两种乙烷回收新流程的热力学对比分析

发布时间：2024-02-21 21:24

　　现今国内油气田大力倡导发展天然气乙烷回收工程建设以提升油气田经济效益。基于此背景下改进设计出两种高效乙烷回收新流程:(1)带丙烷制冷的RSV流程(RPC);(2)带吸收塔和自冷循环的分流预热乙烷回收流程(SPAS)。经模拟及热力学分析,两种流程主要差别有:(1)相比于RPC流程,SPAS流程取消了干气回流,外输压缩机功耗更低;(2)SPAS采用内部自冷循环制冷,原料气预冷换热冷箱中物流温位匹配更合理,热集成度更优;(3)SPAS两级自冷循环压比较RPC流程丙烷制冷系统两级压比更均匀,SPAS流程的制冷循环压缩机负荷较RPC流程更低。综合看来,创新设计的SPAS流程相较于改进的RPC流程热力学性能更佳。

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【部分图文】：

图1RPC流程示意图

改进后的SPAS流程具有以下特点：（1）原料气采用分流预冷，两股原料气预冷后存在较大温差，温度更低的物流进入吸收塔塔顶，温度更高气相物流从吸收塔下部进入对吸收塔中的冷凝重烃进行汽提；（2）使原料气中的甲烷与乙烷等轻烃在吸收塔中完成预分离，降低脱甲烷塔的分离负荷。图2SPAS流程....

图2SPAS流程示意图

图1RPC流程示意图图3描述了吸收塔中各塔板液相组分变化情况。脱甲烷塔底C2+凝液作为自冷循环制冷剂为原料气预冷提供冷量，显著提高换热冷箱的热集成度，相比丙烷制冷循环能耗更低。因C2+凝液量少，不足以对原料气和脱乙烷塔塔顶气同时供冷，故此流程增加气化潜热更大的异丁烷为脱乙烷塔塔....

图3吸收塔中各塔板液相组分变化曲线

图3描述了吸收塔中各塔板液相组分变化情况。脱甲烷塔底C2+凝液作为自冷循环制冷剂为原料气预冷提供冷量，显著提高换热冷箱的热集成度，相比丙烷制冷循环能耗更低。因C2+凝液量少，不足以对原料气和脱乙烷塔塔顶气同时供冷，故此流程增加气化潜热更大的异丁烷为脱乙烷塔塔顶气制冷。图2SPAS....

图6RPC丙烷制冷循环压焓图

RPC流程的压焓图和温熵如图6和图7所示，RPC采用两级丙烷制冷系统分别对原料气和脱乙烷塔顶气供冷，而脱乙烷塔顶气所需的丙烷温位约-12℃（点P8），此时对应的蒸发压力约为320kPa。RPC流程丙烷制冷循环能耗较高的主要原因有：（1）制冷循环两级压比不均匀，特别是二级（P3→P....

本文编号：3905916