 一般来说,伴生气具有压力低,气质富的特性。为满足冷凝分离的工艺要求,伴生气回收工艺需设置压缩机增压过程,增压值大小与干气外输压力、制冷温度、分馏塔塔压、产品收率等因素有关,这是低压气轻烃回收工艺的特点。 2.优化工艺流程 工艺流程的变化是因原料气气源条件(气量、压力和组成)、产品要求和建设环境等因素的不同而引起的。工艺流程的合理与否是回收装置达到较高的技术经济效益的前提。 2.1 制冷工艺的选择 制冷工艺的选择主要考虑原料气的压力、组成、液烃回收率等因素。当伴生气处理量小、组成较富时,为了回收C3+烃类,可采用浅冷回收工艺,制冷方法主要采用冷剂制冷或冷剂制冷+节流膨胀制冷;当伴生气处理量较大、组成又比较贫、希望回收较多乙烷时,应采用深冷回收工艺,制冷方法主要采用复叠式制冷、混合冷剂制冷、膨胀机制冷、冷剂制冷与膨胀机制冷相结合的混合制冷。国内技术成熟和开发应用广泛的制冷工艺有膨胀机制冷、混合制冷。 国内冷剂制冷工艺,为了满足环境保护的要求,现主要采用丙烷压缩循环制冷,制冷温度为-30～-35℃,制冷系数较大。丙烷冷剂可在轻烃回收装置中自行生产,无刺激性气味,该工艺将在我国广泛应用。采用冷剂制冷工艺的装置,所需要的冷量由独立的外部制冷系统提供,不受原料气贫富程度的限制,对原料气的压力无严格要求。装置在运行中,可以改变制冷量的大小以适应原料气量和组成的变化以及季节性的气温变化。 膨胀机制冷有透平膨胀机、热分离机、气波机制冷三种方式。由于透平膨胀机制造技术日趋完善,机组质量有保证,操作、维修方便,等熵效率高,处理量大,加之机组产品系列化,选用、更换都很容易,所以,凡是有自由压力能可供利用的场合,可优先考虑选用透平膨胀机,必要时再考虑设置外部冷剂制冷。在无供电条件的边远地区,使用热分离机或气波机制冷更为有利。对于低压气源,是否可采用膨胀机制冷,需对制冷工艺方案进行技术经济对比分析,才能作出决策。 4 油气田地面工程(OGSE) 第19卷第1期(2000.1)
淮海工学院专业设计报告书 题目： 50000吨/年炼厂液化气分离 工艺初步设计 系（院）：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级： 姓名： 学号： 2013年12月20 日
设计任务书 班级：姓名：学号： 一、设计题目： 50000吨/年炼厂液化气分离工艺设计。 二、设计条件： 液化石油气 组分 wt% 乙烷 0.31 乙烯 0.02 丙烯 35.58 丙烷 8.46 正丁烷 7.51 异丁烷 14.66 异丁烯 12.08 丁烯-1 5.01 反丁烯-2 9.81 顺丁烯-2 6.55 异戊烷 0.01 总硫量 20~50ppm 水分饱和水 合计 100 丙烯： 分子式： C 3H 6 熔点(℃)： -191.2 沸点(℃)： -47.72 相对密度(水=1)： 0.5 相对蒸气密度(空气=1)： 1.48 饱和蒸气压(kPa)： 602.88(0℃) 性能： 主要成分：乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。 外观与性状：无色气体或黄棕色油状液体, 有特殊臭味。 闪点(℃)： -74 引燃温度(℃)： 426～537 爆炸上限%(V/V)： 33 爆炸下限%(V/V)： 5 健康危害：本品有麻醉作用。急性中毒：有头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐、脉缓等；重症者可突然倒下，尿失禁，意识丧失，甚至呼吸停止。可致皮肤冻伤。慢
性影响：长期接触低浓度者，可出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲劳、情绪不稳以及植物神经功能紊乱等。 环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。 燃爆危险：本品易燃，具麻醉性。 危险特性：极易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。 特点： ①污染少。②发热量高。③易于运输。④压力稳定。⑤储存设备简单，供应方式灵活。
轻烃回收工艺主要有三类：油吸收法;吸附法;冷凝分离法。当前主要采用冷凝分离法实现轻烃回收。 1、吸附法 利用固体吸附剂(如活性氧化铝和活性炭）对各种烃类吸附 容量不同，而,将吸附床上的烃类脱附,经冷凝分离出所需的 产品。吸使天然气各组分得以分离的方法。该法一般用于 重烃含量不高的天然气和伴生气的加工办法，然后停止吸 附,而通过少量的热气流附法具有工艺流程简单、投资少的 优点,但它不能连续操作，而运行成本高,产品范围局限性大, 因此应用不广泛。 2、油吸收法 油吸收法是基于天然气中各组分在吸收油中的溶解度差异，而使不同的烃类得以分离。根据操作温度的不同， 油吸收法可分为常温吸收和低温吸收。常温吸收多用于中 小型装置,而低温吸收是在较高压力下，用通过外部冷冻装 置冷却的吸收油与原料气直接接触,将天然气中的轻烃洗 涤下来,然后在较低压力下将轻烃解吸出来，解吸后的贫油 可循环使用,该法常用于大型天然气加工厂。采用低温油吸 收法C3收率可达到(8５～9０％),C２收率可达到（20~６ ０%)。 油吸收法广泛应用于上世纪６0年代中期，但由于其工 艺流程复杂，投资和操作成本都较高，上世纪70年代后，
己逐步被更合理的冷凝分离法所取代。上世纪80年代以后, 我国新建的轻烃回收装置己较少采用油吸收法。 3、冷凝分离法 （1）外加冷源法 天然气冷凝分离所需要的冷量由独立设置的冷冻系统提供。 系统所提供冷量的大小与被分离的原料气无直接关系,故 又可称为直接冷凝法。根据被分离气体的压力、组分及分 离的要求，选择不同的冷冻介质。制冷循环可以是单级也 可以是多级串联。常用的制冷介质有氨、氟里昂、丙烷或 乙烷等。在我国，丙烷制冷工艺应用于轻烃回收装置还不 到10年时间,但山于其制冷系数较大,制冷温度为 （-35~-30℃)，丙烷制冷剂可由轻烃回收装置自行生产,无 刺激性气味，因此近儿年来,该项技术迅速推广,我国新建的 外冷工艺天然气轻烃回收装置基本都采用丙烷制冷工艺, 一些原设计为氨制冷工艺的老装置也在改造成丙烷制冷工 艺。 （2）自制冷法 ①节流制冷法 节流制冷法主要是根据焦耳-汤姆逊效应，较高压力的原料 气通过节流阀降压膨胀，使原料气冷却并部分液化,以达到 分离原料气的目的。该方法具有流程简单、设备少、投资 少的特点，但此过程效率低，只能使少量的重烃液化,故只
利用 LNG 冷能的轻烃分离高压流程
高婷，林文胜，顾安忠
（上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海，200240） 摘要：利用 LNG 冷能能以较低的能耗分离回收其中高附加值的 C2+轻烃资源，同时实现 LNG 气化，是 LNG 冷能 利用的有效方式。本文提出一种新型的利用 LNG 冷能的轻烃分离流程，脱甲烷塔在较高的压力下运行，从而分 离出的富甲烷天然气能以较低能耗压缩到管输压力；脱乙烷塔在常压下运行，可以直接得到常压液态乙烷及 LPG 产品，方便产品的储运。脱甲烷塔中再沸器的热耗由燃气提供，经计算只需消耗 1 %左右的天然气；脱乙烷塔中 冷凝器所需的冷量由 LNG 提供。该流程轻烃回收率可达 90 %以上，其中乙烷回收率可达 85 %左右。以某气源组 分为基础，考察了乙烷含量和乙烷价格变化对装置经济性的影响，结果表明，使用该流程进行轻烃回收效益可观。 关键词：液化天然气（LNG） ；冷能利用；轻烃分离；高压流程；经济性分析 中图分类号：TQ 028; TE64 文献标识码：A 文章编号：
Light hydrocarbons separation at high pressure from liquefied natural gas with its cryogenic energy utilized
Gao Ting, Lin Wensheng, Gu Anzhong
(Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240)
Abstract: C2+ light hydrocarbons, which are resources with high additional values, can be separated from LNG with low power
consumption by efficiently utilizing its cryogenic energy, and LNG is gasified meanwhile. A novel light hydrocarbons separation process is proposed in this paper: the demethanizer works at higher pressure, thus the methane-rich natural gas can be compressed to pipeline pressure with low power consumption; the deethanizer works at atmosphere pressure, consequently liquefied ethane and LPG (liquefied petroleum gas, i.e. C3+) at atmosphere pressure can be product directly, which are easy to be stored and transported. The heat consumption of the reboiler in the demethanizer is provided by the combustion of the separated natural gas, which account for about 1 % of the total amount; the cold energy of the condenser in the deethanizer is provided by the cryogenic energy of LNG. The recovery rate is more than 90 % for light hydrocarbons, and about 85% for ethane. On the basis of one typical feed gas composition, the effects of the ethane content and the ethane price to the economics of the process is studied. The results show that, recovering light hydrocarbons from LNG by this process can gain great profits.
Keywords: liquefied natural gas (LNG); cryogenic energy utilization; light hydrocarbons separation; high pressure process; economic analysis 都是湿气 （乙烷、 丙烷等C2+轻烃的摩尔含量在10 % 以上） 湿气中的C2+轻烃是优质清洁的乙烯裂解原 ， 料，用其代替石脑油生产乙烯，装置投资可节省30 %，能耗降低30 %，综合成本降低10 %。利用LNG 的冷能分离出其中的轻烃资源， 还可以省去制冷设 备，以很低的能耗获得高附加值的乙烷和由C3+组
Corresponding author: Lin Wensheng, E-mail：linwsh@https://www.doczj.com/doc/8513160382.html,.
引 言
LNG是在低温下以液态形式存在的天然气， 通 常需要重新气化才能获得利用。 LNG气化时释放的 -1 冷能大约为840 kJ·kg ，回收这部分能源具有可观 的经济和社会效益[1-2]。目前世界贸易中许多LNG
联系人：林文胜。第一作者：高婷（1985—） ，女，博士研究生。
伴生气轻烃回收工艺技术 摘要 油气田存在丰富的伴生气资源。为了提高油气综合利用水平，开展伴 生气轻烃回收工艺技术研究有十分重要的现实意义。针对工艺流程设计、设备选型和控制系统设计进行分析与探讨后指出，在工艺设计中应正确选用制冷工艺，精心组织工艺流程，合理利用外冷和内冷；设备选型应体现技术先进和高效的原则；小型浅冷装置的控制方案应着重简单实用，大中型深冷装置则应选用先进的集散控制系统。 主题词伴生气轻烃回收工艺设计回收率制冷工艺流程 在油气田开发中存在丰富的伴生气。为了合理利用这部分天然气资源，油田采用轻烃回收装置，取得了较好的经济效益。但国产化装置仍存在工艺方案不合理、产品收率低、能耗高等问题。针对伴生气轻烃回收工艺，本文对工艺流程设计、设备选型和设计、控制系统设计进行分析与探讨，提出工艺设计的基本思路和原则。 回收工艺过程和特点 目前，伴生气轻烃回收工艺都采用冷凝分离法。虽然冷凝分离法可采用冷剂制冷法、膨胀制冷和混合制冷法等多种制冷工艺，但从工艺原理上看，都是经过气体冷凝回收液烃和液烃精馏分离成合格产品这两大步骤。从流程组织上，回收工艺过程由原料气预处理、原料气增压、脱水、冷凝分离、制冷系统、液烃分馏、产品储配等几个单元组成。 一般来说，伴生气具有压力低，气质富的特性。为满足冷凝分离的工艺要求，伴生气回收工艺需设置压缩机增压过程，增压值大小与干气外输压力、制冷温度、分馏塔塔压、产品收率等因素有关，这是低压气轻烃回收工艺的特点。 优化工艺流程 工艺流程的变化是因原料气气源条件（气量、压力和组成）、产品要求和建设环境等因素的不同而引起的。工艺流程的合理与否是回收装置达到较高的技术经济效益的前提。 制冷工艺的选择 制冷工艺的选择主要考虑原料气的压力、组成、液烃回收率等因素。当伴生气处理量小、组成较富时，为了回收烃类，可采用浅冷回收工艺，制冷方法主要采用冷剂制冷或冷剂制冷+节流膨胀制冷；当伴生气处理量较大、组成又比较贫、
炼化公司的各个装置工艺的流程图大全及其简介 从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氧化物)带水（溶于油或呈乳化状态），
可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。电脱盐基本原理： 为了脱掉原油中的盐份，要注入一定数量的新鲜水，使原油中的盐充分溶解于水中，形成石油与水的乳化液。 在强弱电场与破乳剂的作用下，破坏了乳化液的保护膜，使水滴由小变大，不断聚合形成较大的水滴，借助于重力与电场的作用沉降下来与油分离，因为盐溶于水，所以脱水的过程也就是脱盐的过程。 CDU装置即常压蒸馏部分 常压蒸馏原理：
精馏又称分馏，它是在精馏塔内同时进行的液体多次部分汽化和汽体多次部分冷凝的过程。 原油之所以能够利用分馏的方法进行分离，其根本原因在于原油内部的各组分的沸点不同。 在原油加工过程中，把原油加热到360～370℃左右进入常压分馏塔，在汽化段进行部分汽化，其中汽油、煤油、轻柴油、重柴油这些较低沸点的馏分优先汽化成为气体，而蜡油、渣油仍为液体。 VDU装置即减压蒸馏部分
减压蒸馏原理： 液体沸腾必要条件是蒸汽压必须等于外界压力。 降低外界压力就等效于降低液体的沸点。压力愈小，沸点降的愈低。如果蒸馏过程的压力低于大气压以下进行，这种过程称为减压蒸馏。 轻烃回收装置是轻烃的回收设备，采用成熟、可靠的工艺技术，将天然气中比甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收。
RDS即渣油加氢装置，渣油加氢技术包含固定床渣油加氢处理、切换床渣油加氢处理、移动床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢处理、沸腾床渣油加氢裂化、悬浮床渣油加氢裂化、渣油加氢一体化技术及相应的组合工艺技术。
轻烃回收工艺技术发展概况 自20世纪80年代以来，国内外以节能降耗、提高液烃收率及减少投资为目的，对NGL回收装置的工艺方法进行了一系歹¨的改进，出现了许多新的工艺技术。大致说来，有以下几个方面。 (一) 膨胀机制冷法工艺技术的发展 1. 气体过冷工艺(GSP)及液体过冷工艺(LSP) 1987年Ovaoff工程公司等提出的GSP及LSP是对单级膨胀机制冷工艺(ISS)和多级膨胀机制冷工艺(MTP)的改进。典型的GSP及LSP流程分别见图5-16和图5-17。 GSP是针对较贫气体(c；烃类含量按液态计小于400mL/m3)、LSP是针对较富气体(C 2 +烃类含量按液态计大于400mL/m3)而改进的NGL回收方法。表5-10列出了处理量为283×104m3/d的NGL回收装置采用ISS、MTP及GSP等工艺方法时的主要指标对比。 表5-10 ISS、MTP及GSP主要指标对比 工艺方法ISS MTP GSP C 2 回收率/% 冻结情况 再压缩功率/kW 80.0 冻结 6478 85.4 冻结 4639 85. 8 不冻结
制冷压缩功率/kW 总压缩功率/kW 225 6703 991 5630 3961 1244 5205 美国GPM气体公司Goldsmith天然气处理厂NGL回收装置即在改造后采用了GSP法。该装置在1976年建成，处理量为220×104m3/d，原采用单级膨胀机制冷法，1982年改建为两级膨胀机制冷法，处理量为242×104m3/d，最高可达 310×104m3/d，但其乙烷收率仅为70%。之后改用单级膨胀机制冷的GSP法，乙烷收率有了明显提高，在1995年又进一步改为两级膨胀机制冷的GSP法，设计处理量为380×104m3/d，乙烷收率(设计值)高达95%。 2. 直接换热(DHX)法 DHX法是由加拿大埃索资源公司于1984年首先提出，并在JudyCreek厂的NGL 回收装置实践后效果很好，其工艺流程见图5-18。 图中的DHX塔(重接触塔)相当于一个吸收塔。该法的实质是将脱乙烷塔回流罐的凝液经过增压、换冷、节流降温后进入DHX塔顶部，用以吸收低温分离器进 该塔气体中的C 3+烃类，从而提高C 3 +收率。将常规膨胀机制冷法(ISS)装置改造成 DHX法后，在不回收乙烷的情况下，实践证明在相同条件下C 3 +收率可由72%提高到95%，而改造的投资却较少。
20000吨乙胺装置分离系统工艺设计 辛清炜1，李强2 (1.东北电力大学化学工程学院,吉林吉林132012; 2.东北电力大学化学工程学院,吉林吉林 132012) 摘要：本设计的内容是年产20000吨乙胺装置分离系统装置工艺设计，工艺采用连续精馏的方式，使用四个精馏塔，将乙醇和液氨混合加氢精馏成纯度大于99.5%的乙胺产品。本设计主要对T103塔所给的各个组分的质量分数并经过ASPEN软件模拟，得出各个塔的理论板数和回流比以及工艺条件，得出本套工艺装置的初步数据。同时完成物料衡算、热量衡算、并对乙胺精馏塔进行严格设备计算。对塔的冷凝器、再沸器、回流罐、接塔管和进料泵进行了详细计算和选型。 关键词：乙胺；精馏；ASPEN软件；工艺设计 Process Design of Separation System of 20000t Ethylamine Plant XIN Qing-wei1 ,LI Qiang2 (1.Chemical Engineering College, Northeast Dianli University, Jilin Jilin 132012;2.Chemical Engineering College, Northeast Dianli University, Jilin Jilin 132012) Abstract;The present design is 20000 tons per year ethylamine separation system means plant process design, continuous distillation process using manner, using four distillation column, ethanol and ammonia mixing hydrogenation rectification into purity of more than 99.5% of amine products. The design of the main T103 tower to the various components of the quality score and through the ASPEN software simulation, the theoretical plate of each column and reflux ratio and process conditions, the set of process equipment, the preliminary data. At the same time to complete the material balance, heat balance, and the rectification of the column for strict equipment calculation. The calculation and selection of the condenser, the re boiling device, the reflux tank, the connecting pipe and the feed pump of the tower are calculated in detail. And draw the process flow chart of the control point, the material map, equipment layout and piping layout. Key Words：Ethylamine；Distillation；ASPEN；Process planning 1绪论
第一篇天然气处理工艺
一、天然气基本概念 1．天然气的利用 天然气发电清洁民用燃料作为化工原料天然气用作发动机燃料 2．天然气的组成与分类 （1）天然气的组成 天然气是以甲烷为主的碳氢化合物的混合物，而且这些化合物大部分是烷烃，其组成如下 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5+ N2 CO2 H20 H2S He Ar Xer （2）天然气的分类 (1) 按天然气的来源可分为： ①气田气（气藏气；气层气）在地下储层中呈均一气相存在, 采出地面仍为气相的天然气。从气田中开采出来的，主要成分是甲烷和乙烷。 ②伴生气在地下储层中伴随原油共生，或呈溶解气形式溶解在原油中，或呈自由气形式在含油储层游离存在的天然气。与油共生，甲烷含量一般为70～80％。 (2)按甲烷含量可分为： ①干气（贫气）一般甲烷含量在90％以上，轻烃含量少。 ②湿气（富气）一般甲烷含量在90％以下，轻烃含量较高。 3．天然气加工的目的(4个） （1）燃气管网供气：主要内容包括，①脱除天然气中的硫化氢和二氧化碳，解决空气污染和热值问题，②脱重烃和水，解决输入过程的重烃和水的冷凝问题。 （2）天然气液化：主要解决天然气的远距离输送问题, 特别是跨海运输问题。由于液化（常压，-162℃）天然气的体积为其气体（20℃，101.325kp）体积的1／1625，故有利于输送和储存。（3）供应石油化工原料：①提供较纯的原料甲烷作为制氢、生产尿素和甲醇的原料；②回收轻烃，作为裂解、脱氢、异构化、芳构化及氧化等生产化学品的原料。 （4）提供石油液化气和天然气凝析油:石油液化气为城市提供燃料，凝析油经物理加工生产系列溶剂油。 5．天然气加工过程
5万吨/年轻烃分离装置工艺设计毕业设计 目录 第一章总述 (1) 1.1 前言 (1) 1.2 主题 (1) 1.2.1 轻烃的分离原理 (1) 1.2.2 分离顺序的选择 (2) 1.2.3 产品性能用途 (2) 1.2.4 生产现状 (4) 1.2.5 发展前景 (4) 第二章工艺流程设计 (6) 2.1 工艺流程设计 (6) 2.1.1 工艺方案 (6) 第三章物料衡算 (8) 3.1 原始数据的获得 (8) 3.2 塔T-101物料衡算 (10) 3.2.1 T-101清晰分割物料衡算 (10) 3.2.2 确定塔的操作压力及温度 (11) 3.2.3 确定最小回流比 (13) 3.2.4 确定最适宜的回流比 (14) 3.2.5 全塔效率及确定实际塔板数 (15) 3.2.6 进料温度及压力的确定 (16) 3.3 塔T-201物料衡算 (16) 3.3.1 塔T-201清晰分割物料衡算 (16) 3.3.2 确定塔的操作压力及温度 (17) 3.3.3 验证T-201清晰分割是否成立 (18)
3.3.4 确定最适宜的回流比 (19) 3.3.5 全塔效率及确定实际塔板数 (20) 3.3.6 进料温度及压力的确定 (21) 3.4 塔T-301物料衡算 (22) 3.4.1 清晰分割物料衡算 (22) 3.4.2 确定塔的操作压力及温度 (22) 3.4.3 验证T-301清晰分割是否成立 (24) 3.4.4 确定最小回流比 (25) 3.4.5 全塔效率及确定实际塔板数 (26) 3.4.6 进料温度及压力的确定 (27) 第四章能量衡算 (28) 4.1 T-101能量衡算 (29) 4.1.1 焓值计算 (29) 4.1.2 热负荷的计算 (29) 4.1.3 计算传热剂用量 (31) 4.2 T-201 能量衡算 (31) 4.2.1 焓值计算 (31) 4.2.2 热负荷的计算 (31) 4.2.3 计算传热剂用量 (32) 4.3 T-301 能量衡算 (32) 4.3.1 焓值计算 (32) 4.3.2 热负荷的计算 (32) 4.3.3 计算传热剂用量 (33) 4.4 三塔热量衡算表 (33) 第五章设备工艺计算及选型 (35) 5.1 T-101 的设计与选型 (35) 5.1.1 塔径的计算 (35) 5.1.2 塔高的计算 (39) 5.1.3 塔体设计 (39)
12.8万吨/年多组分轻烃分离装置工艺设计毕业设计 目录 第一章总论 (3) 1.1 原料及产品 (3) 1.2 装置概况 (3) 1.3 原料性能、用法、生产方法 (4) 1.4 乙烯生产工艺技术简介 (2) 第二章工艺流程设计 (12) 2.1工艺流程设计 (12) 2.1.1 工艺方案 (12) 第三章物料衡算 (17) 3.1 原始数据的获得 (18) 3.2 T-101物料衡算 (18) 3.2.1 T-101清晰分割物料衡算 (20) 3.2.2 确定塔的操作压力及温度 (21) 3.2.3 确定最小回流比 (21) 3.2.4 确定最适宜的回流比 (22) 3.2.5 全塔效率及确定实际塔板数 (23) 3.2.6 进料温度的确定 (23) 3.3 T-201清晰分割物料平衡 (24) 3.3.1 T-201清晰分割物料衡算 (24) 3.3.2 确定塔的操作压力及温度 (25) 3.3.3 确定最适宜的回流比........................................................................ . (27) 3.3.4 全塔效率及确定实际塔板数 (28) 3.3.5 进料温度及压力的确定 (29) 3.4 T-301物料衡算 (29)
3.4.1清晰分割物料衡算 (29) 3.4.2 确定塔的操作压力及温度 (30) 3.4.3确定最小回流比 (32) 3.4.4 确定最适宜的回流比 (32) 3.4.5 进料温度的确定 (33) 第四章能量衡算 (34) 4.1 T-101能量衡算................................... 错误!未定义书签。 4.1.1 焓值衡算 (36) 4.1.2 热负荷的计算 (37) 4.1.3 计算传热剂用量 (38) 4.2 T-201能量衡算 (38) 4.2.1 焓值计算 (38) 4.2.2 热负荷的计算 (39) 4.2.3 计算传热剂用量 (39) 4.3 T-301能量衡算 (38) 4.3.1焓值计算 (39) 4.3.2 热负荷的计算 (40) 4.3.3计算传热剂用量 (40) 第五章设备工艺计算及选型 (42) 5.1 塔的设计与选型 (42) 5.1.1 T-101的设计与选型 (42) 5.1.2 T-201的设计与选型 (55) 5.1.3 T-301的设计与选型 (70) 第六章设计结果汇总表 (76) 6.1 全塔的物料衡算表........................................................................ .. (74) 6.2全塔的热量衡算表........................................................................ .. (74) 6.3各塔的操作条件
天然气轻烃回收工艺 一．轻烃回收工艺 从天然气中回收轻烃凝液经常采用的工艺包括油吸收法，吸附法，冷凝法。国内外近20多年已建成的轻烃回收装置大多采用冷凝法。冷凝法回收轻烃工艺就是利用天然气中各烃类组分冷凝温度的不同，在逐步降温过程中依次将沸点较高的烃类冷凝分离出来的方法。该法的基点是在于：需要提供较低温位的冷量使原料气降温。按制冷温度不同，又可分为浅冷分离和深冷分离工艺。浅冷是以回收丙烷为主要目的，制冷温度一般在-15~-25℃左右，深冷则以回收乙烷为目的或要求丙烷收率大于90%。制冷温度一般在-90~-100℃左右。 常用的制冷工艺主要有三种：①冷剂循环制冷工艺；②膨胀制冷工艺；③冷剂制冷与膨胀制冷的联合制冷工艺。 常用的原料气脱水工艺主要采用分子筛(3A或4A)脱水法和甘醇脱水法。 二．轻烃回收工艺选择 1．选择依据 含量及自身可利用的压力降大小等多方面因素来选择合适根据油气田中C 2 的制冷工艺。根据原料气预冷温度要求的脱水深度及天然气组成等多方面因素来选择合适的天然气脱水工艺。 2．制冷工艺的选择 ① 冷剂制冷工艺 冷剂制冷是利用某些物质（制冷工质）在低温下冷凝分离（如融化、汽化、升华）时的吸热效应产生的冷量。在NGL(Natural Gas Liquids天然气凝液)回收中常用乙烷、丙烷、氨、氟里昂等由液体汽化吸热冷。这就需要耗功，用压缩机将气体压缩升压，冷凝液化、蒸发吸热、产生冷量必须消耗热能。 冷剂制冷工艺流程比较复杂，投资较高，但稳定性比较好。 ② 膨胀机制冷工艺 膨胀机制冷是非常接近于等熵膨胀的过程，气体经过膨胀降压之后温度降低（可能有凝液产生）。这部分气体与原料气换冷或通过别的途径放出冷量。膨胀机制冷可以回收一部分功，一般匹配同轴压缩机。
轻烃制冷回收工艺 摘要：自20世纪80年代以来，国内外以节能降耗、提高轻烃收率及减少投资为目的，对NGL 回收装置的工艺方法进行了一系列的改进，出现了许多新的工艺技术从天然气中回收的轻烃是优质的燃料，也是宝贵的化工原料，具有较高的经济价值。制冷工艺主要采用冷剂循环制冷、膨胀机制冷、冷剂制冷与膨胀机制冷相结合的混合制冷，单级膨胀机制冷工艺应用广泛，深冷装置较少，装置能耗高，自控水平较低。在深冷回收装置中，以冷剂制冷作为辅助冷源，膨胀机制冷作为主冷源的混合制冷方法，因制冷温度低，液烃回收率高，对气源条件变化适应性强，将得到推广和应用。 从天然气中回收的轻烃是优质的燃料，也是宝贵的化工原料，具有较高的经济价值。本文通过采用轻烃回收工艺方法和工艺过程结合在一起进行研究在工艺设计中，针对不同的原料状况，应积极采用和开发新工艺、新技术以达到节能降耗、提高轻烃收率、有效的利用能量、降低消耗起着关键性的作用。 关键词：轻烃回收膨胀机制冷天然气 1 烃回收工艺 在气体处理厂内，通过改变气体条件，破坏各组分间的平衡，在达到新的平衡状态时会有一些组分凝析、另一些组分蒸发，从而实现从天然气内回收液态烃。改变的条件可能是压力或温度，也可能是将不同的物质引入气流，更可能是上述三种方法的结合。 早期从天然气内回收液态烃的方法是采用压缩和冷却。工程师们发现，压缩天然气至较高压力并冷却至接近环境温度，会从气流中形成并分离出一定数量的烃液，还知道采用平衡蒸发常数和天然气（组分）分析能预测烃液的回收量。压缩和冷却工艺一直是最简单的方法。然而，这种方法却不如后来开发的一些方法有效。压缩和冷却法常受周围空气或使用冷却水的制约。用制冷进一步降低气流温度并回收更多的液体产品，是传统压缩和冷却方法合乎逻辑的发展。用氨或烷为制冷剂的机械制冷系统是最早使用的制冷类型。当然，在早期的尝试中曾遇到许多与生成水合物有关的问题。在气体深冷（蒸发）器以及深冷器下游的分离器内发生过冰冻。向气流内注甲醇或乙二醇溶液能解决冰冻问题，在一些情况下，在
轻烃回收系统事故原因及预防 轻烃回收系统是指通过油田伴生气输送和初加工以及原油稳定而得到天然气凝析液的过程。 1．输气管线及站内天然气工艺管线泄漏或爆裂 输气管线及站内天然气工艺管线泄漏或爆裂的原因有：管线腐蚀穿孔；人为破坏；管线冻堵造成憋压；工艺流程切换失误，造成憋压；管线超限运行；天然气增压装置失控。 输气管线及站内天然气工艺管线泄漏或爆裂的预防措施为：严格执行工艺设施操作及维护保养规程；严格执行巡回检查制度；严格执行《输气工操作规程》；定期对管线进行维护；加强阴极保护管理；定期进行管线巡护；制定事故处理应急预案；配备正压式呼吸器和防火服。 2．压力容器泄漏、着火 压力容器泄漏、着火的原因有：压力容器有裂缝、穿孔；容器超压；安全附件、工艺附件失灵或与容器结合处渗漏；工艺流程切换失误；容器周围有明火；周围电路有阻值偏大或短路等故障发生；雷击起火；有违章操作(如使用非防爆手电，使用非防爆工具，不按劳保服装等)现象。 压力容器泄漏、着火的预防措施为：压力容器应有使用登记
和检验合格证；制定事故处理应急预案；一旦发生泄漏、着火，要立即切断油源、火种；按压力容器操作规程进行操作；对压力容器定期进行维护保养；工艺切换严格执行相关操作规程；严格执行巡回检查制度；严格执行各类安全操作规程；定期检验安全附件，并有检验合格证；防雷和防静电设施性能良好，有检验合格证；容器周围严禁明火，需要明火作业时，需经安全技术部门批准，采取一定预防措施后，方可动(用)火；定期对容器周围电路进行维护保养；定期检修各种工艺附件；配备正压式呼吸器和防火服。 3．压缩机装置爆炸着火 压缩机装置爆炸着火的原因有：压缩机装置启运前，未置换工艺流程内的空气；压缩机装置有渗漏点；压缩机装置发生机械故障；安全附件、工艺附件失灵或与压缩机装置结合处渗漏；工艺流程切换失误；压缩机装置周围有明火；压缩机装置电路有阻值偏大或短路等故障；未按照压缩机操作规程操作；有违章操作(如使用非防爆手电，使用非防爆工具，不按规定穿戴服装等)现象。 压缩机装置爆炸着火的预防措施为：新投运、检修后投运或长时间停产后投运的压缩机装置，要用惰性或天然气对工艺流程内的气体进行置换；制定事故处理应急预案；一旦发生爆炸着火，要立即切断气源、火种；按压缩机装置操作规程进行操作；定期对压缩
沈阳化工大学 本科毕业论文 题目：年产１３.8万吨乙烯装置分离工段乙烯精馏工序工艺设计 院系: 化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级: 化工 07０３班 学生姓名： 指导教师: 论文提交日期：年月日 论文答辩日期：年月日
毕业设计任务书 化学工程与工艺化工０7０3 学生: 班
内容摘要 乙烯是石油化工的主要代表产品,在石油化工重占主导地位。目前世界上乙烯的生产绝大数来源于蒸汽裂解制烯烃技术。由于蒸汽裂解是石油化工中的大能耗装置，而且完全依赖不可再生的石油资源,因此研究和开发人员进行了新的乙烯生产技术的探索和开发。乙烷脱氢、催化裂解、甲烷氧化偶联和甲醇转化等乙烯生产新工艺，希望能够以此作为蒸汽裂解制乙烯的补充,甚至在将来替代蒸汽裂解制乙烯。乙烯主要用于生产聚乙烯、聚氯乙烯和乙二醇等。乙烯除少量由酒精脱水制得外,绝大部分石油烷烃裂解生产。 本设计是以抚顺乙烯化工有限公司裂解装置为蓝本，完成了年产13.8万吨级得乙烯装置分离工段乙烯精馏工序的工艺设计。本设计对乙烯精馏塔进行了物料衡算和热量衡算,并且对乙烯精馏塔进行了工艺设计与选型设计。乙烯精馏塔采用了浮阀塔,并符合流体力学验算和操作条件。 在指导老师的指导下,我们在整个设计过程中查阅了大量的相关文献及资料，深入掌握了有关的基本理论和专业知识,对理论知识有了更深的认识,灵活的应用到设计当中,并结合了有关的化工过程的要求去设计,还是比较顺利的完成了此次毕业设计。 关键词:乙烯;分离；乙烯精馏
Aｂｓtｒact The ethyｌｅne is ｐｅｔroleum cｈemｉcal indusｔry ｍaiｎｒepｒｅsentaｔivｅ the product, occupies thｅ domiｎanｔpoｓiｔion iｎ the petrolｅｕm chemｉｃal iｎｄuｓtｒy． At ｐｒｅsent in thｅ woｒｌd thｅｅｔhyｌene produｃtion ｏverwhｅlｍing maｊority orｉｇiｎａｔｅｓ froｍthe stｅam dｅｃompositｉon sｙｓｔｅm alkeｎe teｃhｎoloｇy．Becausｅ the ｓtearu decomｐositiｏn iｓiｎ thｅｐetｒoleum cheｍiｃal in ｄｕstｒy ｂｉg ｅneｒgy cｏnsｕmption insｔａllment, ｍoreoｖｅr tｏtal dｅpeｎdence non-renewａblｅ oil resourｃe, therｅfｏre ｔhｅ reseaｒch ａnd the ｄevｅloｐmｅnt ｐersonneｌ have carｒieｄ on ｔhe nｅw ｅthylｅｎe ｐrｏduction tｅchnoｌogｙexplｏratiｏｎ and the dｅvelopmenｔ.Ethyｌene and ｓo on eｔhａnｅ dehydrogenatｉｏｎ, catalytiｃ pyｒolｙsｉs, methaｎe oxｉdaｔｉｏn cｏuplｉng aｎd meｔhyl alcoｈoｌｔｒａnｓformatioｎ produce tｈe nｅw cｒａfi, the hope caｎ bｙｔhis aｃhieｖemenｔｓｔｅａm de ｃompｏsitｉｏｎｓyｓtｅm ethyｌenｅ suｐplemｅｎt, even in fuｔure ｓubstitｕｔioｎ steam decｏmposｉtion system etｈylene.Tｈe ｅthylｅne mａｉnlｙ uses iｎ prｏduｃing
教案 编号： 培训班名称：深冷初级操作工授课题目：工艺专业 授课日期： 授课教师： 天然气分公司培训中心
第一章概述 原油和天然气统称为石油。原油只是以液态形式天然形成的比较重的烃类组分，而天然气指的是以气态形式存在的比较轻的烃类组分。来自气井的天然气叫气井气，来自油井从原油中分离出来的天然气叫伴生气。 第一节天然气的组成分类和性质 1.1.1天然气的组成 天然气是一种烃类气体的混合物，其中也含有水和其他杂质，主要是由碳、氢、硫、氮、氧及微量元素组成的，以碳、氢为主，碳约占65%～80%，氢约占12%～20%，各种地区生产的天然气组成是不同的，甚至同一储层中不同的两口井产出的天然气组成也是不同的，而且，随着油田开采的程度不同，同一口井产出的天然气组成也会发生变化。 天然气中含有的烃主要是甲烷，同时含有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量的己烷、庚烷等更重的气体。 1.1.2 天然气的分类 天然气有三种分类方法： （1）按照矿藏特点分：主要分为气井气和伴生气。 伴生气：指的是来自油井从原油中分离出来的天然气。 气井气：指来自气井的天然气。 （2）按照天然气的烃类组成（即按天然气中液烃含量）的多少来分类，可分为干气、湿气或贫气、富气。 C5界定法——干、湿气的划分 干气：指在1标准立方米天然气中，C5（戊烷）以上重烃液体含量
低于13.5立方厘米的天然气。 湿气：指在1标准立方米天然气中，C5以上烃液含量高于13.5立方厘米的天然气。 C3界定法——贫、富气的划分 贫气：指在1标准立方米天然气中，C3以上烃液含量低于94立方厘米的天然气。 富气：指在1标准立方米天然气中，C3以上烃液含量高于94立方厘米的天然气。 （3）按照酸气含量多少，天然气可分为酸性天然气和洁气。 酸性天然气：指含有显著量的硫化物和二氧化碳等酸气，这类物质必须经处理后才能达到管输标准或商品气气质指标的天然气。 洁气：指硫化物含量甚微或根本不含的气体，它不须净化就可外输和利用。 1.1.3 天然气的物理性质 由于天然气是烃类混合物，而且这种混合物的组成经常变化，所以其物理性质也将发生变化，天然气加工中最常用的物理性质是：分子量、冰点、沸点、密度、浓度、粘度、临界温度、临界压力、汽化热、比热、热值、蒸汽压。 天然气的相关概念： 1、天然气的爆炸极限：天然气与空气形成的混合物中，当天然气在空气中的含量达到一定的比例范围，这种混合气体具有爆炸的可能，这种比例范围的高低限制即天然气的爆炸极限，当天然气的体积分数为５％～１