脱甲烷塔T-0303

梁建伟、张勇等曾对轻烃回收装置的冻堵情况分析, 当脱甲烷塔的塔顶温度大于 CO 2 的冻Aug. 2010 80现代化工M odern Chem ica l Industry第 30卷第 8期2010年 8月天然气处理厂脱甲烷塔 CO 2 冻堵的规律及解决方案研究程振华(中原油田分公司天然气处理厂, 河南 濮阳 457162)摘要: 中原油田天然气处理厂的天然气处理装置属于中压深冷轻烃回收装置。

由于脱甲烷塔塔顶操作温度较低, 经常出现 CO 2 冻堵的现象, 给装置的连续安全平稳运行带来很大的隐患。

通 过研究原料 气中 CO 2 体积 分数不同时 的冻堵规 律, 提出了 通过引入防冻介质丁烷等烃类物质来防止脱甲烷塔顶 CO 2 冻堵的解决方案。

关键词: 冻堵; 脱甲烷塔; 轻烃回收; 二氧化碳; 天然气处理; 研究中图分类号: TE64文献标识码: A文章编号: 0253- 4320 ( 2010) 08 - 0080- 03Research on CO 2 freeze blocking law and solutions for dem ethaniz ingtower in natural gas processing plantCHENG Zhen hua( N a tura lG as P rocessing P lant, Zhongyuan O ilfie ld, Puyang 457162, Ch ina)Ab stract: T he natu ra l gas trea tm ent dev ice of Zhongyuan O ilfie ld is a m edium pressure cryogenic light hydrocarbonrecove ry dev ice. Ow ing to the low operating temperature at the top o f deme thaning co lumn, b lo ck ing of frozen CO 2 o ftenoccurred in dem ethan ing co lum n, thus g reat h idden dang er to the sm ooth and safety operation of the dev ice has been brought. Th is study is focused on the freeze b locking law w ith different CO 2 content in raw natu ra l gas and so lutions todisso lve CO 2 freeze b locking at the top of dem e than ing tower proposed by add ing bu tane o r other hydrocarbon substances.K ey word s: freeze b lo ck ing; dem ethaning tow er; light hydrocarbon recovery; CO 2; na tura l gas processing; research中原油田天然气处理厂的天然气处理装置主要 以油田伴生气为原料, 生产干气及轻油等产品, 属于 CO 2 冻堵的原因及形成规律, 为此, 首先根据现有生 产装置的原料气组成数据及运行参数搭建了计算模中压深冷轻烃回收[ 1- 2]装置。

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脱甲烷塔和预脱甲烷塔过程
脱甲烷塔是一种用于分离天然气中的甲烷的设备。

预脱甲烷塔（也称为预分离塔）是脱甲烷塔系统中的一部分，用于在脱甲烷塔之前预先降低甲烷的含量。

在脱甲烷塔和预脱甲烷塔过程中，通常的步骤包括以下几个阶段：
1. 原料进料：天然气经过压缩处理后进入脱甲烷塔系统。

2. 塔底减压：原料气在脱甲烷塔底部减压并冷却，引起一部分甲烷从气相转变为液相。

3. 液相分离：经过塔底减压后，含有甲烷的液体与气体分离，液体富集甲烷。

4. 液态回流：分离后的液体再次回流到塔顶端，并通过塔内部的塔板向下流动。

5. 气相升流：分离后的气体从塔底部开始向上升流，经过塔板的气液交换，部分甲烷被液体吸收。

6. 出口分离：在塔顶部，含有甲烷的气体与液体再次分离，液体富集甲烷。

7. 产品处理：分离后的甲烷通过相应的管道进行处理和储存，而剩余天然气则可作为其他产品继续利用。

这些步骤仅为一般的脱甲烷塔和预脱甲烷塔过程，实际操作中可能会因工艺和设备配置的不同而有所变化。

具体的细节和参数需要根据实际情况进行设计和调整。

甲烷塔系统消耗冷量占分离部分总冷量消耗的42%。

由于脱甲烷塔的操作效果对产品（乙烯、丙烯）回收率、纯度以及经济性的影响最大，所以在分离设计中，对于工艺的安排、设备和材质的选择，都是围绕脱甲烷塔系统考虑的。

脱甲烷塔的任务就是将裂解气中氢气、甲烷以及其它惰性气体与C2以上组份进行分离，脱甲烷塔的关键组份是甲烷和乙烯。

在脱甲烷塔系统中，要求塔顶产品中少含乙烯，塔底产品中少含甲烷及惰性气体。

工业生产上脱甲烷过程有高压法与低压法之分。

1.低压法低压法分离效果好，乙烯收率高，操作条件为：压力0.18～0.25MPa (约18～25atm)，塔顶温度-140 ℃ 左右，塔底温度-50℃左右。

由图1-37(P75)可以看出，操作压力高，甲烷与乙烯的相对挥发度a就比较低；相反，操作压力比较低，甲烷与乙烯的相对挥发度a就比较高。

低压法的优点：甲烷与乙烯的相对挥发度a比较大，乙烯回收率比较高，适用范围比较宽。

低压法的缺点：例如要用到耐低温的钢材、多一套甲烷制冷系统、流程比较复杂等。

2.高压法高压法的脱甲烷塔塔顶温度为-96℃左右，不必采用甲烷制冷系统，只需要用液态乙烯制冷剂就可以。

高压法的优点：由于脱甲烷塔塔顶气体产物（尾气）压力比较高，可借助脱甲烷塔塔顶的高压气体的自身节流膨胀来获得额外的降温，这种降温方法比甲烷冷冻系统要简单一些（流程简单、设备也简单）。

另外，提高压力可缩小精馏塔的体积（塔径），所以从总投资和材质的要求来看，高压法是比较有利的。

高压法的缺点：甲烷与乙烯的相对挥发度a比较低，塔板数较多，回流比较大。

从上述两种方法的比较来看，高压法和低压法各有优缺点，工业生产上两种方法都有采用。

表1-32列出了几个脱甲烷塔的操作条件。

表1-32 脱甲烷塔操作条件脱甲烷塔的塔顶产品是气相产品，主要甲烷和氢气，他们在塔顶的操作条件（温度、压力）下，是不能全部冷凝下来的，因此脱甲烷塔与一般的精馏塔是不相同的，一般的精馏塔塔顶产品都可以全部冷凝下来，脱甲烷塔的塔顶产品含有不凝气甲烷和氢气，所以塔顶回流的液体组成与气相产品的组成是不同的，这就是脱甲烷塔的特点。

脱甲烷塔分离凝液-概述说明以及解释1.引言1.1 概述脱甲烷塔是一种用于去除甲烷气体的设备，通过对气体进行处理，将其中的甲烷分离出来。

在这个过程中，会产生大量的凝液，也就是被分离出来的液体部分。

本文将重点讨论如何有效地分离凝液，以提高工艺效率和产品质量。

通过本文的研究，可以更好地理解脱甲烷塔的工作原理，掌握分离凝液的重要性，并探讨不同的处理方法，为相关行业提供参考和借鉴。

1.2文章结构文章结构部分应包括对整篇文章的结构和内容安排进行简要介绍。

在这篇关于脱甲烷塔分离凝液的长文中，文章结构部分可以包括以下内容：在本文中，我们将首先介绍脱甲烷塔的工作原理，解释其在气体处理过程中的重要性。

然后，我们将探讨分离凝液在该过程中的作用及处理方法，重点介绍如何有效地分离和处理含有甲烷的气体中的凝液。

此外，我们还将讨论脱甲烷塔分离凝液的应用前景和展望，探讨未来在这一领域的发展趋势和可能的研究方向。

文章结构的安排旨在帮助读者更好地理解脱甲烷塔分离凝液的相关知识，逐步展示主题内容并深入探讨其意义和发展前景。

整个文章将围绕脱甲烷塔和分离凝液展开，旨在为读者提供全面的信息和见解。

1.3 目的本文的主要目的是探讨脱甲烷塔分离凝液的重要性以及对生产效率和环境保护的影响。

通过对脱甲烷塔工作原理和分离凝液处理方法的介绍，希望能够深入了解这一关键过程在石油化工生产中的作用和意义。

同时，通过本文的研究，也能够为相关行业提供参考，指导其在实际生产中更有效地运用脱甲烷塔及分离凝液处理的技术，提高产品质量，降低生产成本，实现可持续发展。

2.正文2.1 脱甲烷塔的工作原理脱甲烷塔是一种用于分离天然气中的甲烷气体的设备。

其工作原理主要是利用甲烷气体与其他成分（如乙烷、丙烷等）在一定条件下的沸点差异，通过升、传、分、缩四个过程实现分离。

首先，天然气混合气体在脱甲烷塔中受热升温，甲烷气体从液相转变为气相，向上升腾至顶部。

随着温度的逐渐降低，乙烷、丙烷等其他成分也会逐渐升腾，但相对于甲烷而言，升腾速度更慢。

1 现代化学工业的特点是什么？P10-11 综合原料生产方法和产品的多样性复杂性；向大型化，综合化，精细化发展；多学科合作，技术密集型发展；重视能量的合理利用，积极采用节能技术；资金密集，投资大，利润高；安全和环保日益受到重视。

2 化学工艺学的研究范畴是什么？P9其内容包括生产方法的评估，过程原理的阐述，工艺流程的组织，设备的选用和设计，以及生产过程中的节能环保和安全问题。

3 何谓转化率？何谓选择性？转化率(X)：指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率。

选择性(S)：体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应物总量之比。

4 什么是生产能力？什么是生产强度？生产能力：一个设备、一套装置或一个工厂在单位时间内生产的产品量，或在单位时间内处理的原料量。

生产强度：设备的单位特征几何量的生产能力，即设备的单位体积的生产能力，或单位面积的生产能力。

5 催化重整流程中预加氢工序的作用？ P45为了保护重整催化剂，必须对原料油进行加氢精制预处理。

即石脑油与氢气在一定温度下通过预精制催化剂加氢，将其所含的硫、氮、氯及氧等，加氢转化为H2S、NH3、HCl和H2O，从石脑油中脱除；使烯烃加氢饱和；将金属有机物分解，金属吸附在催化剂的表面脱除。

重整原料经预加氢精制后，杂质含量满足重整装置对进料的质量要求，确保了重整催化剂性能的充分发挥，实现催化重整装置的长期稳定运转。

6 干气与湿气有何不同？一般来说，干气就是指甲烷含量比较高的天然气，湿气是指其中碳二到碳五等容易液化的组分较高，而不是水较多。

7 氧化反应的特征是什么？P63强放热反应，必须严格控制反应温度，防范安全事故；反应途径多样，副产物多，分离困难；容易发生深度氧化，需要选择性优良的催化剂。

8 生产硫酸的主要原料有哪些？我国生产硫酸的主要原料是什么？P66硫磺，冶炼烟气，硫铁矿和石膏，我国主要用硫铁矿，世界上广泛使用硫磺。

脱甲烷塔的优化调整作者：赵杰李慧涛刘功俭来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第06期摘要：分析了四川石化80万吨/年乙烯装置脱甲烷塔运行的影响因素，通过提高甲烷/氢气比、提高塔压、降低塔温等方法，优化脱甲烷塔的操作方法，减少塔顶气相乙烯损失，提高乙烯产品收率。

关键词：乙烯损失；甲烷氢比；压力温度四川石化80万吨/年乙烯装置，采用美国S&W公司的前脱丙烷前加氢工艺流程。

乙烯装置高负荷运行时，脱甲烷塔塔顶气相负荷中存在乙烯损失。

出现的乙烯损失，严重影响着乙烯产品的收率。

甲烷气中携带乙烯，使燃料气的热值变低，长时间使裂解炉火嘴结焦堵塞，严重影响裂解炉的平稳运行。

从影响脱甲烷塔乙烯收率的主要因素，脱甲烷塔的优化调整方面着手分析，优化操作。

1 系统工艺流程干燥的裂解气在进预脱甲烷塔前被循环乙烷和丙烯冷剂冷却，在进料分离罐进行闪蒸。

气相经过冷箱换热，未冷凝的气体被送至尾气精馏塔，冷凝下的液相与进料罐底液体送至预脱甲烷塔，高压脱丙烷塔回流罐底来的液相作为第三股进料。

多股进料的预脱甲烷塔，塔底液体送往脱乙烷塔；塔顶未被冷凝的气相与来自HRS塔釜的液体在进料接触塔进行逆流换热后，送至脱甲烷塔。

脱甲烷塔塔釜由丙烯加热，塔顶气相靠乙烯冷剂冷凝，未被冷凝的气体送往膨胀机，最后送燃料气系统，塔釜液相送往乙烯精馏塔。

2 高负荷运行的问题2.1 乙烯损失大乙烯装置投油量在305t/h时（设计300 t/h），由于原料组成变化大、轻质化，冷分气相负荷增大，脱甲烷塔负荷达60 t/h，塔顶物料目前为27t/h（设计22.07t/h），塔釜物料量为33t/h （设计34t/h），塔顶乙烯损失1%。

按照乙烯产品0.8万元/吨，运行8000h/a，每年造成经济损失1728万元。

2.2 裂解炉火嘴结焦燃料气甲烷氢中若有乙烯损失，严重影响裂解炉燃料气的热值，造成裂解炉火嘴结焦堵塞，进而影响裂解炉的COT温度，对整个装置的平稳运行都有影响。