随着石油化工对C2+轻烃需求的日益增长,回收分离C2+轻烃为主的深冷分离装置的优化操作备受关注。通过深冷装置的模拟计算,分析装置的存在的问题,找出操作参数对产品收率的影响规律,对降低深冷装置运行成本、提高轻烃收率具有重要指导意义。本文采用HYSYS模拟软件对天然气深冷装置进行模拟与优化,在对装置进行物料衡算的基础上,对脱甲塔、动设备、换热器等设备的生产运行状况进行核算,分析了现有装置存在的主要问题,提出了相应的改造建议。结果表明:(1)在处理量为24145.85Nm3/h(设计处理量为25000Nm3/h)时,装置各操作参数平稳,轻烃回收率为28.1%,比设计值33.3%低,而干气回收率为62.6%,比设计值60.5%高。乙烷收率和轻烃中C1/C2摩尔比符合设计要求。(2)塔底抽出取热量提高,塔底温度升高,且塔底抽出取热量与塔底温度之间呈线性关系;(3)随着塔顶温度的降低,万方气轻烃收率升高;塔顶温度由-70℃降低-2℃时,轻烃产量由6802.35kg/h提高到6965.37kg/h,万方气轻烃收率由2.82t升高到2.88t,按日处理量58×104m3计,每天可以多产轻烃3.48t,其效益可观。(4)轻烃产率随制冷深度变化较大,其变化规律基本呈线性关系;制冷温度每降低10℃,轻烃产量提高0.4108t轻烃/104m3原料气;如果按60×104Nm3/天计,每天可多产轻烃24.65t,每年可多产轻烃8997.3t。(5)脱甲烷塔塔顶、塔底温度是相互影响的,在不同塔顶温度下,最佳的塔底温度会变化,为了将这两个因数控制好,达到最佳操作状态,通过模拟计算和分析发现塔顶和塔底温差在103℃左右,这样可以保证塔底轻烃中C1/C2摩尔比不大于0.03。