利用液氮制冷回收油田伴生气中轻烃的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油田伴生气中轻烃的回收设备，具体涉及对小型气源站油田伴生天然气中的轻烃的分离回收设备。
【背景技术】
[0002]在油田伴生天然气中，除主要成分014外，常含有(:2!16、C3H8, C3H6, C4Hltl以及C 4以上的轻烃成分。这些轻烃组分，在未净化处理的情况下压缩、装车，既不利于生产、储运的安全，也浪费了大量的轻烃，而传统的各种轻烃回收工艺需要较多的设备、动力，不适于小型气源站的具体条件。
[0003]CN101857812B公开了一种油田伴生气的中压浅冷净化系统，该系统使用2?4MPa的净化压力，O?-20°C的净化温度即可完成轻烃的净化分离，对油田伴生天然气中的轻烃进行回收并合理利用。该系统的提出虽然在一定程度上简化了设备、降低了能耗，但是仍然不能适用于小型气源站。
[0004]鉴于上述技术背景，有必要提供一种新的轻烃回收设备，进一步降低投资和运行成本，更加适用于小型气源站油田伴生气中轻烃的回收。
【实用新型内容】
[0005]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于小型气源站油田伴生气中的轻烃回收的专用设备。
[0006]本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]首先，提供一种换热冷箱，包括箱体和设于箱体内的液态氮换热器、气态氮换热器及干气换热器，箱体表面进一步设有原料气入口、一级换热气体出口、一级低温分离气体入口、三级换热气体出口、干气入口、干气出口、液氮入口和气氮出口 ；所述的原料气入口通过管线连接干气换热器并最终与一级换热气体出口连通；所述的一级低温分离气体入口通过管线依次连接液态氮换热器和气态氮换热器，并最终与三级换热气体出口连通；所述的干气入口通过管线连接干气换热器并最终与干气出口连通；所述的液氮入口通过管线依次连接液态氮换热器和气态氮换热器，并最终与气氮出口连通。
[0008]在此基础上，本实用新型进一步提供一种液氮制冷回收油田伴生气中轻烃的专用成套设备，主要包括水分离器、气体压缩机、干燥橇块、本实用新型所述的换热冷箱、低温分离罐和液氮储罐；
[0009]所述的水分离器设有原料气进口、脱水原料气出口和排水口 ；具体结构可以如CN101857812B说明书图2所示；
[0010]所述的气体压缩机设有脱水原料气进口、一级压缩气出口、一级压缩气进口、二级压缩气出口、清洁干气入口和压缩干气出口 ；
[0011]所述的干燥橇块设有压缩气体进口和干燥气体出口，其内部构造可以如CN101857812B说明书第
[0077]段及其图4所述；
[0012]所述的低温分离罐包括第一低温分离罐和第二低温分离罐，两罐彼此独立但结构相同，均设有气相进口、气相出口和轻烃排放口 ；
[0013]上述各设备之间，水分离器的脱水原料气出口经管道与气体压缩机的脱水原料气进口连通；气体压缩机的一级压缩气出口经管道与气体压缩机的一级压缩气进口连通；气体压缩机的二级压缩气出口经管道与干燥橇块的压缩气体进口连通；干燥橇块的干燥气体出口经管道与换热冷箱的原料气入口连通；换热冷箱的一级换热气体出口经管道与第一低温分离罐的气相进口连通；第一低温分离罐的气相出口与换热冷箱的一级低温分离气体入口连通；换热冷箱的三级换热气体出口经管道与第二低温分离罐的气相入口连通；第二低温分离罐的气相出口经管道与换热冷箱的干气入口连通；换热冷箱的干气出口经管道与气体压缩机的清洁干气入口连接；气体压缩机的清洁干气入口与压缩干气出口相通；液氮储罐设有液氮出口，通过管道与换热冷箱的液氮入口连通。
[0014]本实用新型所述的成套设备，具体工作过程如下:
[0015]I)来自油田的原料气从原料气进口进入水分离器，在0.1-0.3MPa压力下分离除去原料气中的水分，从脱水原料气出口出水分离器，然后从脱水原料气进口进入气体压缩机，经两级压缩后从二级压缩气出口排出，二级压缩气出口压力为1.0?1.5MPa，然后压缩气体再从压缩气体进口进入干燥橇块干燥至水露点低于-50°C，从干燥气体出口排出；
[0016]2)步骤I)排出的干燥原料气从原料气入口进入换热冷箱，在干气换热器内与完成轻烃回收后的干气换热，完成第一次冷却后从一级换热气体出口排出，再从气相入口进入第一低温分离罐，在-20-0°C下进行第一次低温气液分离，得到气体和液态轻烃，轻烃从第一低温分离罐的轻烃排放口定期排放，气体从气相出口排出；
[0017]3)液态氮从液氮储罐中导出，从液氮入口进入换热冷箱，步骤2)排出的气体从一级低温分离气体入口再次进入换热冷箱，先在液态氮换热器内与液态氮换热完成第二次冷却，换热后的液态氮转变为气态氮进入气态氮换热器；
[0018]4)步骤3)第二次冷却后的气体再进入气态氮换热器内与气态氮换热，完成第三次冷却，气态氮从气氮出口排出至大气放空，完成三级换热的气体最终达到_20°C?_60°C，从三级换热气体出口排出；
[0019]5)步骤4)换热冷箱三级换热气体出口排出的气体从气相入口进入第二低温分离罐，在-20?-60°C下进行第二次低温气液分离，得到干气体和液态轻烃，轻烃从第二低温分离罐的轻烃排放口定期排放，干气从第二低温分离罐的气相出口排出，返回步骤2)，从干气入口进入换热冷箱，在干气换热器内与干燥原料气换热，从换热冷箱的干气出口排出，完成轻烃的回收。
[0020]本实用新型采用液氮作为冷剂提出了新型冷剂制冷工艺，而且利用液氮进行多级换热，液氮的冷量被充分地利用了两次，经液氮换热后的气体又与刚进入冷箱的气体进行换热，由此显著地提高了换热效率。尤其是采用本实用新型所述的换热冷箱进行换热时，由于其结构设计合理，因而可以进一步提高换热效率。总之，与现有技术相比，本实用新型的专用设备能够在更加简化的工艺和设备、更低的能耗下对油田伴生天然气中的轻烃进行回收并合理利用，解决了从小型气源站油田半生气中回收轻烃的诸多实际问题。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型实施例1的成套设备的结构示意图及其工作流程。
[0022]图2是本实用新型实施例1所使用的换热冷箱内部结构示意图。
[0023]图3是本实用新型实施例1所使用的低温分离罐结构示意图。
[0024]图中标号说明如下:
[0025]I水分离器 101原料气进口102脱水原料气出口 103排水口
[0026]2气体压缩机201脱水原料气进口 202 —级压缩气出口 203 —级压缩气进口
[0027]204 二级压缩气出口205清洁干气入口206压缩干气出口
[0028]3干燥撬块301压缩气体进口302干燥气体出口
[0029]4换热冷箱401原料气入口 402 —级低温分离气体入口 403干气入口
[0030]404液氮入口405干气出口406气氮出口
[0031]407 —级换热气体出口408三级换热气体出口409液态氮换热器
[0032]410气态氮换热器411干气换热器
[0033]5低温分离罐501气相出口502气相进口 503轻烃排放口
[0034]6低温分离罐601气相出口602气相进口 603轻烃排放口
[0035]7液氮储罐701液氮出口
【具体实施方式】
[0036]实施例1
[0037]—种利用液氮制冷回收油田伴生气中轻烃的成套专用设备，如图1所示，所述设备主要包括水分离器1、气体压缩机2、干燥橇块3、换热冷箱4、第一低温分离罐5、第二低温分离罐6和液氮储罐7 ;
[0038]所述的水分离器I设有原料气进口 101、脱水原料气出口 102和排水口 103 ;具体结构如CN101857812B说明书图2所示；所述的气体压缩机2设有脱水原料气进口 201、一级压缩气出口 202