天然气深冷分离cryogenic separation of natural gas
天然气凝析液的分离 早期主要采用吸附法、常温油吸收法和低温油吸收法，现在广泛使用深冷法，采用以下两种工艺流程。
冷凝法 用高压天然气的节流致冷效应，使C2以上烃冷凝分离。由于单纯的节流效应是一个等焓过程，冷凝效率低，往往须同时用外加的辅助冷冻循环来提高制冷效果。如丙烷制冷循环冷却至-37°C，此时约有50％的重烃被冷凝；未凝气体进一步用乙烯制冷循环，冷却至-93°C，全部丁烷、约99％丙烷和约87％乙烷从原料天然气中冷凝析出。冷凝液再分别在脱乙烷塔、脱丙烷塔和脱丁烷塔中精馏，得到乙烷、丙烷、丁烷馏分和凝析油。
膨胀机法 利用天然气在透平膨胀机中降压膨胀作外功，而使温度急剧下降，达到低温。在其工艺流程（图1)
天然气中提氦 目前世界各国从天然气提取氦气，广泛采用部分冷凝法（图2），使天然气中除氦和氢外其余组分全部冷凝脱除而获得粗氦。生产过程包括天然气预净化（脱除水分、二氧化碳和硫化氢）、粗氦制取及氦精制。有时还与天然气的液化或氮的液化过程相结合。
当天然气的压力为2.1MPa，冷凝温度为-153°C时，气相中氦浓度被浓缩到60％左右，此时溶解于液相中的氦量约为总氦量的14％，因此氦的提取率最高不超过86％。为了提高收率，60年代以后对冷凝法作了许多改进，如采用带有汽提和精馏的部分冷凝、部分冷凝与液体逐级膨胀相结合、复式精馏塔等新工艺，以最大限度地回收溶解的氦。（见彩图）
天然气经预处理用分子筛干燥脱水至露点(-73°C)，再经各级冷冻制冷循环逐步冷却至－147°C，此时天然气中乙烷、丙烷、丁烷等大部分都已冷凝分离，只有甲烷在此温度下仍为气体，随后把 -147°C 的天然气压力从4.12MPa快速降至常压，温度进一步下降，使甲烷液化。
60年代后期出现了混合制冷剂循环工艺，用天然气中分离出来的乙烷、丙烷、丁烷和氮的混合物作为制冷剂，以提高制冷循环的效率。
下一条：脱附desorption
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