本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域，尤其涉及一種用于天然氣的油氣回收系統(tǒng)及回收工藝。

背景技術(shù)：

對于從油田開采中溢出的原料天然氣或是輸氣排放的天然氣，這些氣體逃逸到空氣中會對大氣和環(huán)境造成污染，遇到雷雨天還可能引發(fā)安全事故，因此需要對這些天然氣進(jìn)行回收，但這些氣體中都含有大量輕質(zhì)油，無法直接用于生活和生產(chǎn)使用，需要對回收的天然氣進(jìn)行分離提純處理，以達(dá)到廢棄資源再利用的目的。

現(xiàn)有的油氣回收技術(shù)主要包括吸附法、冷凝法、膜過濾法，或是以上方式的組合，冷凝法生產(chǎn)成本較低，應(yīng)用最為廣泛，但現(xiàn)有冷凝系統(tǒng)一般都只包括凈化系統(tǒng)和分離系統(tǒng)，凈化系統(tǒng)用于去除氣體中的雜質(zhì)，分離系統(tǒng)將氣體分為高純度的甲烷氣體和其余烷烴類組成的液化氣，可分別用于生活和工業(yè)使用。由于整個工藝過程中有很多冷凝和壓縮的過程，一個吸熱、一個放熱，這些熱能轉(zhuǎn)換并沒有得到充分利用，從而造成資源的浪費，增大了回收成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有天然氣油氣回收工藝耗費能源較多，回收成本高等不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種資源利用率高天然氣油氣回收系統(tǒng)及工藝。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

天然氣油氣回收系統(tǒng)，包括用于清除原料天然氣中雜質(zhì)的凈化系統(tǒng)和用于天然氣中成分區(qū)分的分離系統(tǒng)，還包括冷能回收系統(tǒng)，所述冷能回收系統(tǒng)包括設(shè)置在分離系統(tǒng)中換熱器與脫甲烷塔之間的循環(huán)管路和位于循環(huán)管路上的泵，所述脫甲烷塔中的冷凝液體經(jīng)循環(huán)管路到達(dá)換熱器換熱后再回到脫甲烷塔供熱。

進(jìn)一步的是，所述凈化系統(tǒng)包括通過管路依次相連的第一分離器、第一壓縮機(jī)、第一冷卻器、第二分離器和干燥器，干燥器的出口與分離系統(tǒng)的換熱器相連。

進(jìn)一步的是，所述分離系統(tǒng)包括換熱器、第三分離器、膨脹機(jī)和脫甲烷塔，所述第三分離器的入口與換熱器相連，第三分離器的上部出口通過輸氣管路經(jīng)膨脹機(jī)與脫甲烷塔上部氣體入口相連，第三分離器的下部出口通過輸液管路與脫甲烷塔中部液體入口相連。

進(jìn)一步的是，所述冷能回收系統(tǒng)包括兩條循環(huán)管路，一條位于脫甲烷塔中部，另一條位于脫甲烷塔底部，兩條循環(huán)管路上均設(shè)有泵。

進(jìn)一步的是，所述脫甲烷塔底部的循環(huán)管路與脫甲烷塔之間還設(shè)有一條供熱管路，供熱管路上設(shè)有再沸器。

進(jìn)一步的是，所述脫甲烷塔底部的循環(huán)管路上還設(shè)有一條出液管路通向儲液罐或分餾塔。

進(jìn)一步的是，所述冷能回收系統(tǒng)還包括一條設(shè)置在換熱器與脫甲烷塔頂部之間的氣體回流管路，所述氣體回流管路將脫甲烷塔上部的甲烷氣體導(dǎo)入換熱器供冷后再加壓冷卻形成成品天然氣。

進(jìn)一步的是，所述氣體回流管路在經(jīng)過換熱器后先后經(jīng)過第二壓縮機(jī)、第二冷卻器、第三壓縮機(jī)和第三冷卻器形成成品天然氣，所述第二壓縮機(jī)與分離系統(tǒng)的膨脹機(jī)為一體的同軸膨脹壓縮機(jī)。

天然氣油氣回收工藝，包括以下步驟：

a、將原料天然氣通入凈化系統(tǒng)，利用凈化系統(tǒng)去除氣體中的機(jī)械雜質(zhì)和水分；

b、將加壓凈化后的氣體通入分離系統(tǒng)，采用進(jìn)一步降溫、加壓的方式將氣體中C3以上的成分壓縮成液體，氣液分離后再在脫甲烷塔中將氣體中C2以上的成分分離，最終得到高純度的甲烷氣體和C2以上成分組成的冷凝液化氣；

c、將脫甲烷塔中的部分冷凝液化氣通過循環(huán)管路導(dǎo)回到分離系統(tǒng)的換熱器中回收冷量，同時獲得的熱量提供給脫甲烷塔，另一部分液化氣進(jìn)入儲罐或后續(xù)工序；

d、將脫甲烷塔內(nèi)的低溫甲烷氣體通過氣體回流管路導(dǎo)回到分離系統(tǒng)的換熱器中供冷，得到常溫甲烷氣體后再進(jìn)行加壓冷卻工藝形成成品天然氣。

本發(fā)明的有益效果是：通過在現(xiàn)有回收系統(tǒng)中增加一套冷能回收系統(tǒng)，冷能回收系統(tǒng)將分離系統(tǒng)脫甲烷塔中的冷凝液和低溫氣體作為傳熱介質(zhì)送回?fù)Q熱器為換熱器供冷，吸收熱量后再回到脫甲烷塔供熱，從而起到資源回收利用的作用，提高了資源的綜合利用率，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。

圖中標(biāo)記為，1-凈化系統(tǒng)，2-分離系統(tǒng)，3-冷能回收系統(tǒng)，4-第二壓縮機(jī)，5-第二冷卻器、6-第三壓縮機(jī)，7-第三冷卻器，8-出液管路，11-第一分離器、12-第一壓縮機(jī)、13-第一冷卻器、14-第二分離器，15-干燥器，21-換熱器，22-第三分離器，23-輸氣管路，24-輸液管路，25-膨脹機(jī)，26-脫甲烷塔，31-循環(huán)管路，32-泵，33-供熱管路，34-再沸器，35-氣體回流管路。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明包括用于清除原料天然氣中雜質(zhì)的凈化系統(tǒng)1和用于天然氣中成分區(qū)分的分離系統(tǒng)2，還包括冷能回收系統(tǒng)3，所述冷能回收系統(tǒng)3包括設(shè)置在分離系統(tǒng)2中換熱器21與脫甲烷塔26之間的循環(huán)管路31和位于循環(huán)管路31上的泵32，所述脫甲烷塔26中的冷凝液體經(jīng)循環(huán)管路31到達(dá)換熱器21換熱后再回到脫甲烷塔26供熱。分離系統(tǒng)2中的換熱器21主要用于降低氣體的溫度，將氣體中C3以上的成分冷凝成液體，因此換熱器21需要很低的冷卻溫度，現(xiàn)有技術(shù)中一般通過外部加入制冷劑的方式來為換熱器21提供冷量，所需成本較高，而從脫甲烷塔26中出來的冷凝液體溫度較低，可將其冷量用于換熱器21，換熱后的液體又可為脫甲烷塔26提供所需的熱量，從而提高資源的綜合利用率，減低能源消耗。

所述凈化系統(tǒng)1包括通過管路依次相連的第一分離器11、第一壓縮機(jī)12、第一冷卻器13、第二分離器14和干燥器15，干燥器15的出口與分離系統(tǒng)2的換熱器21相連。第一分離器11主要用于去除氣體中的雜質(zhì)和水分，然后進(jìn)行壓縮、冷卻、分離，將壓縮冷卻過程中產(chǎn)生的水分及油污成分去除，然后將得到的烷烴氣體送入分離系統(tǒng)2的換熱器21進(jìn)行后續(xù)的分離工藝。

所述分離系統(tǒng)2包括換熱器21、第三分離器22、膨脹機(jī)25和脫甲烷塔26，所述第三分離器22的入口與換熱器21相連，第三分離器22的上部出口通過輸氣管路23經(jīng)膨脹機(jī)25與脫甲烷塔26上部氣體入口相連，第三分離器22的下部出口通過輸液管路24與脫甲烷塔26中部液體入口相連。換熱器21的溫度很低，可將C2以上的烷烴氣體冷凝成液體，C2以下的氣體由輸氣管路23進(jìn)入膨脹機(jī)25膨脹節(jié)流降溫后進(jìn)入脫甲烷塔26上部進(jìn)行脫甲烷工藝，C3以上的冷凝液體由輸液管路24進(jìn)入脫甲烷塔26中部。

所述冷能回收系統(tǒng)3包括兩條循環(huán)管路31，一條位于脫甲烷塔26中部，另一條位于脫甲烷塔26底部，兩條循環(huán)管路31上均設(shè)有泵32。由于脫甲烷塔26的中部和下部溫度不同，兩條管路可為系統(tǒng)提供不同的溫位需求。

經(jīng)過換熱器21換熱后的冷凝液體在回到脫甲烷塔26后供熱量有限，為了滿足脫甲烷塔26工作所需熱量，在所述脫甲烷塔26底部的循環(huán)管路31與脫甲烷塔26之間還設(shè)有一條供熱管路33，供熱管路33上設(shè)有再沸器34，再沸器34還可在系統(tǒng)剛運行時為系統(tǒng)提供熱量。

從脫甲烷塔26底部出來的冷凝液可直接作為民用燃料或化工原料，所以在所述脫甲烷塔26底部的循環(huán)管路31上還設(shè)有一條出液管路8通向儲液罐或分餾塔，將冷凝液送至其它工藝流程。

由于從脫甲烷塔26頂部出來的甲烷氣體也具有較低的溫度，為了利用該溫度資源，也可將其導(dǎo)入換熱器21，具體結(jié)構(gòu)為，在所述換熱器21與脫甲烷塔26頂部之間設(shè)置一條氣體回流管路35，所述氣體回流管路35將脫甲烷塔26上部的甲烷氣體導(dǎo)入換熱器21供冷后再加壓冷卻形成成品天然氣，從而進(jìn)一步提高資源利用率。

進(jìn)一步的，所述氣體回流管路35在經(jīng)過換熱器21后先后經(jīng)過第二壓縮機(jī)4、第二冷卻器5、第三壓縮機(jī)6和第三冷卻器7形成成品天然氣，所述第二壓縮機(jī)4與分離系統(tǒng)2的膨脹機(jī)25為一體的同軸膨脹壓縮機(jī)。由于膨脹與壓縮互為相反工序，采用同軸膨脹壓縮機(jī)可同時完成兩道工序，進(jìn)一步降低能源消耗。

天然氣油氣回收工藝，包括以下步驟：

a、將原料天然氣通入凈化系統(tǒng)，利用凈化系統(tǒng)去除氣體中的機(jī)械雜質(zhì)和水分；

b、將加壓凈化后的氣體通入分離系統(tǒng)，采用進(jìn)一步降溫、加壓的方式將氣體中C3以上的成分壓縮成液體，氣液分離后再在脫甲烷塔中將氣體中C2以上的成分分離，最終得到高純度的甲烷氣體和C2以上成分組成的冷凝液化氣；

c、將脫甲烷塔中的部分冷凝液化氣通過循環(huán)管路導(dǎo)回到分離系統(tǒng)的換熱器中回收冷量，同時獲得的熱量提供給脫甲烷塔，另一部分液化氣進(jìn)入儲罐或后續(xù)工序；

d、將脫甲烷塔內(nèi)的低溫甲烷氣體通過氣體回流管路導(dǎo)回到分離系統(tǒng)的換熱器中供冷，得到常溫甲烷氣體后再進(jìn)行加壓冷卻工藝形成成品天然氣。

本系統(tǒng)和工藝通過在現(xiàn)有回收系統(tǒng)中增加一套冷能回收系統(tǒng)，冷能回收系統(tǒng)將分離系統(tǒng)脫甲烷塔中的冷凝液和低溫氣體作為傳熱介質(zhì)送回?fù)Q熱器為換熱器供冷，吸收熱量后再回到脫甲烷塔供熱，從而起到資源回收利用的作用，提高了資源的綜合利用率，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。