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利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng)及方法與流程

文檔序號:12745958閱讀:577來源:國知局
利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及伴生氣回收技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng)和方法。



背景技術(shù):

伴生氣也叫油田氣,是在石油開采過程中伴隨原油溢出的可燃性氣體混合物,其組分通常為甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。由于其回收再利用工藝復(fù)雜但又不能直接排放,而且過去的環(huán)保要求也比較低,所以目前多數(shù)油田都是將其直接燃燒排放,伴生氣的排放和燃燒對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,這樣既造成大量能源浪費(fèi),又排放大量的溫室氣體造成巨大的環(huán)境污染。

目前在使用的用于伴生氣回收的工藝技術(shù),主要工藝皆為壓縮+冷凝,冷凝后直接出來混合烴產(chǎn)品,根據(jù)工藝路線不同,使用的壓縮后的壓力和冷凝的溫度各有不同。常用的冷凝溫度一般是-20~-70℃,所回收的混合烴產(chǎn)品也與此冷凝溫度基本相同,低溫混合烴產(chǎn)品的冷量未得有效利用。

由于伴生氣中含有大量甲烷、乙烷等輕組分的混合物,在帶壓冷凝時,由于烴類物質(zhì)的夾帶和溶解作用,部分甲烷和乙烷會溶解于低溫的產(chǎn)品(混合烴)中,而回收的低溫產(chǎn)品(混合烴)常用未保溫的LPG(液化石油氣)罐儲存,隨著環(huán)境溫度導(dǎo)致LPG儲罐的溫度升高,導(dǎo)致溶解于低溫混合烴的甲烷、乙烷等小分子量氣體析出,罐內(nèi)壓力會逐漸升高,故傳統(tǒng)工藝常在LPG儲罐上加壓力調(diào)節(jié)閥維持儲罐壓力,LPG儲罐內(nèi)排出的甲烷、乙烷又會夾帶部分C3以上我們需要回收的產(chǎn)品而使產(chǎn)量損失。為了避免產(chǎn)量損失,也有將這部分氣引入壓縮機(jī)入口參與再次循環(huán)的改進(jìn)工藝,但是這種改進(jìn)工藝也存在產(chǎn)品壓力與壓縮機(jī)入口壓差大,循環(huán)氣體的壓力能未得到充分利用,使壓縮機(jī)做了部分無用功。

本發(fā)明的方案便是針對上述問題對現(xiàn)有小型伴生氣回收混合烴工藝液態(tài)烴冷量、循環(huán)氣體壓力能沒有充分利用,傳統(tǒng)工藝混合烴回收率較低的情況進(jìn)行的改進(jìn)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本發(fā)明提供了一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng)和方法,除明顯節(jié)約了能耗外,還可達(dá)到增產(chǎn)的目的。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的,解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:

本發(fā)明公開了一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng),包括預(yù)分離器、壓縮機(jī)、冷卻器、一級冷凝器、一級分離器、分子篩、混合器、換熱器組、汽液分離器、混合烴儲罐和增壓機(jī),其中:

所述換熱器組包括第一換熱器和第二換熱器;

所述預(yù)分離器、壓縮機(jī)、冷卻器、一級冷凝器、一級分離器、分子篩、混合器、第一換熱器、第二換熱器和汽液分離器依次正向連接;

所述汽液分離器的液體出口和所述第一換熱器反向連接,再連接至所述混合烴儲罐,所述混合烴儲罐的氣體出口與所述增壓機(jī)連接,所述增壓機(jī)再連接至所述混合器;

所述汽液分離器的氣體出口和所述第二換熱器反向連接,再連接至所述一級冷凝器。

進(jìn)一步的,所述系統(tǒng)還包括第一高溫節(jié)流閥組、高溫級風(fēng)冷凝器、高溫級制冷壓縮機(jī)、第一低溫節(jié)流閥組、第一低溫級風(fēng)冷凝器、第一低溫級制冷壓縮機(jī)和第二高溫節(jié)流閥組,其中:

所述第一高溫節(jié)流閥組、高溫級風(fēng)冷凝器和高溫級制冷壓縮機(jī)與所述第一換熱器依次閉合連接;

所述第一低溫節(jié)流閥組、第一低溫級風(fēng)冷凝器和第一低溫級制冷壓縮機(jī)與所述第二換熱器依次閉合連接;

所述第一低溫級風(fēng)冷凝器的一端還與所述第一換熱器連接,另一端通過所述第二高溫節(jié)流閥組與所述高溫級風(fēng)冷凝器連接。

進(jìn)一步的,所述換熱器組還包括第三換熱器,所述第三換熱器設(shè)置于所述第二換熱器與汽液分離器之間,所述汽液分離器的氣體出口依次和所述第三換熱器及第二換熱器反向連接,再連接至所述一級冷凝器;

所述系統(tǒng)還包括第二低溫節(jié)流閥組、第二低溫級風(fēng)冷凝器、第二低溫級制冷壓縮機(jī)和第三高溫節(jié)流閥組,其中:

所述第二低溫節(jié)流閥組、第二低溫級風(fēng)冷凝器和第二低溫級制冷壓縮機(jī)與所述第三換熱器依次閉合連接;

所述第二低溫級風(fēng)冷凝器的一端還與所述第一換熱器連接,另一端通過所述第三高溫節(jié)流閥組與所述高溫級風(fēng)冷凝器連接。

進(jìn)一步的,所述換熱器組還包括第四換熱器,所述第四換熱器設(shè)置于所述第三換熱器與汽液分離器之間,所述汽液分離器的氣體出口依次和所述第四換熱器、第三換熱器及第二換熱器反向連接,再連接至所述一級冷凝器;

所述系統(tǒng)還包括第三低溫節(jié)流閥組、第三低溫級風(fēng)冷凝器、第三低溫級制冷壓縮機(jī)和第四高溫節(jié)流閥組,其中:

所述第三低溫節(jié)流閥組、第三低溫級風(fēng)冷凝器和第三低溫級制冷壓縮機(jī)與所述第四換熱器依次閉合連接;

所述第三低溫級風(fēng)冷凝器的一端還與所述第一換熱器連接,另一端通過所述第四高溫節(jié)流閥組與所述高溫級風(fēng)冷凝器連接。

進(jìn)一步的,所述系統(tǒng)還包括壓力變送器或自力式調(diào)壓器,所述壓力變送器或自力式調(diào)壓器設(shè)置于所述混合烴儲罐與增壓機(jī)之間。

本發(fā)明另外公開了一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的方法,主要包括以下步驟:

步驟1:近常壓的伴生氣先經(jīng)預(yù)分離器預(yù)分離后進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮至1.2~1.6MPaG,形成高溫高壓的氣體;

步驟2:步驟1中得到的壓縮后的氣體再進(jìn)入冷卻器進(jìn)行冷卻和分離,分離出的干氣進(jìn)入一級冷凝器使其溫度降低至5℃~20℃;

步驟3:步驟2中得到的降溫后的氣體再進(jìn)入一級分離器進(jìn)行汽液分離,分離掉可能析出的液態(tài)水和烴,剩余部分的干氣進(jìn)入分子篩進(jìn)一步脫去飽和水,使露點(diǎn)溫度降低至-60~-90℃;

步驟4:步驟3中得到的脫水后的氣體再進(jìn)入混合器,與經(jīng)增壓機(jī)增壓的混合烴儲罐揮發(fā)氣體相匯合,然后進(jìn)入第一換熱器,使伴生氣溫度降低至-10~-40℃,然后進(jìn)入逐次第二換熱器、第三換熱器和第四換熱器,使伴生氣的溫度在各換熱器中逐漸被降低至-40~-80℃;

步驟5:步驟4中得到的逐級降溫后的氣體再進(jìn)入汽液分離器,汽液分離器分離出的低溫液體再返回第一換熱器;

步驟6:汽液分離器分離出的低溫氣體部分再依次反向進(jìn)入第四換熱器、第三換熱器和第二換熱器后,再進(jìn)入一級冷凝器進(jìn)行徹底回收冷量,回收熱量的干氣再去后續(xù)進(jìn)一步處理。

進(jìn)一步的,在步驟4中,具體包括以下步驟:

步驟41:在整體系統(tǒng)剛運(yùn)行階段,高溫級制冷壓縮機(jī)啟動,而第一低溫級制冷壓縮機(jī)、第二低溫級制冷壓縮機(jī)和第三低溫級制冷壓縮機(jī)不啟動,第一高溫節(jié)流閥組、第二高溫節(jié)流閥組、第三高溫節(jié)流閥組和第四高溫節(jié)流閥組都打開,少部分冷量用于給各低溫級制冷系統(tǒng)預(yù)冷,大部分冷量都被用于在第一換熱器中對伴生氣的冷卻,伴生氣中的重組分逐漸被冷凝相變成液體,并最終進(jìn)入汽液分離器被分離,低溫的烴類液體再返回第一換熱器與高溫級制冷壓縮機(jī)、高溫級風(fēng)冷凝器及第一高溫節(jié)流閥組一起對進(jìn)入第一換熱器的伴生氣進(jìn)行降溫;

步驟42:隨著汽液分離器內(nèi)低溫液體的逐漸增多,進(jìn)入第一換熱器的低溫?zé)N類液體的循環(huán)量加大,高溫級制冷壓縮機(jī)逐漸將冷量分配給后續(xù)的第一低溫級制冷壓縮機(jī)、第二低溫級制冷壓縮機(jī)和第三低溫級制冷壓縮機(jī),第一低溫級制冷壓縮機(jī)、第二低溫級制冷壓縮機(jī)和第三低溫級制冷壓縮機(jī)逐級依次啟動,伴生氣中的更多重?zé)N被冷凝,循環(huán)入第一換熱器的低溫?zé)N類液體達(dá)到最大值,此時高溫級制冷壓縮機(jī)幾乎不需要對第一換熱器提供冷量便可維持第一換熱器出口的溫度,而絕大部分高溫級制冷壓縮機(jī)的冷量用于帶走第一低溫級制冷壓縮機(jī)、第二低溫級制冷壓縮機(jī)和第三低溫級制冷壓縮機(jī)的熱量。

進(jìn)一步的,在步驟5中,汽液分離器分離出的低溫液體還可以依次通過第四換熱器、第三換熱器和第二換熱器返回至所述第一換熱器。

進(jìn)一步的,還步包括步驟7:汽液分離器出來的液體經(jīng)第一換熱器后,溫度上升至-10~+15℃,部分輕組分由于吸收熱量被汽化,汽液混合物再進(jìn)入混合烴儲罐,在混合烴儲罐內(nèi)汽液完全分離后,氣體被吸入增壓機(jī),增壓機(jī)抽氣量根據(jù)增壓機(jī)入口壓力調(diào)整或根據(jù)混合烴儲罐壓力調(diào)整。

進(jìn)一步的,還包括步驟8:在混合烴儲罐和增壓機(jī)之間設(shè)置壓力變送器或自力式調(diào)壓閥,以此控制增壓機(jī)抽氣的流量和調(diào)整或維持混合烴儲罐的壓力。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案,使之與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:

1、本發(fā)明把回收的低溫混合烴引入到復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的高溫級混合烴換熱器(第一換熱器)上,使制冷機(jī)產(chǎn)生冷量并使伴生氣連續(xù)液化后,其液化的混合烴的冷量反過來補(bǔ)充給高溫級混合烴換熱器(第一換熱器),這樣復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的高溫級的制冷量在正常運(yùn)行時幾乎無需再給高溫級混合烴換熱器(第一換熱器)供冷,其絕大部分冷量通過換熱器822(或832、842)傳遞給低溫級制冷系統(tǒng),使整個系統(tǒng)的制冷溫度逐漸降低至設(shè)計(jì)值,一方面在投資上減小了高溫級制冷機(jī)的配置,另一方面充分利用了低溫液態(tài)混合烴的顯熱及部分蒸發(fā)潛熱,使整個制冷系統(tǒng)幾乎只用于克服混合烴的液化潛熱,不把回收產(chǎn)品過度制冷成低溫液體而做無用功。本發(fā)明充分利用了低溫液體的冷量,使得制冷負(fù)荷大幅減少;

2、本發(fā)明中低溫液體在第一換熱器中升溫,一方面直接蒸發(fā)出大量C1、C2等輕組分,而這少部分夾帶的C3+,其壓力與進(jìn)入混合器的伴生氣壓力相差很小,增壓機(jī)只需克服一點(diǎn)點(diǎn)壓降便可使這部分輕組分與已凈化好的伴生氣混合再進(jìn)入第一換熱器參與再次循環(huán),使C3+富集而再次更多地冷凝,達(dá)到了增產(chǎn)的目的;另一方面,在需要熱量較大的第一換熱器中換熱,與復(fù)疊式制冷系統(tǒng)高溫級所需制冷負(fù)荷較大、低溫級所需制冷負(fù)荷較小的特點(diǎn)相配合,提高了高溫級制冷系統(tǒng)的利用率,也可使高溫級制冷系統(tǒng)配置得比不采用此方法的制冷系統(tǒng)小,節(jié)省了部分投資;

3、本發(fā)明可根據(jù)所選制冷壓縮機(jī)制冷量或伴生氣處理量的不同,可采用第一低溫級制冷壓縮機(jī)、第二低溫級制冷壓縮機(jī)、第三低溫級制冷壓縮機(jī)等一組或更多組,且可根據(jù)低溫混合烴冷量的增加逐漸開啟或停止低溫級制冷壓縮機(jī),具有節(jié)約能耗的優(yōu)點(diǎn),且降低了一次性啟動負(fù)載,減輕了發(fā)電機(jī)負(fù)擔(dān)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。附圖中:

圖1是本發(fā)明中一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本發(fā)明中另一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3是本發(fā)明中一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的方法流程示意圖。

【主要符號說明】

1-預(yù)分離器;

2-壓縮機(jī);

3-冷卻器;

4-一級冷凝器;

5-一級分離器;

6-分子篩;

7-混合器;

8-換熱器組;

81-第一換熱器;

811-第一高溫節(jié)流閥組;

812-高溫級風(fēng)冷凝器;

813-高溫級制冷壓縮機(jī);

82-第二換熱器;

821-第一低溫節(jié)流閥組;

822-第一低溫級風(fēng)冷凝器;

823-第一低溫級制冷壓縮機(jī);

824-第二高溫節(jié)流閥組;

83-第三換熱器;

831-第二低溫節(jié)流閥組;

832-第二低溫級風(fēng)冷凝器;

833-第二低溫級制冷壓縮機(jī);

834-第三高溫節(jié)流閥組;

84-第四換熱器;

841-第三低溫節(jié)流閥組;

842-第三低溫級風(fēng)冷凝器;

843-第三低溫級制冷壓縮機(jī);

844-第四高溫節(jié)流閥組;

9-汽液分離器;

10-混合烴儲罐;

11-增壓機(jī);

12-壓力變送器;

13-自力式調(diào)壓閥。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合本發(fā)明的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述和討論,顯然,這里所描述的僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)例,并不是全部的實(shí)例,基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例一

如圖1和2所示,本發(fā)明公開了一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng),包括預(yù)分離器1、壓縮機(jī)2、冷卻器3、一級冷凝器4、一級分離器5、分子篩6、混合器7、換熱器組8、汽液分離器9、混合烴儲罐10和增壓機(jī)11,其中:

所述換熱器組8包括第一換熱器81和第二換熱器82;

所述預(yù)分離器1、壓縮機(jī)2、冷卻器3、一級冷凝器4、一級分離器5、分子篩6、混合器7、第一換熱器81、第二換熱器82和汽液分離器9依次正向連接;

所述汽液分離器9的液體出口和所述第一換熱器81反向連接,再連接至所述混合烴儲罐10,所述混合烴儲罐10的氣體出口與所述增壓機(jī)11連接,所述增壓機(jī)11再連接至所述混合器7;這一連接關(guān)系是本發(fā)明較之于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn),且在本實(shí)施例中,所述汽液分離器9的液體出口和所述第一換熱器81反向連接是本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù),用這種連接方式需要把液態(tài)混合烴連接到與高溫級制冷系統(tǒng)對應(yīng)的混合烴換熱器(第一換熱器81)上。

所述汽液分離器9的氣體出口和所述第二換熱器82反向連接,再連接至所述一級冷凝器4。

進(jìn)一步的,所述系統(tǒng)還包括第一高溫節(jié)流閥組811、高溫級風(fēng)冷凝器812、高溫級制冷壓縮機(jī)813、第一低溫節(jié)流閥組821、第一低溫級風(fēng)冷凝器822、第一低溫級制冷壓縮機(jī)823和第二高溫節(jié)流閥組824,其中:

所述第一高溫節(jié)流閥組811、高溫級風(fēng)冷凝器812和高溫級制冷壓縮機(jī)813與所述第一換熱器81依次閉合連接;

所述第一低溫節(jié)流閥組821、第一低溫級風(fēng)冷凝器822和第一低溫級制冷壓縮機(jī)823與所述第二換熱器82依次閉合連接;

所述第一低溫級風(fēng)冷凝器821的一端還與所述第一換熱器81連接,另一端通過所述第二高溫節(jié)流閥組824與所述高溫級風(fēng)冷凝器812連接。

進(jìn)一步的,所述換熱器組8還包括第三換熱器83,所述第三換熱器83設(shè)置于所述第二換熱器82與汽液分離器9之間,所述汽液分離器9的氣體出口依次和所述第三換熱器83及第二換熱器82反向連接,再連接至所述一級冷凝器4;

所述系統(tǒng)還包括第二低溫節(jié)流閥組831、第二低溫級風(fēng)冷凝器832、第二低溫級制冷壓縮機(jī)833和第三高溫節(jié)流閥組834,其中:

所述第二低溫節(jié)流閥組831、第二低溫級風(fēng)冷凝器832和第二低溫級制冷壓縮機(jī)833與所述第三換熱器83依次閉合連接;

所述第二低溫級風(fēng)冷凝器832的一端還與所述第一換熱器81連接,另一端通過所述第三高溫節(jié)流閥組834與所述高溫級風(fēng)冷凝器812連接。

進(jìn)一步的,所述換熱器組8還包括第四換熱器84,所述第四換熱器84設(shè)置于所述第三換熱器83與汽液分離器9之間,所述汽液分離器9的氣體出口依次和所述第四換熱器84、第三換熱器83及第二換熱器82反向連接,再連接至所述一級冷凝器4;

所述系統(tǒng)還包括第三低溫節(jié)流閥組841、第三低溫級風(fēng)冷凝器842、第三低溫級制冷壓縮機(jī)843和第四高溫節(jié)流閥組844,其中:

所述第三低溫節(jié)流閥組841、第三低溫級風(fēng)冷凝器842和第三低溫級制冷壓縮機(jī)843與所述第四換熱器84依次閉合連接;

所述第三低溫級風(fēng)冷凝器842的一端還與所述第一換熱器81連接,另一端通過所述第四高溫節(jié)流閥組844與所述高溫級風(fēng)冷凝器812連接。

本實(shí)施例中,利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的系統(tǒng)至少含有高溫級制冷壓縮機(jī)813和第一低溫級制冷壓縮機(jī)823兩個制冷系統(tǒng),根據(jù)所選制冷壓縮機(jī)機(jī)制冷量或伴生氣處理量的不同,可采用與第一低溫級制冷壓縮機(jī)823并聯(lián)的第二低溫級制冷壓縮機(jī)833、第三低溫級制冷壓縮機(jī)843等一組或更多組制冷系統(tǒng),其制冷系統(tǒng)對應(yīng)的第三換熱器83,第四換熱器84等等依次串聯(lián)。在本實(shí)施例中,不對低溫級制冷系統(tǒng)(低溫級制冷壓縮機(jī))的數(shù)量及其對應(yīng)的換熱器數(shù)量加以限制。

進(jìn)一步的,所述系統(tǒng)還包括壓力變送器12或自力式調(diào)壓器13,所述壓力變送器12或自力式調(diào)壓器13設(shè)置于所述混合烴儲罐10與增壓機(jī)11之間。

本實(shí)施例中,所述節(jié)流閥組(第一高溫節(jié)流閥組811、第二高溫節(jié)流閥組824、第三高溫節(jié)流閥組834、第四高溫節(jié)流閥組844、第一低溫級風(fēng)冷凝器821、第二低溫節(jié)流閥組831和第三低溫節(jié)流閥組841)可以是由過濾器、電磁閥、自動膨脹閥等本行業(yè)的常規(guī)制冷元件組成。

實(shí)施例二

如圖3所示,本發(fā)明另外公開了一種利用液態(tài)混合烴冷量同時增加伴生氣回收率的方法,主要包括以下步驟:

步驟1:近常壓的伴生氣先經(jīng)預(yù)分離器1預(yù)分離后進(jìn)入壓縮機(jī)2壓縮至1.2~1.6MPaG,形成高溫高壓的氣體;

步驟2:步驟1中得到的壓縮后的氣體再進(jìn)入冷卻器3進(jìn)行冷卻和分離,分離出的干氣進(jìn)入一級冷凝器4使其溫度降低至5℃~20℃;

步驟3:步驟2中得到的降溫后的氣體再進(jìn)入一級分離器5進(jìn)行汽液分離,分離掉可能析出的液態(tài)水和烴,剩余部分的干氣進(jìn)入分子篩6進(jìn)一步脫去飽和水,使露點(diǎn)溫度降低至-60~-90℃;

步驟4:步驟3中得到的脫水后的氣體再進(jìn)入混合器7,與經(jīng)增壓機(jī)11增壓的混合烴儲罐10揮發(fā)氣體相匯合,然后進(jìn)入第一換熱器81繼續(xù)降溫,使伴生氣溫度降低至-10~-40℃,然后進(jìn)入逐次第二換熱器82、第三換熱器83和第四換熱器84,使伴生氣的溫度在各換熱器中逐漸被降低至-40~-80℃;

步驟5:步驟4中得到的逐級降溫后的氣體再進(jìn)入汽液分離器9,汽液分離器9分離出的低溫液體再返回第一換熱器81;本步驟中,第四換熱器84所對應(yīng)的汽液分離器9分離出的液體與上述混合氣在第一換熱器81中進(jìn)行換熱,使汽液分離器9出來的液體升溫,因第一換熱器81中需吸收較大的冷量,故經(jīng)過第一換熱器81后可與制冷壓縮機(jī)制冷方式配合,使得制冷系統(tǒng)簡化;

步驟6:汽液分離器9分離出的低溫氣體部分再依次反向進(jìn)入第四換熱器84、第三換熱器83和第二換熱器82后,再進(jìn)入一級冷凝器4進(jìn)行徹底回收冷量,回收熱量的干氣再去后續(xù)進(jìn)一步處理。

進(jìn)一步的,在步驟4中,具體包括以下制冷步驟:

步驟41:在整體系統(tǒng)剛運(yùn)行階段(一般為1-10分鐘內(nèi)),高溫級制冷壓縮機(jī)813啟動,而第一低溫級制冷壓縮機(jī)823、第二低溫級制冷壓縮機(jī)833和第三低溫級制冷壓縮機(jī)843不啟動,第一高溫節(jié)流閥組811、第二高溫節(jié)流閥組824、第三高溫節(jié)流閥組834和第四高溫節(jié)流閥組844都打開,少部分冷量用于給各低溫級制冷系統(tǒng)預(yù)冷,大部分冷量都被用于在第一換熱器81中對伴生氣的冷卻,伴生氣中的重組分逐漸被冷凝相變成液體,并最終進(jìn)入汽液分離器9被分離,低溫的烴類液體再返回第一換熱器81與高溫級制冷壓縮機(jī)813、高溫級風(fēng)冷凝器812及第一高溫節(jié)流閥組811一起對進(jìn)入第一換熱器81的伴生氣進(jìn)行降溫;本步驟中,一般低溫級制冷壓縮機(jī)延時5分鐘左右啟動,可通過時間延時器或低溫級制冷壓縮機(jī)壓力信號進(jìn)行控制,逐漸開啟第一低溫級制冷壓縮機(jī)823、第二低溫級制冷壓縮機(jī)833和第三低溫級制冷壓縮機(jī)843;

步驟42:隨著汽液分離器9內(nèi)低溫液體的逐漸增多,進(jìn)入第一換熱器81的低溫?zé)N類液體的循環(huán)量加大,高溫級制冷壓縮機(jī)813逐漸將冷量分配給后續(xù)的第一低溫級制冷壓縮機(jī)823、第二低溫級制冷壓縮機(jī)833和第三低溫級制冷壓縮機(jī)843,第一低溫級制冷壓縮機(jī)823、第二低溫級制冷壓縮機(jī)833和第三低溫級制冷壓縮機(jī)843逐級依次啟動,伴生氣中的更多重?zé)N被冷凝,循環(huán)入第一換熱器81的低溫?zé)N類液體達(dá)到最大值,此時高溫級制冷壓縮機(jī)813幾乎不需要對第一換熱器81提供冷量便可維持第一換熱器81出口的溫度,而絕大部分高溫級制冷壓縮機(jī)813的冷量用于帶走第一低溫級制冷壓縮機(jī)823、第二低溫級制冷壓縮機(jī)833和第三低溫級制冷壓縮機(jī)843的熱量。

進(jìn)一步的,在步驟5中,汽液分離器9分離出的低溫液體還可以依次通過第四換熱器84、第三換熱器83和第二換熱器82返回至所述第一換熱器81。本步驟中,汽液分離器9分離出的低溫液體也可通過第四換熱器84、第三換熱器83和第二換熱器82后,再經(jīng)一級冷凝器4吸收液體更多的熱量,這樣可有效降低回收產(chǎn)品的飽和蒸氣壓,但是氣體循環(huán)量也會隨之加大;

進(jìn)一步的,還包括步驟7:汽液分離器9出來的液體經(jīng)第一換熱器81后,溫度上升至-10~+15℃,部分輕組分由于吸收熱量被汽化,汽液混合物再進(jìn)入混合烴儲罐10,在混合烴儲罐10內(nèi)汽液完全分離后,氣體被吸入增壓機(jī)11,增壓機(jī)11抽氣量根據(jù)增壓機(jī)11入口壓力調(diào)整或根據(jù)混合烴儲罐10壓力調(diào)整。本步驟中,增壓機(jī)11入口壓力可通過調(diào)整轉(zhuǎn)速或用卸載電磁閥卸載等方式進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步的,還包括步驟8:在混合烴儲罐10和增壓機(jī)11之間設(shè)置壓力變送器12或自力式調(diào)壓閥13,以此控制增壓機(jī)11抽氣的流量和調(diào)整或維持混合烴儲罐10的壓力。本步驟中,為了控制增壓機(jī)抽氣量,還可采用在增壓機(jī)入口的壓力開關(guān)、配合卸載電磁閥等方式。

由于采用了以上系統(tǒng)和方法來增加伴生氣回收混合烴收率,與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:

本系統(tǒng)在達(dá)到正常工作狀態(tài)后,高溫級制冷壓縮機(jī)負(fù)荷的轉(zhuǎn)移,使得高溫級制冷壓縮機(jī)的冷量得到最大化利用,相較傳統(tǒng)工藝降低了高溫級制冷壓縮機(jī)的額定功率,而傳統(tǒng)用于伴生氣回收的復(fù)疊式制冷,復(fù)疊式制冷機(jī)的負(fù)荷幾乎是不變化的。

眾所周知,低溫液體的比熱較大,蘊(yùn)含冷量較多,傳統(tǒng)混合烴的回收方法是在混合烴儲罐中隨環(huán)境溫度逐漸升溫,其使得冷量直接浪費(fèi)了,本發(fā)明把回收的低溫混合烴引入到復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的高溫級混合烴換熱器(第一換熱器81)上,使制冷機(jī)產(chǎn)生冷量并使伴生氣連續(xù)液化后,其液化的混合烴的冷量反過來補(bǔ)充給高溫級混合烴換熱器(第一換熱器81),這樣復(fù)疊式制冷系統(tǒng)的高溫級的制冷量在正常運(yùn)行時幾乎無需再給高溫級混合烴換熱器(第一換熱器81)供冷,其絕大部分冷量通過換熱器822(或832,、842)傳遞給低溫級制冷系統(tǒng),使整個系統(tǒng)的制冷溫度逐漸降低至設(shè)計(jì)值,一方面在投資上減小了高溫級制冷機(jī)的配置,另一方面充分利用了低溫液態(tài)混合烴的顯熱及部分蒸發(fā)潛熱,使整個制冷系統(tǒng)幾乎只用于克服混合烴的液化潛熱,不把回收產(chǎn)品過度制冷成低溫液體而做無用功。本發(fā)明充分利用了低溫液體的冷量,使得制冷負(fù)荷大幅減少;

此外,由于本發(fā)明中低溫液體在第一換熱器81中升溫,一方面直接蒸發(fā)出大量C1、C2等輕組分,而這少部分夾帶的C3+,其壓力與進(jìn)入混合器7的伴生氣壓力相差很小,增壓機(jī)11只需克服一點(diǎn)點(diǎn)壓降便可使這部分輕組分與已凈化好的伴生氣混合再進(jìn)入第一換熱器81參與再次循環(huán),使C3+富集而再次更多地冷凝,達(dá)到了增產(chǎn)的目的;另一方面,在需要熱量較大的第一換熱器81中換熱,與復(fù)疊式制冷系統(tǒng)高溫級所需制冷負(fù)荷較大、低溫級所需制冷負(fù)荷較小的特點(diǎn)相配合,提高了高溫級制冷系統(tǒng)的利用率,也可使高溫級制冷系統(tǒng)配置得比不采用此方法的制冷系統(tǒng)小,節(jié)省了部分投資;

還有,本發(fā)明采用第一低溫級制冷壓縮機(jī)823、第二低溫級制冷壓縮機(jī)833、第三低溫級制冷壓縮機(jī)843等一組或更多組,根據(jù)低溫混合烴冷量的增加逐漸開啟或停止低溫級制冷壓縮機(jī),具有節(jié)約能耗的優(yōu)點(diǎn),且降低了一次性啟動負(fù)載,減輕了發(fā)電機(jī)負(fù)擔(dān)。

再有,通過按本實(shí)施例所述方法的進(jìn)行實(shí)際HYSYS模擬,以以下伴生氣典型組分為例:

采用此工藝方法后與現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)工藝的比較結(jié)果如下(一般LPG

儲罐內(nèi)的混合烴隨環(huán)境溫度升溫到0~10℃保持穩(wěn)定):

從上表可看出本專利工藝方法除明顯節(jié)約了能耗外,還可達(dá)到增產(chǎn)的目的。實(shí)際操作中實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的辦法有很多,如增加蒸餾塔等,但本實(shí)施例中是附帶實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)的效果。

以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

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