天然气深冷处理工艺的应用与分析
探析天然气深冷处理工艺的应用
2020年01月探析天然气深冷处理工艺的应用陈水财（唐山唐钢气体有限公司，河北唐山063000）摘要：天然气是人们生产生活所用的常规性能源，其采集效率将会对天然气的供给能力产生深刻影响。
基于此，文章着眼于天然气的采集处理工艺，通过分析天然气深冷处理工艺的影响因素、工艺流程、处理装置和工艺特点，实现了对天然气深冷处理工艺实际应用的论述，希望能为实践工作人员提供帮助。
关键词：天然气；深冷处理工艺；工艺流程天然气深冷处理工艺的应用，在提升油田天然气处理深度方面发挥着巨大的优势，是提升生产效益的科学途径。
而为了能实现对天然气深冷处理工艺的更合理应用，相关工作人员应该对工艺内涵以及其应用特点进行深度分析，并实现各环节工作的优化，才能真正地达到提高应用效率的目的。
1天然气深冷处理工艺的影响因素在超低温环境下开展材料处理工作，进而实现材料性能提升的操作就是冷处理。
将这项工艺应用在天然气生产中，能借助于其改变材料性能、提升材料稳定性的优势提高油田天然气的开采处理效果，提升油田资源的利用效率。
而在应用天然气深冷处理工艺时，其影响因素主要分为以下几点：1.1升降温速度要开展天然气深冷处理作业，就必须强化对温度变化的把控能力，其升降温速度将会对工艺的应用结果产生深刻影响。
比如，当温度高于零下50℃时，工作人员可以不控制其冷却降温的速度，但是若温度低于零下50℃，那么就必须让其保持在最低值，所以需要采用慢速方法[1]。
而在升温速度方面，自然回温是最常见的方法。
1.2回火前后的深冷处理从实际出发是天然气深冷处理工艺的应用准则，所以在钢材回火前后所应用的深冷处理工艺必须基于工作实际条件和环境而开展。
对大部分的钢种而言，淬火后进行深冷处理再进行回火处理是改变材料性能的最佳方法。
1.3保温时间实行24小时保温制度是为了进一步提升天然气采取效率和油田的生产质量，能实现对经济利润的有效保障。
而保温时间的长短价格也会直接影响深冷处理结果。
天然气深冷处理工艺的应用与分析
天然气深冷处理工艺的应用与分析摘要：最近几年里，能源事业以较快的速度不断向前发展，工艺技术水平也在不断的提升。
一直以来，油田开发都受到我国高度的重视，整个油田的开发期间，凝析气等轻烃物质也是非常多的。
怎样才能将这些天然气收率提升并进行充分、有效的利用，榆林天然气处理厂对轻烃回收装置进行设计，主要目的是用其来将轻烃的收率提升上来。
本文所进行的各种相关研究都是针对该装置的设计特点、工艺环节等方面所展开，这样一来，可以很好的提升参考价值。
关键词：天然气；深冷处理工艺；脱水；制冷；榆林天然气处理厂石油和天然气都是重要的能源，能源地位都是相当突出的，而且两者之间关系也是十分紧密的。
举一个例子来说，在进行油田开发的时候，凝析气等各种天然气也比较多，国家对此也是非常的重视。
这些都是非常优质的天然气资源，回收方面、利用方面的工作都要做好，因此，榆林天然气处理厂所研发的轻烃回收装置是必须要用到的。
在进行处理的整个过程中，用到的方法也是比较多的，比如吸附法、油吸收法等，特别是对于冷凝分离法，在深冷处理工艺中，脱水、制冷等都是非常关键的环节，能耗可以大幅度的降低，同时产品收率也会大大的提升。
下面对其进行具体的介绍：1.脱水系统从气井采出的天然气进入集气站，经过节流、注醇、分离、过滤后，不能满足产品天然气外输的水露点和烃露点要求。
因此，需要对天然气进行脱烃、脱水处理。
在进行脱水时，吸附法是很重要的一种脱水方式，从操作方面来看，灵活性相当的高，脱水之后气体露点一般都不会很高，运用范围也是非常广的。
如果是一般分子筛，当脱水压力上升或者是温度不断下降的时候，其吸附能力相比之前就会明显的增强，如果温度不高于50℃的时候，但是高于水合物形成温度，一般在这种情况下，吸湿量一般都会比较高。
本文进行分析介绍的时候，在经过计算之后确定的操作压力值为4.35MPa，操作温度值为27℃，在脱水之后，气体露点正常情况下是不会超出-100℃的。
焦炉煤气制液化天然气深冷液化工艺研究讲解
焦炉煤气制液化天然气深冷液化工艺研究摘要:本文突出介绍了内蒙古恒坤化工有限公司 LNG 项目液化工艺的流程。
在深冷液化工艺中制冷循环采用了高效率的混合冷剂制冷的液化流程, 低温精馏部分采用精馏塔和脱氢塔脱除焦炉煤气组分中的氮氢组分,以提高产品中甲烷的含量,制得产品纯度大于 99%的高品质液化天然气。
同时本文还分析了混合冷剂工质对制冷循环流程的影响。
研究结果表明,合理的制冷工质的配比,能过提高换热效率, 减少工艺能耗。
关键词:焦炉煤气;混合冷剂;深冷液化;低温精馏1引言我国是世界上第一大焦炭生产国, 焦炭总产能达到 3. 6亿吨。
2008年焦炭产量3.355亿吨,占全球总产量的 60%以上,其中 1/3的生产能力在钢铁联合企业内,2/3在独立的焦化企业。
焦化行业副产大量的焦炉煤气(热值 16.746MJ/Nm3。
按每吨焦炭副产约 400m 3焦炉煤气计算 [1],独立焦化企业每年副产焦炉煤气 894亿 m 3左右, 除回炉加热自用、民用(城市煤气及发电、化工利用(如生产甲醇、合成氨外,每年放散的焦炉煤气约 200亿 m 3。
焦炉煤气成分比较复杂 [2], 其中 CH4含量约为 25~30%、 CO 和 CO 2含量近 10%,其余为氢及少量氮,由于组分中的氢含量较高,可将焦炉煤气通过甲烷化反应, 使绝大部分 CO、 CO 2 转化成 CH4, 得到主要含 H 2 、CH4、N2的混合气体,经深冷液化可以得到甲烷体积分数 99%以上的液化甲烷(LNG。
据相关文献报道 [3], 预计 2020年我国天然气的需求量将达到 2000亿 m 3,而同期的天然气产量只能达到 1400亿~1600亿 m 3。
如此大的天然气缺口将给我国带来诸多不利影响, 这就为天然气的发展提供了重大契机。
同时, “十二五”规划战略布局的关键之一就是优化能源结构,构筑清洁能源体系。
结合我国国情,大力发展焦炉煤气、煤层气、含一氧化碳等工业排放气制天然气, 可以形成重要的天然气来源。
天然气深冷处理工艺的应用与分析
天然气深冷处理工艺的应用与分析郭鸣轩(大庆油田天然气分公司南八油气处理厂,黑龙江 大庆 163000)摘要：近年来，随着能源事业的发展，相关工艺技术也取得了很大的进步。
石油是现代重要能源，我国一直都非常重视对油田的开发，而在油田开发过程中，往往还会伴有较大量的油田伴生气及凝析气，如何对这些轻烃物质进行高效回收，是一项重要的问题。
我国业内自行设计了一套大型轻烃回收装置，专门用以回收以乙烷为主的轻烃。
经实际运行发现，该装置的各项指标均优于设计指标。
本文主要介绍了该轻烃回收装置设计的特点以及天然气深冷处理工艺的关键环节，希望对相关工作具有一定参考和助益。
关键词：天然气；深冷处理工艺；脱水；制冷；凝液回收；应用石油和天然气均是重要的能源，且二者往往是相伴相随的，例如在油田开发中，就会产生一些油田伴生气和凝析气，这些均属于宝贵的天然气资源。
为不使这些宝贵的天然气资源浪费，必须对其进行充分回收和利用，这就需要运用到轻烃回收装置。
常用的轻烃回收方法主要有吸附法、油吸收法、冷凝分离法等等，其中冷凝分离法过程中的脱水、制冷以及凝液回收等几个环节是深冷处理工艺的关键环节，其对降低能耗、提高产品收率、减少成本起着十分关键的作用。
本文介绍了一种大型轻烃回收装置及天然气深冷处理工艺的相关问题，仅供业内参考。
1 脱水系统天然气深冷处理工艺的深冷温度通常低于-45℃，有的甚至低于-100℃，而在低温下天然气水合物容易发生冻堵，所以为了避免这种现象的出现，一项必要环节就是脱水系统。
在天然气深冷处理工艺中常用的脱水方式是吸附法分子筛干燥脱水，因为其操作灵活、适应性好以及脱水后气体露点低，因此得到了广泛运用。
一般分子筛的吸附能力随脱水压力的升高及温度的降低而增强，但为使其保持高吸湿量，温度需控制在50℃及以下，且高于水合物形成的温度。
本文所介绍的天然气脱水工艺，采用了高压、低温的分子筛脱水方法，操作压力4.35MPa，操作温度27℃，采用双塔流程切换操作，脱水后气体露点低于-100℃，干燥器的结构尺寸、分子筛的填充量以及操作程序均大大少于三塔脱水。
探析天然气深冷处理工艺的应用
技术与检测Һ㊀探析天然气深冷处理工艺的应用杨㊀瀛摘㊀要：随着能源事业的发展，天然气深冷处理工艺技术也取得了很大的进步㊂天然气是现代工业生产中重要的清洁能源，我国一直都非常重视对天然气的勘探开发㊂在气田开发中，如何对天然气中的轻烃组分进行高效回收，是一项重要问题㊂因此，为了提高天然气轻烃回收效率，减少不必要的资源浪费，国内外气田开发大部分都采用轻烃回收中深冷处理工艺来进行烃类组分的回收工作，从而提高了采集效率，有效地降低了能量损耗㊂文章就天然气深冷处理工艺概述，分析了天然气深冷处理工艺的应用㊂关键词：轻烃回收；深冷处理工艺；天然气一㊁天然气深冷处理工艺概述深冷处理工艺是在超低温环境下对天然气进行处理，从天然气中回收轻烃凝液的一种方法㊂它是在普通制冷工艺基础上发展起来的㊂与普通制冷工艺相比，深冷处理工艺是以回收Ｃ２＋烃类为目的时需采取的回收工艺㊂在气田生产过程中，天然气深冷处理工艺可以很好地将天然气中重组分的烃类抽走，从而提高气田资源的利用率，使气田的生产企业获得更多的利润㊂目前，深冷轻烃回收工艺的重要及关键环节是天然气脱水㊁制冷及凝液回收㊂上述这些工艺对提高轻烃回收率，降低单位能耗都起着至关重要的作用㊂而如何更好地在天然气轻烃回收工艺中进行深冷工艺脱水㊁制冷㊁冷凝回收和能量回收则需要很多天然气企业进行进一步改进研究㊂二㊁天然气深冷处理工艺的应用（一）冷凝回收对天然气进行凝液回收的，其目的主要是在满足输气质量要求情况下，使商品气符合质量指标，同时可以最大限度地回收天然气凝液㊂影响凝液回收的主要因素有天然气的组成成分，系统的压力以及分离温度㊂在其他条件完全相同的情况下，气体组分和天然气液化率，轻烃收率成正相关㊂另外，同一种天然气，当温度越低且压力越高时，凝液回收也就越容易㊂为了确定合理的轻烃收率和操作压力，应该对对于不同组分的天然气以及各轻烃收率进行相应的分析比对，且要在经济和技术上作多方面对比㊂如丙烷回收装置，其通常有６０％ ９０％的收率；乙烷回收装置，则通常有８５％的收率㊂倘若收率不在此范围，超出越多，也就会产生越多的能耗㊂（二）制冷系统人工方法制造低温的技术，主要用于轻烃回收，二氧化碳分离等过程㊂深冷型轻烃回收工艺制冷系统，其制冷主要通过膨胀机或者加冷剂辅助制冷㊂而当气体的组分较贫，制冷负荷少或者气体进装置有高压力的时候，有足够的压差可供利用时，即采用单一的膨胀机制冷工艺㊂深冷技术的轻烃回收技术采用的制冷剂多为丙烷，主要是由于其成本低㊂根据工艺的不同要求，常用的制冷剂还有乙烷㊁乙烯等，同时外部丙烷辅助制冷也有单级㊁两级和三级之分㊂另外，为深冷的轻烃回收工艺要求，必须使膨胀机在较高的等熵效率工况下运行，这样才能最大限度地得到低温，膨胀比一般为３ʒ６㊂（三）脱水系统天然气深冷处理工艺的深冷温度通常低于－４５ħ，有的甚至低于－１００ħ，而在低温下天然气水合物容易发生冻堵，所以为了避免这种现象的出现，其中一项必要装置就是脱水系统㊂在天然气深冷处理工艺中常用的脱水方式是吸附法分子筛干燥脱水，因为其操作灵活㊁适应性好以及脱水后气体露点低，因此，得到了广泛运用㊂一般分子筛的吸附能力随脱水压力的升高及温度的降低而增强，但为使其保持高吸湿量，温度需控制在５０ħ及以下，且高于水合物形成的温度㊂文章所介绍的天然气脱水工艺，采用了高压㊁低温的分子筛脱水方法，操作压力４．３５ＭＰａ，操作温度２７ħ，采用双塔流程切换操作，脱水后气体露点低于－１００ħ，干燥器的结构尺寸㊁分子筛的填充量以及操作程序均大大少于三塔脱水㊂经实际运行发现，该装置的脱水指标均优于设计指标，且操作简单㊁安全可靠㊂不过，需要注意当吸附和再生切换压差较大时，切换时需要设置升降压程序，以防止因突然降压及高压气流对床层发生冲击而导致分子筛颗粒碎裂㊂（四）能量回收能量回收，其包括一系列环节，在每个环节中都有许多隐藏的能量㊂深冷的轻烃回收工艺中，进行能量回收时主要通过使用膨胀机来完成，其在保证了良好的制冷效果的同时，还可以对动能进行回收，然后再输出给同轴增压机等其他设备㊂膨胀机的制冷效果和输出功率取决于其等熵效率，等熵效率越高，制冷效果也就越好，同时输出功率也就越大㊂因此，使轻烃收率得以提高，制冷效果更好的方式是对换热流程进行相应优化，以充分回收物料中的冷量㊂它主要包括以下两个方面：其一，对外输干气的冷量进行回收；其二，对脱甲烷塔顶物流的冷量进行回收㊂所以，在充分利用了制冷单元的冷量后，良好的制冷效果便产生了㊂三㊁结语近年来，轻烃回收工艺取得了较大的进步及获得了广泛的应用，而轻烃回收中深冷处理工艺可以进一步提高油气资源的利用率㊂并且对于深冷型的轻烃回收设备，可以结合环境状况㊁处理工艺方案选择㊁原料等各方面因素对其进行改造，从而使气田达到减少成本投资㊁提高利润㊁节能降耗㊁效益开发的目的㊂参考文献：［１］王磊，王晨光，郝峰．天然气净化处理工艺技术研究［Ｊ］．工业，２０１６（１２）：６２．［２］佟国君，天然气开发工艺技术的应用研究［Ｊ］．化工管理，２０１６（６）：１２２．［３］朱慧萍，研究天然气集输工艺及处理方案［Ｊ］．化学工程与装备，２０１６（４）：１００－１０１．作者简介：杨瀛，中国石油化工股份有限公司东北油气分公司石油工程环保技术研究院㊂９９１。
第四篇第二章天然气深冷处理
第四篇第二章天然气深冷处理第二章天然气深冷处理第一节天然气深冷工艺方法及工艺一、低温分离工艺所采用的方法目前，世界各国广泛采用低温分离法来提取天然气中的液烃，该方法可在脱凝析油的同时还能脱去天然气中的水份。
冷凝分离法是利用在一定压力下天然气中各组分的挥发度不同，将天然气冷却至露点温度以下，得到一部分富含较重烃类的天然气液，并使其与气体分离的过程。
分离出的天然气液又往往利用精馏的方法进一步分离成所需要的液烃产品。
通常，这种冷凝分离过程又是在几个不同温度等级下完成的。
此法的特点是需要向气体提供足够的冷量使其降温。
按照提供冷量的制冷系统不同，冷凝分离法可分为冷剂制冷法、直接膨胀制冷法和联合制冷法三种。
1．冷剂制冷法冷剂制冷法也称为外加冷源法。
它是由独立设置的冷剂制冷系统向原料气提供冷量，其制冷能力与原料气无直接关系。
根据原料气的压力、组成及天然气液的回收深度，制冷剂可以分别是氨、丙烷及乙烷，也可以是乙烷、丙烷等烃类混合物，而后者又称为混合制冷剂。
制冷循环可以是单级或多级串联，也可以是阶式制冷循环。
采用丙烷作制冷剂的冷凝分离法凝析油回收原理流程见图2-1。
图2-1 采用丙烷作冷剂的冷凝分离法NGL回收原理流程（1）适用范围。
在下列情况下可采用冷剂制冷法：①以控制外输气露点为主，并同时回收部分凝液的装置。
通常，原料气的冷冻温度应低于外输气所要求的露点温度5℃以上。
②原料气较富，但其压力和外输气压力之间没有足够压差可供利用，或为回收凝液必须将原料气适当增压，所增压力和外输气压力之间没有压差可供利用，而且采用制冷剂制冷又可经济地达到所要求的凝液收率。
14（2）制冷剂选用的依据。
制冷剂选用的主要依据是原料气的冷冻温度和制冷系统单位制冷量所耗的功率，并应考虑以下因素：①氨适用于原料气冷冻温度高于-25℃~-30℃时的工况。
②丙烷适用于原料气冷冻温度高于-35℃~-40℃时的工况。
③以乙烷、丙烷为主的混合冷剂适用于原料气冷冻温度低于-35~-40℃时的工况。
天然气深冷工艺
天然气深冷工艺我一直觉得天然气就像是大自然藏在地下的宝藏，无色无味却蕴含着巨大的能量。
而天然气深冷工艺呢，就像是一把神奇的钥匙，打开了天然气更多潜能的大门。
你看啊，天然气从地下开采出来的时候，成分挺复杂的。
这里面有甲烷，还有一些其他的烷烃类物质，就像一个大杂烩似的。
那怎么把它们处理得更好呢？这时候深冷工艺就登场了。
深冷工艺，简单来说，就是把天然气冷却到很低很低的温度。
有多低呢？就像把天然气带到了一个超级寒冷的冰窖里。
这个温度能让天然气里的一些成分发生奇妙的变化。
比如说，在这样的低温下，天然气中的一些重烃类物质就像一个个小懒虫，开始变得不爱动了，慢慢地从气态变成了液态。
这就好比冬天的时候，水会结冰一样。
只不过这里是天然气里的成分在超低温下变成了液体。
我有个朋友叫小李，他就在天然气处理厂工作。
有一次我去参观他的工作环境，就亲眼看到了这个深冷工艺的厉害之处。
他指着那些巨大的冷却设备跟我说：“你可别小看这些大家伙，它们可是让天然气发生翻天覆地变化的关键呢。
”我当时就好奇地问：“这天然气变成液态之后有啥好处啊？”小李笑着说：“哎呀，好处可多了去了。
液态的天然气比气态的密度大得多，这样就可以在更小的空间里储存更多的天然气，就像把棉花压缩成了棉花糖一样，体积变小了，但是量可没少。
”从技术层面来说，深冷工艺可不容易。
要达到那么低的温度，得有专门的制冷设备。
这些设备就像一个个超级制冷大师，要精确地控制温度，不能高一点也不能低一点。
要是温度高了，那些该变成液态的物质可能就变不了了，这就像做饭的时候火候没掌握好，菜就不好吃了一样。
要是温度太低了呢，可能又会出现其他的问题。
这就需要操作人员像照顾小婴儿一样精心地对待这些设备和工艺。
再说说深冷工艺对环境的影响吧。
现在大家都很关心环境问题，天然气本身就是一种相对清洁的能源。
经过深冷工艺处理之后，它的纯度更高了，燃烧起来更加充分，排放的污染物也就更少了。
这就好比一个人原本身体有点小毛病，经过调养之后变得更加健康了。
天然气深冷液化工艺流程及操作要点探析
学术论坛天然气深冷液化工艺流程及操作要点探析杨雪婷（杭州中泰深冷技术股份有限公司，浙江 杭州 310000）摘要：随着总体经济体系建设工作的持续开展与要素市场配置资源功能的扩增，现阶段国内天然气公司数量明显增加、天然气相关项目研发设计能力已经增强。
本文以天然气深冷液化工艺流程及操作要点探析作为研究题目，具体探析中，简述了天然气深冷液化工艺流程，分析了天然气深冷液化工艺系统中的干燥脱水、深冷液化分离、冷剂系统。
并以此为基础，对天然气深冷液化工艺操作及调节要点进行了具体讨论。
关键词：天然气；深冷液化；工艺流程；操作要点当前，我国天然气公司通过运用“工业设计思想”，研发了“焦炉煤气制液化天然气”项目，在全球同业炼焦煤气资源领域实现了技术突破，既克服了在天然气压缩、净化、甲烷化、深冷等工序方面对国外技术的依赖，也在天然气深冷液化工艺研究与持续调节优化等方面，实现了相关知识产权的创立，为天然气公司参与全球同业竞争和在价值链上扩增可营利空间奠定了技术优势。
从当前的应用实践经验看，天然气深冷液化工艺流程设计方面，仍然存在一些不足之处，但在生产优化与节能降耗方面，已显示了诸多优势。
1 天然气深冷液化工艺流程分析 1.1 工艺流程系统 在天然气产品生产制造中应用深冷液化工艺，需要先将焦炉煤气送入卷帘干式气柜，完成天然气缓冲后，再将其送入螺杆压缩机，并在净化机构中完成对天然气表面焦油雾滴的去除。
净化工作完成后，需要进行甲烷化处理。
甲烷化处理工艺完成后，需要把原料气（含80%左右CH 4）送入到脱碳系统完成脱碳处理，最后完成深冷液化处理，包括干燥脱水——预冷——深冷液化——低温精馏——液化天然气存储——充装销售等。
当前该工艺操作中，可以使氮氢尾气获得回收利用，并为深冷液化提供液化所需的冷量。
1.2 干燥脱水 完成天然气脱碳工序后，将含有氢气、甲烷、氮气、二氧化碳、水的天然气送入到干燥单元进行脱水处理，主要采用三塔工艺（4A 和13X 分子筛干燥三塔工艺，具体如下图1）。