本发明专利技术公开了一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，包括原料预热，轻烃分离，调峰天然气低压液相储存和冷量回收这四个部分。该方法通过将部分甲烷液体低压储存起到天然气气源调峰的作用，并能够完全避免使用压缩机，降低了整个分离装置的能耗；同时通过回收ＬＮＧ的冷量将回收的Ｃ↓［２］↑［＋］轻烃过冷至低温，使其能够在低温、低压下液相储存，方便产品的储运和销售。
【技术实现步骤摘要】
一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法
本专利技术涉及液化天然气(LNG)分离回收轻烃
，特别是指一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法。
技术介绍
根据国家的能源战略规划，我国将在2010年之前在东部沿海建设若干个大型的液化天然气(LNG)接收站。目前，广东深圳和福建莆田的LNG项目已进入实施阶段。根据其中乙烷、丙烷、丁烷等重烃类(C2+轻烃)含量的高低，LNG可分为湿气和干气，如深圳进口的澳大利亚西北大陆架(North WestShelf Australia)LNG为湿气，其轻烃摩尔含量高达11％，而莆田接收站进口的印尼东固(Tangguh)LNG为干气，其轻烃含量很低。由于轻烃含量高，LNG湿气的热值高于干气，且远高于“西气东输”天然气的热值。天然气工业的发展要求建立统一的热值标准，将湿气中的C2+轻烃分离出来是一种非常经济、有效的热值调整方法，从而使进口的LNG同陆上管道天然气的热值相当。同时，轻烃是一种非常优质的化工原料，可生产高附加值的化工产品。海上船运进口的常压下的LNG温度在-160℃左右，蕴藏了大量高品质的冷量。在LNG接收站，需将LNG利用汽化器汽化为常温气体后使用，这种方法要消耗一次输送量5％的LNG加热海水或空气来实现汽化，不但大量宝贵的LNG冷量被浪费了，且消耗了部分天然气燃料。因此，利用LNG的冷量以较低的成本将湿气中的轻烃资源分离出来，有利于多种气源热值的调整，提高天然气资源的综合优化利用率。从LNG中分离轻烃的工艺，目前国内没有相关的技术报道，国外现有的相关技术主要包括：1、美国专利US2952984，US3837172和US5114451等，用这些专利流程可以将LNG中的轻烃分离出来，但是分离后的甲烷均为气相，由于天然气的长输管道都采用高压输送，因此需要采用大排量的压缩机来压缩天然气，使之达到管输的压力要求，因而能耗很高。-->2、美国专利US6604380B1，US2003/0158458A1，US2003/0188996A1，US2005/0005636A1，US2005/0061029A1等，通过压缩分离出来的甲烷气体来提高压力，然后通过同LNG进料换热，使甲烷气体在较高的压力下能够重新液化，然后通过液体泵将其压力提高至管网标准，然后再汽化进入燃气管网，较好的解决了天然气外输的问题。然而，此类流程在应用中尚有如下不足：(1)不利于天然气的气源调峰。天然气下游要用户的用气量随时段影响，波动非常大，燃气行业每天都面临巨大的调峰压力。为了满足下游用户的用气需求，天然气上游的供气方需要具有一定的调峰能力，即在用气高峰时多汽化供气，在用气低谷时少汽化。然而现有的轻烃分离流程均要求连续、平稳运行，由于轻烃分离和汽化同时进行，因此当LNG汽化量随时间波动时，必然会影响分离过程的操作，所以现有的轻烃分离流程均不具有调峰能力。(2)分离获得的C2+轻烃压力高，不利于储运和销售。(3)此类流程均需压缩甲烷气体，由于处理量很大，压缩机的功耗非常大，操作费用较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种具有调峰功能，LNG冷量利用率高，低能耗，且分离出来的轻烃产品容易储运的液化天然气轻烃分离方法。该方法通过将部分甲烷液体低压储存起到天然气气源调峰的作用，而且能够完全避免使用压缩机，降低了整个管输的能耗；同时通过回收LNG的冷量将回收的C2+轻烃过冷至低温，使其能够在低温、低压下液相储存，方便产品的储运和销售。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：所述一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法包括如下步骤和工艺条件：此流程包括4个部分：原料预热，轻烃分离，调峰天然气低压液相储存，冷量回收。(1)原料预热常压的LNG提压到1.00～2.00MPa，先后与用于调峰的甲烷液体、从闪蒸塔顶分离出来的甲烷气体及脱甲烷塔顶部分离出来的甲烷气体分别换热而部分预热汽化，气相分率在0.25～0.40之间；再进入轻烃分离装置；所述轻烃分离装置包括闪蒸塔，泵和脱甲烷塔。(2)轻烃分离-->经预热而部分汽化的LNG先进入闪蒸塔，从闪蒸塔顶部分离出来的甲烷气体同原料LNG换热而被全部冷凝(此股甲烷液体物流体积占总甲烷量的30～50％，压力较低，一般低于2.00MPa)；而闪蒸塔底部的天然气液体提压到2.20～3.20MPa，经过预热后输送到脱甲烷塔中分离，甲烷组分全部从脱甲烷塔塔顶以气相分离出来，此股甲烷气体通过同原料LNG换热而被全部液化(另一股甲烷液体物流)，脱甲烷塔的釜液主要为C2+轻烃。(3)调峰天然气低压液相储存步骤(2)获得两股甲烷液体物流，将其中从闪蒸塔顶分离出来并被液化的甲烷物流分成A股和B股两部分，其中的A股甲烷物流体积占总甲烷量的15～35％，A股甲烷物流与原料LNG换热而进一步过冷至-134～-154℃，再经节流降压至0.20～0.60Mpa，使这部分甲烷能够低压液相储存；通过将这一部分储存的甲烷汽化来调节天然气上游对下游的供气量；从而起到调峰的作用。(4)冷量回收将步骤(2)中从闪蒸塔顶分离出来并被液化而获得的B股甲烷物流(去掉用于调峰的那部分甲烷物流)加压，使其压力与步骤(2)中另一股甲烷液体物流压力相等，然后混合；再将此混合后的甲烷液体加压至天然气高压管网输送的压力向外输送，回收外输甲烷的冷量用于冷却从脱甲烷塔中分离得到的C2+轻烃，C2+轻烃物流进一步同脱甲烷塔的进料换热，再节流降压，使C2+轻烃低压液相储存；回收部分冷量的外输甲烷液体加热汽化后，进入天然气高压输气管线。为了较好地实现本专利技术，步骤(2)中脱甲烷塔的再沸器的加热温度为0℃左右，可以采用海水或者空气加热。为了更好地实现本专利技术，所述步骤(2)中获得的C2+轻烃进一步分离时，在步骤(2)中增加脱乙烷装置。所述步骤(2)中获得的C2+轻烃进一步分离时，即在步骤(2)中将从脱甲烷塔釜中的C2+轻烃通过节流降压输送到低压脱乙烷塔中分离，脱乙烷塔的冷凝器同换热器进行热集成，供应脱乙烷塔塔顶物流部分冷凝所需的冷量；通过脱乙烷塔的分离，乙烷组分以气相从塔顶分出，塔釜的液体主要为C3+组分。将从脱乙烷塔塔顶分离出来的乙烷气体和塔釜的C3+轻烃液体先后与外输的甲烷液体换热，使分离出来的乙烷和C3+轻烃都能够低压液相储存，方便后续使用。-->本专利技术的作用机理是：(1)冷量的梯级利用。根据热力学原理，冷量的梯级高效利用能够降低过程的火用损耗。利用冷量梯级利用原理，在原料预热阶段，将最低温度的LNG进料用于调峰甲烷的冷却，使其温度能够降低到-134℃以下，从而保证调峰甲烷能够低压液相储存。然后再利用LNG的冷量液化从闪蒸塔和脱甲烷塔分离出来甲烷气体。在冷量回收阶段，利用外输甲烷的冷量冷却C2+轻烃产品，使其能够低压液相储存，方便产品的运输和销售。(2)分离出来甲烷气体需要在较高的压力下才能利用原料LNG的冷量将其全部液化，现有专利技术中都是利用压缩机压缩甲烷气体来提高其压力，因而压缩机的功耗很大。本专利技术中，利用液体泵将天然气液升压再进入脱甲烷塔，这样本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：（１）原料预热常压的ＬＮＧ提压到１．００～２．００ＭＰａ，先后与用于调峰的甲烷液体、从闪蒸塔顶分离出来的甲烷气体及脱甲烷塔顶部分离出来的甲烷气体分 别换热而部分汽化，汽化分率在０．２５～０．４０之间；（２）轻烃分离经预热而部分汽化的ＬＮＧ先进入闪蒸塔，从闪蒸塔顶部分离出来的甲烷气体同原料ＬＮＧ换热而被全部冷凝；而闪蒸塔底部的天然气液体提压到２．２０～３．２０ＭＰａ，经过 预热后输送到脱甲烷塔中分离，甲烷组分全部从脱甲烷塔塔顶以气相分离出来，此股甲烷气体通过同原料ＬＮＧ换热而被全部液化，脱甲烷塔的釜液主要为Ｃ↓［２］↑［＋］轻烃；（３）调峰天然气低压液相储存将步骤（２）从闪蒸塔顶分离出来并被液 化的甲烷物流分成Ａ股和Ｂ股，其中的Ａ股甲烷物流体积占总甲烷量的１５～３５％，Ａ股甲烷物流与原料ＬＮＧ换热而进一步冷至－１３４～－１５４℃，再经节流降压至０．２０～０．６０Ｍｐａ，使这部分甲烷低压液相储存；通过将这一部分储存的甲烷汽化来调节天然气上游对下游的供气量，实现调峰作用；（４）冷量回收将步骤（２）中从闪蒸塔顶分离出来并被液化而获得的Ｂ股甲烷物流加压，使Ｂ股甲烷物流与步骤（２）中通过脱甲烷塔分离获得的甲烷液体物流压力相等，然后混合；再将此混合后的甲烷液体加 压至天然气高压管网输送的压力向外输送，回收外输甲烷的冷量用于冷却从脱甲烷塔中分离得到的Ｃ↓［２］↑［＋］轻烃，Ｃ↓［２］↑［＋］轻烃同脱甲烷塔的进料换热，再节流降压，使Ｃ↓［２］↑［＋］轻烃低压液相储存；回收部分冷量的外输甲烷液体加热汽化后，进入天然气高压输气管线。...
【技术特征摘要】
1、一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：(1)原料预热常压的LNG提压到1.00～2.00MPa，先后与用于调峰的甲烷液体、从闪蒸塔顶分离出来的甲烷气体及脱甲烷塔顶部分离出来的甲烷气体分别换热而部分汽化，汽化分率在0.25～0.40之间；(2)轻烃分离经预热而部分汽化的LNG先进入闪蒸塔，从闪蒸塔顶部分离出来的甲烷气体同原料LNG换热而被全部冷凝；而闪蒸塔底部的天然气液体提压到2.20～3.20MPa，经过预热后输送到脱甲烷塔中分离，甲烷组分全部从脱甲烷塔塔顶以气相分离出来，此股甲烷气体通过同原料LNG换热而被全部液化，脱甲烷塔的釜液主要为C2+轻烃；(3)调峰天然气低压液相储存将步骤(2)从闪蒸塔顶分离出来并被液化的甲烷物流分成A股和B股，其中的A股甲烷物流体积占总甲烷量的15～35％，A股甲烷物流与原料LNG换热而进一步过冷至-134～-154℃，再经节流降压至0.20～0.60Mpa，使这部分甲烷低压液相储存；通过将这一部分储存的甲烷汽化来调节天然气上游对下游的供气量，实现调峰作用；(4)冷量回收将步骤(2)中从闪蒸塔顶分离出来并被液化而获得的B股甲烷物流加压，使B股甲烷物流与步骤(2)中通过脱甲烷塔分离获得的甲烷液体物流压力相等，然后混合；再将此混合后的甲烷液体加压至天然气高压管网输送的压力向外输...
【专利技术属性】
技术研发人员：华贲，熊永强，李亚军，杨艳利，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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