一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置，该装置至少包括LNG供给系统、液态乙烯供给系统、丙烷供给系统、异丁烷供给系统、入口分离器、离心式冷剂压缩机、段间空冷器、级间分离器、末端冷却器、出口分离器、脱甲烷塔塔底重沸器、冷剂分离器、冷剂缓冲罐及主冷箱；该装置可以根据天然气中的乙烷等轻烃组分的含量、来气压力、温度和乙烷等轻烃组分的回收率灵活调整混合冷剂组成以满足高效、经济回收乙烷等轻烃组分，填补了我国在天然气中大规模回收乙烷等轻烃组分领域的空白。本实用新型专利技术采用混合冷剂制冷的双气过冷回流的改进型RSV工艺，甲烷与乙烷超精分离，保证了乙烷回收率91%以上，液化气及稳定轻烃回收率99.6%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置
本技术属于对天然气进行乙烷组分回收的领域，具体涉及一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置。
技术介绍
长庆气田所产上古生界气藏天然气（简称上古天然气）中含有一定量的C2+重烃组分，C2+组分平均含量为5.4%，C3+组分平均含量为1.1%，CO2组分平均含量为1.4%。截止2019年，上古气藏外销天然气产量达到300×108m3/a，虽然气质较贫，但是总气量大，如果全部进行C2+回收，每年可回收乙烷137.4万吨，液化石油气52.4万吨，稳定轻烃13.3万吨，具有较高的经济回收价值。原油/石脑油目前是中国乙烯生产最主要的原料。乙烯裂解生产中，所有轻烃资源均最大程度用于生产乙烯。目前国际上轻烃裂解制乙烯的原料主要以乙烷和丙烷为主。国内基本上没有乙烷资源，是紧缺的“稀有”资源。乙烷的主要用途是制乙烯，乙烷裂解制乙烯拥有其他原料不具备的优越性。由轻烃裂解生产乙烯工艺中，原料由重到轻，乙烯产率显著升高，原料越轻，公用工程的消耗越少，单位能耗也减少，装置投资越小，乙烷制乙烯生产成本约是石脑油的三分之二。开发新的天然气回收乙烷工艺技术，将对我国乙烯生产体系产生一次重大的变革。回收天然气中乙烷等轻烃需要采用深冷分离工艺，目前国内还没有成熟的天然气回收乙烷的工艺技术，国际的常采用的天然气回收乙烷的工艺技术包括丙烷（乙烷、丙烷+乙烷）预冷、膨胀机联合制冷工艺或两级膨胀机制冷工艺的液体过冷工艺、气体过冷工艺、原料天然气+贫气回流工艺。上述工艺不适应长庆气田上古气藏含天然气，主要有以下原因：①天然气回收乙烷组分必须采用深冷工艺，常规深冷工艺需要深度脱除CO2，以确保低温条件下不形成干冰而冻堵冷箱及其他设备；类似项目处理规模大，简化工艺对降低投资和运行费用非常关键，采用不脱CO2回收乙烷组分常规工艺无法满足高回收率的要求。②长庆气田上古气藏乙烷组分含量偏低，采用常规工艺的乙烷回收率不到80%，经济效益较差。对于适合规模效应的天然气回收乙烷组分，回收率一般应大于90%以上，其规模经济效益才能体现。
技术实现思路
本技术的目的是克服国际目前常用的天然气回收乙烷的工艺技术方法不适应长庆气田上古气藏天然气的乙烷回收，提出了一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置。本技术所采用的技术方案如下：一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置，该装置至少包括LNG供给系统、液态乙烯供给系统、丙烷供给系统、异丁烷供给系统、入口分离器、离心式冷剂压缩机、段间空冷器、级间分离器、末端冷却器、出口分离器、脱甲烷塔塔底重沸器、冷剂分离器、冷剂缓冲罐及主冷箱；所述LNG供给系统、液态乙烯供给系统、丙烷供给系统、异丁烷供给系统并列设置并分别与入口分离器的入料口连接，所述入口分离器的出料口通过管路连接离心式冷剂压缩机的第一段入料口，离心式冷剂压缩机的第一段出料口通过管路与段间空冷器的入料口连接，段间空冷器的出料口通过管路连接级间分离器入料口，级间分离器具有第一出料口和第二出料口，级间分离器的第一出料口通过管路连接离心式冷剂压缩机的第二段入料口，离心式冷剂压缩机的第二段出料口依次与末端冷却器、出口分离器连接，出口分离器具有第一出料口和第二出料口，出口分离器的第二出料口以及级间分离器的第二出料口均与入口分离器的入料口连接；出口分离器的第一出料口通过管路连接脱甲烷塔塔底重沸器入料口，脱甲烷塔塔底重沸器的出料口连接冷剂分离器入料口，冷剂分离器具有第一出料口和第二出料口，冷剂分离器的第一出料口分为两路，一路直接与主冷箱入料口连接，另一路通过管路与冷剂缓冲罐第一入料口连接；冷剂分离器的第二出料口连接冷剂增压泵入料口，冷剂增压泵的出料口分为两路，一路通过管路与主冷箱入料口连接，另一路通过管路连接冷剂缓冲罐第二入料口，冷剂缓冲罐出料口通过管路连接入口分离器入料口，所述主冷箱的出料口经J-T阀与入口分离器的入料口连接。进一步地，所述LNG供给系统包括LNG储罐、LNG汽化器、甲烷供应管网及甲烷定量加注系统，所述LNG储罐依次通过LNG汽化器、甲烷供应管网、甲烷定量加注系统与入口分离器的入料口连接。进一步地，所述液态乙烯供给系统包括液态乙烯储罐、乙烯汽化器、乙烯供应管网及乙烯定量加注系统，所述液态乙烯储罐依次通过乙烯汽化器、乙烯供应管网及乙烯定量加注系统与入口分离器的入料口连接。进一步地，所述丙烷供给系统包括丙烷储罐、丙烷汽化器、丙烷供应管网及丙烷定量加注系统，所述丙烷储罐依次通过丙烷汽化器、丙烷供应管网及丙烷定量加注系统与入口分离器的入料口连接。进一步地，所述异丁烷供给系统包括异丁烷储罐、异丁烷汽化器、异丁烷供应管网及异丁烷定量加注系统，所述异丁烷储罐依次通过异丁烷汽化器、异丁烷供应管网及异丁烷定量加注系统）与入口分离器的入料口连接。具体地，所述入口分离器的入料口设置有进口截断阀，入口分离器底部设置有凝液汽化器；所述离心式冷剂压缩机的第一段出料口与凝液汽化器之间设置有热气回流阀。所述入口分离器的出料口与离心式冷剂压缩机第一段入料口之间的连接管路上配置有入口流量计和入口压力检测仪；所述段间空冷器的出料口与入口分离器的入料口之间设置有一级防喘阀，所述一级防喘阀与入口流量计组成控制回路；所述级间分离器的第一出料口与离心式冷剂压缩机第二段入料口之间的连接管路上配置有级间流量计；所述出口分离器第一出料口与脱甲烷塔塔底重沸器入料口之间的连接管路上配置有出口截断阀，所述级间分离器第一出料口与出口分离器第一出料口之间设置有二级防喘阀，且所述二级防喘阀与级间流量计组成控制回路；所述冷剂分离器的第一出料口与冷剂缓冲罐第一入料口之间的连接管路上设置有第一截断阀；所述冷剂增压泵出料口与主冷箱之间的连接管路上配置有液位调节阀和液位检测仪，所述液位检测仪设置于冷剂分离器与液位调节阀之间；所述冷剂增压泵出料口与冷剂缓冲罐第二入料口之间的连接管路上设置有第二截断阀，所述冷剂缓冲罐出料口与入口分离器入料口之间的连接管路上配置有排液阀。进一步地，所述离心式冷剂压缩机上连接有变频电机，所述变频电机与入口压力检测仪组成控制回路。进一步地，所述出口分离器的第一出料口还连接有冷剂回收汇管，所述冷剂回收汇管的入料口经泄放阀与管路连通；冷剂回收汇管的出料口通过管路与入口分离器的入料口连通，所述管路上设置有冷剂回流阀。进一步地，所述末段冷却器上还设置有进水口和出水口，末段冷却器的进水口连接有循环水供水管，末段冷却器的出水口连接有循环水回水管。本技术的有益效果如下：（1）本技术所述的运用混合冷剂制冷的方法是根据天然气中的乙烷等轻烃组分的含量、来气压力、温度和乙烷等轻烃组分的回收率灵活调整混合冷剂组成以满足高效、经济回收乙烷等轻烃组分，提高了乙烷组分的价值，又为轻烃裂解制乙烯提供了优质的原料，有利于改善我国目前较为落后的重烃裂解制乙烯技术，填补了我国在天然气中大规模回收乙烷等轻烃组分领域的空白。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置，其特征在于：该装置至少包括LNG供给系统、液态乙烯供给系统、丙烷供给系统、异丁烷供给系统、入口分离器（18）、离心式冷剂压缩机（22）、段间空冷器（26）、级间分离器（30）、末端冷却器（31）、出口分离器（37）、脱甲烷塔塔底重沸器（38）、冷剂分离器（40）、冷剂缓冲罐（43）及主冷箱（46）；/n所述LNG供给系统、液态乙烯供给系统、丙烷供给系统、异丁烷供给系统并列设置并分别与入口分离器（18）的入料口连接，所述入口分离器（18）的出料口通过管路连接离心式冷剂压缩机（22）的第一段入料口，离心式冷剂压缩机（22）的第一段出料口通过管路与段间空冷器（26）的入料口连接，段间空冷器（26）的出料口通过管路连接级间分离器（30）入料口，级间分离器（30）具有第一出料口和第二出料口，级间分离器（30）的第一出料口通过管路连接离心式冷剂压缩机（22）的第二段入料口，离心式冷剂压缩机（22）的第二段出料口依次与末端冷却器（31）、出口分离器（37）连接，出口分离器（37）具有第一出料口和第二出料口，出口分离器（37）的第二出料口以及级间分离器（30）的第二出料口均与入口分离器（18）的入料口连接；出口分离器（37）的第一出料口通过管路连接脱甲烷塔塔底重沸器（38）入料口，脱甲烷塔塔底重沸器（38）的出料口连接冷剂分离器（40）入料口，冷剂分离器（40）具有第一出料口和第二出料口，冷剂分离器（40）的第一出料口分为两路，一路直接与主冷箱（46）入料口连接，另一路通过管路与冷剂缓冲罐（43）第一入料口连接；冷剂分离器（40）的第二出料口连接冷剂增压泵（49）入料口，冷剂增压泵（49）的出料口分为两路，一路通过管路与主冷箱（46）入料口连接，另一路通过管路连接冷剂缓冲罐（43）第二入料口，冷剂缓冲罐（43）出料口通过管路连接入口分离器（18）入料口，所述主冷箱（46）的出料口经J-T阀（48）与入口分离器（18）的入料口连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置，其特征在于：该装置至少包括LNG供给系统、液态乙烯供给系统、丙烷供给系统、异丁烷供给系统、入口分离器（18）、离心式冷剂压缩机（22）、段间空冷器（26）、级间分离器（30）、末端冷却器（31）、出口分离器（37）、脱甲烷塔塔底重沸器（38）、冷剂分离器（40）、冷剂缓冲罐（43）及主冷箱（46）；
所述LNG供给系统、液态乙烯供给系统、丙烷供给系统、异丁烷供给系统并列设置并分别与入口分离器（18）的入料口连接，所述入口分离器（18）的出料口通过管路连接离心式冷剂压缩机（22）的第一段入料口，离心式冷剂压缩机（22）的第一段出料口通过管路与段间空冷器（26）的入料口连接，段间空冷器（26）的出料口通过管路连接级间分离器（30）入料口，级间分离器（30）具有第一出料口和第二出料口，级间分离器（30）的第一出料口通过管路连接离心式冷剂压缩机（22）的第二段入料口，离心式冷剂压缩机（22）的第二段出料口依次与末端冷却器（31）、出口分离器（37）连接，出口分离器（37）具有第一出料口和第二出料口，出口分离器（37）的第二出料口以及级间分离器（30）的第二出料口均与入口分离器（18）的入料口连接；出口分离器（37）的第一出料口通过管路连接脱甲烷塔塔底重沸器（38）入料口，脱甲烷塔塔底重沸器（38）的出料口连接冷剂分离器（40）入料口，冷剂分离器（40）具有第一出料口和第二出料口，冷剂分离器（40）的第一出料口分为两路，一路直接与主冷箱（46）入料口连接，另一路通过管路与冷剂缓冲罐（43）第一入料口连接；冷剂分离器（40）的第二出料口连接冷剂增压泵（49）入料口，冷剂增压泵（49）的出料口分为两路，一路通过管路与主冷箱（46）入料口连接，另一路通过管路连接冷剂缓冲罐（43）第二入料口，冷剂缓冲罐（43）出料口通过管路连接入口分离器（18）入料口，所述主冷箱（46）的出料口经J-T阀（48）与入口分离器（18）的入料口连接。


2.根据权利要求1所述的一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置，其特征在于：所述LNG供给系统包括LNG储罐（1）、LNG汽化器（5）、甲烷供应管网（9）及甲烷定量加注系统（13），所述LNG储罐（1）依次通过LNG汽化器（5）、甲烷供应管网（9）、甲烷定量加注系统（13）与入口分离器（18）的入料口连接。


3.根据权利要求1所述的一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置，其特征在于：所述液态乙烯供给系统包括液态乙烯储罐（2）、乙烯汽化器（6）、乙烯供应管网（10）及乙烯定量加注系统（14），所述液态乙烯储罐（2）依次通过乙烯汽化器（6）、乙烯供应管网（10）及乙烯定量加注系统（14）与入口分离器（18）的入料口连接。


4.根据权利要求1所述的一种天然气乙烷回收工程运用混合冷剂制冷的装置，其特征在于：所述丙烷供给系统包括丙烷储罐（3）、丙烷汽化器（7）、丙烷供应管网（11）及丙烷定量加注系统（15），所述丙烷储罐（3）依次通过丙烷汽化器（7）、丙烷供应管网（11）及丙烷定量加注系统（15）与入口分离器（18）的入料口连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子兵，常志波，邱鹏，粱璇玑，韩万龙，韦玮，葛涛，薛岗，李亚萍，李京子，
申请(专利权)人：西安长庆科技工程有限责任公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61