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[5页]液化天然气生产中重烃分离技术综述.docx

 

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【文章简介】摘要:探讨了天然气液化过程中需要分离重烃的原因和目的,详细叙述了液化天然气生产中重烃分离工艺特点,分析了各种工艺的优缺点,给出了各工艺的适用性建议。 关键词: 液化天然气; 重烃; 脱除;深冷分离中图分类号:TE646文献标志码:A文章编号:0253-4320(2017)08-0170-04DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2017.08.039Review on technologies for removal of heavyhydrocarbonsduring LNGproductionWANGDao-guang*(BeijingEncryoCo.,Ltd.,Beijing100015,China)  Abstract:Thereasonandpurposetoremoveheavyhydrocarbonsfromnaturegasduringtheproductionofliquefied naturalgas(LNG)isanalyzed.Then,thecharactersofheavyhydrocarbonremovalprocessesintheproductionofLNG aredescribedindetailandtheirmeritsanddemeritsarediscussed.Theapplicabilityofvariousprocessesisfinally proposed. Key words: liquefied natural gas; heavy hydrocarbons; removal; cryogenic separation  天然气作为三大主要化石能源之一,以其高效和清洁的特性越来越广泛地应用于民用和工业中。我国"十三五规划"更是要求到2020年天然气占一次能源消费比重从目前的6.6%提高到10%,国家能源局甚至进一步提出到2030年我国一次能源消费比重中天然气占比将提高至15%。液化天然气( LNG)因在运输和存储方面具有独厚的优势而受到广泛青睐。液化天然气是将天然气冷却至 -162℃ 左右而形成的液体,而这一液化过程将受到天然气中的重烃组分的显著影响[1-6]。液化天然气领域,重烃通常是指C5及以上烃熟。液化天然气(LNG)过程对重烃需要深度净化,处理精度要求极高,需达到10-6,因此,对天然气液化过程中重烃分离技术的要求也更为严格[1-2]。目前,在研究和应用中主要报道的技术有固体吸附法[4-6,8-9]、溶剂吸收法[9-10]、冷凝分离法[11-20]、膜分离法[21-23]或上述方法的组合工艺[24-27]。本文中结合了液化天然气中易冻堵重烃组分及其含量要求对现有重烃分离技术进行了综述和分析,给出了各种技术的适用范围的建议,并展望了液化天然气中重烃分离技术的发展方向。 1液化天然气生产中重烃组分和含量要求 类[1-3]。C5 及以上重烃组分虽然在天然气中占很少 比重,但是其特性的微小变化将显著影响天然气相特性的变化。其原因主要是天然气混合物的烃露点和冰点受其中最重组分的影响较大,重组分的细微变化将直接影响露点和冰点的温度。在-183.3℃以上时,乙烷和丙烷能以任意浓度溶解于LNG 中,  常规天然气组成如表1中所列,表中组成表明常规天然气为贫气,其中C5+重烃总含量仅为0.4626%。虽然含量低,但这些C5+组分对天然气液化过程中的冻堵行为起到决定性作用。表2给出了天然气中重烃组分特性及其在LNG 中的溶解[1,2,28-30] 而C5+烃类则难以溶解。在天然气液化工艺中重烃 度 ,可以看出总体上重烃组分的凝固点越 若脱除不彻底,会在液化低温段堵塞换热器流道而使冷箱冻堵,降低了液化率,能耗增加,冻堵严重时会导致装置停车[7]。因而,重烃分离对天然气液化工程具有重大意义。  油气田开采的伴生气和非伴生气等只涉及"浅脱"的脱烃,对重烃分离要求不高,技术也相对成高,其在LNG 中的溶解度越小。凝固点接近的组 分,如正己烷和甲苯或乙苯,因为分子结构的差异导致他们在LNG中的溶解度差别巨大,接近10倍。  从表2还可以看出,C5+组分中异戊烷的凝固点为-159.4℃,最接近LNG的常压沸点-162℃,同时在LNG的溶解度为2.3%(mol),为所有C5+组分收稿日期:2017-02-24作者简介:王道广(1985-),男,博士,工程师,主要从事液化天然气及深冷技术研究,通讯联系人,010-58238600,wang-daoguang@163.com。 2017 年8月 王道广:液化天然气生产中重烃分离技术综述·171·表1 常规天然气组成(干基)%的关键组分。尽管如此,这3种组分的含量对液化天然气过程的脱重烃工艺的选择却是关键因素,这在后面将详细分析。其余的C5+组分中,正己烷的凝固点最低为-95. 3℃ ,对二甲苯的凝固点最高,达13. 2℃。除正己烷、环己烷和庚烷外,其他组分在-6LNG 中溶解度小于25×10-9( v),溶解度最小的癸烷 更是低至0.005×10。不幸的是,普遍的情况下这 表2 天然气中重烃组分特性及其在LNG中的溶解度 些组分在原料气中的含量均高于其在LNG 中的限定值。因而,天然气液化过

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