一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法技术

本发明专利技术属于天然气处理工艺技术领域，涉及一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法。所述方法中原料气经过主冷箱冷却后进入低温分离器进行气液分离，分离后气相进行膨胀降温后进入脱甲烷塔中上部，分离后液相经气液分离，闪蒸分离器的液相分别进入脱甲烷塔中部和甲烷塔上部，脱甲烷塔塔顶气相依次经过换热升温后，再经增压后气体经空冷器冷却后外输,部分外输气经换热冷却并节流后回流至脱甲烷塔顶部,脱甲烷塔底的凝液产品进入后续处理单元进行处理,本发明专利技术适用于原料气气质较富且压力较高的乙烷回收装置，其方法具有乙烷回收率高、系统能耗低、流程简单等特点。

A recovery method of rich gas ethane with flash separator

【技术实现步骤摘要】
一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法
本专利技术属于天然气的加工工艺
，涉及一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法。
技术介绍
随着国内油气田逐步意识到乙烷产品带来的巨大经济价值，对高效乙烷回收流程的研究与开发变得尤为重要。目前最为典型的乙烷回收流程为部分干气再循环(RSV)工艺，当对较富天然气进行乙烷回收时通常需要制冷剂辅助制冷以提高乙烷回收率。适用于富气乙烷回收的部分干气再循环工艺，其流程对于气质较贫的原料气具有高乙烷回收率的特点，可通过调节外输气回流量调节乙烷回收率，并且低温分离时原料气冷凝率低，进入膨胀机的气量大，膨胀机产生的冷量多，乙烷回收装置具有较高的经济性。此工艺在国外得到广泛运用，目前国内正在筹划的大型乙烷回收装置均采用的部分干气再循环工艺，但当针对较富气质时，能耗会大幅上升，而回收率会下降。在针对较富气质进行乙烷回收过程中，原料气在冷箱冷却后进入低温分离器，大量甲烷在低温分离器中冷凝进入脱甲烷塔中部，造成脱甲烷塔分离负荷增加，也会造成低温分离器分离的气相减少，导致透平膨胀的气相量减少，透平膨胀功减小，外输压缩功增大。原料气气质较富也使预冷制冷负荷增大，制冷剂循环量大，制冷压缩机能耗高。
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带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，所述方法可提高乙烷回收率，提高了冷箱热集成效果，降低了压缩机压缩功率，乙烷回收装置的经济效益得到有效提升。本专利技术所采用的技术方案是，一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，包括以下步骤：步骤一：原料气经过主冷箱1冷却后进入低温分离器2进行气液分离；步骤二：低温分离器2分离的气相全部进入透平膨胀机膨胀端5进行膨胀降温后进入脱甲烷塔7中上部，低温分离器2分离的液相经过节流阀降压降温后经主冷箱1后进入闪蒸分离器4气液分离；步骤三：闪蒸分离器4的液相一部分进入脱甲烷塔7中部，另一部分与闪蒸分离器4气相混合进入过冷箱3深冷再节流后进入脱甲烷塔7上部；本步骤中的液相进入脱甲烷塔7中部的一部分在摩尔百分数80％-90％范围变化，根据原料气气质贫富程度不同而不同，气质较富则一部分较高，而深冷再节流后进入脱甲烷塔7上部的另一部分在摩尔百分数10％-20％范围；步骤四：脱甲烷塔7塔顶气相依次经过过冷箱3、主冷箱1换热升温后，再依次经过透平膨胀机增压端10、外输压缩机11中增压；步骤五：增压后气体经空冷器9冷却后外输；步骤六：部分外输气依次经水冷器8、主冷箱1及过冷箱3换热冷却并节流后回流至脱甲烷塔7顶部；本步骤中的回流至脱甲烷塔7顶部的外输气的一部分摩尔百分比为10％-20％；步骤七：脱甲烷塔7底的凝液产品进入后续处理单元进行处理。优选的，步骤七中所述后续处理单元包括脱乙烷塔。优选的，所述方法中，脱甲烷塔7下部侧线抽出两股进入主冷箱1换热升温后各自流入侧线抽出位置的下一块塔板上。优选的，所述方法中，外加制冷剂进入主冷箱1等温相变。优选的，所述外加制冷剂为丙烷，所述等温相变为提供-15℃和-37℃温位的冷量。优选的，所述主冷箱1、过冷箱3均采用多股板翅式换热器，多股板翅式换热器将冷热流集成于主冷箱1、过冷箱3。优选的，所述主冷箱1集成交换的冷热流为两股热流和多股冷流，两股热流分别为原料气、经水冷器8换热降温后的部分外输气，多股冷流分别为经过冷箱3换热后的脱甲烷塔7顶部出来的气相、两股脱甲烷塔7底侧线抽出的物流、一股低温分离器2的凝液、一股为外部制冷剂冷流。优选的，所述过冷箱3集成交换的冷热流为两股热流和一股冷流，两股热流分别为经水冷器8和主冷箱1换热降温后的部分外输气、闪蒸分离器4气相与闪蒸分离器4部分液相的混合物流，一股冷流为脱甲烷塔7顶部出来的气相。优选的，所述脱甲烷塔7底侧设有换热器6，脱甲烷塔7塔底物流在换热器6中对压缩后的高温制冷剂进行降温。优选的，所述低温分离器2分离的液相经过节流阀降压降温后进入主冷箱1提供冷量，提高热集成效果；低温分离器2分离的气相全部进入透平膨胀机膨胀端5进行膨胀降温后进入脱甲烷塔7中上部，可有效降低外输压缩机功耗；闪蒸分离器4的气相与闪蒸分离器4部分液相混合进入过冷箱3深冷再节流后进入脱甲烷塔7上部，有利于提高乙烷回收率和CO2冻堵裕量。原料气经过主冷箱1冷却后进入低温分离器2进行气液分离；低温分离器2的气相全部进入透平膨胀机膨胀端5进行膨胀降温，然后进入脱甲烷塔7中上部；低温分离器2的液相经过节流阀降压降温后进入主冷箱1复热部分(35％～45％)气化，然后进入闪蒸分离器4气液分离；闪蒸分离器4的液相部分(5％～15％)进入脱甲烷塔7中部，另一部分(85％～95％)与闪蒸分离器4的气相混合；闪蒸分离器4的气相先进入过冷箱3过冷再节流后进入脱甲烷塔7上部；脱甲烷塔7塔顶气相依次经过过冷箱3、主冷箱1换热升温，再经过透平膨胀机增压端10、外输压缩机11增压，最后经空冷器9冷却外输；部分外输气依次经水冷器8、主冷箱1、过冷箱3降温并节流回流至脱甲烷塔7顶部。低温分离器分离的液相经过节流阀降压降温，进入主冷箱复热提供冷量，提高主冷箱热集成效果；闪蒸分离器的气相与闪蒸分离器部分液相混合进入过冷箱过冷再节流进入脱甲烷塔上部，有利于提高乙烷回收率和CO2冻堵裕量；低温分离器的气相全部进入透平膨胀机的膨胀端膨胀降温，然后进入脱甲烷塔中上部，可有效降低外输压缩机功耗；主冷箱、过冷箱均采用多股板翅式换热器，将两股热流与多股冷流、两股热流与一股冷流分别集成于主冷箱、过冷箱。主冷箱的两股热流分别为原料气、经水冷器换热降温后的部分外输气，多股冷流分别为经过冷箱换热后的脱甲烷塔顶部出来的气相、两股脱甲烷塔底侧线抽出的物流、一股低温分离器的凝液、一股为提供-15℃和-37℃温位的外部制冷剂冷流。过冷箱的两股热流分别为经水冷器和主冷箱换热降温后的部分外输气、闪蒸分离器气相与闪蒸分离器部分液相的混合物流，一股冷流为脱甲烷塔顶部出来的气相。本专利技术的有益效果是：本专利技术中在脱甲烷塔前增加一个闪蒸分离器，对低温分离器液烃中的甲烷与乙烷等重烃进行闪蒸分离，更多甲烷组分的进入脱甲烷塔上部，可使脱甲烷塔的吸收制冷效果更佳，提高流程的乙烷回收率；低温分离器凝液节流降温后进入主冷箱换热提供冷量，提高主冷箱的热集成效果，降低制冷剂循环量；相比常规乙烷回收流程，该流程分离器分离气相全部进入透平膨胀机，增大了透平膨胀机透平膨胀功，可有效降低外输压缩机功耗。脱甲烷塔具有三股侧线抽出，热集成度高，特别是脱甲烷塔塔底的侧线抽出与压缩后的高温制冷剂换热，可有效降低制冷剂循环的冷却公用工程负荷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法的工艺流程图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：原料气经过主冷箱(1)冷却后进入低温分离器(2)进行气液分离；/n步骤二：低温分离器(2)分离的气相全部进入透平膨胀机膨胀端(5)进行膨胀降温后进入脱甲烷塔(7)中上部，低温分离器(2)分离的液相经过节流阀降压降温后经主冷箱(1)后进入闪蒸分离器(4)气液分离；/n步骤三：闪蒸分离器(4)的液相一部分进入脱甲烷塔(7)中部，另一部分与闪蒸分离器(4)气相混合进入过冷箱(3)深冷再节流后进入脱甲烷塔(7)上部；/n步骤四：脱甲烷塔(7)塔顶气相依次经过过冷箱(3)、主冷箱(1)换热升温后，再依次经过透平膨胀机增压端(10)、外输压缩机(11)中增压；/n步骤五：增压后气体经空冷器(9)冷却后外输；/n步骤六：外输气的一部分依次经水冷器(8)、主冷箱(1)及过冷箱(3)换热冷却并节流后回流至脱甲烷塔(7)顶部；/n步骤七：脱甲烷塔(7)底的凝液产品进入后续处理单元进行处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：原料气经过主冷箱(1)冷却后进入低温分离器(2)进行气液分离；
步骤二：低温分离器(2)分离的气相全部进入透平膨胀机膨胀端(5)进行膨胀降温后进入脱甲烷塔(7)中上部，低温分离器(2)分离的液相经过节流阀降压降温后经主冷箱(1)后进入闪蒸分离器(4)气液分离；
步骤三：闪蒸分离器(4)的液相一部分进入脱甲烷塔(7)中部，另一部分与闪蒸分离器(4)气相混合进入过冷箱(3)深冷再节流后进入脱甲烷塔(7)上部；
步骤四：脱甲烷塔(7)塔顶气相依次经过过冷箱(3)、主冷箱(1)换热升温后，再依次经过透平膨胀机增压端(10)、外输压缩机(11)中增压；
步骤五：增压后气体经空冷器(9)冷却后外输；
步骤六：外输气的一部分依次经水冷器(8)、主冷箱(1)及过冷箱(3)换热冷却并节流后回流至脱甲烷塔(7)顶部；
步骤七：脱甲烷塔(7)底的凝液产品进入后续处理单元进行处理。


2.根据权利要求1所述的一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，其特征在于，步骤七中所述后续处理单元包括脱乙烷塔。


3.根据权利要求1所述的一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，其特征在于，所述方法中，脱甲烷塔(7)下部侧线抽出两股进入主冷箱(1)换热升温后各自流入侧线抽出位置的下一块塔板。


4.根据权利要求1所述的一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，其特征在于，所述方法中，外加制冷剂进入主冷箱(1)等温相变。


5.根据权利要求4所述的一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，其特征在于，所述外加制冷剂为丙烷，所述等温相变为提供-15℃和-37℃温位的冷量。

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋洪，胡成星，朱聪，
申请(专利权)人：西南石油大学，四川默库瑞石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51