本论文通过研究、分析大庆油田天然气分公司现有浅冷装置的运行情况，并经过大量的计算，得到了浅冷装置冷量回收相关数学模型和物性数据；提出了可能的冷量回收流程；并对所提出的流程进行分析，进一步优化，最终提出了可行方案；最后对所提出的优化方案进行了设备选型和经济效益分析。论文主要研究内容：（1）现场调研及参数收集，对原料气、干气和轻烃进行组分化验，评价现有浅冷装置相关设备的操作状况，分析装置的冷量使用现状；（2）建立烃气换热模型，计算轻烃的火用函数变化情况，确定合理的轻烃冷量回收温度区间；（3）研究轻烃回温过程中，温度、压力、相变之间的关系，确定适宜的换热温度和压力；（4）研究轻烃回温有相变过程、流量不稳定等特点，确定适宜的换热形式和换热设备；（5）研究轻烃冷量回收对外输天然气冷量回收的影响；（6）研究轻烃冷量回收对制冷温度和轻烃收率的影响；（7）通过对冷量回收对制冷机组负荷及能耗、制冷温度、轻烃收率的影响，进行经济性评价；（8）通过工艺模拟计算，比较不同方案的优缺点，确定轻烃冷量回收技术最适宜的工艺；通过该论文的研究，提出了回收500＃浅冷装置的轻烃和外输气冷量的优化方案，实现了节约制冷机组电耗和循环冷却水的目的，所提出的方案具有较高可操作性。该论文研究成功后可为其余浅冷装置轻烃冷量回收改造提供技术支持，具有重要的经济意义。