高压天然气的凝液回收方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及天然气加工工艺技术领域，尤其涉及一种高压天然气凝液回收方法。【背景技术】
[0002] 近年来，随着我国天然气工业的发展，应用膨胀机制冷回收天然气凝液技术得到 迅猛发展，膨胀机制冷工艺的特点是利用原料气压差获得冷量，膨胀比越大，膨胀机出口压 力越低，其系统冷量越多，其凝液回收率就越高。现有典型双塔丙烷回收流程图如图2所 示，它是由吸收塔和脱乙烷塔组成的双塔流程，采用膨胀机制冷，可回收天然气中丙烷及丙 烷以上的凝液组分。双塔流程的工艺特点是吸收塔T21的操作压力比脱乙烷塔T22的操作 压力低（大约低200kPa~350kPa)。脱乙烷塔顶馏出物气相经冷箱E22换热降温部分冷凝 后，进入吸收塔顶部，低温泵P21将吸收塔塔底的液烃送到脱乙烷塔顶部进料中，以期达到 高丙烷回收率。
[0003] 任何丙烷回收装置的设计目标就是达到所要求回收率的前提下尽量降低基建投 资和运行成本。对于透平膨胀机制冷的丙烷回收流程，实现上述目标的主要措施是吸收塔 具有较高的操作压力，降低外输干气再压缩的能量消耗。然而，传统双塔流程中的吸收塔操 作压力上限由脱乙烷塔的压力决定。为了避免脱乙烷塔的分离效率降低，保持塔操作的稳 定性（避免处于临界条件），脱乙烷塔的操作压力不宜过高，一般来说，脱乙烷塔的最大操 作压力是2. 90MPa~3. 3MPa。对于进气压力处于4. OMPa~6. 9MPa的原料气，双塔工艺流 程可获得较高的丙烷回收率，外输气压缩机的功率较小。对于进气压力高于7. OMPa的原料 气，双塔流程的膨胀机压降是由允许的脱乙烷塔操作压力决定，膨胀机产生的压降将比满 足丙烷回收率目标所要求的压降高，流程中冷量过剩，同时需要较高的外输气再压缩功率 和脱乙烷塔重沸器热负荷，系统能耗显著增加。
[0004] 为了克服双塔流程的不足，降低高压天然气凝液回收装置的系统能耗，本发明针 对进气压力高于7. OMPa的原料气，开发了一种高压天然气凝液回收的方法，回收天然气中 丙烷及丙烷以上的凝液。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种高压天然气凝液回收方法，所述方法降低 了外输气增压机组压缩功率和装置系统能耗，改善了吸收塔的分离效果和操作稳定性，提 高了系统冷热利用率和丙烷回收率。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高压天然气凝液回收方 法，其特征在于脱水后的原料气经冷箱El 1降温后进入低温分离器VI1，低温分离器VI1分 离出来的气相经膨胀机组Kl 1的膨胀端降压降温后，其气液混合物进入吸收塔Tl 1底部；脱 乙烷塔T12塔顶分馏气相经冷箱E11换热降温进入脱乙烷塔回流罐V12分离，其回流罐分 离的液相经脱乙烷塔回流泵P11升压后的低温液烃分成两路，一路液烃作为低温吸收剂进 入高压吸收塔T11的顶部，另一路液烃经调压进入脱乙烷塔T12顶部作为脱乙烷塔的回流， 其回流罐V12的气相经冷箱Ell换热升温后进入脱乙烷回流罐气相压缩机K12增压，其增 压后的气体与高压吸收塔T11分馏出来的气相（经冷箱E11换热升温后）混合；高压吸收 塔T11的塔底低温凝液经调压进入冷箱E11换热升温后，进入脱乙烷塔T12的中上部；低温 分离器VI1的液相经调压进入冷箱El 1换热升温后，进入脱乙烷塔T12的中部；高压吸收塔 T11塔顶出来的气相进入冷箱E11换热升温后与增压后的脱乙烷塔回流罐V12气相混合，再 依次进入膨胀机组K11的增压端增压、空冷器All冷却后，再进入外输气压缩机K13增压、 空冷器A12冷却后外输。
[0007] 进一步的技术方案在于：所述脱乙烷塔回流罐V12分离的液相经脱乙烷塔回流泵 P11升压后的低温液烃分成两路，其一路液烃作为吸收塔的吸收剂进入吸收塔T11的顶部， 其流量占回流罐V12总液相流量的40% -60%。
[0008] 进一步的技术方案在于：所述高压吸收塔T11的压力比脱乙烷塔的压力高 0? 5MPa~1. 5MPa，吸收塔T11与脱乙烷塔T12的压力可独立设置。
[0009] 进一步的技术方案在于：高压吸收塔T11的压力与原料气的压力、气质和丙烷回 收率有关，当原料气气质较贫时，高压吸收塔T11的压力设置范围为3. 8-4. 5MPa，吸收塔 T11与脱乙烷塔T12的操作压力通过工艺流程模拟决定。
[0010] 进一步的技术方案在于：所述回流罐气相压缩机K12轴功率较小，其轴功率为外 输气压缩机K13轴功率的5%-10%，用于将经冷箱E11换热后的脱乙烷塔回流罐气相增压 与高压吸收塔塔顶出来的气体经冷箱E11换热后混合。
[0011] 进一步的技术方案在于：所述冷箱E11采用多股板翅式换热器，用于将三股热流 与三股冷流集成于冷箱中。
[0012] 进一步的技术方案在于：所述三股热流分别为原料气、脱乙烷塔塔顶气相、脱乙烷 塔回流罐气相。
[0013] 进一步的技术方案在于：所述三股冷流分别为低温分离器液相、高压吸收塔顶气 相及塔底液烃。
[0014] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：流程中设置高压吸收塔，应用高压低 温、气化吸收制冷原理提高丙烷回收率，降低外输气压缩机功率和脱乙烷塔重沸器热负荷； 采用低含丙烷的低温液烃作为高压吸收塔的吸收剂，改善了吸收塔的分离效率和操作稳定 性；流程采用高效的多股板翅式换热器，优化了换热网络，提高冷热利用率，减少冷热损失， 降低了凝液回收装置系统能耗。
【附图说明】
[0015] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0016] 图1是本发明的工艺流程图；
[0017] 图2是现有典型双塔丙烷回收工艺流程图；
[0018] 图3是本发明的实施方案工艺流程图；
[0019] 图1中主要设备代号：V11-低温分离器；K11-透平膨胀机组；T11-高压