一种用于油田伴生气的低温闪蒸轻烃回收系统的制作方法

本实用新型涉及油田伴生气的处理技术领域，具体地讲，涉及一种用于油田伴生气的低温闪蒸轻烃回收系统。

背景技术：

油田伴生气作为一种可利用资源，是指油田在开采过程中，在油层间会出现伴随石油液体出现的气体，主要成分是甲烷，通常含有大量的乙烷和碳氢重组分。油田伴生气回收处理是指将气体中的丙烷、丁烷、戊烷等重组分分离出来，作为液化石油气（lpg）、轻油等产品销售。

目前，由于受到技术手段的制约，加之在油田开采过程中伴生气相对难以控制，很大一部分油田伴生气被排空或烧掉，不符合国家安全、环保要求，同时也影响企业的经济效益。现有的伴生气回收系统存在回收率低的缺点，因此，有必要对现有的伴生气回收系统进行改进和优化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种功能完善，能提高丙烷、丁烷等重组分回收率，能生产液化石油气和轻油产品的用于油田伴生气的低温闪蒸轻烃回收系统，并给出了回收方法。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于油田伴生气的低温闪蒸轻烃回收系统，其特征在于：包括原料气压缩机、一号吸附塔、低温换热器、一级闪蒸分离器、二级闪蒸分离器、脱乙烷塔、脱乙烷塔再沸器、液化气塔、回流罐和液化气塔再沸器；所述低温换热器内设置有通道a、通道b、通道c和通道d；

所述原料气压缩机的进气口接通油田伴生气气源，原料气压缩机的出气口接通一号吸附塔的进气口，所述一号吸附塔的出气口接通低温换热器的通道c的进气端，通道c的出气端接通一级闪蒸分离器的进气口，所述一级闪蒸分离器的顶部出气口接通通道b的进气端，通道b的出气端接通干气下游管网，所述一级闪蒸分离器的底部出液口接通通道a的进口端，通道a的出口端接通脱乙烷塔的进液口，

所述脱乙烷塔的顶部出气口接通通道d的进气端，通道d的出气端接通所述二级闪蒸分离器的进气口，二级闪蒸分离器的顶部出气口接通通道b的进气端，二级闪蒸分离器的底部出液口接通通道a的进口端；

所述脱乙烷塔的底部出液口接通脱乙烷塔再沸器的进液口，所述脱乙烷塔再沸器的出气口接通脱乙烷塔的进气口，所述脱乙烷塔再沸器的出液口接通液化气塔的进液口；

所述液化气塔的顶部出气口接通回流罐的进气口，回流罐的顶部出气口接通原料气压缩机的进气口；回流罐的底部出液口分支为两路，一路接通液化气塔的进液口，另一路接通液化石油气储存罐；

所述液化气塔的底部出液口接通液化气塔再沸器的进液口，所述液化气塔再沸器的出气口接通液化气塔的进气口，所述液化气塔再沸器的出液口接通轻油储存罐。

优选的，该系统还包括二号吸附塔，所述二号吸附塔和一号吸附塔并排设置，所述原料气压缩机的出气口分为两路，一路接通一号吸附塔的进气口，另一路接通二号吸附塔的进气口，并在该两路上安装有阀门；二号吸附塔的出气口接通低温换热器的通道c的进气端。

优选的，所述通道b的出气端分为两路：一号干气路和二号干气路，其中一号干气路接通干气下游管网，并在该气路上安装有阀门；所述二号干气路上安装有再生气加热器，并且二号干气路的输出末端分支为两路，该两路分别接通二号吸附塔和一号吸附塔的出气口，并在该两路上分别安装有阀门；所述二号吸附塔的出气口与通道c的进气端之间，以及一号吸附塔的出气口与通道c的进气端之间均安装有阀门；所述原料气压缩机的出气口与一号吸附塔的进气口之间的接通气路上连接有一号再生气路，该一号再生气路上安装有阀门；所述原料气压缩机的出气口与二号吸附塔的进气口之间的接通气路上连接有二号再生气路，该二号再生气路上安装有阀门；所述一号再生气路和二号再生气路的输出末端连接同一个再生气冷却器，该再生气冷却器连通一个再生气分离器，该再生气分离器的出气口连通干气下游管网，再生气分离器的出液口连通一个外部游离水收集装置，并在再生气分离器的出液口与外部游离水收集装置的连通管路上安装阀门。

优选的，二级闪蒸分离器的底部出液口与通道a的进口端之间安装有液体增压泵，二级闪蒸分离器的底部出液口流出的液体经液体增压泵增压后进入通道a中进行换热；所述一级闪蒸分离器的底部出液口是通过先接通二级闪蒸分离器的底部出液口与通道a的进口端之间的接通管路后实现接通通道a的进口端，并在一级闪蒸分离器的底部出液口处安装有阀门。

优选的，液化气塔的顶部出气口与回流罐的进气口之间安装有冷凝器，液化气塔的顶部出气口放出的气体经冷凝器冷凝降温后进入回流罐。

优选的，回流罐的底部出液口处安装有输送泵，所述输送泵将回流罐底部出液口流出的液体一路送往液化气塔，另一路送往液化石油气储存罐。

优选的，液化气塔再沸器的出液口与轻油储存罐之间安装有液化气冷却器。

优选的，低温换热器的冷量是由混合冷剂提供，低温换热器内还设置有通道e和通道f，混合冷剂经冷剂压缩机增压冷却后进入通道f；所述通道f的出口端与通道e的进口端接通，并在两者之间安装低温调节阀，通道e的出口端与冷剂压缩机的进口端连通。

优选的，脱乙烷塔再沸器和液化气塔再沸器的加热热源分别由不同温位的导热油提供。

优选的，所述原料气压缩机采用往复压缩机，所述冷剂压缩机采用螺杆压缩机；所述低温换热器采用铝制板翅式换热器；所述脱乙烷塔和液化气塔采用填料塔；所述脱乙烷塔再沸器和液化气塔再沸器中的塔底再沸器采用釜式换热器。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了另一技术方案：一种用于油田伴生气的低温闪蒸轻烃回收方法，步骤如下：

第一步：油田伴生气气源中的油田伴生气首先进入原料气压缩机中进行增压冷却，增压冷却后的油田伴生气进入一号吸附塔中脱除油田伴生气中的饱和水；

第二步：干燥后的油田伴生气进入低温换热器的通道c中进行降温冷却，降温冷却后的油田伴生气进入一级闪蒸分离器中进行分离，将油田伴生气中的丙烷、丁烷、戊烷等重组分分离出来；一级闪蒸分离器顶部分离出的气体进入低温换热器的通道b中进行复温后变为干气输出，输出的干气进入干气下游管网，一级闪蒸分离器底部分离出的液体进入低温换热器的通道a中进行冷却复温，复温后的液体进入脱乙烷塔中进行再次分离；

低温换热器的冷量由混合冷剂提供，混合冷剂由甲烷、乙烯、丙烷和异丁烷等四种组分组成，混合冷剂经冷剂压缩机增压冷却后进入通道f，随后通过低温调节阀节流降温后，低压的混合冷剂进入通道e为油田伴生气的降温提供冷量，复温后的混合冷剂再次回到冷剂压缩机中进行增压冷却，实现闭式循环压缩制冷；

第三步：脱乙烷塔顶部分离出的气体进入低温换热器的通道d中进行降温冷却，降温冷却后的气体进入二级闪蒸分离器中进行再次分离，分离出丙烷、丁烷、戊烷等重组分，二级闪蒸分离器顶部分离出的气体与一级闪蒸分离器顶部分离出的气体混合后进入低温换热器的通道b中进行复温后变为干气输出，二级闪蒸分离器底部分离出的液体经液体增压泵增压后与一级闪蒸分离器底部分离出的液体进行混合，混合后的液体进入低温换热器的通道a中进行复温，复温后进入脱乙烷塔；

第四步：脱乙烷塔底部分离出的液体进入脱乙烷塔再沸器中，在脱乙烷塔再沸器中部分液体气化后返回脱乙烷塔中作为上升汽提气体；脱乙烷塔再沸器中剩余的液体进入液化气塔中进行精馏分离；

第五步：液化气塔顶部分离出的气体经冷凝器冷凝降温后进入回流罐；回流罐中分离出的液体经输送泵加压后，一部分液体被送往液化气塔顶部作为液化气塔内部回流液，另一部分液体被送往液化石油气储存罐中储存；回流罐中分离出的气体进入原料气压缩机中，实现循环回收利用；

第六步：液化气塔底部分离出的液体进入液化气塔再沸器中，在液化气塔再沸器中部分液体气化后返回液化气塔中作为上升汽提气体；液化气塔再沸器剩余的液体经液化气冷却器冷却降温后作为轻油产品被引入轻油储存罐中储存；

第七步：一号吸附塔和二号吸附塔依次切换循环工作；

当一号吸附塔中吸附的饱和水达到一定量时，此时进行吸附塔切换，第一步中增压冷却后的油田伴生气进入二号吸附塔中脱除油田伴生气中的饱和水，通道b输出的干气一部分进入二号干气路，二号干气路与一号吸附塔之间的阀门开启，二号干气路与二号吸附塔之间的阀门关闭，二号干气路中的干气经再生气加热器加热后进入一号吸附塔中作为分子筛加热再生气体对吸附塔进行干燥处理，再生气体从一号吸附塔出去后经一号再生气路进入再生气冷却器进行降温冷却，降温后的再生气体进入再生气分离器中，再生气分离器中分离出的气体与一号干气路中的干气混合后输送到干气下游管网，再生气分离器中分离出的游离水被输送到外部游离水收集装置中；

当二号吸附塔中吸附的饱和水达到一定量时，此时再次进行吸附塔切换，第一步中增压冷却后的油田伴生气进入一号吸附塔中脱除油田伴生气中的饱和水，二号干气路与一号吸附塔之间的阀门关闭，二号干气路与二号吸附塔之间的阀门开启，二号干气路中的干气经再生气加热器加热后进入二号吸附塔，再生气体从二号吸附塔出去后经二号再生气路进入再生气冷却器进行降温冷却，降温后的再生气体进入再生气分离器中，再生气分离器中分离出的气体与一号干气路中的干气混合后输送到干气下游管网，再生气分离器中分离出的游离水被输送到外部游离水收集装置中。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、脱乙烷塔顶部出来的气体再一次经过低温换热器冷却到一定温度后进入二级闪蒸分离器，分离的气体满足干气外输要求，与一级闪蒸分离器分离的气体混合后经过低温换热器复温后去干气下游管网，二级闪蒸分离器分离的液体经过液体增压泵增压后与一级闪蒸分离器分离的液体混合后经过低温换热器复温后去脱乙烷塔，提高了丙烷、丁烷、戊烷等重组分的回收率；

2、对油田伴生气的吸附脱水采用二塔切换工艺，设计一号吸附塔和二号吸附塔，其中一塔进行吸附脱水工作，另一塔进行加热再生，塔内填充3a分子筛，主要吸附水，减少对重组分的吸附；提高了本回收系统的工作效率；

3、脱乙烷塔、液化气塔采用填料塔，其塔底再沸器采用釜式换热器，可满足不同气源的精馏要求；

4、低温换热器采用铝制板翅式换热器，提高低温换热器效率；

5、本回收系统及方法能生产lpg和轻油产品，减少油田伴生气的排放，不仅满足国家对安全环保的要求，而且为企业创造经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例回收系统的结构示意图。

附图标记说明：

油田伴生气气源1；干气下游管网2；一号再生气路3；二号再生气路4；外部游离水收集装置5；液化石油气储存罐6；轻油储存罐7；二号干气路8；一号干气路9;

原料气压缩机61；一号吸附塔62；二号吸附塔63；低温换热器64；一级闪蒸分离器65；二级闪蒸分离器66；液体增压泵67；脱乙烷塔68；脱乙烷塔再沸器69；液化气塔70；回流罐72；输送泵73；液化气塔再沸器74；液化气冷却器75；冷剂压缩机76；再生气加热器77；再生气冷却器78；再生气分离器79；低温调节阀92。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中公开了一种用于油田伴生气的低温闪蒸轻烃回收系统，包括原料气压缩机61、一号吸附塔62、二号吸附塔63、低温换热器64、一级闪蒸分离器65、二级闪蒸分离器66、脱乙烷塔68、脱乙烷塔再沸器69、液化气塔70、回流罐72和液化气塔再沸器74。

本实施例中，低温换热器64采用铝制板翅式换热器，其内部设置有通道a、通道b、通道c、通道d、通道e和通道f。低温换热器64的冷量是由混合冷剂提供，混合冷剂由甲烷、乙烯、丙烷和异丁烷等四种组分组成，冷剂压缩机76采用螺杆压缩机，混合冷剂经冷剂压缩机76增压冷却后进入通道f；通道f的出口端与通道e的进口端接通，并在两者之间安装低温调节阀92，低温调节阀92用于调节混合冷剂的压力以及流量，达到节流的目的，通道e的出口端与冷剂压缩机76的进口端连通。

本实施例中，混合冷剂经冷剂压缩机76增压冷却后进入通道f，随后通过低温调节阀92节流降温后，低压的混合冷剂进入通道e为油田伴生气的降温提供冷量，复温后的混合冷剂再次回到冷剂压缩机76中进行增压冷却，实现闭式循环压缩制冷。

本实施例中，一号吸附塔62和二号吸附塔63并排设置，原料气压缩机61采用往复压缩机，原料气压缩机61的进气口接通油田伴生气气源1，原料气压缩机61的出气口分为两路，一路接通一号吸附塔62的进气口，另一路接通二号吸附塔63的进气口，并在该两路上安装有阀门。油田伴生气经原料气压缩机61加压冷却后需进入到吸附塔中脱除饱和水。

本实施例中，一号吸附塔62和二号吸附塔63依次切换工作，一塔进行吸附脱水工作，另一塔进行加热再生，一号吸附塔62的出气口以及二号吸附塔63的出气口均接通低温换热器64的通道c的进气端，两塔工作时，仅能使其中的一塔与低温换热器64的通道c接通，两塔不可同时向通道c内通入油田伴生气。

本实施例中，通道c的出气端接通一级闪蒸分离器65的进气口，一级闪蒸分离器65的顶部出气口接通通道b的进气端，一级闪蒸分离器65的底部出液口接通通道a的进口端，通道a的出口端接通脱乙烷塔68的进液口。

本实施例中，通道b的出气端分为两路：一号干气路9和二号干气路8，其中一号干气路9接通干气下游管网2，并在该气路上安装有阀门；二号干气路8上安装有再生气加热器77，并且二号干气路8的输出末端分支为两路，该两路分别接通二号吸附塔63和一号吸附塔62的出气口，并在该两路上分别安装有阀门。二号吸附塔63的出气口与通道c的进气端之间，以及一号吸附塔62的出气口与通道c的进气端之间均安装有阀门。

本实施例中，原料气压缩机61的出气口与一号吸附塔62的进气口之间的接通气路上连接有一号再生气路3，该一号再生气路3上安装有阀门。原料气压缩机61的出气口与二号吸附塔63的进气口之间的接通气路上连接有二号再生气路4，该二号再生气路4上安装有阀门。一号再生气路3和二号再生气路4的输出末端连接同一个再生气冷却器78，该再生气冷却器78连通一个再生气分离器79，该再生气分离器79的出气口连通干气下游管网2，再生气分离器79的出液口连通一个外部游离水收集装置5，并在再生气分离器79的出液口与外部游离水收集装置5的连通管路上安装阀门。

本实施例中，脱乙烷塔68的顶部出气口接通通道d的进气端，通道d的出气端接通二级闪蒸分离器66的进气口，二级闪蒸分离器66的顶部出气口接通通道b的进气端，二级闪蒸分离器66的底部出液口接通通道a的进口端。

本实施例中，脱乙烷塔68的底部出液口接通脱乙烷塔再沸器69的进液口，脱乙烷塔再沸器69的出气口接通脱乙烷塔68的进气口，脱乙烷塔再沸器69的出液口接通液化气塔70的进液口。

本实施例中，二级闪蒸分离器66的底部出液口与通道a的进口端之间安装有液体增压泵67，二级闪蒸分离器66的底部出液口流出的液体经液体增压泵67增压后进入通道a中进行换热。一级闪蒸分离器65的底部出液口是通过先接通二级闪蒸分离器66的底部出液口与通道a的进口端之间的接通管路后实现接通通道a的进口端，并在一级闪蒸分离器65的底部出液口处安装有阀门。

本实施例中，液化气塔70的顶部出气口接通回流罐72的进气口，并在两者之间安装冷凝器71，液化气塔70的顶部出气口放出的气体经冷凝器71冷凝降温后进入回流罐72。回流罐72的顶部出气口接通原料气压缩机61的进气口。

本实施例中，回流罐72的底部出液口分支为两路，一路接通液化气塔70的进液口，另一路接通液化石油气储存罐6。在回流罐72的底部出液口处安装有输送泵73，输送泵73将回流罐72底部出液口流出的液体一路送往液化气塔70，另一路送往液化石油气储存罐6。

本实施例中，液化气塔70的底部出液口接通液化气塔再沸器74的进液口，液化气塔再沸器74的出气口接通液化气塔70的进气口，液化气塔再沸器74的出液口接通轻油储存罐7。液化气塔再沸器74的出液口与轻油储存罐7之间安装有液化气冷却器75。

本实施例中，脱乙烷塔再沸器69和液化气塔再沸器74的加热热源分别由不同温位的导热油提供；脱乙烷塔68和液化气塔70采用填料塔；脱乙烷塔再沸器69和液化气塔再沸器74中的塔底再沸器采用釜式换热器。

本实施例中还公开了一种用于油田伴生气的低温闪蒸轻烃回收方法，步骤如下：

第一步：油田伴生气气源1中的油田伴生气首先进入原料气压缩机61中进行增压冷却，增压冷却后的油田伴生气进入一号吸附塔62中脱除油田伴生气中的饱和水；

第二步：干燥后的油田伴生气进入低温换热器64的通道c中进行降温冷却，降温冷却后的油田伴生气进入一级闪蒸分离器65中进行分离，将油田伴生气中的丙烷、丁烷、戊烷等重组分分离出来；一级闪蒸分离器65顶部分离出的气体进入低温换热器64的通道b中进行复温后变为干气输出，输出的干气进入干气下游管网2，一级闪蒸分离器65底部分离出的液体进入低温换热器64的通道a中进行冷却复温，复温后的液体进入脱乙烷塔68中进行再次分离；

低温换热器64的冷量由混合冷剂提供，混合冷剂由甲烷、乙烯、丙烷和异丁烷等四种组分组成，混合冷剂经冷剂压缩机76增压冷却后进入通道f，随后通过低温调节阀92节流降温后，低压的混合冷剂进入通道e为油田伴生气的降温提供冷量，复温后的混合冷剂再次回到冷剂压缩机76中进行增压冷却，实现闭式循环压缩制冷；

第三步：脱乙烷塔68顶部分离出的气体进入低温换热器64的通道d中进行降温冷却，降温冷却后的气体进入二级闪蒸分离器66中进行再次分离，分离出丙烷、丁烷、戊烷等重组分，二级闪蒸分离器66顶部分离出的气体与一级闪蒸分离器65顶部分离出的气体混合后进入低温换热器64的通道b中进行复温后变为干气输出，二级闪蒸分离器66底部分离出的液体经液体增压泵67增压后与一级闪蒸分离器65底部分离出的液体进行混合，混合后的液体进入低温换热器64的通道a中进行复温，复温后进入脱乙烷塔68；

第四步：脱乙烷塔68底部分离出的液体进入脱乙烷塔再沸器69中，在脱乙烷塔再沸器69中部分液体气化后返回脱乙烷塔68中作为上升汽提气体；脱乙烷塔再沸器69中剩余的液体进入液化气塔70中进行精馏分离；

第五步：液化气塔70顶部分离出的气体经冷凝器71冷凝降温后进入回流罐72；回流罐72中分离出的液体经输送泵73加压后，一部分液体被送往液化气塔70顶部作为液化气塔内部回流液，另一部分液体被送往液化石油气储存罐6中储存；回流罐72中分离出的气体进入原料气压缩机61中，实现循环回收利用；

第六步：液化气塔70底部分离出的液体进入液化气塔再沸器74中，在液化气塔再沸器74中部分液体气化后返回液化气塔70中作为上升汽提气体；液化气塔再沸器74剩余的液体经液化气冷却器75冷却降温后作为轻油产品被引入轻油储存罐7中储存；

第七步：一号吸附塔62和二号吸附塔63依次切换循环工作；

当一号吸附塔62中吸附的饱和水达到一定量时，此时进行吸附塔切换，第一步中增压冷却后的油田伴生气进入二号吸附塔63中脱除油田伴生气中的饱和水，通道b输出的干气一部分进入二号干气路8，二号干气路8与一号吸附塔62之间的阀门开启，二号干气路8与二号吸附塔63之间的阀门关闭，二号干气路8中的干气经再生气加热器77加热后进入一号吸附塔62中作为分子筛加热再生气体对吸附塔进行干燥处理，再生气体从一号吸附塔62出去后经一号再生气路3进入再生气冷却器78进行降温冷却，降温后的再生气体进入再生气分离器79中，再生气分离器79中分离出的气体与一号干气路9中的干气混合后输送到干气下游管网2，再生气分离器79中分离出的游离水被输送到外部游离水收集装置5中；

当二号吸附塔63中吸附的饱和水达到一定量时，此时再次进行吸附塔切换，第一步中增压冷却后的油田伴生气进入一号吸附塔62中脱除油田伴生气中的饱和水，二号干气路8与一号吸附塔62之间的阀门关闭，二号干气路8与二号吸附塔63之间的阀门开启，二号干气路8中的干气经再生气加热器77加热后进入二号吸附塔63，再生气体从二号吸附塔63出去后经二号再生气路4进入再生气冷却器78进行降温冷却，降温后的再生气体进入再生气分离器79中，再生气分离器79中分离出的气体与一号干气路9中的干气混合后输送到干气下游管网2，再生气分离器79中分离出的游离水被输送到外部游离水收集装置5中。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。