天然气脱蜡方法及装置与流程

本发明涉及天然气脱蜡技术领域，是一种天然气脱蜡方法及装置。

背景技术：

天然气作为一种清洁高效能源，不仅可以优化能源结构，缓解供需矛盾,而且对于提高城市品位、改善环境、提高人民生活质量和实现可持续发展都将起到十分重要的作用。气田开采的天然气在输入成品气管网前，通常需要经过脱烃、脱水处理，并同时回收天然气凝液产出的乙烷、凝析油、液化气、轻烃等副产品。然而，气田开采的天然气中通常含有不同比例的蜡组分。由于蜡主要成分是固态高级烷烃的混合物（c15+，碳原子数量为15以上），凝固点高（通常为10℃至25℃），会致使天然气脱水、脱烃过程中换热器、低温分离器等出现结蜡现象，造成换热器工作效率下降、堵塞及损坏低温分离器元件，导致外输天然气烃、水露点不达标，严重影响天然气处理装置的正常平稳运行。

对于天然气处理装置出现的设备蜡堵现象，运营单位多采用停产清理的方法，效率低且安全风险高。在炼油领域对裂解气（组分与天然气相近）运用较广的脱蜡工艺是采用分子筛吸附，该工艺采用5a分子筛作为吸附剂，存在吸附容量小、工艺流程复杂、设备多且能耗高等缺点，难以满足天然气处理厂大规模生产的需求。而国内天然气处理厂现有的防蜡堵方法主要是采用注烃溶解（专利号cn108913252a、cn105567363a）或采用外购脱蜡剂进行洗涤（专利号cn105779051a），这类方法严重依赖蜡组分在所注烃中的溶解度，对注烃的组分控制要求极其严格，所注烃（或凝析油）需要从外界拉运供给，存在适应性差、脱蜡效率低、运营成本高、且实际运用中难以完全避免出现结蜡等缺点。

技术实现要素：

本发明提供了一种天然气脱蜡方法及装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决天然气脱蜡工艺中现有存在脱蜡剂适应性差、脱蜡效率低、运营成本高的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种天然气脱蜡方法，按照下述方法进行：第一步，含蜡天然气由含蜡天然气管线进入原料气过滤分离器中，除去含蜡天然气中携带的10μm以上的液滴，从含蜡天然气中除去的液滴由过滤分离器排液管线排出，除去液滴的含蜡天然气由吸收塔进料管线进入脱蜡吸收塔；第二步，一号脱蜡剂由第一脱蜡剂进料管线进入脱蜡吸收塔，脱蜡吸收塔中的含蜡天然气与一号脱蜡剂逆向接触进行脱蜡，脱蜡后得到的含蜡凝液由吸收塔排液管线排至凝液闪蒸罐，脱蜡后得到的脱蜡天然气由吸收塔排气管线进入塔顶除液器；第三步，在塔顶除液器内除去脱蜡天然气中10μm以上的液滴，塔顶除液器中得到的液滴由除液器排液管线排出，塔顶除液器中除去液滴的脱蜡天然气由除液器排气管线进入脱水脱烃组件中降温，降温后的天然气由成品气外输管线排出，脱水脱烃组件中降温冷凝得到的凝液由分离器进料管线进入低温分离器中进行气液分离；第四步，低温分离器中分离出的天然气返回脱水脱烃组件中回收冷量后由成品气外输管线排出，低温分离器中分离得到的凝液总质量的90%至99%由第二脱蜡剂进料管线进入脱蜡吸收塔对含蜡天然气进行脱蜡，低温分离器中分离得到的凝液总质量的1%至10%由闪蒸罐进料管线进入凝液闪蒸罐；第五步，凝液闪蒸罐中闪蒸分离出的天然气与低温分离器中分离得到的凝液总质量的1%至10%逆向接触脱蜡后，由闪蒸罐排气管线进入脱水脱烃组件再次进行降温脱水脱烃后重复第四步操作，凝液闪蒸罐中分离出的凝液由闪蒸罐排液管线排出。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述一号脱蜡剂为液烃，低温分离器中分离得到的凝液为二号脱蜡剂。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种天然气脱蜡方法的装置，包括原料气过滤分离器、脱蜡吸收塔、塔顶除液器、脱水脱烃组件、低温分离器、凝液闪蒸罐，原料气过滤分离器进口固定连通有含蜡天然气管线，原料气过滤分离器顶部出口与脱蜡吸收塔下部进口之间固定连通有吸收塔进料管线，脱蜡吸收塔中部进口固定连通有第一脱蜡剂进料管线，脱蜡吸收塔顶部出口与塔顶除液器中部进口之间固定连通有吸收塔排气管线，塔顶除液器顶部出口与脱水脱烃组件上部进口之间固定连通有除液器排气管线，脱水脱烃组件顶部出口固定连通有成品气外输管线，脱水脱烃组件上部进口与低温分离器顶部出口之间固定连通有分离器排气管线，脱水脱烃组件下部出口与低温分离器中部进口之间固定连通有分离器进料管线，低温分离器底部出口与脱蜡吸收塔上部进口之间固定连通有第二脱蜡剂进料管线，凝液闪蒸罐顶部出口坐有脱蜡吸收填料柱且凝液闪蒸罐顶部出口与脱蜡吸收填料柱底部进口固定连通，脱水脱烃组件底部进口与脱蜡吸收填料柱顶部出口之间固定连通有闪蒸罐排气管线，脱蜡吸收填料柱顶部进口与第二脱蜡剂进料管线之间固定连通有闪蒸罐进料管线，凝液闪蒸罐上部进口与脱蜡吸收塔底部出口之间固定连通有吸收塔排液管线，塔顶除液器底部出口与吸收塔排液管线之间固定连通有除液器排液管线，凝液闪蒸罐底部出口固定连通有闪蒸罐排液管线，原料气过滤分离器底部出口与闪蒸罐排液管线之间固定连通有过滤分离器排液管线。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述第一脱蜡剂进料管线上固定安装有脱蜡剂进料泵。

上述闪蒸罐进料管线进口与低温分离器底部出口之间的第二脱蜡剂进料管线上固定安装有凝液增压泵。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其采用天然气低温凝液及液化气塔中抽出的液烃作为脱蜡剂，利用吸收和解析的原理对含蜡天然气进行脱蜡，脱蜡后能使天然气中含蜡组分降至零，可有效避免后续工艺设备出现蜡堵现象，具有脱蜡效率高，运行费用低，适性应强，适用范围广，操作灵活的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的工艺流程示意图。

附图中的编码分别为：1为原料气过滤分离器，2为脱蜡吸收塔，3为塔顶除液器，4为脱水脱烃组件，5为低温分离器，6为凝液闪蒸罐，7为含蜡天然气管线，8为吸收塔进料管线，9为第一脱蜡剂进料管线，10为吸收塔排气管线，11为除液器排气管线，12为成品气外输管线，13为分离器排气管线，14为分离器进料管线，15为第二脱蜡剂进料管线，16为闪蒸罐排气管线，17为闪蒸罐进料管线，18为吸收塔排液管线，19为除液器排液管线，20为闪蒸罐排液管线，21为过滤分离器排液管线，22为脱蜡剂进料泵，23为凝液增压泵，24为脱蜡吸收填料柱。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1所示，该天然气脱蜡方法，按照下述方法进行：第一步，含蜡天然气由含蜡天然气管线7进入原料气过滤分离器1中，除去含蜡天然气中携带的10μm以上的液滴，从含蜡天然气中除去的液滴由过滤分离器排液管线21排出，除去液滴的含蜡天然气由吸收塔进料管线8进入脱蜡吸收塔2；第二步，一号脱蜡剂由第一脱蜡剂进料管线9进入脱蜡吸收塔2，脱蜡吸收塔2中的含蜡天然气与一号脱蜡剂逆向接触进行脱蜡，脱蜡后得到的含蜡凝液由吸收塔排液管线18排至凝液闪蒸罐6，脱蜡后得到的脱蜡天然气由吸收塔排气管线10进入塔顶除液器3；第三步，在塔顶除液器3内除去脱蜡天然气中10μm以上的液滴，塔顶除液器3中得到的液滴由除液器排液管线19排出，塔顶除液器3中除去液滴的脱蜡天然气由除液器排气管线11进入脱水脱烃组件4中降温，降温后的天然气由成品气外输管线12排出，脱水脱烃组件4中降温冷凝得到的凝液由分离器进料管线14进入低温分离器5中进行气液分离；第四步，低温分离器5中分离出的天然气返回脱水脱烃组件4中回收冷量后由成品气外输管线12排出，低温分离器5中分离得到的凝液总质量的90%至99%由第二脱蜡剂进料管线15进入脱蜡吸收塔2对含蜡天然气进行脱蜡，低温分离器5中分离得到的凝液总质量的1%至10%由闪蒸罐进料管线17进入凝液闪蒸罐6；第五步，凝液闪蒸罐6中闪蒸分离出的天然气与低温分离器5中分离得到的凝液总质量的1%至10%逆向接触脱蜡后，由闪蒸罐排气管线16进入脱水脱烃组件4再次进行降温脱水脱烃后重复第四步操作，凝液闪蒸罐6中分离出的凝液由闪蒸罐排液管线20排出。

实施例2：如附图1所示，作为上述实施例的优化，一号脱蜡剂为液烃，低温分离器中分离得到的凝液为二号脱蜡剂。

现有技术中，天然气脱蜡采用停产清理、注烃溶解、脱蜡剂洗涤等方法，这些方法普遍存在脱蜡效率低、效果差、运行成本高等问题；本发明中，无需从外界购买或拉运液烃，可采用液化气塔侧线抽出液烃及低温分离器5的低温天然气凝液分别作为一号脱蜡剂、二号脱蜡剂，一号脱蜡剂、二号脱蜡剂在脱蜡吸收塔2内与含蜡天然气逆流接触传质、传热，同时吸收天然气中的蜡组分，脱蜡后的天然气中蜡组分及重烃含量可降至零，有效避免后续工艺设备出现蜡堵现象。本发明基于吸收和解析的原理，适应性强，可适用于甲烷含量低于93%的原料气，不仅能适用于j-t阀或丙烷阀制冷等浅冷天然气处理工艺中的脱蜡，也可适用于膨胀机或混合冷剂制冷等深冷天然气处理工艺中的脱蜡，还可用于lng（液化天然气）工艺中天然气脱重烃等，具有广阔的应用前景。

实施例3：如附图1所示，该天然气脱蜡方法的装置包括原料气过滤分离器1、脱蜡吸收塔2、塔顶除液器3、脱水脱烃组件4、低温分离器5、凝液闪蒸罐6，原料气过滤分离器1进口固定连通有含蜡天然气管线7，原料气过滤分离器1顶部出口与脱蜡吸收塔2下部进口之间固定连通有吸收塔进料管线8，脱蜡吸收塔2中部进口固定连通有第一脱蜡剂进料管线9，脱蜡吸收塔2顶部出口与塔顶除液器3中部进口之间固定连通有吸收塔排气管线10，塔顶除液器3顶部出口与脱水脱烃组件4上部进口之间固定连通有除液器排气管线11，脱水脱烃组件4顶部出口固定连通有成品气外输管线12，脱水脱烃组件上部进口与低温分离器5顶部出口之间固定连通有分离器排气管线13，脱水脱烃组件4下部出口与低温分离器5中部进口之间固定连通有分离器进料管线14，低温分离器5底部出口与脱蜡吸收塔2上部进口之间固定连通有第二脱蜡剂进料管线15，凝液闪蒸罐6顶部出口坐有脱蜡吸收填料柱24且凝液闪蒸罐6顶部出口与脱蜡吸收填料柱24底部进口固定连通，脱水脱烃组件4底部进口与脱蜡吸收填料柱24顶部出口之间固定连通有闪蒸罐排气管线16，脱蜡吸收填料柱24顶部进口与第二脱蜡剂进料管线15之间固定连通有闪蒸罐进料管线17，凝液闪蒸罐6上部进口与脱蜡吸收塔2底部出口之间固定连通有吸收塔排液管线18，塔顶除液器3底部出口与吸收塔排液管线18之间固定连通有除液器排液管线19，凝液闪蒸罐6底部出口固定连通有闪蒸罐排液管线20，原料气过滤分离器1底部出口与闪蒸罐排液管线20之间固定连通有过滤分离器排液管线21。

实施例4：如附图1所示，作为上述实施例的优化，第一脱蜡剂进料管线9上固定安装有脱蜡剂进料泵22。

实施例5：如附图1所示，作为上述实施例的优化，闪蒸罐进料管线17进口与低温分离器5底部出口之间的第二脱蜡剂进料管线15上固定安装有凝液增压泵23。

本发明中，脱水脱烃组件4为现有公知公用的设备，脱水脱烃组件4可为j-t阀制冷的浅冷天然气中所用的脱水脱烃装置、膨胀机制冷的深冷天然气中所用的脱水脱烃装置。脱蜡吸收塔2既是气液接触传质的装置，也是气液换热的装置，可充分回收低温分离器5中分离得到的低温凝液的冷量，减少后续工艺换热装置的投资。本发明的装置配置灵活，既可在无液化气塔的情况下无设置侧线抽出液烃作为脱蜡吸收塔2的脱蜡剂，也可在有液化气塔的情况下设置侧线抽出液烃作为脱蜡吸收塔2的脱蜡剂增强脱蜡效果，从液化气塔侧线抽出的液烃由脱蜡剂进料泵22增压至高于脱蜡吸收塔2运行压力0.5mpa至1.2mpa后，输入脱蜡吸收塔2中进行脱蜡，液烃应满足c12+（碳原子数量为12以上）组分含量低于0.1%，进入脱蜡吸收塔2的液烃质量占排出的凝液总质量的10%至40%，确保脱蜡效果。本发明中，一号脱蜡剂可为其他能够脱蜡的液烃，低温分离器中进入的原料可为其他设备排出的能够脱蜡的凝液。

综上所述，本发明结构合理而紧凑，使用方便，其采用天然气低温凝液及液化气塔中抽出的液烃作为脱蜡剂，利用吸收和解析的原理对含蜡天然气进行脱蜡，脱蜡后能使天然气中含蜡组分降至零，可有效避免后续工艺设备出现蜡堵现象，具有脱蜡效率高，运行费用低，适性应强，适用范围广，操作灵活的特点。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。