专利名称：一种天然气原料气加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天然气原料气加工装置，所述天然气原料气可以为油田伴生气、 原油稳定气、天然气藏原料气等。
背景技术：
天然气原料气特别是油田伴生气中含有大量的C3H8及以上宝贵轻烃资源，通常情况下这部分资源都得到了回收及利用，经回收轻烃的干气进入集输管网，资源得到了充分的利用。对于油气田的零星油气井及边远油气田的油气资源，由于气量较小，且零散分布， 大都没有得到很好的利用，有时不得不采用进火炬烧掉，避免直接放空带来温室气体的排放。本发明尤其适合处理该部分天然气，实现资源的充分利用。伴生气中一般含有饱和水分、H2S, CO2等杂质，在回收轻烃时需对天然气进行预处理，脱除其中含有的杂质，满足安全生产和产品标准的需要，同时对于商品天然气生产也需要对气体中的杂质进行脱除。可对伴生气进行加工处理得到LPG和NGL，或者得到CNG。术语含义如下LPG Liquefied Petroleum Gas，S卩，液化石油气；NGL :Natural Gas Liquids，即，天然气液体； CNG =Compressed Natural Gas，S卩，压缩天然气。对于伴生气回收的LPG由于含杂质少、热值高，是优质的工业及民用燃料，也可作为宝贵的化工用料；NGL是优质的化工原料，经加工后可作为汽油调合组份；CNG产品主要组份为C1Hp C2H6组份，是洁净的民用燃料，特别是作为城市车用燃料，其排放尾气中几乎不含S0X、NOx等有害气体，大大改善了城市大气环境，具有良好的环境效益和社会效益。另以CNG作车用燃料和汽油相比，其使用成本也降低 50%左右，对于生产者和最终消费者均有良好的经济效益。目前，分别采用LPG回收装置和CNG装置处理伴生气。前者为依次经过预处理、压缩、制冷和分馏，得到LPG和NGL ；后者为经过预处理，去除杂质，然后经过压缩得到CNG。LPG 回收装置和CNG装置分开设置使用，没有得到很好的整合利用，使得装置占地较多，成本较量。
发明内容
本发明的目的是提供一种联合回收LPG和CNG的天然气原料气加工装置。本发明提供的天然气原料气加工装置，包括依次连接的原料气预分离器、压缩装置、制冷分离装置和分馏装置，还包括CNG压缩装置，所述制冷分离装置和所述分馏装置都设置有干气出气管，所述CNG压缩装置连接所述制冷分离装置的干气出气管和所述分馏装置的干气出气管。较佳地，所述制冷分离装置包括相连接的制冷装置和低温分离器，所述分馏装置的干气出气管经过所述制冷装置连接所述CNG压缩装置。更佳地，所述制冷装置分为多个制冷单元，所述制冷装置的干气出气管从所述低温分离器引出并经过所述多个制冷单元中的部分或全部连接所述CNG压缩装置，所述分馏装置的干气出气管经过所述多个制冷单元中的部分或全部连接所述CNG压缩装置。所述多个制冷单元例如为依次连接的浅冷箱、蒸发器(例如为氨蒸发器)和主冷箱，所述制冷装置的干气出气管经过所述主冷箱和所述浅冷箱连接所述CNG压缩装置，所述分馏装置的干气出气管经过所述浅冷箱连接所述CNG压缩装置。较佳地，所述分馏装置包括相连接的脱乙烷塔和脱丁烷塔，所述分馏装置的干气出气管从所述脱乙烷塔引出。更佳地，所述脱乙烷塔的塔底设置有脱乙烷塔底重沸器；所述脱丁烷塔的塔顶连接有塔顶回流管路，所述塔顶回流管路上依次设置有脱丁烷塔顶冷凝器、脱丁烷塔顶回流罐、脱丁烷塔顶回流泵和LPG输送管，所述脱丁烷塔的塔底设置有脱丁烷塔底重沸器，所述脱丁烷塔的塔底连接有NGL输送管，所述NGL输送管上设置有轻油冷却器。较佳地，所述压缩装置设置有依次连接的压缩机中冷器、压缩机一级排气罐、原料气干燥装置、原料气过滤器、压缩机后冷器和压缩机二级排气罐。更佳地，所述原料气干燥装置为多个并联的原料气干燥器。较佳地，所述天然气原料气加工装置为可移动橇装式。本发明将LPG和CNG回收装置进行了整合布置，减少了重复设置，提高了设备的综合利用率，降低了成本，天然气原料气经过本发明处理后，得到LPG、NGL及CNG产品，通过汽车运输方式可方便地运输出厂，资源得到了充分利用。本发明特别有利于新开发油气田区块、边远区块及零星油气井的油气充分利用。具体来讲，本发明具有以下优点1、能够合理利用石油天然气资源，生产液化气(LPG)、稳定轻烃(NGL)和压缩天然气(CNG)产品。2、尤其适用于边远油气田，对于不能进管网天然气中的宝贵资源回收利用，具有良好的经济效益和社会效益。3、操作范围宽、操作弹性大，系列化装置的规模为0. 15X104m7d 10X104m3/d， 操作弹性60 110%。4、采用橇装式布置，可整体搬迁，当某地资源枯竭时，方便地搬迁至另一地区使用，装置的利用率高。5、可减少装置投资、降低操作能耗。6、采用橇装式布置，设备和管线布置紧凑，可节省占地、降低投资。7、在工厂预制布置，减少现场工程量，降低工程的整个工期。8、可减少操作定员、减少人工成本。9、预处理部分包括天然气脱水、脱酸性气体等；制冷采用外冷工艺。生产LPG、NGL 和CNG产品。该装置采用外冷工艺，轻烃收率高。10、可以采用自动与手动控制相结合的方案，以保证不同场合的工艺要求。
图1为本发明的天然气原料气加工装置的结构示意图。图中001-LPG输送管，002-NGL输送管，101-原料气预分离器，102压缩机一级排气罐，103-压缩机二级排气罐，104-原料气干燥器，105-低温分离器，106-脱丁烷塔顶回流罐，201-压缩机中冷器，202-压缩机后冷器，203-浅冷箱，204-蒸发器，205-主冷箱， 206-脱乙烷塔底重沸器，207-脱丁烷塔底重沸器，208-脱丁烷塔顶冷凝器，209-轻油冷却器，301-原料气过滤器，401-脱乙烷塔，402-脱丁烷塔，501-脱丁烷塔顶回流泵，601-CNG压
缩装置。
具体实施例方式总体上来说，本发明的天然气原料气加工装置由原料预处理、压缩、制冷、产品分馏、及干气压缩等部分组成，一般装置组成部分根据规模及原料组成有所不同，预处理部分包括天然气脱(可选)、脱CO2(可选)、脱水干燥(必选)；制冷采用氨制冷或丙烷制冷的外冷工艺；产品分馏采用脱乙烷+脱丁烷的分馏工艺。下面通过具体实施方式
并结合附图对本发明进行进一步说明。如图1所示，天然气原料气加工装置，包括依次连接的原料气预分离器101、压缩装置(设置有依次连接的压缩机中冷器201、压缩机一级排气罐102、由三个原料气干燥器 104并联而成的原料气干燥装置、原料气过滤器301、压缩机后冷器202和压缩机二级排气罐10 、制冷分离装置(包括由浅冷箱203、蒸发器204和主冷箱205构成的制冷装置和低温分离器10 和分馏装置(脱乙烷塔401和脱丁烷塔40 ，还包括CNG压缩装置601，所述低温分离器105和所述脱乙烷塔401的顶端都设置有连接所述CNG压缩装置601的干气出气管。所述低温分离器105顶端的干气出气管经过所述主冷箱205和所述浅冷箱203连接所述CNG压缩装置601，所述脱乙烷塔401的顶端的干气出气管经过所述浅冷箱203连接所述CNG压缩装置601。所述脱乙烷塔401的塔底设置有脱乙烷塔底重沸器206 ；所述脱丁烷塔402的塔顶连接有塔顶回流管路，所述塔顶回流管路上依次设置有脱丁烷塔顶冷凝器 208、脱丁烷塔顶回流罐106、脱丁烷塔顶回流泵501和LPG输送管001，所述脱丁烷塔402 的塔底设置有脱丁烷塔底重沸器207，所述脱丁烷塔402的塔底连接有NGL输送管002，所述NGL输送管002上设置有轻油冷却器209。天然气原料气加工装置较佳为可移动橇装式设置。规模可以为0. 15X104m3/d 10X104m3/do 典型规模例如为 0. 15X104m3/d、0. 3X104m3/d、0. 5X 104m3/dU. 0X 104m3/d, 2. 0X10^i3/d、5. 0X104m3/d、10. 0X104m3/d。所述天然气原料气加工装置可以对油田伴生气、原油稳定气和天然气藏原料气等进行加工处理，下面对工艺技术方案进行简单说明。原料气经原料气预分离器101，分离掉其中夹带的少量轻油、水(游离水)、机械杂质后，气体进入原料气压缩机一级缸进行一级压缩，污水排至污水总管集中外输，轻油则作为稳定轻烃产品通过轻油泵送入稳定轻烃产品储罐中。原料气经一级压缩后，进入压缩机中冷器201冷却至40°C，再进入压缩机一级排气罐102进行气液分离，气体经过脱&S、 CO2，然后进入设置有分子筛的原料气干燥器104进行脱水。干燥后的天然气经原料气过滤器301过滤掉分子筛粉尘后进入压缩机二级缸进行压缩至1. 9MPa，然后经压缩机二级排气罐103，，冷却至40°C，进入浅冷箱203、蒸发器204和主冷箱205经一系列的换热及外冷后制冷至-30°C，原料气进入低温分离器105进行气液分离。干气经主冷箱205和浅冷箱203 进入CNG压缩装置601，液烃进入脱乙烷塔401、脱丁烷塔402分离为LPG和NGL，分别进入 LPG输送管001和NGL输送管002，脱乙烷塔401定压力控制在1. 3MPa，塔顶温度_32°C、塔底温度50°C;脱丁烷压力1. 15MPa，塔顶温度-56°C、塔底温度130°C。脱乙烷塔401塔顶排出的干气经浅冷箱203进入CNG压缩装置601。为了给原料气系统提供冷量，本装置设计了制冷循环系统，以氨或丙烷作为制冷工质。产品分馏所需热量由导热油系统提供。装置的干气除本装置自用燃料外，输送到CNG 压缩装置601，压缩至25. OMPa，作为CNG产品装车外销。所述天然气原料气加工装置可灵活采用自动与手动控制相结合的方案，以保证不同场合的工艺要求。下面通过按上述方式设置的所述天然气原料气加工装置的一个具体应用例，说明其效果。该应用例中的天然气原料气加工装置的规格为1.0X104m3/d。原料气为某油田的油田伴生气，组成见表1。表1原料气组成
权利要求
1.一种天然气原料气加工装置，包括依次连接的原料气预分离器、压缩装置、制冷分离装置和分馏装置，其特征在于，还包括CNG压缩装置，所述制冷分离装置和所述分馏装置都设置有干气出气管，所述CNG压缩装置连接所述制冷分离装置的干气出气管和所述分馏装置的干气出气管。
2.根据权利要求1所述的天然气原料气加工装置，其特征在于，所述制冷分离装置包括相连接的制冷装置和低温分离器，所述分馏装置的干气出气管经过所述制冷装置连接所述CNG压缩装置。
3.根据权利要求2所述的天然气原料气加工装置，其特征在于，所述制冷装置分为多个制冷单元，所述制冷装置的干气出气管从所述低温分离器引出并经过所述多个制冷单元中的部分或全部连接所述CNG压缩装置，所述分馏装置的干气出气管经过所述多个制冷单元中的部分或全部连接所述CNG压缩装置。
4.根据权利要求3所述的天然气原料气加工装置，其特征在于，所述多个制冷单元为依次连接的浅冷箱、蒸发器和主冷箱，所述制冷装置的干气出气管经过所述主冷箱和所述浅冷箱连接所述CNG压缩装置，所述分馏装置的干气出气管经过所述浅冷箱连接所述CNG 压缩装置。
5.根据权利要求1所述的天然气原料气加工装置，其特征在于，所述分馏装置包括相连接的脱乙烷塔和脱丁烷塔，所述分馏装置的干气出气管从所述脱乙烷塔引出。
6.根据权利要求5所述的天然气原料气加工装置，其特征在于，所述脱乙烷塔的塔底设置有脱乙烷塔底重沸器；所述脱丁烷塔的塔顶连接有塔顶回流管路，所述塔顶回流管路上依次设置有脱丁烷塔顶冷凝器、脱丁烷塔顶回流罐、脱丁烷塔顶回流泵和LPG输送管，所述脱丁烷塔的塔底设置有脱丁烷塔底重沸器，所述脱丁烷塔的塔底连接有NGL输送管，所述NGL输送管上设置有轻油冷却器。
7.根据权利要求1所述的天然气原料气加工装置，其特征在于，所述压缩装置设置有依次连接的压缩机中冷器、压缩机一级排气罐、原料气干燥装置、原料气过滤器、压缩机后冷器和压缩机二级排气罐。
8.根据权利要求7所述的天然气原料气加工装置，其特征在于，所述原料气干燥装置为多个并联的原料气干燥器。
9.根据权利要求1所述的天然气原料气加工装置，其特征在于，所述天然气原料气加工装置为可移动橇装式。
全文摘要
本发明提供了一种天然气原料气加工装置，包括依次连接的原料气预分离器、压缩装置、制冷分离装置和分馏装置，还包括CNG压缩装置，所述制冷分离装置和所述分馏装置都设置有干气出气管，所述CNG压缩装置连接所述制冷分离装置的干气出气管和所述分馏装置的干气出气管。本发明尤其适合在边远油气田或者零星油气井，对于不能进集输管网的天然气进行处理，可大大减少投资，同时可降低生产过程的操作能耗。生产的液化气和稳定轻烃可以作为化工原料及工业或民用燃料，压缩天然气可运至城市，作为天然气汽车燃料，代替城市车用汽柴油，大大地洁净了城市环境，具有良好的经济效益和社会效益。
文档编号F25J3/00GK102168905SQ20111009381
公开日2011年8月31日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者杨化淳, 林清安, 贺江林 申请人:北京中油联自动化技术开发有限公司