随着现代工业的发展,石油和天然气等不可再生资源的消耗不断增长,高效利用矿石资源的要求愈发强烈,分质分类利用的必要性增加。从天然气、油田伴生气中分离液化气、轻烃等高附加值资源对于提高商品天然气质量、改善产品经济性的必要性和重要性日益凸显。轻烃回收工艺作为常用的油气处理单元,通过降温、增压、精馏、吸收等操作将油气混合物分离为合格的商品天然气、液化气、轻烃、稳定原油,实现了石油资源的分质分类利用,对提高资源利用率有重要意义。涠洲岛轻烃回收装置受所在区域地理条件所限,设备检维修困难、淡水资源供应不足,设备运行不稳定,每年3～10月间时常出现外输干气烃露点偏高、轻烃蒸汽压偏高、轻烃收率降低等影响安全生产的问题,被迫限产或经济性降低。本文以保障安全生产为目的,利用Aspen HYSYS化工过程模拟软件对装置运行进行模拟研究,探讨制约安全生产的影响因素,对过程参数进行优化分析,并分析PID控制结构对装置稳定运行的积极作用。在安全、高效生产的同时,通过改善产品质量、提升液化气收率来提升轻烃回收装置的经济效益。基于当前工况借助Aspen HYSYS软件建立模拟流程,通过对压缩、换热、制冷、分离等单元分析初步判断装置制冷负荷不足、制冷温位偏高,辅助冷源（丙烷制冷系统）对原料气的预冷效果不理想是气液分离效果不良的主要原因;压缩后丙烷与循环水换热效果不良是导致体系预冷温度（-17°C）远偏离设计条件（-34°C）的直接原因;分析操作动态数据判断循环水水质控制差、水质周期性恶化是影响压缩丙烷/循环水换热器运行不良的根本。通过模拟验证,循环水的水质改善有利于压缩丙烷/循环水的换热效果,换热后液态压缩丙烷具备良好的天然气预冷能力。在改进丙烷制冷系统的基础上利用HYSYS软件对膨胀机出口压力、脱乙烷塔和脱丁烷塔可调运行参数进行敏感性分析,确定系统参数优化方案:膨胀机出口压力450 k Pa;脱乙烷塔温度67°C、压力1900 k Pa;脱丁烷塔温度148°C、压力1200 k Pa。模拟结果显示,参数优化后装置商品天然气烃露点低于-80°C,达到外输指标;稳定轻烃产品的饱和蒸汽压由81.3 k Pa降为57.6 k Pa,满足国家标准中Ⅱ号稳定轻烃的产品指标;C3收率由77.7%提高至92.1%。最后,为探究实际操作中原料气波动时装置的适应性,本文利用软件中的动态模拟系统对低温分离器和精馏塔进行简单的动态设定,观察了关键参数如温度、压力、液位和组成等的控制情况,同时分析了在干扰存在的条件下,部分参数的响应情况。结果显示,本装置工艺系统具有较好的弹性与稳定性,所设的PID控制结构能使工艺系统受到扰动后很快趋于稳态操作,从而保证产品质量。