1、引言

为满足天然气长输管道的烃露点要求，回收天然气中很有价值的丙烷、丁烷等重组份，近年来气田轻烃回收已经成为各气田新的经济增长点，越来越受到人们的重视，其中一个最直接的一个考核参数就是液烃回收率。

目前国产装置采用的主要工艺方法，归纳起来有冷剂循环制冷、膨胀机制冷、冷剂制冷和膨胀制冷相结合的混合制冷。^【1】目前的中深冷装置主要用于提高C3回收率，丁烷大部分都没有回收。混合制冷工艺的主要优点是制冷温度低、产品收率高、对原料气的变化适应性强，缺点是流程比较复杂且投资高，装置的能耗也比较高。^【2】

国外轻烃回收工艺技术较为先进，自20世纪70年代以来，国外轻烃回收技术以节能降耗、提高轻烃收率为目的，以低温分离法为主，向投资少、深分离、高效率、低能耗、撬装化、自动化等方向发展。

某终端是一座典型的天然气处理厂。终端天然气处理规模为20X10⁸m³/a ，终端外输干气压力为4～7MPaA，外输天然气高位热值要求不低于36.79MJ/m³。

终端的生产任务管理中不仅有外输天然气的量和品质的要求，同时也对液态产品的回收工作作出了明确的规定，如在2014年处理约15亿方天然气的同时，要求回收液态产品约15万方，C3+回收率大于62%等。其中如何优化工艺以提高液烃回收率以及如何精确计算液烃的回收率等都是日常天然气生产过程中所需要面临的问题。针对工艺的特殊性和流程设置的唯一性重点讨论回收率的计算，该终端主要计算C3、C3+的回收率。

2、终端流程简介

天然气来自海上两个气田，经约20″、369km海底管线输送到终端后，经过分子筛脱水、膨胀机配合重接触塔、液烃分馏等生产工艺回收天然气中的凝液，生产产品为干气、丙烷、丁烷、稳定轻烃。对天然气中夹带的凝析油采用凝析油稳定的生产工艺，生产产品为稳定凝析油。流程简图见图一如下：

图一：终端流程简图

本系统所处理的天然气中还有少部分气体因维持系统正常运转而被消耗，其主要用户有燃气透平压缩机、热媒炉、火炬长明灯密封气和食堂等。其中燃气透平用燃料气与其它用户用气并非来自同一个处理单元，在液烃回收率计算时需特别注意。

3、液烃回收率计算方法

在天然气处理系统中，通常的考核指标为C3/C3+回收率，常用的计算方法可分为直接计算法和间接计算法，具体采用哪种计算方法需根据实际需求和工艺实际情况确定。

以计算C3回收率为例，在油气田轻烃回收中，轻油一般不含C3组份（或微量），因此在C3收率计算中，不涉及轻油产品参数，仅以液化气中C3含量作为最终回收的C3含量。^【3】所谓直接计算法，即直接计算回收所得的C3含量占来料气中C3含量的比值。间接计算法则是计算系统未能回收的C3含量占来料气中的C3含量的比值后，进而得出已回收部分的收率。C3+的回收率计算类似。

结合终端实际情况，现列举几种C3回收率的计算方法。

3.1、方法一：天然气处理系统的C3回收率计算

    本计算方法采用间接计算法计算天然气处理系统的C3回收率，所涉及的相关参数请见表一（以日外输干气480万方为例，下同）。

表一：方法一相关数据

表一中外输气量值及组份值均为商用，具有很高的可靠性，其余参数的气量值为内部流量计计量所得，而组份值为日常化验数据，可靠性相对偏低，同时表一中来料气量值为段塞流气相出口计量值，与海管上岸来气气量值略有不同。

本计算方法简单、使用，可有效地跟踪天然气处理系统的C3回收情况。但考虑到相关数据的可靠性以及该计算未能全面地反映整个生产系统的回收情况（未涉及凝析油处理系统的回收效果），故此法未被采用。

3.2、方法二：直接计算系统C3回收率

    本方法采用直接计算法，通过计算回收产品中C3含量占海管上岸来气中C3含量的百分比来获得系统的C3回收率，所涉及的相关参数请见表二。

表二：方法二相关数据

从表二数据可以看出，丁烷及轻烃产品中不含C3，凝析油中含有微量C3，但终端凝析油产量远大于平台凝析油来液量，故计算时应将二者的差值折算成海管来气添加到来料气中。同时表中各组分值均为日常化验数据，各项液态产品产量均为手工计算得出，数据的可靠性值得商榷，其计算值与实际值的偏差存在不确定性，故不推荐使用。

3.3、方法三：综合算法

通过上述两种算法可知，可综合两种算法，采用两种算法中可靠性高的数据计算，同时也将计算所涉及的流程扩大为整个系统，在减小误差的同时提高参考价值，所涉及的相关参数请见表三。

表三：方法三相关数据

方法三采用间接计算法计算整个系统的C3回收率。表中数据终端及平台的凝析油产量为手动计算所得，误差与前述二法一致，捕集器的体积变化可由其液位体积对照表查得，其余气相产量或用量均能由流量计准确计量。组份值方面误差同前。故依此法计算所得出的C3回收率值最为接近实际回收率值。

方法三不仅减少了方法二中各组份的误差，同时也具备了方法一的天然气系统C3回收率的准确性。通过对比发现，方法三计算所得出的C3回收率值最为接近实际回收率值。经计算得出该处理工况下C3回收率为65%，C3+回收率为72%，同时外输天然气高位热值为36.8MJ/m³，满足干气外输要求。

4、结论及建议

液烃回收率是油气田烃类回收利用程度的一个重要指标，但并非越高越好，往往还得根据市场、装置投资、运行成本投入等综合因素考虑，因此，在油气田烃类回收中并不能一味地追求高回收率，而应根据实际情况制定合理的回收工艺。但较为精准的回收率计算及合理的分析对烃类回收具有相当重要的指导意义。

结合终端的实际情况，通过精确计算C3、C3+回收率，可得出以下结论及建议：

（1）各种计算方法均有偏差；

（2）通过计算公式，可分析因某种偏差导致的回收率的偏差；

（3）通过分析回收率的变化情况可明确工况对回收率的影响；

（4）通过对回收率的分析，可提出相关的提高回收率措施；

（5）实际生产过程中应密切关注回收率的变化情况。

参考文献

【1】马宁，周悦，孙源. 天然气轻烃税收技术的工艺现状与进展【J】. 广东化工，2010，37（10）： 78-79.

【2】庄建远，王国丽. 国外油气田地面工艺技术发展动向【J】. 石油规划设计，2003，14（1）：45-53.

【3】 夏强，孙志勇，杨晓欢. 油气田轻烃回收率计算及分析. 内蒙古石油化工，2007，2:136-138.