一种提高低压天然气轻烃回收率的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种提高低压天然气轻烃回收率的装置，该装置由脱水塔、预脱水塔、加热器、冷却器、汽水分离器、脱烃塔、循环风机、真空泵、混烃缓冲罐、富气压缩机、液烃分离器、调节减压阀、程控阀以及管线所构成，所述的脱水塔顶部经过程控阀与调节减压阀管线相连，脱水塔底部经过程控阀、程控阀与脱烃塔底部管线相连，脱烃后的天然气从脱烃塔顶部出来经过程控阀管线外输，再生混烃气体从脱烃塔底部经过程控阀与冷却器的进口端管线相连，冷却器的出口端经过真空泵与混烃缓冲罐的进口端管线相连，混烃缓冲罐的出口经过富气压缩机、冷却器与液烃分离器管线相连。本实用新型轻烃收率高，电耗低，安全性能高、经济效益明显，便于工业应用推广。
【专利说明】一种提高低压天然气轻烃回收率的装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种天然气轻烃回收装置，具体涉及一种提高低压天然气轻烃回 收率的装置。
【背景技术】
[0002] 目前，含轻烃天然气的净化处理(脱烃）方法主要分为三类：第一类是油吸收法， 利用不同烃类在吸收油中溶解度不周，从而将天然气中的轻烃组分吸收分离，吸收油一般 为石脑油、煤油、柴油或稳定凝析油等，其存在的问题是吸收油相对分子质量越小，轻烃收 率越高，同时吸收油蒸发损失越大，该方法在上个世纪六七十年代较为普遍，目前已基本不 用。第二类是冷凝分离法，也称深冷分离或低温分离，是利用一定压力下天然气中各组分的 沸点不同，将天然气冷却至露点温度以下某一值，使其部分冷凝与气液分离，从而得到液相 轻烃组分，该方法由于能耗高，投资大，在小规模的边远井、试采井、油田伴生气方面不具有 经济效益。第三类是吸附法，利用固体吸附剂对各种烃类吸附容量不同，从而使天然气中的 轻烃组份分离的方法，目前该方法主要用于脱除天在气中的重烃，在回收天然气中轻烃的 应用较少，且收率普遍较低约5(Γ75%。
[0003] 在现有的提高天然气轻烃收率文献报道中，有CN102127478公开报道了一种天然 气净化处理站提高轻烃收率的方法，其主要针对胜利油田天然气净化处理站所用膨胀机， 降低其出口压力提高膨胀比而达到增加轻烃产量的目的；CN203612948公开报道了一种单 吸收双解吸氢气和轻烃综合回收系统，采用双塔解吸和膜分离和固体吸附法组合方试回收 轻烃，该方法存在设备多，流程长，投资大的问题。 实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高低压天然气轻烃回收率的装置， 该装置对于天然气中的轻烃组分收率高，电耗低，安全性能高、经济效益明显，便于工业应 用推广。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：
[0006] -种提高低压天然气轻烃回收率的装置，该装置由脱水塔Τ101Α/Β、预脱水塔 Τ102、加热器Ε101Α/Β、冷却器E102A/B/C、汽水分离器V101、脱烃塔T103A/B/C/D、循环风机 Ρ102、真空泵Ρ101、混烃缓冲罐V102、富气压缩机C101、液烃分离器V103、调节减压阀PlOl/ Ρ102/Ρ103、程控阀KlOl?110以及管线1?20所构成，所述的脱水塔Τ101Α/Β顶部经过程控 阀KlOl与调节减压阀PlOl管线相连，脱水塔Τ101Α/Β底部经过程控阀Κ104、程控阀Κ105 与脱烃塔T103A/B/C/D底部管线相连，脱烃后的天然气从脱烃塔T103A/B/C/D顶部出来经 过程控阀KllO管线外输，再生混烃气体从脱烃塔T103A/B/C/D底部经过程控阀Κ107与冷 却器Ε102Β的进口端管线相连，冷却器Ε102Β的出口端经过真空泵PlOl与混烃缓冲罐V102 的进口端管线相连，混烃缓冲罐V102的出口经过富气压缩机C101、冷却器E102C与液烃分 离器V103管线相连。
[0007] 具体地，所述的预脱水塔T102底部经过加热器E101A、程控阀K103与脱水塔 T101A/B底部相连，预脱水塔T102顶部通过程控阀KlOld与管线1相连。
[0008] 所述的汽水分离器VlOl进口经过冷却器E102A与脱水塔T101A/B和预脱水塔 T102顶部管线相连，汽水分离器VlOl的气相出口通过管线8与调节减压阀PlOl后管线相 连。
[0009] 所述的循环风机P102进口与脱烃塔T103A/B/C/D顶部相连，循环风机P102出口 经过加热器ElOlB与脱烃塔T103A/B/C/D顶底部相连。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：
[0011] (1)轻烃组份收率高：两相分离的闪蒸气(主要为甲烷、乙烷和少量丙烷)返回变温 吸附脱烃，液相混烃产品中的丙烷、丁烷、戊烷收率高，均大于97%。
[0012] (2)能耗低：低压条件下直接脱水，脱烃，少部分再生混烃进行加压，用电设备仅有 富气压缩机和再生气循环风机，与传统深冷分离法相比，节约电耗70%以上。
[0013] (3)设备少，效率高，操作方便：整个装置采取自动分析控制手段，无现场人员操 作，节约人员成本。
[0014] (4)特别适合处理原料气量每天10万方以下的生产：整个装置可做成2-3个模块， 运输、搬迁非常便利。
[0015] (5)环保、安全、可靠：无任何废气、废液排放，吸附剂使用寿命3-5年，由厂家定期 回收更换。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型工艺流程装置示意图。
[0017] 1 ?21 -管线，TlOlAB -脱水塔，T102 -预脱水塔，T103ABCD -脱烃塔，VlOl - 汽水分离器，V102 -混烃缓冲罐，V103 -液烃分离器，ElOlAB -加热器，E102ABC -冷却 器，PlOl -真空泵，P102 -循环风机，ClOl -富气压缩机，PlOl / P102 / P103 -调节减 压阀，KlOl?KllO -程控阀。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例及附图，对本实用新型进一步地详细说明，但本实用新型的实施 方式不限于此。
[0019] (1)将原料气组成（V%)为：甲烷87. 34%，乙烷7. 1%，丙烷3. 65%，异丁烷L 03%， 正丁烷0. 13%，二氧化碳0. 14%，氮气0. 61%的天然气，压力：0. 3MPa，温度：40°C，气量： 18. 6626kmol/h，经过分子筛等压脱水后，出口压力为0. 28MPa，水露点为-48. 7°C。
[0020] (2)将上述脱水后的天然气输入到脱烃塔，脱烃塔内装有专用脱烃活性碳吸附剂， 天然气中的少量甲烷、乙烷和氮气，大量的丙烷、丁烷和二氧化碳被吸附在吸附剂上面，通 过脱烃塔的天然气组分为：甲烷92. 25%，乙烷7. 05%，丙烷0. 04%，异丁烷0. 002%，正丁烷 〇%，二氧化碳0. 01%，氮气0. 64%，可直接作为民用天然气产品使用。
[0021] (3)将上述吸附饱和的脱烃塔停止吸附，吸附饱和的脱烃塔塔顶通过管线、程控阀 依次与循环风机、加热器和塔底连通，形成闭式循环回路，通过加热器不断加热，迅速将脱 烃塔加热至170°C，吸附在吸附塔上的轻烃经过加热很容易被解吸出来，再通过对脱烃塔进 行抽直空，将加热后的混烃气体经过冷却器冷却到30°C后进入真空泵，输送到混烃缓冲罐。 脱烃塔内吸附剂随着吸附质的不断解析，床层温度逐渐降低，为了加速吸附剂的降温和再 生，可利用产品天然气向真空再生塔内补充1. 〇%的产品气后，停止真空再生。
[0022] (4)将混烃缓冲罐中的混烃组分：甲烷10. 92%，乙烷9. 21%，丙烷58. 95%，异丁 烷 14. 85%，正丁烷 L 83%，二氧化碳 4. 16%，氮气 0· 08%，压力：0· 015MPa，温度：42°C，气量： 2. 8346kmol/h，通过富气压缩机加压到2. 5MPa，冷却到43°C后进入液烃分离器。
[0023] (5)混合液烃从液烃分离器的底部排出，组分为：甲烷4. 33%，乙烷7. 56%，丙烷 68. 83%，异丁烷 18. 47%，正丁烷 2. 33%，二氧化碳 2. 46%，氮气 0· 02%，压力：2. 49MPa，温度： 43°C，流量：87. 54kg/h ;气相部分从液烃分离器顶部排出，经减压至0. 3MPa后返回脱烃塔 进口，气相组分为：甲烷22. 60%，乙烷12. 89%，丙烷45. 83%，异丁烷6. 78%，正丁烷0. 73%，二 氧化碳 8. 00%，氮气 0· 21%，温度：15. 07°C，气量：0· 8777kmol/h。
[0024] 本实施例的混烃收率与电耗如下：
[0025] 丙烷收率=混合液烃中丙烷的质量/原料气中丙烷的质量=55. 9462kg/56. 6153k g=0. 988xl00%=98. 8%
[0026] 丁烷收率=混合液烃中异丁烷和正丁烷总的质量/原料气中异丁烷和正丁烷总的 质量=23. 6612/23. 7162=0. 998χ100%=99· 8%
[0027] 装置总电耗：脱烃部分循环风机：0. 75Kw ;真空泵：3. OKw ;富气压缩机：18. 5Kw ; 总耗电量为：22. 25Kw。
[0028] 产品单耗电量=总耗电量/总原料气量=22. 25Kw/833. 33Nm3=0. 027Kw/lNm3原料 气。
【权利要求】
1. 一种提高低压天然气轻烃回收率的装置，其特征在于所述的装置由脱水塔（TIOIA/ B)、预脱水塔（T102)、加热器（E101A/B)、冷却器（E102A/B/C)、汽水分离器（V101)、脱烃塔 (T103A/B/C/D)、循环风机（P102)、真空泵（P101)、混烃缓冲罐（V102)、富气压缩机（C101)、 液烃分离器（V103)、调节减压阀（P101/P102/P103)、程控阀（KlOfllO)以及管线（广20)所 构成，所述的脱水塔（T101A/B)顶部经过程控阀（KlOl)与调节减压阀（PlOl)管线相连，脱 水塔（T101A/B)底部经过程控阀（K104)、程控阀（K105)与脱烃塔（T103A/B/C/D)底部管线 相连，脱烃后的天然气从脱烃塔（T103A/B/C/D)顶部出来经过程控阀（KllO)管线外输，再 生混烃气体从脱烃塔（T103A/B/C/D)底部经过程控阀（K107)与冷却器（E102B)的进口端 管线相连，冷却器（E102B)的出口端经过真空泵（PlOl)与混烃缓冲罐（V102)的进口端管 线相连，混烃缓冲罐（V102)的出口经过富气压缩机（C101)、冷却器（E102C)与液烃分离器 (V103)管线相连。
2. 根据权利要求1所述的一种提高低压天然气轻烃回收率的装置，其特征是：所述的 预脱水塔（T102)底部经过加热器（E101A)、程控阀（K103)与脱水塔（T101A/B)底部相连，预 脱水塔（T102)顶部通过程控阀（KlOld)与管线（1)相连。
3. 根据权利要求1所述的一种提高低压天然气轻烃回收率的装置，其特征是：所述的 汽水分离器（VlOl)进口经过冷却器（E102A)与脱水塔（T101A/B)和预脱水塔（T102)顶部 管线相连，汽水分离器（VlOl)的气相出口通过管线（8)与调节减压阀（PlOl)后管线相连。
4. 根据权利要求1所述的一种提高低压天然气轻烃回收率的装置，其特征是：所述的 循环风机（P102 )进口与脱烃塔（T103A/B/C/D)顶部相连，循环风机（P102 )出口经过加热器 (ElOlB)与脱烃塔（T103A/B/C/D)顶底部相连。
【文档编号】C10G5/06GK204022773SQ201420470614
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】陈天洪, 朱江, 李才军, 陈斯 申请人:四川科比科油气工程有限公司