乙烷高效回收 “常规气”变“效益气”
大牛地气田乙烷回收项目建设纪实
[中国石化新闻网 2026-06-23] 如何在常规天然气中提取高附加值组分？怎样将天然气“吃干榨净”？位于毛乌素沙漠的大牛地气田乙烷回收装置给出了科学答案。
作为中国石化首套大型天然气乙烷回收装置，该装置由石油工程建设公司中原设计公司EPC总承包，历经多年技术攻关，于2026年1月投产。区别于传统轻烃回收工艺，该装置在追求更高丙烷、丁烷回收率的同时，还能将天然气中的乙烷充分回收。
按常规天然气销售价格、回收后乙烷及伴生产品销售价格计算，项目内部收益率在15%以上。乙烷产品直供中沙石化等企业的乙烯装置，实现从“常规气”到“效益气”的转变。
摸家底、算明账
激活气田潜在资源
“乙烷是裂解制乙烯的重要原料。我国作为第二大乙烯生产国，以往乙烷原料多依赖进口，存在资源、运输及效益等多方面风险。”中原设计公司总经理郑焯介绍，“建设乙烷回收装置，就是为了实现国内乙烷资源自主可控。”
近年来，我国非常规天然气田开发不断深入，所产天然气中富含大量高附加值组分，但由于缺乏经济高效的分离技术，过去只能提取丙烷、丁烷等重质组分，更轻质的乙烷被当作燃料烧掉。
2021年，技术人员将目光投向鄂尔多斯盆地大牛地气田。这是我国典型的致密砂岩气田，开发程度高、集输系统完备，但乙烷回收长期空白。团队选取12口生产井逐井采样检测，发现天然气中乙烷含量达4.58%；按年产20亿立方米天然气计算，每年可回收乙烷11万~15万吨，相当于新建一套中型乙烯装置的原料需求。
此外，大牛地气田已建成规模达53亿立方米/年的集输系统，包含塔榆首站、增压站、脱水脱烃站等设施，储运、热媒、排污、空氮系统完备可靠。新建乙烷回收装置不需“另起炉灶”，可直接“嫁接”到现有系统上。
“这极大提升了项目的经济可行性。”中原设计公司天然气液化工艺专家孙娟算了一笔账：依托已有设施，土建、公用工程及辅助系统可节省大量投资，同时缩短建设周期。大牛地气田的先天条件，让乙烷回收项目有了从蓝图走向现实的可能。
破冻堵、提收率
打造增效工艺包
从理论上的可行到工程上的可靠，横亘着一道技术鸿沟。
乙烷沸点为零下88.6摄氏度，丙烷沸点为零下42.1摄氏度。要将乙烷冷凝分离，需要更低温环境和更强大的制冷系统。当前，国内外先进乙烷回收工艺包括液体过冷、气体过冷及部分干气循环。相比前两种，部分干气循环工艺通过对部分干气（脱除重烃后的天然气）进行循环制冷，从工艺适应性、产品指标、回收率、经济性等角度更适用于大中型气田。
“从理论上看，部分干气循环工艺是大牛地气田的最佳选择。但结合实际，我们很快遇到了瓶颈。”孙娟说。
这个瓶颈就是二氧化碳。大牛地气田天然气中二氧化碳含量较高，过冷过程中会形成固态干冰，造成关键设备冻堵。不解决冻堵，任何乙烷回收方案都是空谈。
技术团队将二氧化碳冻堵列为核心攻关方向，通过上百次模拟计算，确定了“前置脱碳、再回收乙烷”的工艺路线。同时，团队还形成了脱甲烷塔重吸收技术、多股侧线抽出冷量利用技术等配套成果，扫清了关键技术障碍。
与同类常规工艺相比，部分干气循环工艺可降低能耗12.5%，乙烷回收率在95%以上。该系列技术通过中国石化权威认定，形成三项专有技术，获得三项专利授权，成功构建“20亿立方米/年乙烷回收工艺包”，标志着我国在非常规天然气高值化利用领域迈出关键一步。
安骨架、装大脑
跑出项目“加速度”
基础有条件，技术有保障，但还有一场艰苦的工程仗要打。
装置占地上百亩，相当于10个足球场，涵盖两座万方储罐、200多台动静设备、20多公里工艺管线。如此体量的工程通常需要24~36个月施工周期，且面临交叉作业多、质量控制难、安全风险高等挑战。而大牛地气田作为主力气区，建设窗口期有限。
“按传统现场建设模式肯定不行，必须换新思路。”项目执行经理车建军说。
新思路就是模块化划分、橇装化组装。工程团队将装置划分为原料气脱碳、脱水脱汞、乙烷回收等6个单元模块，每个模块将设备、管道、电仪、结构等专业全部打包，在预制工厂内同步完成制造、调试、试压，最后运至现场组装。
工厂化预制，环境可控、质量可控、进度可控。针对50个子橇块、45套设备，技术团队进行三维建模、受力分析、运输模拟，确保设计零冲突、吊装零偏差、运输零超限。这种“工厂预制+现场组装”的模式，使现场施工周期缩短约10%，站场节约用地38%以上。
如果说模块化建设为装置安上了坚实的“骨架”，那么PMCS（工程建设全生命周期管理系统）平台则为工程装上了聪明的“大脑”。PMCS平台是与工程实体对应的数字对象，可实现工程信息化的“七个一”管理目标：一管到底、一码到底、一键归档、一键巡检、一键审批、一键更新、一键移交，覆盖设计、采购、施工、运维全生命周期。
其中，“一码到底”为每件设备生成唯一二维码，从出厂到运维全程可追溯，让工程建设从“凭经验管”变成“靠数据管”、从“事后找”变成“实时盯”。该技术成果在2024年荣获“中国油气人工智能科技优秀典型案例”。
从方案论证到建成投产，技术团队突破了二氧化碳冻堵、冷量复用、设备橇装、数字孪生等多项关键技术，让装置成为多专业交叉创新的实验平台。该装置先后荣获中国石化科技进步奖、省部级优秀工程设计奖等多项荣誉，实现了大牛地气田乙烷资源的自主可控，为国内类似非常规气田高值化开发提供了可复制、可推广的乙烷回收样板。