一種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置，該裝置由脫水塔、預(yù)脫水塔、加熱器、冷卻器、汽水分離器、脫烴塔、循環(huán)風(fēng)機(jī)、真空泵、混烴緩沖罐、富氣壓縮機(jī)、液烴分離器、調(diào)節(jié)減壓閥、程控閥以及管線所構(gòu)成，所述的脫水塔頂部經(jīng)過(guò)程控閥與調(diào)節(jié)減壓閥管線相連，脫水塔底部經(jīng)過(guò)程控閥、程控閥與脫烴塔底部管線相連，脫烴后的天然氣從脫烴塔頂部出來(lái)經(jīng)過(guò)程控閥管線外輸，再生混烴氣體從脫烴塔底部經(jīng)過(guò)程控閥與冷卻器的進(jìn)口端管線相連，冷卻器的出口端經(jīng)過(guò)真空泵與混烴緩沖罐的進(jìn)口端管線相連，混烴緩沖罐的出口經(jīng)過(guò)富氣壓縮機(jī)、冷卻器與液烴分離器管線相連。本實(shí)用新型輕烴收率高，電耗低，安全性能高、經(jīng)濟(jì)效益明顯，便于工業(yè)應(yīng)用推廣。
【專利說(shuō)明】一種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種天然氣輕烴回收裝置，具體涉及一種提高低壓天然氣輕烴回 收率的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，含輕烴天然氣的凈化處理(脫烴）方法主要分為三類：第一類是油吸收法， 利用不同烴類在吸收油中溶解度不周，從而將天然氣中的輕烴組分吸收分離，吸收油一般 為石腦油、煤油、柴油或穩(wěn)定凝析油等，其存在的問(wèn)題是吸收油相對(duì)分子質(zhì)量越小，輕烴收 率越高，同時(shí)吸收油蒸發(fā)損失越大，該方法在上個(gè)世紀(jì)六七十年代較為普遍，目前已基本不 用。第二類是冷凝分離法，也稱深冷分離或低溫分離，是利用一定壓力下天然氣中各組分的 沸點(diǎn)不同，將天然氣冷卻至露點(diǎn)溫度以下某一值，使其部分冷凝與氣液分離，從而得到液相 輕烴組分，該方法由于能耗高，投資大，在小規(guī)模的邊遠(yuǎn)井、試采井、油田伴生氣方面不具有 經(jīng)濟(jì)效益。第三類是吸附法，利用固體吸附劑對(duì)各種烴類吸附容量不同，從而使天然氣中的 輕烴組份分離的方法，目前該方法主要用于脫除天在氣中的重?zé)N，在回收天然氣中輕烴的 應(yīng)用較少，且收率普遍較低約5(Γ75%。
[0003] 在現(xiàn)有的提高天然氣輕烴收率文獻(xiàn)報(bào)道中，有CN102127478公開(kāi)報(bào)道了一種天然 氣凈化處理站提高輕烴收率的方法，其主要針對(duì)勝利油田天然氣凈化處理站所用膨脹機(jī)， 降低其出口壓力提高膨脹比而達(dá)到增加輕烴產(chǎn)量的目的；CN203612948公開(kāi)報(bào)道了一種單 吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統(tǒng)，采用雙塔解吸和膜分離和固體吸附法組合方試回收 輕烴，該方法存在設(shè)備多，流程長(zhǎng)，投資大的問(wèn)題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置， 該裝置對(duì)于天然氣中的輕烴組分收率高，電耗低，安全性能高、經(jīng)濟(jì)效益明顯，便于工業(yè)應(yīng) 用推廣。
[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：
[0006] -種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置，該裝置由脫水塔Τ101Α/Β、預(yù)脫水塔 Τ102、加熱器Ε101Α/Β、冷卻器E102A/B/C、汽水分離器V101、脫烴塔T103A/B/C/D、循環(huán)風(fēng)機(jī) Ρ102、真空泵Ρ101、混烴緩沖罐V102、富氣壓縮機(jī)C101、液烴分離器V103、調(diào)節(jié)減壓閥PlOl/ Ρ102/Ρ103、程控閥KlOl?110以及管線1?20所構(gòu)成，所述的脫水塔Τ101Α/Β頂部經(jīng)過(guò)程控 閥KlOl與調(diào)節(jié)減壓閥PlOl管線相連，脫水塔Τ101Α/Β底部經(jīng)過(guò)程控閥Κ104、程控閥Κ105 與脫烴塔T103A/B/C/D底部管線相連，脫烴后的天然氣從脫烴塔T103A/B/C/D頂部出來(lái)經(jīng) 過(guò)程控閥KllO管線外輸，再生混烴氣體從脫烴塔T103A/B/C/D底部經(jīng)過(guò)程控閥Κ107與冷 卻器Ε102Β的進(jìn)口端管線相連，冷卻器Ε102Β的出口端經(jīng)過(guò)真空泵PlOl與混烴緩沖罐V102 的進(jìn)口端管線相連，混烴緩沖罐V102的出口經(jīng)過(guò)富氣壓縮機(jī)C101、冷卻器E102C與液烴分 離器V103管線相連。
[0007] 具體地，所述的預(yù)脫水塔T102底部經(jīng)過(guò)加熱器E101A、程控閥K103與脫水塔 T101A/B底部相連，預(yù)脫水塔T102頂部通過(guò)程控閥KlOld與管線1相連。
[0008] 所述的汽水分離器VlOl進(jìn)口經(jīng)過(guò)冷卻器E102A與脫水塔T101A/B和預(yù)脫水塔 T102頂部管線相連，汽水分離器VlOl的氣相出口通過(guò)管線8與調(diào)節(jié)減壓閥PlOl后管線相 連。
[0009] 所述的循環(huán)風(fēng)機(jī)P102進(jìn)口與脫烴塔T103A/B/C/D頂部相連，循環(huán)風(fēng)機(jī)P102出口 經(jīng)過(guò)加熱器ElOlB與脫烴塔T103A/B/C/D頂?shù)撞肯噙B。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0011] (1)輕烴組份收率高：兩相分離的閃蒸氣(主要為甲烷、乙烷和少量丙烷)返回變溫 吸附脫烴，液相混烴產(chǎn)品中的丙烷、丁烷、戊烷收率高，均大于97%。
[0012] (2)能耗低：低壓條件下直接脫水，脫烴，少部分再生混烴進(jìn)行加壓，用電設(shè)備僅有 富氣壓縮機(jī)和再生氣循環(huán)風(fēng)機(jī)，與傳統(tǒng)深冷分離法相比，節(jié)約電耗70%以上。
[0013] (3)設(shè)備少，效率高，操作方便：整個(gè)裝置采取自動(dòng)分析控制手段，無(wú)現(xiàn)場(chǎng)人員操 作，節(jié)約人員成本。
[0014] (4)特別適合處理原料氣量每天10萬(wàn)方以下的生產(chǎn)：整個(gè)裝置可做成2-3個(gè)模塊， 運(yùn)輸、搬遷非常便利。
[0015] (5)環(huán)保、安全、可靠：無(wú)任何廢氣、廢液排放，吸附劑使用壽命3-5年，由廠家定期 回收更換。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型工藝流程裝置示意圖。
[0017] 1 ?21 -管線，TlOlAB -脫水塔，T102 -預(yù)脫水塔，T103ABCD -脫烴塔，VlOl - 汽水分離器，V102 -混烴緩沖罐，V103 -液烴分離器，ElOlAB -加熱器，E102ABC -冷卻 器，PlOl -真空泵，P102 -循環(huán)風(fēng)機(jī)，ClOl -富氣壓縮機(jī)，PlOl / P102 / P103 -調(diào)節(jié)減 壓閥，KlOl?KllO -程控閥。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0019] (1)將原料氣組成（V%)為：甲烷87. 34%，乙烷7. 1%，丙烷3. 65%，異丁烷L(zhǎng) 03%， 正丁烷0. 13%，二氧化碳0. 14%，氮?dú)?. 61%的天然氣，壓力：0. 3MPa，溫度：40°C，氣量： 18. 6626kmol/h，經(jīng)過(guò)分子篩等壓脫水后，出口壓力為0. 28MPa，水露點(diǎn)為-48. 7°C。
[0020] (2)將上述脫水后的天然氣輸入到脫烴塔，脫烴塔內(nèi)裝有專用脫烴活性碳吸附劑， 天然氣中的少量甲烷、乙烷和氮?dú)?，大量的丙烷、丁烷和二氧化碳被吸附在吸附劑上面，?過(guò)脫烴塔的天然氣組分為：甲烷92. 25%，乙烷7. 05%，丙烷0. 04%，異丁烷0. 002%，正丁烷 〇%，二氧化碳0. 01%，氮?dú)?. 64%，可直接作為民用天然氣產(chǎn)品使用。
[0021] (3)將上述吸附飽和的脫烴塔停止吸附，吸附飽和的脫烴塔塔頂通過(guò)管線、程控閥 依次與循環(huán)風(fēng)機(jī)、加熱器和塔底連通，形成閉式循環(huán)回路，通過(guò)加熱器不斷加熱，迅速將脫 烴塔加熱至170°C，吸附在吸附塔上的輕烴經(jīng)過(guò)加熱很容易被解吸出來(lái)，再通過(guò)對(duì)脫烴塔進(jìn) 行抽直空，將加熱后的混烴氣體經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻到30°C后進(jìn)入真空泵，輸送到混烴緩沖罐。 脫烴塔內(nèi)吸附劑隨著吸附質(zhì)的不斷解析，床層溫度逐漸降低，為了加速吸附劑的降溫和再 生，可利用產(chǎn)品天然氣向真空再生塔內(nèi)補(bǔ)充1. 〇%的產(chǎn)品氣后，停止真空再生。
[0022] (4)將混烴緩沖罐中的混烴組分：甲烷10. 92%，乙烷9. 21%，丙烷58. 95%，異丁 烷 14. 85%，正丁烷 L 83%，二氧化碳 4. 16%，氮?dú)?0· 08%，壓力：0· 015MPa，溫度：42°C，氣量： 2. 8346kmol/h，通過(guò)富氣壓縮機(jī)加壓到2. 5MPa，冷卻到43°C后進(jìn)入液烴分離器。
[0023] (5)混合液烴從液烴分離器的底部排出，組分為：甲烷4. 33%，乙烷7. 56%，丙烷 68. 83%，異丁烷 18. 47%，正丁烷 2. 33%，二氧化碳 2. 46%，氮?dú)?0· 02%，壓力：2. 49MPa，溫度： 43°C，流量：87. 54kg/h ;氣相部分從液烴分離器頂部排出，經(jīng)減壓至0. 3MPa后返回脫烴塔 進(jìn)口，氣相組分為：甲烷22. 60%，乙烷12. 89%，丙烷45. 83%，異丁烷6. 78%，正丁烷0. 73%，二 氧化碳 8. 00%，氮?dú)?0· 21%，溫度：15. 07°C，氣量：0· 8777kmol/h。
[0024] 本實(shí)施例的混烴收率與電耗如下：
[0025] 丙烷收率=混合液烴中丙烷的質(zhì)量/原料氣中丙烷的質(zhì)量=55. 9462kg/56. 6153k g=0. 988xl00%=98. 8%
[0026] 丁烷收率=混合液烴中異丁烷和正丁烷總的質(zhì)量/原料氣中異丁烷和正丁烷總的 質(zhì)量=23. 6612/23. 7162=0. 998χ100%=99· 8%
[0027] 裝置總電耗：脫烴部分循環(huán)風(fēng)機(jī)：0. 75Kw ;真空泵：3. OKw ;富氣壓縮機(jī)：18. 5Kw ; 總耗電量為：22. 25Kw。
[0028] 產(chǎn)品單耗電量=總耗電量/總原料氣量=22. 25Kw/833. 33Nm3=0. 027Kw/lNm3原料 氣。
【權(quán)利要求】
1. 一種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置，其特征在于所述的裝置由脫水塔（TIOIA/ B)、預(yù)脫水塔（T102)、加熱器（E101A/B)、冷卻器（E102A/B/C)、汽水分離器（V101)、脫烴塔 (T103A/B/C/D)、循環(huán)風(fēng)機(jī)（P102)、真空泵（P101)、混烴緩沖罐（V102)、富氣壓縮機(jī)（C101)、 液烴分離器（V103)、調(diào)節(jié)減壓閥（P101/P102/P103)、程控閥（KlOfllO)以及管線（廣20)所 構(gòu)成，所述的脫水塔（T101A/B)頂部經(jīng)過(guò)程控閥（KlOl)與調(diào)節(jié)減壓閥（PlOl)管線相連，脫 水塔（T101A/B)底部經(jīng)過(guò)程控閥（K104)、程控閥（K105)與脫烴塔（T103A/B/C/D)底部管線 相連，脫烴后的天然氣從脫烴塔（T103A/B/C/D)頂部出來(lái)經(jīng)過(guò)程控閥（KllO)管線外輸，再 生混烴氣體從脫烴塔（T103A/B/C/D)底部經(jīng)過(guò)程控閥（K107)與冷卻器（E102B)的進(jìn)口端 管線相連，冷卻器（E102B)的出口端經(jīng)過(guò)真空泵（PlOl)與混烴緩沖罐（V102)的進(jìn)口端管 線相連，混烴緩沖罐（V102)的出口經(jīng)過(guò)富氣壓縮機(jī)（C101)、冷卻器（E102C)與液烴分離器 (V103)管線相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置，其特征是：所述的 預(yù)脫水塔（T102)底部經(jīng)過(guò)加熱器（E101A)、程控閥（K103)與脫水塔（T101A/B)底部相連，預(yù) 脫水塔（T102)頂部通過(guò)程控閥（KlOld)與管線（1)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置，其特征是：所述的 汽水分離器（VlOl)進(jìn)口經(jīng)過(guò)冷卻器（E102A)與脫水塔（T101A/B)和預(yù)脫水塔（T102)頂部 管線相連，汽水分離器（VlOl)的氣相出口通過(guò)管線（8)與調(diào)節(jié)減壓閥（PlOl)后管線相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高低壓天然氣輕烴回收率的裝置，其特征是：所述的 循環(huán)風(fēng)機(jī)（P102 )進(jìn)口與脫烴塔（T103A/B/C/D)頂部相連，循環(huán)風(fēng)機(jī)（P102 )出口經(jīng)過(guò)加熱器 (ElOlB)與脫烴塔（T103A/B/C/D)頂?shù)撞肯噙B。
【文檔編號(hào)】C10G5/06GK204022773SQ201420470614
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】陳天洪, 朱江, 李才軍, 陳斯 申請(qǐng)人:四川科比科油氣工程有限公司