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行分離提純處理，以達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)管路到達換熱器換熱后再回到脫甲烷塔供熱。
進一步的是，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、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。
進一步的是，所述分離系統(tǒng)包括換熱器、第三分離器、膨脹機和脫甲烷塔，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入換熱器供冷后再加壓冷卻形成成品天然氣。
進一步的是，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、第二冷卻器、第三壓縮機和第三冷卻器形成成品天然氣，所述第二壓縮機與分離系統(tǒng)的膨脹機為一體的同軸膨脹壓縮機。
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)送回換熱器為換熱器供冷，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)濟效益。
附圖說明
圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖。
圖中標記為，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，5-第二冷卻器、6-第三壓縮機，7-第三冷卻器，8-出液管路，11-第一分離器、12-第一壓縮機、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，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進入膨脹機25膨脹節(jié)流降溫后進入脫甲烷塔26上部進行脫甲烷工藝，C3以上的冷凝液體由輸液管路24進入脫甲烷塔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上部的甲烷氣體導入換熱器21供冷后再加壓冷卻形成成品天然氣，從而進一步提高資源利用率。
進一步的，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4、第二冷卻器5、第三壓縮機6和第三冷卻器7形成成品天然氣，所述第二壓縮機4與分離系統(tǒng)2的膨脹機25為一體的同軸膨脹壓縮機。由于膨脹與壓縮互為相反工序，采用同軸膨脹壓縮機可同時完成兩道工序，進一步降低能源消耗。
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)送回換熱器為換熱器供冷，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)濟效益。