在天然气管道输送过程中,随着压力和温度的降低,天然气在输配管线中有液烃凝结并在管道低洼处积液,影响正常输气甚至堵塞管线。这一方面降低了管道输送能力,另一方面造成了外输的产品天然气达不到*二类气质标准。针对上述情况,通常采用分子筛脱水及丙烷制冷,集中对天然气进行脱水、脱烃的处理,同时,回收的轻烃也具有可观的经济价值。

在我国,丙烷制冷工艺应用于天然气处理及轻烃回收还不到 20 年时间,但该项技术的推广迅速。近年来,我国新建的天然气处理站的外冷基本都采用丙烷制冷工艺,一些原设计为氨制冷工艺的老装置也在改造成丙烷制冷工艺。
所谓制冷( 致冷) 是指利用人工方法制造低温( 即低于环境温度) 的技术。通常,从环境温度到120 K 的范围属于制冷,而从 120 K 以下到*零度( 0 K) 的范围属于低温,也称为低温制冷。制冷方法主要有三种: 1) 利用气体膨胀的冷效应实现制冷,如: J-T 和膨胀机; 2) 利用半导体的热电效应实现制冷,如: 热分离机; 3) 利用物质相变( 如融化、蒸发、升华) 的吸热效应实现制冷,如: 蒸气压缩制冷。丙烷制冷属于第三种方式制冷,即利用物质相变制冷。目前,一般丙烷制冷能够把原料天然气冷却至- 20 ℃ ~ - 50 ℃,实现天然气低温分离脱烃目的。其中,蒸气压缩制冷是*常用的制冷方法,其原理为: 工质( 制冷剂) 在蒸发器内与被冷却对象发生热量交换,吸收被冷却物体的热量并气化,产生的低压蒸气被压缩机吸入,经压缩后排出高压高温的气体,然后在冷凝器中被常温介质( 如: 空气) 冷却,凝结成低温高压液体( 或者气液混合) ,高压液体经膨胀阀节流,变成低压低温的液体( 或者气液混合体) 进入蒸发器,蒸发器再与被冷却介质进行换热,低压蒸气进入压缩机,如此循环制冷。