[摘 要]对于目前国内运用较为成熟的不同油区伴生气轻烃回收工艺技术，多数伴生气轻烃回收装置优先采用“空冷+外冷+涡流管制冷”的复合制冷分离工艺技术，合理利用外部和内部冷量，以达到节能降耗，提高C3+收率的目的。
　　[关键词]伴生气 轻烃回收 涡流管[1]
　　中图分类号：S62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0351-01
　　1、概要
　　油田为了合理利用石油伴生气资源，采用轻烃回收装置将其中的C3及以上组分回收，剩下的以C1、C2为主的气体作为燃料，取得了较好的经济效益。本文以长庆油田定边厂子堡采油作业区姬十九转轻烃站轻烃回收装置为例，姬十九转轻烃回收装置原料伴生气主要来自邻近3座增压点，其设计规模为20000Nm3/d，波动范围60%～120%，来气压力0.15MPa（G），常温，组分见表1。
　　2、不同工艺过程和特点
　　复合制冷工艺中，在外部制冷达到一定低温之后，通过膨胀机、节流阀或涡流管将余压节流进一步换取低温，而膨胀机为动设备，投资高、不适于边远小型装置，节流阀换取低温有限，涡流管可随着原料气量波动对热端针型阀进行调节以保证装置所需的低温，操作简单、适应性强，是中小型轻烃回收装置理想的选择。以下通过HYSYS软件模拟计算，对常规浅冷工艺及涡流管混合制冷工艺进行对比。
　　2.1、浅冷法轻烃回收工艺
　　浅冷法轻烃回收工艺简图见图1，由于原料气来气压力低，难以达到有效分离出重组分的目的，则需先增压到2.0MPa（G），各级出口冷却均选择空冷，并在一级出口采用分子筛脱水。压缩机二级出口的原料气经冷箱初步换热降温后进入氨（或丙烷）制冷橇，使温度降至-30℃左右再到低温分离器分离出部分重组分，此时分离器压力1.92MPa（G）。由于出装置干气用于站内燃料及发电，压力满足0.2MPa（G）即可，脱乙烷塔进塔压力1.75MPa（G），所以低溫分离器顶部气体及底部凝液均有余压可利用，通过节流阀降压至所需压力后介质均有小幅度温降，再进入冷箱为压缩机出口原料气提供冷量[2]。通过HYSYS软件模拟，本工艺最终C3收率为73.1%。
　　2.2、涡流管复合制冷轻烃回收工艺
　　涡流管复合制冷轻烃回收工艺简图见图2。本工艺是在传统浅冷法轻烃回收工艺基础上通过优化形成的，其加压、脱水及凝液分离、液化气分馏部分工艺相同，板翅式换热器由原来的三流道改为五流道，氨（或丙烷）制冷橇出口-30℃左右的介质再次经过换热器获取冷量，使之温度可降至-42.76℃，再进入低温分离器。顶部气体进入涡流管，压力由1.97MPa（G）节流至0.22MPa（G），可以通过热流管端部的针型阀调节冷、热气流的比例及出口温度，在保证足够的冷气流流量的情况下冷端温度可达到-69.6℃，为二次进入冷箱的原料气提供冷量。经过HYSYS软件模拟，本工艺最终C3收率为86.3%。
　　3、两种工艺的对比分析
　　根据以上对工艺流程及模拟计算参数的对比可以看出，传统浅冷工艺的冷量主要来自外部制冷，出低温分离器之后的介质压力能头经简单节流提供的冷量极少，几乎损失，而涡流管可有效利用这部分压能，将其在没有外界做功的环境下尽可能多的转化为冷量，使原料伴生气温度由-30℃左右降至-42.76℃，对应气体分率由0.7008降至0.6014，更多的C3及重组分变为液相，使最终C3收率由73.1%提高到86.3%，而外界能耗却并未增加。针对本原料伴生气组分进行模拟计算，可得出在1.9MPa（G）时气液分离温度与C3收率关系见图3，可见，在该压力下适当降低分离温度对于提高C3收率、增加产品产量效果十分明显。事实上，根据姬十九转轻烃站一年多时间的运行情况看，与理论计算基本一致。
　　4、结论
　　“空冷+冷剂制冷+涡流管制冷”的复合制冷分离工艺技术，合理利用了外冷和内冷，达到了节能降耗，提高C3及C3+收率，且装置的运转适应性较大，即使在外加冷源系统发生故障时，装置也能保持在一定的收率下继续运行，提高企业综合效益的目的。
　　参考文献
　　[1]丁勇钢侯予等：涡流管的应用，低温工程，2004（1）。
　　[2]王遇冬：天然气处理原理与工艺，中国石化出版社，2011。