天然气是一种不可再生的化石能源,因其具有使用方便、热值高、污染少等优点,成为一次能源结构中的首席能源。开发和利用天然气成为当今世界能源发展的潮流。本论文调研了国内外天然气集输处理的发展现状,结合实际工况,合理的选择轻烃回收工艺以及制冷工艺,设计工艺流程回收天然气中的轻烃组分,并对工艺进行了适应性分析、?损失分析以及换热网络的优化。主要内容如下:以A气田的适应性改造为研究对象,该处理站采用“J-T阀+注醇防冻”的浅冷处理工艺,制冷深度有限,无法充分回收烃类组分,结合具体开发情况,提出并设计深冷回收乙烷方案。利用HYSYS对天然气乙烷回收工艺流程进行模拟与优化,使乙烷收率达到97%,LPG收率达到99%。从原料气气量、气质压力以及气质组成3个方面进行适应性分析,研究工艺装置应对变化的适应能力。对流程中的换热设备、节流设备、压缩设备以及膨胀设备进行?损失分析,确定?损失分布情况,研究工艺的有效能利用率。应用Aspen Energy Analyzer模拟计算工艺的换热情况,绘制换热网络图,进行换热网络的优化,达到节能降耗的目标。针对A气田存在中、低压原料气的情况,进行了混合冷剂制冷乙烷回收工艺的应用研究。应用HYSYS对天然气乙烷回收工艺流程进行模拟与优化,使乙烷收率达到97%,LPG收率达到99%。混合冷剂的组成和配比直接影响系统的功耗,针对实际的制冷深度选择CH₄、C₂H₄、C₃H₈、n-C₅H₁₂四种冷剂,配比为0.4031:0.2198:0.1973:0.1798。进而从原料气组成、混合冷剂参数、冷剂组分以及制冷深度等方面研究了混合冷剂对流程的影响。对工艺流程进行适应性、?损失分析以及换热网络进行优化。以油田伴生气为研究对象,以工程效益最大化为研究目标,对混合冷剂制冷工艺和膨胀机制冷工艺进行工艺对比研究。在收率相同时,进行工艺能耗对比;在能耗近似相同时,进行收益对比,并结合第3、4章相关研究,确定适宜于低压伴生气的制冷工艺。