低压天然气高收率轻烃回收方法技术

本发明专利技术公开了一种低压天然气轻烃高收率回收方法，其特征在于，包括以下步骤：将低压天然气直接通过分子筛脱水，变温吸附脱烃，再生混烃，混烃压缩，液烃气液分离，气相减压循环脱烃，最终得到的液相混烃产品：丙烷收率>97%，丁烷收率>99.9%，戊烷收率>99.9%，并且装置能耗<0.03Kw/1Nm3原料气，解决了传统轻烃回收过程中的轻烃收率低，能耗高的技术难题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种低压天然气轻烃高收率回收方法，其特征在于，包括以下步骤：将低压天然气直接通过分子筛脱水，变温吸附脱烃，再生混烃，混烃压缩，液烃气液分离，气相减压循环脱烃，最终得到的液相混烃产品：丙烷收率>97%，丁烷收率>99.9%，戊烷收率>99.9%，并且装置能耗<0.03Kw/1Nm3原料气，解决了传统轻烃回收过程中的轻烃收率低，能耗高的技术难题。【专利说明】
本专利技术涉及天然气中回收轻烃的方法，尤其涉及从低压含烃天然气中回收轻烃的 方法。
技术介绍
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%。 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。如何提供一种工艺简单，操作便利，运行 成本低，轻烃收率高（丙烷收率大于97%、丁烷、戊烷收率大于99%)的方法或装置是目前急 需要解决的问题，特别针对原料气压力低，同时装置能耗〈〇. 〇3Kw/lNm3原料气。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，该方法 可回收丙烷>97%，丁烷>99. 9%，戊烷>99. 9%，并且该方法的生产装置电耗〈0. 03Kw/lNm3原 料气。 本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是： 一种，其特征在于包括以下步骤： (a) 分子筛脱水：将压力为0. 3?1. 6MPa低压天然气通过分子筛等压脱水，使脱水后 的天然气中水露点<-40°C ; (b) 变温吸附脱烃：将步骤（a)得到的天然气通过专用脱烃活性碳的脱烃塔，使其天然 气中的所有丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷以及部分乙烷吸附在活性碳上，甲烷和部 分乙烷通过脱烃塔作为产品天然气外输； (c) 再生混烃：将步骤（b)吸附饱和的脱烃塔，利用塔内混烃组分闭式循环加热，将整 个脱烃塔内的活性碳加热到170?200°C时停止循环加热，脱烃塔内的高温气混烃经过冷 却器冷却至30?50°C后，进入真空泵，输送至缓冲罐储存，缓冲罐压力为0?20KPa ; (d) 压缩：将步骤（c)缓冲罐的混烃经过压缩机加压到2. 0?3. OMPa，然后冷却至30? 45。。； (e) 气液分离：将步骤（d)冷却后的混烃进入气液分离罐，液相混烃从气液分离罐底部 输出，气相组分从气液分离罐顶部经减压至〇. 35?1. 7MPa后返回（b)循环利用。 上述技术方案中，优选的是，所述的专用脱烃活性碳是以椰壳为原料，采用药品 活化法制备而成的小孔活性碳，其孔径5?20A所占比较>70%，比表面积1500?1700m 2/ g，丙烷静态吸附容量>9. 5g/100ml，丁烷静态吸附容量>18. 0g/100ml，甲烷静态吸附容量 0·52?0· 98g/100ml。 优选的是，所述步骤（c)脱烃塔真空再生后，利用产品天然气向真空再生塔内补充 1. 0?3. 0%的产品气后，停止真空再生，利用步骤（a)脱水后的天然气对其进行升压至吸附 压力，整个系统电耗〈〇. 〇3Kw/lNm3原料气。 本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： (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收率>97%，丁烷收率>99. 9%，戊烷收率>99. 9%。 (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，本方法电耗 〈0· 03Kw/lNm3 原料气。 (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。 (4)特别适合处理原料气规模每天10万方以下的生产：整个装置可做成2-3个橇 块，运输、搬迁非常便利。 (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，定期由厂家 回收更换。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术流程框图。 图2为本专利技术工艺流程图。 其中，附图2中的附图标记所对应的名称为： 1?21 -管线，T101AB -脱水塔，T102 -预脱水塔，T103ABCD -脱烃塔，V101 -气 水分离器，V102 -混烃缓冲罐，V103 -液烃分离器，E101AB -加热器，E102ABC -冷却器， P101 -真空泵，P102 -循环风机，C101 -富气压缩机，P101 / P102 / P103 -调节减压阀， K101?K110 -程控阀。 【具体实施方式】 下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不 限于此。 实施例1 (1)将原料气组成（mol%)为：甲烷87. 34%，乙烷7. 1%，丙烷3. 65%，异丁烷1. 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。 (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。 (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，输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压天然气高收率轻烃回收方法，其特征在于包括以下步骤：（a)分子筛脱水：将压力为0.3～1.6MPa低压天然气通过分子筛等压脱水，使脱水后的天然气中水露点<‑40℃;（b）变温吸附脱烃：将步骤（a）得到的天然气通过专用脱烃活性碳的脱烃塔，使其天然气中的所有丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷以及部分乙烷吸附在活性碳上，甲烷和部分乙烷通过脱烃塔作为产品天然气外输；（c）再生混烃：将步骤（b）吸附饱和的脱烃塔，利用塔内混烃组分闭式循环加热，将整个脱烃塔内的活性碳加热到170～200℃时停止循环加热，脱烃塔内的高温气混烃经过冷却器冷却至30～50℃后，进入真空泵，输送至缓冲罐储存，缓冲罐压力为0～20KPa；（d）压缩：将步骤（c)缓冲罐的混烃经过压缩机加压到2.0～3.0MPa，然后冷却至30～45℃；（e）气液分离：将步骤（d）冷却后的混烃进入气液分离罐，液相混烃从气液分离罐底部输出，气相组分从气液分离罐顶部经减压至0.3～1.7MPa后返回（b）循环利用，得到的液相混烃产品：丙烷收率>97%，丁烷收率>99.9%，戊烷收率>99.9%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈天洪，朱江，李才军，陈斯，
申请(专利权)人：四川科比科油气工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51