一種提高高壓天然氣輕烴回收率的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種提高高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)、液烴分離器、調(diào)節(jié)減壓閥、節(jié)流閥、程控閥以及管線所構(gòu)成，所述的脫水塔頂部經(jīng)過程控閥與調(diào)節(jié)減壓閥管線相連，脫水塔底部經(jīng)過程控閥、程控閥與脫烴塔頂部管線相連，脫烴后的天然氣從脫烴塔底部出來經(jīng)過程控閥、節(jié)流閥節(jié)流后經(jīng)過冷卻器換熱后管線外輸，再生混烴氣體從脫烴塔頂部經(jīng)過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)過冷卻器與液烴分離器的進(jìn)口端管線相連，液烴分離器的氣相出口通過循環(huán)風(fēng)機(jī)后，經(jīng)過加熱器、程控閥與脫烴塔底部管線相連。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。
【專利說明】一種提高高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，具體涉及一種提高高壓天然氣輕烴回 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)問題是提供一種提高高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)問題所采取的技術(shù)方案是：
[0006] -種提高高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、液烴分離器V103、調(diào)節(jié)減壓閥Ρ101/Ρ102/Ρ103、節(jié)流閥Ρ104、程控閥KlOl?110以及 管線廣20所構(gòu)成，所述的脫水塔Τ101Α/Β頂部經(jīng)過程控閥KlOl與調(diào)節(jié)減壓閥PlOl管線相 連，脫水塔Τ101Α/Β底部經(jīng)過程控閥Κ104、程控閥KllO與脫烴塔T103A/B/C/D頂部管線相 連，脫烴后的天然氣從脫烴塔T103A/B/C/D底部出來經(jīng)過程控閥Κ107、節(jié)流閥Ρ104節(jié)流后 經(jīng)過冷卻器E102C換熱后管線外輸，再生混烴氣體從脫烴塔T103A/B/C/D頂部經(jīng)過程控閥 Κ108與冷卻器Ε102Β的進(jìn)口端管線相連，冷卻器Ε102Β的出口端經(jīng)過冷卻器E102C與液烴 分離器V103的進(jìn)口端管線相連，液烴分離器V103的氣相出口通過循環(huán)風(fēng)機(jī)Ρ102后，經(jīng)過 加熱器Ε101Β、程控閥Κ106與脫烴塔T103A/B/C/D底部管線相連。
[0007] 具體地，所述的預(yù)脫水塔T102底部經(jīng)過加熱器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的氣相出口通過管線8與調(diào)節(jié)減壓閥PlOl后管線相 連。
[0009] 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：
[0010] (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)品中的丙烷收率>94%，丁烷收率>97. 0%，戊烷收率>99. 0%。
[0011] (2)能耗低：高壓條件下直接脫水，脫烴，少部分再生混烴進(jìn)行加壓，用電設(shè)備僅有 再生氣循環(huán)風(fēng)機(jī)，充分利用高壓產(chǎn)品氣節(jié)流后的冷量與混烴換熱。
[0012] (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。
[0013] (4)特別適合處理原料氣規(guī)模每天10萬(wàn)方以下的生產(chǎn)：整個(gè)裝置可做成2-3個(gè)橇 塊，運(yùn)輸、搬遷非常便利。
[0014] (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，定期由廠家 回收更換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型工藝流程裝置示意圖。
[0016] 1 ?20 -管線，TlOlAB -脫水塔，T102 -預(yù)脫水塔，T103ABCD -脫烴塔，VlOl - 汽水分尚器，V103 -液經(jīng)分尚器，ElOlAB -加熱器，E102ABC -冷卻器，P102 -循環(huán)風(fēng)機(jī)， PlOl / P102 / P103-調(diào)節(jié)減壓閥，P104-節(jié)流閥，KlOl?K110-程控閥。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 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)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0018] (1)將原料氣組成（V%)為：甲烷86. 34%，乙烷7. 1%，丙烷3. 65%，異丁烷L(zhǎng) 03%， 正丁烷0. 13%，異戊烷0. 72%，正戊烷0. 28%，二氧化碳0. 14%，氮?dú)?. 61%的天然氣，壓力： 8. OMPa，溫度：30°C，氣量：87. 9398kmol/h，經(jīng)過分子篩等壓脫水后，出口壓力為7. 98MPa， 水露點(diǎn)為_42.4°C。
[0019] (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，戊烷和二氧化碳被吸附在吸附劑?面，通過脫烴塔的天然氣組分為：甲烷92. 40%，乙烷6. 91%，丙烷0. 04%，異丁烷0. 002%，正丁 烷〇%，異戊烷〇%，正戊烷〇%，二氧化碳〇. 002%，氮?dú)?. 65%，可直接作為民用天然氣產(chǎn)品使 用。吸附飽和的脫烴塔停止吸附并通過程控閥K109降壓至I. 6MPa，降壓氣體從脫烴塔塔頂 通過管線、程控閥K109依次與調(diào)蒸減壓閥P102,冷卻器E102B和冷卻器E102C進(jìn)入到液烴 分離器V103,降壓力氣中大部分甲烷和乙烷從液烴分離器V103頂部經(jīng)調(diào)閥減壓閥P103排 出界區(qū)，降壓氣體僅在每個(gè)脫烴塔降壓時(shí)間斷出現(xiàn)。
[0020] (3)將上述液烴分離器頂部的閃蒸氣依次與循環(huán)風(fēng)機(jī)、加熱器和塔底連通，形成閉 式循環(huán)回路，循環(huán)風(fēng)機(jī)將閃蒸氣加壓至I. 65MPa后通過加熱器加熱至170°C進(jìn)入脫烴塔，吸 附在吸附劑上的輕烴經(jīng)過加熱快速解吸出來，解析氣通過程控閥K108、冷卻器E102B和冷 卻器E102C冷卻到5. 4°C，進(jìn)入液烴分離器V103。
[0021] (4)混合液烴從液烴分離器的底部排出，組分為：甲烷6. 43%，乙烷9. 01%，丙烷 51. 32%，異丁烷15. 03%，正丁烷1. 91%，異戊烷10. 67%，正戊烷4. 16%，二氧化碳1. 46%，氮 氣0. 02%，壓力：1. 61MPa，溫度：5. 5°C，流量：280. 433kg/h ;氣相部分從液烴分離器頂部排 出，輸送至循環(huán)風(fēng)機(jī)，氣相組分為：甲烷76. 99%，乙烷6. 93%，丙烷11. 27%，異丁烷1. 33%，正 丁烷0. 12%，異戊烷0. 29%，正戊烷0. 09%，二氧化碳2. 68%，氮?dú)?. 31%，溫度：5. 5°C，氣量： 4.40kmol/h〇
[0022] (5)對(duì)脫烴塔加熱再生完成后，停止加熱器ElOlB加熱，循環(huán)風(fēng)機(jī)輸出的低溫閃蒸 氣將脫烴塔內(nèi)熱量帶出后使脫烴塔內(nèi)溫度恢復(fù)至常溫狀態(tài)。
[0023] (6)通過正在吸附的脫塔塔底管線與程控閥K105對(duì)降溫后的脫烴塔進(jìn)行升壓至 吸附壓力，即完成一個(gè)脫烴塔的循環(huán)周期。
[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=133. 447kg/141. 538k g=0. 943xl00%=94. 3%
[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=58. 0366/59. 29053=0. 979χ100%=97· 9%
[0027] 戊烷收率=混合液烴中異戊烷和正戊烷總的質(zhì)量/原料氣中異戊烷和正戊烷總的 質(zhì)量=63. 0824/63. 4475=0. 99. 4χ100%=99· 4%
[0028] 裝置總電耗：2. 2Kw (循環(huán)風(fēng)機(jī))。
[0029] 產(chǎn)品單耗電量=總耗電量/總原料氣量=2. 2Kw/2083. 33Nm3=0. 001Kw/lNm3原料 氣。
【權(quán)利要求】
1. 一種提高高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)、液烴分離器（V103)、調(diào)節(jié)減壓閥（P101/P102/P103)、節(jié) 流閥（P104)、程控閥（KlOfllO)以及管線（1~20)所構(gòu)成，所述的脫水塔（T101A/B)頂部 經(jīng)過程控閥（KlOl)與調(diào)節(jié)減壓閥（PlOl)管線相連，脫水塔（T101A/B)底部經(jīng)過程控閥 (K104)、程控閥（KllO)與脫烴塔（T103A/B/C/D)頂部管線相連，脫烴后的天然氣從脫烴塔 (T103A/B/C/D)底部出來經(jīng)過程控閥（K107)、節(jié)流閥（P104)節(jié)流后經(jīng)過冷卻器（E102C)換 熱后管線外輸，再生混烴氣體從脫烴塔（T103A/B/C/D)頂部經(jīng)過程控閥（K108)與冷卻器 (E102B)的進(jìn)口端管線相連，冷卻器（E102B)的出口端經(jīng)過冷卻器（E102C)與液烴分離器 (V103)的進(jìn)口端管線相連，液烴分離器（V103)的氣相出口通過循環(huán)風(fēng)機(jī)（P102)后，經(jīng)過加 熱器（E101B)、程控閥（K106)與脫烴塔（T103A/B/C/D)底部管線相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高高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所述的一種提高高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)的氣相出口通過管線（8)與調(diào)節(jié)減壓閥（PlOl)后管線相連。
【文檔編號(hào)】C07C9/08GK204022774SQ201420470714
【公開日】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】朱江, 陳天洪, 李才軍, 陳斯 申請(qǐng)人:四川科比科油氣工程有限公司