LNG脱重烃工艺技术研究

LNG脱重烃工艺技术研究

廉阳

克拉玛依新捷能源有限公司 新疆克拉玛依 834000

摘要:随着我国经济的不断发展，对天然气的需求不断增加，各类LNG工厂的数量也在不断增加。人们对LNG的生产要求高质量。重烃及其组分含量过高，易造成冷箱通道堵塞。如果问题严重，将直接导致停机。为了有效地解决这一问题，人们箱装置中的碳氢化合物脱气进行了越来越多的研究。必须根据实际情况选择。因此，本文LNG脱重烃工艺技术进行了研究，希望对我国天然气行业的发展有所贡献。

关键词LNG工厂;脱重烃工艺技术;研究

由于原料天然气来源的复杂性，混合比和天然气并不恒定，LNG生产等因素造成的影响可能偏离气源组分偏离值设计的变化。这种情况在国内大多数液化天然气厂都曾发生过，部分液化天然气厂甚至装置更换频繁。在这些变化的组分中，重烃的变化对系统的影响最大。在脱重烃过程中，冷箱中的天然气通道会受到一定程度的堵塞，导致冷热端温差超过20℃，导致LNG工厂生产效率急剧下降。当液化天然气装置因冻结而关闭时，通往除霜冷罐的气路必须保持畅通。这将影响LNG装置的生产进度，大量的天然气将被释放，大量的制冷剂将在重启前被排空，这将给LNG装置带来巨大的资源浪费和经济损失。因此，为了进一步防止这种现象的发生，还原工艺对提高LNG装置的生产效率和经济效益，节约资源具有重要的现实意义。

一、该工艺的产生背景

随着天然气使用量的增加，通过罐装天然气运输生产液化天然气的工厂也在增加。由于各种因素的影响，气源成分经常偏离正常值。这会导致一些问题，例如：烷烃、芳香炬，在低温下容易发生冷凝和冷室堵塞。因此，人们对重烃脱除工艺进行了越来越多的研究，包括低温分离工艺、低温洗涤工艺和干吸附工艺。

二、天然气脱重烃技术发展现状

天然气重烃吸附脱除法，即在脱重烃塔底脱除重烃后，气相进入下段流程。液相增压，重烃作为清洗液送到重烃脱除塔顶，与富烃逆流接触，实现重烃分离。提纯后，重烃的摩尔含量可降至10×10-6以下。采用吸附剂与低温分离装置相结合的方法脱除天然气中的重烃。首次采用吸附剂吸附重整后的大部分原料气，然后在低温下进一步分离剩余的重烃冷芯盒。C6+复合可以很好地分离，满足C6+含量的产物要求，但新戊烷的脱烃效果不明显。该装置和方法首先采用浅冷分离，然后在低温室内采用二次脱烃，然而，这种方法只适用于低烃含量。采用预冷室重烃脱除系统，通过洗涤和低温分离去除重烃，通过增加小预冷室去除苯和新戊烷。在重烃吸附脱水脱氢系统中，再生气中的水和重烃通过吸附去除，大大降低了返回再生气中水和重烃的含量。液化天然气脱重烃的过程是净化后的天然气进入洗涤塔，洗涤塔顶部的气相进入液化冷箱。冷凝分离后，气体再次返回冷箱。该方法可有效防止冷箱堵塞，并利用部分重烃热。重烃脱除装置液化天然气（LNG）及其方法：所用净化合格的天然气进入洗涤塔脱除苯和重烃组分，塔顶气相进入液化天然气液化冷箱冷凝分离。分离出的气相再次返回液化冷箱，重复此过程去除苯和重烃。

三、脱重烃工艺分析

1.低温深冷分离工艺。在我国，天然气工业还处于发展阶段，还没有完善的天然气在管网方面，我国液化天然气工厂通常采用坑口气作为原料气。坑口气具有相对固定、挥发性较小的天然气组分，其中低温分离和低温分离工艺效果最好。该方法在冷箱中部抽汽点降低天然气压力，使天然气温度降至50℃以下，原料气以液体形式与冷箱分离。在这种环境下，它仍然是一种气体。然后原料气在分离罐内通过出沫网分为两相，然后在原料气中进行复合分离，以避免冷箱通道冻结和堵塞。该方法成本低，操作简单，但原料气含量超过1000ppm时，冷箱温度越低，要求越高，会导致大量的早期液化，引起LNG损失，甲苯、苯等芳烃组分和含量很少。该方法能有效地去除重烃，进而冻堵。

2.低温洗涤工艺。天然气在-40℃预冷后进入低温洗涤塔。部分LNG产品用作塔回流，确保塔口无残余天然气残余。液相冷剂或原料气用于加热塔底再沸器，增加分离组分重烃含量，减少闪蒸。低温洗涤工艺的优点是，LNG塔顶回流速率可根据原料气的回流含量进行调整，从而适应组分的变化该工艺的初始投入成本较低。但是，该工艺采用液化天然气回流，因此在LNG中的回流量具有很高的溶解性。较好的分离效果是利用温度、甲苯、苯等的变化，芳烃含量高会导致液化天然气的消耗和回流，工艺采用低温蒸馏，操作复杂度高。

四、干法吸附工艺

在该工艺中，原料气预处理阶段的重组分被吸附剂吸附，然后将重组分释放，避免了重组分在低温冷箱中的冻结和堵塞。吸附过程通常在两个或三个塔中进行。双塔吸附工艺具有成本低、操作简单等优点，但再生解吸时间长，影响轻烃的转化效率。三塔吸附工艺成本高，操作复杂。但由于一个床层的吸附作用，另外两个床层分别被加热和冷却，因此放电效率更高。干法吸附工艺的主要优点是，复合物含量在设计范围内，能完全去除原有的复合气体，且对冷却器的制冷量要求较小，且特重组分较少，可有效降低制冷压缩机的电耗。但是，如果原料气中的复合馏分超过设计范围，则容易导致复合馏分进入吸附床，脱除的原料气通常更容易穿透。另外，在冷箱中，由于温度的变化，芳香烃很难被去除，因此很容易在冷箱内造成冻结和堵塞。

五、节流分离法

该方法的原理是：当气体从恒定的高压节流到恒定的低压时，当被节流气体的速度范围不大时，绝热条件下连续节流的火焰值保持不变。真正的气体在里面

节流前后的温度变化称为焦耳-汤姆逊效应。在实际的冷却过程中，利用含烃原料气腔中各组分的冷凝温度不同，可以有效地分离组分。根据气田天然气短露点超标的实际情况，设计了小压差节流阀在0.6MPa压差条件下的制冷和烃脱氢工艺。超音速分离器是从天然气中冷凝分离水和液烃的一种新型设备。它主要由旋流器、拉瓦尔喷嘴、涡流分离叶片和扩散器组成。首先，拉瓦尔管将高压气体转化为低压、高速流动。在从高压向低压过渡的过程中，气体的温度会不断下降，速度也会不断提高。虽然温度在下降，但天然气中的水和重质皖烃会变成液体并冷凝。旋流器产生的漩涡将管道中心区域的液体和气体混合物分离。最后，去除水分和重质皖烃的干气流直接进入扩压管，将高速低压空气转化为低压高压空气，使混合物的初始压力恢复到70%左右。用3S脱除NGC组分较少的气水时，不需要水合物抑制剂，进一步简化了天然气脱水脱烃系统。

六、膜分离法

膜过程是利用两种或两种以上的方法，在高压的推动下通过不同的扩散速率在薄膜中实现分离。含烃气体分离是一种新的气体处理技术。根据膜的密度不同，膜可分为无孔膜和多孔膜。无孔膜利用分子扩散原理实现各种烃类的分离，而多孔膜主要利用孔隙的影响进行分离。利用不同大小的分子在通过多孔膜时速度的差异，可以实现五次气体的多组分分离。与传统的冷凝法和吸附法相比，该技术能耗低，不需要使用驱动设备，工艺相对简单，设备投资少，但该技术生产效率低是该技术未来发展过程中亟待解决的问题。

天然气作为一种相对清洁的能源，面临着越来越严重的环境问题，其使用越来越广泛。液化天然气中过多的重、短组分会导致LNG生产过程中的冻结和堵塞。根据实际生产需要，选择合适的重短脱除工艺工艺，既要保证去除效率，又要保证企业的经济效益，还要注意节约生产成本。

参考文献：

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