针对某油气田原轻烃回收工艺存在的设备数量较多、综合能耗较大等问题,基于该油田开采的油气进站压力较高的特性,利用主流的膨胀深冷分离法对该油气田原“辅冷+DHX”工艺进行优化改进。通过仿真模拟,部分干气循环工艺（RSV）具有更好的原料适应性以及操作灵活性,在不同进料条件下都能取得较高收率,并且能够灵活改变操作模式。论文以RSV工艺特征为基础,对工艺内部物流换热进行高效集成,提出了一种新的轻烃回收工艺。以工艺最佳经济效益为目标,以产品质量和回收率为约束,建立工艺优化模型,并编制SQP算法对新工艺进行优化,得出新工艺最佳经济效益下的最优操作工况,同时对新工艺和原工艺的用能情况以及经济性进行对比分析。通过换热网络匹配发现,原工艺中物流跨夹点传热量为1433.3 kW;而新工艺省去了复杂的丙烷制冷系统,并且按照“温度对口,梯级利用”原则,恰当匹配各温度段物流换热,最大限度地实现能量高效集成,回收系统的内部冷量,降低工艺总能耗,使得系统的整体（火用）效率达到68.49%,相比于原工艺提高了6.7%,且运行成本从2732.6元/h降至2241.8元/h。新工艺相比于原工艺,C₃⁺产品的收率从97%增至99%,产品收益从96696.8元/h增加至97461.7元/h,总体经济效益增加了约1255.7元/h,且无CO₂结冰风险,新工艺是安全可行的。此外,新工艺能够根据不同的外部市场条件,灵活的选择回收C₂⁺或者C₃⁺产品,获得更大的经济效益。论文基于实际天然气轻烃分离项目,提出了基于干气回流特征的膨胀制冷工艺,通过建模及参数优化,更加透彻地了解工艺内在规律。新工艺降低了生产能耗,用能方式更为合理,并且提高了轻烃回收率和经济效益,可为油气田轻烃回收工艺的设计和生产实践提供理论依据和参考价值。