一种回收天然气中碳三以上重烃的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种回收天然气中碳三以上重烃的系统及方法，包括冷箱Ⅰ、丙烷蒸发器Ⅰ、脱乙烷塔、冷箱Ⅱ、低温分离器、重沸器以及压缩机、空冷器、水冷器、冷箱Ⅲ、丙烷蒸发器Ⅱ、分液罐。本发明专利技术其制冷剂获取自原料天然气中，制冷剂的组成以乙烷和丙烷为主，这种制冷剂不但能达到较低的制冷温度，而且还为脱乙烷塔提供了回流液，从而将C3

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于天然气凝液回收
，具体涉及一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统和方法。
技术介绍
天然气（含油田伴生气）中除含有甲烷以外，通常还含有一定量的丙烷及碳三以上重烃（简称C3+混烃）。天然气凝液回收装置的主要功能是回收这部分C3+混烃，从而获得高附加值的液烃产品。目前，常用的天然气凝液回收工艺包括冷油吸收法、冷凝分离法和直接换热法（DirectHeatExchange，简称DHX）。其中，DHX工艺于20世纪80年代提出，该工艺是在冷凝分离法的基础之上，通过设置DHX塔增加了对C3+混烃的吸收分离过程，从而大幅度提高C3+混烃的回收率（可达到90%以上），该工艺在国内外得到广泛应用，是目前回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的主要工艺技术。但是，DHX工艺存在以下不足：①工艺流程复杂，设备数量多，需要设置DHX塔和脱乙烷塔两具塔器（详见附图2）；②采用透平膨胀机制冷，通过对原料天然气进行膨胀制冷，造成原料天然气压降大，往往需要在下游设置压缩机对天然气进行增压，整个系统能耗高。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有天然气回收C3+混烃工艺技术存在的流程复杂，设备数量多，系统压降大等问题。为此，本专利技术提供了一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，包括冷箱Ⅰ、丙烷蒸发器Ⅰ、脱乙烷塔、冷箱Ⅱ、低温分离器、重沸器、压缩机、空冷器、水冷器、冷箱Ⅲ、丙烷蒸发器Ⅱ、分液罐；冷箱Ⅰ出口与丙烷蒸发器Ⅰ进口通过管线连接，丙烷蒸发器Ⅰ出口与脱乙烷塔中部通过管线连接，冷箱Ⅱ进口一端与脱乙烷塔顶部连接，出口一端与低温分离器通过管线连接，低温分离器顶部出口通过管线与冷箱Ⅰ相通，底部出口通过管线与压缩机进口端连接，压缩机出口与空冷器连接，空冷器、水冷器、冷箱Ⅲ、丙烷蒸发器Ⅱ、分液罐顶部进口依次串接，分液罐顶部出口与低温分离器中下部进口连通，分液罐底部出口与脱乙烷塔上部进口连通，脱乙烷塔底部出口与重沸器连通，重沸器上部出口与脱乙烷塔下部进口连通，重沸器底部出口连有排出管线。所述低温分离器顶部出口与冷箱Ⅰ连通过管线和冷箱Ⅱ连通。所述低温分离器底部出口与压缩机进口端之间还设有节流阀，节流阀的出口、冷箱Ⅱ、冷箱Ⅲ依次串接，冷箱Ⅲ出口与压缩机进口端连通。本专利技术还提供了一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的方法，包括以下步骤：步骤1）将原料天然气依次经过冷箱Ⅰ和丙烷蒸发器Ⅰ预冷却，之后进入脱乙烷塔中部；步骤2）脱乙烷塔顶的气相进入冷箱Ⅱ冷却至-50℃～-70℃，然后进入低温分离器分为气液两相；其中，气相返回冷箱Ⅱ进行热交换，液相经过节流阀降压后，返回冷箱Ⅱ进行热交换；步骤3）将步骤2）热交换后的气相进入冷箱Ⅰ再与原料天然气换热；步骤4）将步骤2）热交换后的液相进入冷箱Ⅲ再进行热交换，之后进入压缩机增压，增压后的气体依次经空冷器和水冷器进行冷却；步骤5)将步骤4）增压冷却后的气体依次进入冷箱Ⅲ和丙烷蒸发器Ⅱ冷却至-5℃～-40℃后，进入分液罐分为气液两相，其中，气相返回低温分离器，液相返回脱乙烷塔顶作为回流液；步骤6)脱乙烷塔底部的液体进入重沸器，产生的气相由重沸器顶部进入脱乙烷塔下部，重沸器底部产生丙烷及碳三以上重烃的混烃。步骤（1）中经过冷箱Ⅰ预冷却后的天然气温度为-5℃～-40℃。步骤2）中液相经节流阀节流后的压力为200kPa～500kPa。步骤4）中压缩机增压压力比原料天然气压力高100kPa～500kPa。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的这种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，将丙烷及碳三以上重烃的混烃（C3+混烃）的吸收分离过程整合到脱乙烷塔内，仅需要采用一具塔器就可以实现C3+混烃的回收，克服了现有设备数量多的缺陷。2、本专利技术提供的这种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的方法，采用单塔回收，其制冷剂获取自原料天然气中，制冷剂的组成以乙烷和丙烷为主，这种制冷剂不但能达到较低的制冷温度，而且还为脱乙烷塔提供了回流液，实现C3+混烃的回收。下面将结合附图做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术的应用实例工艺流程示意图；图2是现有DHX工艺流程示意图。图中：1、冷箱Ⅰ；2、丙烷蒸发器Ⅰ；3、脱乙烷塔；4、冷箱Ⅱ；5、低温分离器；6、节流阀；7、冷箱Ⅲ；8、压缩机；9、空冷器；10、水冷器；11、丙烷蒸发器Ⅱ；12、分液罐；13、重沸器。具体实施方式实施例1：本实施例提供了一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，包括冷箱Ⅰ1、丙烷蒸发器Ⅰ2、脱乙烷塔3、冷箱Ⅱ4、低温分离器5、重沸器13以及压缩机8、空冷器9、水冷器10、冷箱Ⅲ7、丙烷蒸发器11、分液罐12；冷箱Ⅰ1出口与丙烷蒸发器Ⅰ2进口通过管线连接，丙烷蒸发器Ⅰ2出口与脱乙烷塔3中部通过管线连接，冷箱Ⅱ4进口一端与脱乙烷塔3顶部连接，出口一端与低温分离器5通过管线连接，低温分离器5顶部出口通过管线与冷箱Ⅰ1相通，底部出口通过管线与压缩机8进口端连接，压缩机8出口与空冷器9连接，空冷器9、水冷器10、冷箱Ⅲ7、丙烷蒸发器11、分液罐12顶部进口依次串接，分液罐12顶部出口与低温分离器5中下部进口连通，分液罐12底部出口与脱乙烷塔3上部进口连通，脱乙烷塔3底部出口与重沸器13连通，重沸器13上部出口与脱乙烷塔3下部进口连通，重沸器13底部出口连有排出管线。这种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，与现有的DHX工艺中的设备（如图2所示）相比，将C3+混烃的吸收分离过程整合到脱乙烷塔3内，仅需要采用一具塔器就可以实现C3+混烃的回收。实施例2：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，所述低温分离器5顶部出口与冷箱Ⅰ1连通过管线和冷箱Ⅱ4连通。低温分离器5顶部排出的气相为冷箱Ⅱ4提供冷量，之后气相进入冷箱Ⅰ1与原料天然气换交热。所述低温分离器5底部出口与压缩机8进口端之间还设有节流阀6，节流阀6的出口、冷箱Ⅱ4、冷箱Ⅲ7依次串接，冷箱Ⅲ7出口与压缩机8进口端连通。低温分离器5底部出口排出的液相经过节流阀6降压后，温度降低，返回冷箱Ⅱ4提供冷量后复热，复热后的液相进入冷箱Ⅲ7再换热升温，之后进入压缩机8增压，增压后依次经空冷器9和水冷器10冷却。本实施例提供了的这种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，冷箱Ⅱ4、冷箱Ⅲ7的制冷剂获取自原料天然气中。实施例3：在实施例2的基础上，本实施例提供了一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的方法，包括以下步骤：步骤1）将原料天然气依次经过冷箱Ⅰ1和丙烷蒸发器Ⅰ2预冷却，之后进入脱乙烷塔3中部；步骤2）脱乙烷塔3顶的气相进入冷箱Ⅱ4冷却至-50℃～-70℃，然后进入低温分离器5分为气液两相；其中，气相返回冷箱Ⅱ4进行热交换，液相经过节流阀6降压后，返回冷箱Ⅱ4进行热交换；步骤3）将步骤2）热交换后的气相进入冷箱Ⅰ1再与原料天然气换热；步骤4）将步骤2）热交换后的液相进入冷箱Ⅲ7再进行热交换，之后进入压缩机8增压，增压后的气体依次经空冷器9和水冷器10进行冷却；步骤5)将步骤4）增压冷却后的气体依次进入冷箱Ⅲ7和丙烷蒸发器11冷却至-5℃～-40℃后，进入分液罐12分为气液两相，其中，气相返回低温分离器5，液相返回脱乙烷塔3顶作为回流液；步骤6)脱乙烷塔3底部的液体进入重沸器13，产生的气相由重沸器13顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，其特征在于：包括冷箱Ⅰ（1）、丙烷蒸发器Ⅰ（2）、脱乙烷塔（3）、冷箱Ⅱ（4）、低温分离器（5）、重沸器（13）、压缩机（8）、空冷器（9）、水冷器（10）、冷箱Ⅲ（7）、丙烷蒸发器Ⅱ（11）、分液罐（12）；冷箱Ⅰ（1）出口与丙烷蒸发器Ⅰ（2）进口通过管线连接，丙烷蒸发器Ⅰ（2）出口与脱乙烷塔（3）中部通过管线连接，冷箱Ⅱ（4）进口一端与脱乙烷塔（3）顶部连接，出口一端与低温分离器（5）通过管线连接，低温分离器（5）顶部出口通过管线与冷箱Ⅰ（1）相通，底部出口通过管线与压缩机（8）进口端连接，压缩机（8）出口与空冷器（9）连接，空冷器（9）、水冷器（10）、冷箱Ⅲ（7）、丙烷蒸发器Ⅱ（11）、分液罐（12）顶部进口依次串接，分液罐（12）顶部出口与低温分离器（5）中下部进口连通，分液罐（12）底部出口与脱乙烷塔（3）上部进口连通，脱乙烷塔（3）底部出口与重沸器（13）连通，重沸器（13）上部出口与脱乙烷塔（3）下部进口连通，重沸器（13）底部出口连有排出管线。

【技术特征摘要】
1.一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，其特征在于：包括冷箱Ⅰ（1）、丙烷蒸发器Ⅰ（2）、脱乙烷塔（3）、冷箱Ⅱ（4）、低温分离器（5）、重沸器（13）、压缩机（8）、空冷器（9）、水冷器（10）、冷箱Ⅲ（7）、丙烷蒸发器Ⅱ（11）、分液罐（12）；冷箱Ⅰ（1）出口与丙烷蒸发器Ⅰ（2）进口通过管线连接，丙烷蒸发器Ⅰ（2）出口与脱乙烷塔（3）中部通过管线连接，冷箱Ⅱ（4）进口一端与脱乙烷塔（3）顶部连接，出口一端与低温分离器（5）通过管线连接，低温分离器（5）顶部出口通过管线与冷箱Ⅰ（1）相通，底部出口通过管线与压缩机（8）进口端连接，压缩机（8）出口与空冷器（9）连接，空冷器（9）、水冷器（10）、冷箱Ⅲ（7）、丙烷蒸发器Ⅱ（11）、分液罐（12）顶部进口依次串接，分液罐（12）顶部出口与低温分离器（5）中下部进口连通，分液罐（12）底部出口与脱乙烷塔（3）上部进口连通，脱乙烷塔（3）底部出口与重沸器（13）连通，重沸器（13）上部出口与脱乙烷塔（3）下部进口连通，重沸器（13）底部出口连有排出管线。2.根据权利要求1所述的一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，其特征在于：所述低温分离器（5）顶部出口与冷箱Ⅰ（1）连通过管线和冷箱Ⅱ（4）连通。3.根据权利要求1所述的一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的系统，其特征在于：所述低温分离器（5）底部出口与压缩机（8）进口端之间还设有节流阀（6），节流阀（6）的出口、冷箱Ⅱ（4）、冷箱Ⅲ（7）依次串接，冷箱Ⅲ（7）出口与压缩机（8）进口端连通。4.一种回收天然气中丙烷及碳三以上重烃的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱鹏，王登海，郑欣，刘子兵，薛岗，
申请(专利权)人：西安长庆科技工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61