【正文】 () 式中 G —— 允許的氣體質(zhì)量， kg/(m2 這是因為分子篩的表面積大于一般的吸附劑，達（ 700～ 900） m2/g。 2． 具有高效吸附特性。通過選用適當型號的分子篩，可以達到選擇性的吸附水，減少甚至消除 其他氣體成分的共吸附作用，因而更加提高了吸附水的能力。分子篩能按照物質(zhì)的分子大小進行選擇吸附。分子篩表面具有較強的局部電荷，因而對極性分子和不飽和分子有很高的親和力。 A 型分子篩具有與沸石結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)，所有吸附均發(fā)生在晶體內(nèi)部 孔 腔內(nèi)。分子篩通常分為 X 型和 A 型兩類?，F(xiàn)有的膨脹機中透平膨脹機在各種場合運用最廣，所以本設計里液采用透平膨脹機；在最后的分離階段，采用現(xiàn)有技術較先進的填料塔，而填料中規(guī)整填料效果比散裝填料好，所以采用規(guī)整填料中運用較廣的金屬波紋板 250Y 型規(guī)整填料；凝液在脫乙烷塔內(nèi)脫除 C2 后，進入脫丙丁烷塔精餾，塔頂產(chǎn)生的氣體經(jīng)過冷凝即得到產(chǎn)品液化石油氣（ LPG），塔底產(chǎn)生的液體即是輕油產(chǎn)品。 參考資料 化學工程手冊編輯委員會 .化學工程手冊 （上、下） [M].化 學工業(yè)出版社 ， 1989.余國骔 .化工機械工程手冊 [M].化學工業(yè)出版社 ， 2020. 劉巍 .冷換設備 工藝計算手冊 [M].中國石化出版社 ， 2020. 錢頌文 .換熱器設計手冊 [M].化工出版社 ， 2020. 中國石化上海工程有限公司 .化 工工藝設計手冊 [M].化學工業(yè)出版社 ， 2020. 鍋爐技術標準規(guī)范匯編 [M].中國標準出版社 ， 2020. 匯編技術委員會 編 .壓力容器相關標準匯 編 [M].中國標準出版社 ， 2020. 輕烴回收裝置工藝設計 7 主要設計參數(shù)說明 原料氣處理量為 100104Nm3/d； 進氣壓力為 ； 進氣溫度為 38℃ ； 出站壓力 Mpa； LPG 質(zhì)量指標： C2＜ 3﹪ 、 C5＜ 3﹪ 。 設計內(nèi)容 本設計主要根據(jù)已知天然氣氣源工況進行凝液回收裝置工藝設計。根據(jù)原料氣中 C3+含量及自身可利用的壓力降大小等因素選擇合適的制冷工藝。國內(nèi)天然氣資源豐富，發(fā)展輕烴回收技術具有重要的意義。 國內(nèi)外輕烴回收技術的發(fā)展趨勢 國內(nèi)外輕烴回收技術將以低溫分離法為主，向投資少、深分離、高效率、低能耗、橇裝化、自動化的方向發(fā)展。當壓力一定時，混合冷劑在一個溫度范圍內(nèi)隨著溫度逐漸升高而逐步汽化，因而在換熱器中與待冷凍的天然氣的傳熱溫差很小，故其用效率很高。實踐證明，在不回收乙烷的情況下 ， 利用 DHX 工藝可很容易地對現(xiàn)有的膨脹制冷流程加以改造，多數(shù)情況下所用投資較少。采用 GSP 工藝可在保持較高 C2 烴類收率的情況下，使原料氣中 C2 的容許含量高于膨脹制冷工藝的容許含量，而且功耗較低。這些新工藝主要是在膨脹制冷流程和冷劑制冷流程基礎上加以改進而發(fā)展起來的。 國外輕烴回收 工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀分析 國外的分離回收技術己有近 100 年的歷史，工藝較先進，一些國家在提高加工深度、增加收率、合理利用油氣資源上都取得了顯著的成績 在不同的歷史時期，輕烴回收裝置工藝設計 5 采用不同的回收方法。 國內(nèi)開發(fā)應用的熱分離機制冷技術， 上世紀 70 年代中期進入油田伴生氣的加工行業(yè)， 1984 年浙大設計承建的兩套熱分離機回 收輕烴裝置在遼河油舊投入使用。目前，我國中深冷裝置主要用于提高 C3 收率，乙烷大部分都未回收。目前國產(chǎn)裝置采用的主要工藝方法，歸納起來有 :外部冷劑循環(huán)制冷 ； 膨脹機制冷 ； 冷劑制冷和膨脹制冷相結(jié)合的混合制冷。近年來，由于我國石油化工飛速發(fā)展和世界的能源危機，使天然氣及輕烴的需求量急劇增長，促使了我國輕烴回收技術的迅速發(fā)展。 輕烴回收工藝方法進展 國內(nèi)輕烴回收工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀分析 我國的天然氣分離輕烴回收技術起步較晚，四川約始于 上世紀 60 年代開展了從天然氣中分離、回收 C2 液體產(chǎn)物的試驗工作，大約只相當于國外 上世紀 30— 40年代的 “ 天然汽油時代 ”， 由于工藝技術的限制， 輕烴的收率很低，回收的產(chǎn)品僅作為工業(yè) 或民用燃料 ， 用途有限，發(fā)展緩慢。外加冷源 解決高沸點較重烴類冷凝問題，膨脹制取的冷量用在較低溫度位。 這種方法具有許多優(yōu)點 ： 1)有兩個冷源，因此運轉(zhuǎn)適應性較大，即使外加制冷系 統(tǒng)發(fā)生故障，裝置也能在保持較低收率情況下繼續(xù)運行。 混合制冷法 為了最大限 度地從天然氣中回收輕烴，要求的溫度更低，單一的制冷法一般難以達到，即便有時膨脹機制冷能達到溫度，但由于出口帶液問題，對富氣仍是不適用的，這時往往采用混合制冷法，即冷凍循環(huán)的多級化和混合冷劑制冷以及西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 4 膨脹機加外冷的方式來實現(xiàn)。 熱分離機具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，省人省電，允許帶液工作的特點，適用于小氣量、帶液量大和氣源壓力較高的場所。 (3)熱分離機制冷法 熱分離機裝置的流程與透平膨脹機裝 置類似，主要差別是主冷設備不同，它是利用高能動力氣體由轉(zhuǎn)動 (或靜止 )的噴嘴分配進入末端封閉的容器，形成壓縮、膨脹，由動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿亩嘧冞^程。 膨脹機制冷法的特點是流程簡單，設備數(shù)量少，維護費用低，公用工程消耗低，占地面積小，因此近年來采用的較多。當具有一定壓力的天然氣通過透平膨脹機時，其膨脹過程近似于等嫡膨脹過程，獲得膨脹功的同時，氣流的溫度將急劇下降。該方法具有流程簡單、設備少、投資少的特點，但此過程效率低，只能使少量的重烴液化，故只有在氣體有壓力能可利用，處理量小，氣體重 烴含量少和收率要求不高時 才 選 用此方法。這種效應的產(chǎn)生，現(xiàn)階段通常采用等嫡效率最高的透平膨脹機，此外還有熱分離機、節(jié)流閥等膨脹制冷方式。 自制冷法 自制冷法主要用于回收 C3 或 C2， 它是利用原料氣進天然氣凝液回收裝置的壓力降產(chǎn)生制冷效應。上世紀 80 年代之前，我國投產(chǎn)的輕烴回收裝置都采用單純的外制冷工藝流程。由于環(huán)保因素，氨和氟里昂己被逐漸淘汰，在我國，丙烷制冷工藝應用于輕烴回收裝置還不到 10 年時間，但山于其制冷系數(shù)較大，制冷溫度為 （ 35～ 30℃ ） ，丙烷制冷劑可由輕烴回收裝置自行生產(chǎn)，無刺激性氣味，因此近兒年來，該項技術迅速推廣，我國 新建的外冷工藝天然氣輕烴回收裝置基本都采用丙烷制冷工藝，一些原設計為氨制冷工藝的老裝置也在改造成丙烷制冷工藝。制冷循環(huán)可以是單級也可以是多級串聯(lián)。系統(tǒng)所提供冷量的大小與被分離的原料氣無直接關系，故又可稱為直接冷凝法。按冷量提供方式的不同可分為外加冷源法、自制冷法和混合制冷法。 冷凝分離法 該法是利用原料氣中各組分冷凝溫度不同的特點，在逐步降溫的過程中依次將較高沸點的烴類組分冷凝分離出來。 油吸收法廣泛應用于 上世紀 60 年代中期，但由于其工藝流程復雜，投資和操作成本都較 高， 上世紀 70 年代后，己逐步被更合理的冷凝分離法所取代。常溫吸收多用于中小型裝置，而低溫吸收是在較高壓力下，用通過外部冷凍裝置冷卻的吸收油與原料氣直接接觸，將天然氣中的輕烴洗滌下來，然后在較低壓力下將輕烴解吸出來，解吸后的貧油可循環(huán)使用，該法常用于大型天然氣加工廠。 西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 2 油吸收法 油吸收法是基于天然氣中各組分在吸收油中的溶解度差異，而使不同的烴類得以分離。在吸附過程中一直要進行到吸附劑被重烴所飽和，然后停止吸附，而通過少量的熱氣流，將吸附床上的烴類脫附，經(jīng)冷凝分離出所需的產(chǎn)品。 吸附法 吸附法是利用固體吸附劑 （ 如活性氧化鋁和活性炭 ） 對各種烴類吸附容量不同，而使天然氣中各組分得以分離的方法。搞好輕烴回收可大大降低油氣損耗，提高資源的綜合利用程度，減少大氣污染，提高天然氣的整體經(jīng)濟效益，具有重要的現(xiàn)實意義。國際權(quán)威界認為，本世紀將是天然氣的世紀。從天然氣中分離出來的乙烷用以代替石腦油作生產(chǎn)乙烯的原料，液化石油氣也可作為生產(chǎn)乙 烯的原料。 天然氣用作燃料具有很多優(yōu)點，容易燃燒，清潔無灰渣，發(fā)熱量大，熱值達900010000kca1/Nm3，使用方便，具有市場價格優(yōu)勢。s apparatus, and it is important to improve and strengthen the grade of whole apparatus The main contents of this paper includes: 1) This paper gives a overall summary of the function of natural gas chemical industry, the reason why we recover NGL, deep process ways of NGL and their development trends. 2) Understand the process and the role of Light hydrocarbon recovery process 3) The design of light hydrocarbon Recovery Unit Keywords: Light Hydrocarbon Recovery, Process Design, Natural gas, Development III 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................... 1 天然氣輕烴回收的目的 ......................................................................................... 1 輕烴回收工藝 ......................................................................................................... 1 吸附法 ........................................................................................................... 1 油吸收法 ....................................................................................................... 2 冷凝分離法 ................................................................................................... 2 輕烴回收工藝方法進展 ......................................................................................... 4 國內(nèi)輕烴回收工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀分析 ....................................................... 4 國外輕烴回收工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀分析 ....................................................... 4 國內(nèi)外輕烴回收技術的發(fā)展趨勢 ............................................................... 5 國內(nèi)外輕烴回收工藝差距 ........................................................................... 5 2 設計說明書 ....................................................................................................................... 6 設計概述 ................................................................................................................. 6 設計依據(jù) ....................................................................................................... 6 設計原則 ....................................................................................................... 6 設計內(nèi)容 ....................................................................................................... 6 相關標準 ................