从天然气中回收乙烷的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种从天然气中回收乙烷的装置及其方法，属于乙烷回收领域。该装置中冷箱包括原料输入端，冷箱与低温分离器连通；低温分离器的气相输出端顺次与膨胀压缩机的膨胀端、脱甲烷塔上部连通，且气相输出端还与冷箱的第一输入端、脱甲烷塔的上部连通，低温分离器的液相输出端与脱甲烷塔的中部连通；脱甲烷塔的气相输出端顺次与冷箱的第二输入端、膨胀压缩机、产品天然气外输系统连通；脱甲烷塔的液相输出端与脱乙烷塔的中部连通；脱乙烷塔的气相输出端顺次与蒸发器、回流罐连通；回流罐的气相输出端与气相乙烷外输系统连通，回流罐的液相输出端顺次与冷箱的第四输入端、液相乙烷储存设备连通，回流罐的液相输出端还与脱乙烷塔的塔顶连通。

Device and method for recovering ethane from natural gas

The invention discloses a device for recovering ethane from natural gas and a method thereof, belonging to the field of ethane recovery. The cold box in the device consists of a raw material input end, which is connected with a cryogenic separator; the gas phase output end of the cryogenic separator is successively connected with the expansion end of the expansion compressor and the upper part of the demethanizer, and the gas phase output end is also connected with the first input end of the cold box and the upper part of the demethanizer, and the liquid phase output end of the cryogenic separator is connected with the demethanization tower. The gas output terminal of the demethanizer is successively connected with the second input end of the cold box, the expansion compressor and the natural gas delivery system of the product; the liquid output terminal of the demethanizer is connected with the middle of the demethanizer; the gas output terminal of the demethanizer is successively connected with the evaporator and the reflux tank; and the gas transmission of the reflux tank. The outlet of the reflux tank is connected with the gas phase ethane outflow system, and the liquid phase output of the reflux tank is successively connected with the fourth input of the cold box and the liquid phase ethane storage equipment, and the liquid phase output of the reflux tank is also connected with the top of the de-ethane tower.

【技术实现步骤摘要】
从天然气中回收乙烷的装置及其方法
本专利技术涉及乙烷回收领域，特别涉及一种从天然气中回收乙烷的装置及其方法。
技术介绍
天然气包括气态低分子烃和非烃气体，在对天然气中的低态分子烃进行回收时，仅回收其中的丙烷以及比丙烷分子量大的产品(简称C3+)，而其中的乙烷与甲烷混合在产品天然气中外输。乙烷是乙烯工厂裂解制乙烯的优质原料，利用天然气产品气中的乙烷可降低单位能耗和建设投资。基于上述，有必要对天然气中的乙烷进行回收。目前，天然气乙烷回收工厂主要回收其中的气态乙烷后通过管道外输。或者，将回收后的气态乙烷经压缩机压缩或额外制冷系统冷却为液相，以回收液相乙烷。专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：在相关技术中，回收气态乙烷，不利于输送至下游用户距离较远的地方。在回收液相乙烷时，能耗较高，且如果中间易发生故障的动设备发生故障时，则导致整个产线停产，影响回收乙烷的顺利进行，大幅降低装置效益。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种从天然气中回收乙烷的装置及其方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种从天然气中回收乙烷的装置，所述从天然气中回收乙烷的装置包括：冷箱、低温分离器、膨胀压缩机、脱甲烷塔、脱乙烷塔、蒸发器、回流罐、制冷单元、干气循环压缩机；所述冷箱包括原料输入端，所述冷箱的第一输出端与所述低温分离器连通；所述低温分离器的气相输出端顺次与所述膨胀压缩机的膨胀端、所述脱甲烷塔的上部连通，且所述低温分离器的气相输出端还顺次与所述冷箱的第一输入端、所述脱甲烷塔的上部连通，所述低温分离器的液相输出端与所述脱甲烷塔的中部连通；所述脱甲烷塔的气相输出端顺次与所述冷箱的第二输入端、所述膨胀压缩机的压缩端、产品天然气外输系统连通，且所述膨胀压缩机的压缩端的下游管线还顺次与所述干气循环压缩机、所述冷箱的第三输入端、所述脱甲烷塔的上部连通；所述脱甲烷塔的液相输出端与所述脱乙烷塔的中部连通；所述脱乙烷塔的气相输出端顺次与所述蒸发器、所述回流罐连通；所述回流罐的气相输出端与气相乙烷外输系统连通，所述回流罐的液相输出端顺次与所述冷箱的第四输入端、液相乙烷储存设备连通，所述回流罐的液相输出端还与所述脱乙烷塔的塔顶连通；所述制冷单元为所述蒸发器和所述冷箱提供冷量。在一种可能的设计中，所述回流罐的气相输出端还通第一旁通管线连通至所述膨胀压缩机的压缩端的下游管线。在一种可能的设计中，所述脱甲烷塔的底部设置有数目相同的多个换热进液口和多个换热出液口，所述换热进液口、所述冷箱、所述换热出液口之间通过所述换热管线连通。在一种可能的设计中，所述从天然气中回收乙烷的装置还包括：再沸器；所述再沸器的进液口和出液口均通过管线与所述脱乙烷塔的底部连通；所述再沸器的产品输出口与产品液相回收设备连通。在一种可能的设计中，所述从天然气中回收乙烷的装置还包括：设置于所述冷箱与所述脱甲烷塔之间的多条管线上、所述低温分离器与所述脱甲烷塔之间的管线上、所述脱甲烷塔与所述脱乙烷塔之间的管线、所述脱乙烷塔与所述蒸发器之间的管线上的阀门。在一种可能的设计中，所述从天然气中回收乙烷的装置还包括：增压泵和回流泵；所述增压泵设置于所述脱甲烷塔与所述脱乙烷塔之间的管线上；所述回流泵设置于所述回流罐与所述脱乙烷塔之间的管线上。在一种可能的设计中，所述低温分离器的气相输出端与所述脱甲烷塔之间还设置有第二旁通管线，所述第二旁通管线与所述膨胀压缩机并联连接，所述第二旁通管线上设置有阀门；所述膨胀压缩机的压缩端的上游与下游之间连接有第三旁通管线，所述第三旁通管线与所述膨胀压缩机并联，且所述第三旁通管线上设置有阀门。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种从天然气中回收乙烷的方法，所述方法应用于上述提及的任一种所述的从天然气中回收乙烷的装置中，所述方法包括：向冷箱的原料输入端内输入天然气原料气，所述天然气原料气经所述冷箱冷却后，由所述冷箱的第一输出端输入至低温分离器；所述天然气原料气经所述低温分离器分离得到第一气相原料和第一液相原料，部分第一气相原料由所述低温分离器的气相输出端顺次输入至膨胀压缩机的膨胀端、所述脱甲烷塔的上部，剩余部分所述第一气相原料顺次输入至所述冷箱的第一输入端、所述脱甲烷塔的上部，所述第一液相原料输入至所述脱甲烷塔的中部；所述脱甲烷塔的气相输出端输出气相甲烷，并顺次进入冷箱的第二输入端进行复热、所述膨胀压缩机的压缩端，部分气相甲烷输入至产品天然气外输系统，剩余部分气相甲烷顺次输入干气循环压缩机、所述冷箱的第三输入端、所述脱甲烷塔的上部；所述脱甲烷塔的液相输出端向脱乙烷塔的中部输入第二液相原料；所述脱乙烷塔的气相输出端输出气相乙烷，经蒸发器冷却后进入回流罐内，部分液相乙烷进入所述脱乙烷塔的上部，剩余部分液相乙烷由所述回流罐的液相输出端顺次输入至所述冷箱的第四输入端、所述液相乙烷储存设备内，和/或，气相乙烷由所述回流罐的气相输出端输入至气相乙烷外输系统，液相乙烷由所述回流罐的液相输出端输入所述脱乙烷塔的上部。在一种可能的设计中，当不回收乙烷时，所述气相乙烷由所述回流罐的气相输出端输入至第一旁通管线，与所述膨胀压缩机的压缩端输出的气相甲烷混合后，输入至产品天然气外输系统。在一种可能的设计中，通过增压泵增压，使所述脱乙烷塔的压力高于所述脱甲烷塔的压力。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本专利技术实施例提供的从天然气中回收乙烷的装置，通过设置冷箱、低温分离器、膨胀压缩机、脱甲烷塔，通过向冷箱内输入天然气原料气并处理，然后天然气原料气经由低温分离器分离为第一气相原料和第一液相原料。第一气相原料经过膨胀压缩机的膨胀端降压降温后，利于其在脱甲烷塔中分离出甲烷。脱甲烷塔将分离出的气相甲烷经冷箱复热，膨胀压缩机的压缩端增压后外输，充分回收了冷量。脱甲烷塔向脱乙烷塔内输入第二液相原料(C2+)，经脱乙烷塔处理后，脱乙烷塔的气相输出端输出气相乙烷，经蒸发器冷却后，气相乙烷由回流罐输出至气相乙烷外输系统，部分液相乙烷回流至脱乙烷塔内，剩余部分液相乙烷进入冷箱冷却后输入液相乙烷储存设备，进而实现了对气相乙烷和液相乙烷的回收。可见，该从天然气中回收乙烷的装置能够对气相乙烷和/或液相乙烷进行回收，适用于不同距离的下游用户需求，并且，当气相乙烷回收路线或液相乙烷回收路线发生故障时，可以选择另一条乙烷回收路线进行回收，利于回收乙烷的顺利进行，或不回收乙烷，还可保障液相C3+的高回收率，保障装置效益最大化。此外，该装置还有具有结构简单、投资低、灵活性好、适应性高等特点，利于提升天然气或伴生气的经济价值，实现天然气产品的多元化。该方法方法优化换热网络系统，最大化利用系统内冷量，减少外部冷量需求，降低系统能耗，实现了利用系统内富裕的低温位冷量实现液相乙烷冷却至低温位正压储存。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的从天然气中回收乙烷的装置的流程示意图。其中，附图标记分别表示：1-冷箱，2-低温分离器，3-膨胀压缩机，4-脱甲烷塔，5-脱乙烷塔，6-蒸发器，7-回流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从天然气中回收乙烷的装置，其特征在于，所述从天然气中回收乙烷的装置包括：冷箱(1)、低温分离器(2)、膨胀压缩机(3)、脱甲烷塔(4)、脱乙烷塔(5)、蒸发器(6)、回流罐(7)、制冷单元(8)、干气循环压缩机(9)；所述冷箱(1)包括原料输入端，所述冷箱(1)的第一输出端与所述低温分离器(2)连通；所述低温分离器(2)的气相输出端顺次与所述膨胀压缩机(3)的膨胀端、所述脱甲烷塔(4)的上部连通，且所述低温分离器(2)的气相输出端还顺次与所述冷箱(1)的第一输入端、所述脱甲烷塔(4)的上部连通，所述低温分离器(2)的液相输出端与所述脱甲烷塔(4)的中部连通；所述脱甲烷塔(4)的气相输出端顺次与所述冷箱(1)的第二输入端、所述膨胀压缩机(3)的压缩端、产品天然气外输系统连通，且所述膨胀压缩机(3)的压缩端的下游管线还顺次与所述干气循环压缩机(9)、所述冷箱(1)的第三输入端、所述脱甲烷塔(4)的上部连通；所述脱甲烷塔(4)的液相输出端与所述脱乙烷塔(5)的中部连通；所述脱乙烷塔(5)的气相输出端顺次与所述蒸发器(6)、所述回流罐(7)连通；所述回流罐(7)的气相输出端与气相乙烷外输系统连通，所述回流罐(7)的液相输出端顺次与所述冷箱(1)的第四输入端、液相乙烷储存设备连通，所述回流罐(7)的液相输出端还与所述脱乙烷塔(5)的塔顶连通；所述制冷单元(8)为所述蒸发器(6)和所述冷箱(1)提供冷量。...

【技术特征摘要】
1.一种从天然气中回收乙烷的装置，其特征在于，所述从天然气中回收乙烷的装置包括：冷箱(1)、低温分离器(2)、膨胀压缩机(3)、脱甲烷塔(4)、脱乙烷塔(5)、蒸发器(6)、回流罐(7)、制冷单元(8)、干气循环压缩机(9)；所述冷箱(1)包括原料输入端，所述冷箱(1)的第一输出端与所述低温分离器(2)连通；所述低温分离器(2)的气相输出端顺次与所述膨胀压缩机(3)的膨胀端、所述脱甲烷塔(4)的上部连通，且所述低温分离器(2)的气相输出端还顺次与所述冷箱(1)的第一输入端、所述脱甲烷塔(4)的上部连通，所述低温分离器(2)的液相输出端与所述脱甲烷塔(4)的中部连通；所述脱甲烷塔(4)的气相输出端顺次与所述冷箱(1)的第二输入端、所述膨胀压缩机(3)的压缩端、产品天然气外输系统连通，且所述膨胀压缩机(3)的压缩端的下游管线还顺次与所述干气循环压缩机(9)、所述冷箱(1)的第三输入端、所述脱甲烷塔(4)的上部连通；所述脱甲烷塔(4)的液相输出端与所述脱乙烷塔(5)的中部连通；所述脱乙烷塔(5)的气相输出端顺次与所述蒸发器(6)、所述回流罐(7)连通；所述回流罐(7)的气相输出端与气相乙烷外输系统连通，所述回流罐(7)的液相输出端顺次与所述冷箱(1)的第四输入端、液相乙烷储存设备连通，所述回流罐(7)的液相输出端还与所述脱乙烷塔(5)的塔顶连通；所述制冷单元(8)为所述蒸发器(6)和所述冷箱(1)提供冷量。2.根据权利要求1所述的从天然气中回收乙烷的装置，其特征在于，所述回流罐(7)的气相输出端还通过第一旁通管线(14)连通至所述膨胀压缩机(3)的压缩端的下游管线；所述第一旁通管线(14)上设置有阀门(11)。3.根据权利要求1所述的从天然气中回收乙烷的装置，其特征在于，所述脱甲烷塔(4)的底部设置有数目相同的多个换热进液口和多个换热出液口，所述换热进液口、所述冷箱(1)、所述换热出液口之间通过所述换热管线连通。4.根据权利要求1所述的从天然气中回收乙烷的装置，其特征在于，所述从天然气中回收乙烷的装置还包括：再沸器(10)；所述再沸器(10)的进液口和出液口均通过管线与所述脱乙烷塔(5)的底部连通；所述再沸器(10)的产品输出口与产品液相回收设备连通。5.根据权利要求1～4任一项所述的从天然气中回收乙烷的装置，其特征在于，所述从天然气中回收乙烷的装置还包括：设置于所述冷箱(1)与所述脱甲烷塔(4)之间的多条管线上、所述低温分离器(2)与所述脱甲烷塔(4)之间的管线上、所述脱甲烷塔(4)与所述脱乙烷塔(5)之间的管线、所述脱乙烷塔(5)与所述蒸发器(6)之间的管线上的阀门(11)。6.根据权利要求1～4任一项所述的从天然气中回收乙烷的装置，其特征在于，所述从...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜廷召，刘欣，叶昆，张卫兵，郭慧军，田鑫，金祺，王晓勇，路兴禄，张亚庆，刘永铎，
申请(专利权)人：中国石油工程建设有限公司，中国石油工程建设有限公司华北分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11