一種天然氣加工利用工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣加工利用工藝，旨在提高天然氣利用率，增加經濟效益。該工藝將原料壓縮系統(tǒng)來的天然氣依次經脫碳、脫水、脫重烴，脫汞進行深度凈化處理，然后進入液化工藝，生產液化天然氣（LNG）；以脫重烴后的凈化天然氣作為再生氣對脫重烴吸附劑進行再生，再生完成后，再生氣經冷卻進入天然氣壓縮系統(tǒng)，生產壓縮天然氣（CNG）。本發(fā)明解決了使用后的再生氣不能回收的問題，避免了脫重烴再生氣放空燃燒，造成資源浪費和環(huán)境污染的問題，同時還給企業(yè)帶來效益。
【專利說明】—種天然氣加工利用工藝【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于天然氣加工【技術領域】，涉及一種天然氣的加工利用工藝。
【背景技術】 [0002]液化天然氣(LNG)生產工藝由天然氣凈化和天然氣冷凝液化兩部分組成。其原料主要來自油氣田或長輸管道。原料天然氣的主要成分是甲烷，還含有少量重烴、二氧化碳、硫化氫、水、汞等雜質。對于生產LNG首先必須將二氧化碳、水分、重烴、汞等脫除，以避免二氧化碳、水分、重烴等在低溫下凍結堵塞下游管道和設備，以及硫、汞等對設備產生的腐蝕。
[0003]生產LNG液化時對氣體的凈化要求較高，尤其是對重烴含量的要求非常高，因為重烴含量高不利于儲存，容易造成翻滾現(xiàn)象，在天然氣的液化裝置中容易堵塞主換熱器、阻塞管道、節(jié)流閥門和裝車泵。進入液化系統(tǒng)前的重烴含量必須低于lOppm，后續(xù)液化工藝才不會產生阻塞的問題。
[0004]在LNG生產中，脫水和脫重烴工藝常采用固體吸附法，并采用兩塔或三塔流程。在兩塔流程中，一塔進行脫水/脫重烴操作，另一塔進行吸附劑的再生和冷卻，然后切換操作。三塔流程可采用一塔吸附、一塔再生、另一塔冷卻或二塔吸附、一塔再生及冷卻的切換程序。再生氣通常直接采用凈化后的天然氣作為再生氣。
[0005]在脫水工藝的再生階段，再生氣直接采用一部分脫水后的干氣作為再生氣，經天然氣加熱爐加熱到約320°C后進入脫水塔，解吸(烘干)吸附劑吸附的H2O,出脫水塔后再經冷卻器冷卻到常溫，并經再生氣分離器分離后返回到裝置入口與原料氣混合后進入原料壓縮工藝，同原料一起進入凈化工藝。
[0006]在脫重烴工藝的再生階段，采用一部分脫重烴后的天然氣作為再生氣，再生氣經天然氣加熱爐加熱到約220°C后自脫重烴塔底進入脫重烴塔，解吸吸附劑吸附的重烴，解吸下來的重烴隨再生氣由脫重烴塔頂出塔，再經冷卻器冷卻到常溫后經減壓后進入燃料總管。
[0007]脫水工藝使用后的再生氣可直接返回到裝置入口與原料氣混合，進行凈化處理，而脫重烴工藝中的再生氣再生吸附劑后，其中的重烴含量高，若返回到裝置入口與原料混合，天然氣中的重烴有累積效應，對后續(xù)處理造成很大的壓力。因此，脫重烴工藝中的使用過的再生氣不能直接回用，只能將其送至火炬管網點燃放空或作為加熱燃料，這無疑造成了資源浪費。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種天然氣加工工藝，該工藝將再生脫重烴吸附劑后不能回用的再生氣回收利用，用于生產壓縮天然氣(CNG)。避免了液化天然氣廠天然氣資源的浪費。
[0009]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):一種天然氣加工利用工藝，包括以下步驟:來自長輸管道的天然氣經壓力調節(jié)閥調節(jié)后，進入原料氣壓縮機壓縮至4.6^5.0MPa,冷卻至< 40°C，然后經分離器分離后將天然氣導入凈化系統(tǒng)。
[0010]凈化系統(tǒng)包括脫碳、脫水、脫重烴、脫汞工序。[0011]脫碳工序采用溶液吸附法脫除天然氣中的CO2氣體。利用MDEA (N-甲基二乙醇胺)溶液脫除天然氣中的CO2氣體。
[0012]脫水工序采用3A分子篩吸附法脫除天然氣中的1120。利用分子篩吸附劑脫水至Ippm0
[0013]脫水后的天然氣一部分作為分子篩吸附劑的再生氣，回到脫水塔再生分子篩吸附劑，另一部分進入脫重烴工序。
[0014]脫重烴工序采用固體吸附法，利用煤質顆?；钚蕴棵摮烊粴庵械闹責N。脫重烴后的天然氣，一部分作為脫重烴吸附劑的再生氣，一部分進入脫汞工序。
[0015]脫汞工序也采用固體吸附法，可用的吸附劑為浸泡硫化物活性炭。
[0016]再生分子篩吸附劑后的再生氣送回到原料氣壓縮工藝，與原料氣混合，進行凈化處理。再生脫重烴吸附劑后的再生氣送入天然氣壓縮工藝中，加壓到20 MPa~23MPa，作為CNG產品。
[0017]最終凈化后的天然氣CO2含量低于40 ppm, H2S含量低于4 ppm, H2O含量小于Ippm,重烴含量低于lOppm，Hg低于0.01 ii g /m3,甲烷≥97%。送入天然氣液化工藝，經換熱后液化，冷量由氟利昂冷凍機組和增壓透平膨脹機提供，生產LNG產品。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種天然氣加工利用工藝的工藝流程圖。
[0019]圖中各編號所代表的意義如下:
1-1:原料氣壓縮；1_2:脫碳；1-3:脫水；1-4:脫重經；1-5:脫萊；1-6:液化；1-7:天然
氣壓縮。
[0020]1:原料氣(天然氣)；2:液化天然氣產品(LNG) ；3:壓縮天然氣產品(CNG) ；4:再生氣(脫水后的天然氣);5:再生氣(脫重烴后的天然氣);6:再生分子篩吸附劑后的再生氣；7:再生脫重烴吸附劑后的再生氣。
【具體實施方式】
[0021](I)壓縮系統(tǒng)
長輸管道來的天然氣經壓力調節(jié)閥調節(jié)后，進入原料氣壓縮機壓縮至4.6 MPa~5.0MPa，冷卻至≤40°C，然后經分離器分離后將天然氣導入脫碳系統(tǒng)。
[0022](2)凈化系統(tǒng)
脫碳:來自原料氣壓縮系統(tǒng)的天然氣(溫度40°C，壓力4.6 MPa~5.0MPa)首先經過氣液分離器、天然氣過濾器，然后進入吸收塔底部，與塔頂來的MDEA (N-甲基二乙醇胺)溶液逆流接觸，脫除CO2，凈化氣體經塔頂高效除沫器后，進入天然氣冷凝器降溫至38°C，再經氣液分離器分離水分及雜質后送出界區(qū)；
脫水:從脫碳系統(tǒng)來的凈化天然氣進入分子篩干燥器脫除其中的H2O至小于lppm，進入粉塵過濾器，去除粉塵后一路進入脫重烴系統(tǒng)，另一路經減壓后作為脫水塔的再生氣；再生氣經天然氣加熱爐盤管加熱到約320°C后進入脫水塔，解吸其中的水；在冷吹階段，該氣體旁通加熱爐進入脫水塔，冷卻分子篩床層，出脫水塔后經再生氣冷卻器冷卻到常溫，并經再生氣分離器分離后返回原料天然氣壓縮入口。
[0023]脫重烴:從脫水系統(tǒng)來的凈化天然氣進入脫重烴塔脫除其中的芳香烴類及其它雜質降至I~lOppm，進入粉塵過濾器；去除粉塵后一路進入脫汞系統(tǒng)，另一路經減壓后作為脫重烴塔的再生用氣。再生氣經天然氣加熱爐盤管加熱到約220°C后進入脫重烴塔，解吸吸附劑吸附的芳烴類及其他雜質。再生完成后，出脫重烴塔后經再生氣冷卻器冷卻到常溫送至CNG系統(tǒng)。
[0024]凈化后的天然氣指標:
萊< lppm, 二氧化碳< 50ppm,硫化氫< 4ppm,C0S < 0.5ppm,硫化物總量 10_50ppm,芳香族化合物1-1Oppm (IOppm),甲燒≥97%。
[0025]脫汞:去脫汞系統(tǒng)的原料天然氣自上而下通過脫汞吸附器床層，將汞脫除至
0.01 U g/m3，再經粉塵過濾器脫除粉塵后，進入天然氣液化系統(tǒng)。
[0026](3) LNG 系統(tǒng)
凈化干燥后的天然氣進入液化冷箱，依次經過主換熱器、氟利昂蒸發(fā)器、主換熱器、液化換熱器、過冷換熱器、被反流的天然氣、氮-甲烷冷卻液化后形成中壓LNG，經節(jié)流閥節(jié)流降壓后，壓力0.3MPa，溫度-143.8°C，進入LNG儲罐中儲存，供用戶使用。
[0027](4) CNG 系統(tǒng)
脫重烴塔再生完成后，出脫重烴塔后經再生氣經冷卻至常溫后，經過濾、調壓計量后經緩沖穩(wěn)壓后進入壓縮機，天然氣壓縮機將天然氣壓縮加壓至20 MPa~23MPa進入高壓脫水裝置除去剩余水分，脫水后進高壓儲氣瓶組或高壓儲氣井。
【權利要求】
1.一種天然氣加工利用工藝，包括原料氣壓縮、凈化、液化、壓縮工藝，其特征在于原料氣壓縮工藝將天然氣加壓，送入凈化工藝，凈化工藝包括脫碳、脫水、脫重烴和脫汞工序，其中凈化工藝各工序均采用吸附法，其中脫水和脫重烴的吸附劑需用再生氣再生；凈化后的天然氣送入液化工藝，生產液化天然氣(LNG);再生脫重烴吸附劑后的再生氣送入天然氣壓縮工藝，生產壓縮天然氣(CNG)。
2.如權利要求1所述的天然氣加工利用工藝，其特征在天然氣壓縮工藝將原料氣加壓到 4.6MPa~5.0MPa。
3.如權利要求1所述的天然氣加工利用工藝，其特征在于脫汞工序采用吸附劑為浸泡有硫化物的活性炭作為吸附劑。
【文檔編號】C10L3/10GK103525492SQ201310500164
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2013年10月23日
【發(fā)明者】何卜思, 張健, 祁喜元, 楊曉麗 申請人:寧夏寶塔石化科技實業(yè)發(fā)展有限公司