一种太阳能供电供热天然气轻烃回收装置及回收工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能供电供热天然气轻烃回收装置及回收工艺，包括轻烃回收系统、丙烷制冷循环系统、蒸汽系统和太阳能熔盐供能系统，本发明专利技术通过将太阳能熔盐供能系统与轻烃回收系统相耦合，采用熔盐发电后的余热换热加热蒸汽，实现能量梯级利用，提高了能量利用效率。相比于传统的轻烃回收系统，取消了燃料气系统与锅炉，减少了设备投资且实现了轻烃回收系统能量自给，不再从电网供电，降低轻烃回收成本的同时实现了系统运行过程中的零排放；将原本作燃料燃烧的乙烷，作为化工原料产品回收利用，增加了额外收益。增加了额外收益。增加了额外收益。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能供电供热天然气轻烃回收装置及回收工艺


[0001]本专利技术涉及天然气轻烃回收
，具体涉及一种太阳能供电供热天然气轻烃回收装置及回收工艺。

技术介绍

[0002]在全球绿色低碳转型的大背景下，各石油公司在天然气业务领域发力的同时，也开始布局新能源领域。
[0003]在天然气处理中，为满足天然气管输、燃烧热值的要求，或为了追求最大的经济效益，需要从天然气中回收轻油、轻烃。冷凝法是目前轻烃回收的常用方法，通过丙烷制冷使天然气降温，从而使天然气中的重组分冷凝，然后通过脱乙烷塔和LPG塔，将LPG和轻质汽油分离回收。其中，丙烷制冷循环中的压缩机、脱乙烷塔和LPG塔的塔顶回流泵以及蒸汽系统中的循环水泵需要电网供电；脱乙烷塔和LPG塔的塔底再沸器需要锅炉供热。处理1Sm3/h天然气，耗电量约11.45kw，耗热量约20.64kw。大量从电网的耗电，使得轻烃回收成本升高。为供20.64kw的热量，考虑90％的燃烧效率，需要燃烧燃料气(主要是天然气中的乙烷)约5.4m3/min。乙烷是裂解制乙烯的重要化石原料；直接燃烧，不仅造成燃料的浪费，还增加了碳排放。
[0004]如图1所示，在现有的轻烃回收处理系统中，包括轻烃回收系统1、丙烷制冷循环系统2、蒸汽系统3和燃料气系统20，轻烃回收系统1包括第一丙烷换热器4
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1，低温分离器5，脱乙烷塔6，第一再沸器14
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1，第一凝液罐15
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1，第二丙烷换热器4
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2，脱乙烷塔顶分离器9，脱乙烷塔顶回流泵10，LPG塔7、第二再沸器14
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2，第二凝液罐15
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2，LPG塔顶分离器11，LPG塔顶回流兼外输泵12。蒸汽系统包括减温器19、锅炉18、锅炉喂水泵17、凝液收集罐16；
[0005]其中，第一丙烷换热器4
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1的天然气出口与低温分离器5入口连接，低温分离器5的液相出口与脱乙烷塔6入口连接。脱乙烷塔6顶部气相出口与第二丙烷换热器4
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2的天然气入口连接，第二丙烷换热器4
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2的天然气出口与脱乙烷塔顶分离器9入口连接，脱乙烷塔顶分离器9底部液相出口与脱乙烷塔顶回流泵10入口连接，脱乙烷塔顶回流泵10出口与脱乙烷塔6上部回流入口连接；低温分离器5气相出口与干气外输管道21连接。脱乙烷塔顶分离器9气相出口与燃料气系统20连接。脱乙烷塔6液相出口与LPG塔7入口连接，LPG塔7顶部气相出口与LPG塔顶分离器11入口连接，LPG塔顶分离器11底部液相出口与LPG塔顶回流兼外输泵12入口连接，LPG塔顶回流兼外输泵12出口与LPG塔7上部回流入口连接；LPG塔顶分离器11气相出口与燃料气系统20连接。LPG塔顶回流兼外输泵12出口还与下游LPG储罐13相连；LPG塔7液相出口与下游凝液处理单元8连接。丙烷制冷循环系统2的出口通过并联的方式同时与第一丙烷换热器4
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1和第二丙烷换热器4
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2连接，第一丙烷换热器4
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1和第二丙烷换热器4
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2出口又与丙烷制冷循环系统2连接，构成循环回路。燃料气系统20出口与蒸汽系统3中的锅炉18连接。蒸汽系统3中的凝液收集罐16与锅炉喂水泵17连接，锅炉喂水泵17出口与锅炉18入口连接，锅炉18出口分别与减温器19和第二再沸器14
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2连接，减温器19与第一再沸器14
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1连接，第一再沸器14
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1与第一凝液罐15
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1连接，第二再沸器14
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2与第二凝液
罐15
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2连接，第一凝液罐15
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1和第二凝液罐15
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2出口汇合后与凝液收集罐16连接。
[0006]综述，目前处理466Sm3/h天然气的轻烃回收系统中丙烷制冷循环系统2的耗电量为4740kw；脱乙烷塔顶回流泵10与LPG塔顶回流兼外输泵12总耗电量为82.5kw，蒸汽系统3耗电量513kw。总共从电网配电5336kw。低温蒸汽锅炉给脱乙烷塔6再沸器供热4157kw，高温蒸汽锅炉给LPG塔再沸器供热5461kw。总供热9618kw，需耗用燃料气(以乙烷折算，考虑90％的燃烧效率)42m3/h。由于其通过电网供电，造成了大量的耗电，使得轻烃回收成本升高；且其通过设置的燃料气系统，将轻烃回收系统产生的乙烷直接燃烧，不仅造成资源的浪费，也增大了系统碳排放。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种太阳能供电供热天然气轻烃回收装置及回收工艺。
[0008]本专利技术公开了一种太阳能供电供热天然气轻烃回收装置，包括轻烃回收系统和丙烷制冷循环系统，所述轻烃回收系统包括沿脱硫脱水的天然气流向依次设置的第一丙烷换热器、低温分离器、脱乙烷塔和LPG塔；所述脱乙烷塔顶部气相出口通过第二丙烷换热器与脱乙烷塔顶分离器入口连接，所述脱乙烷塔顶分离器底部液相出口通过脱乙烷塔顶回流泵与脱乙烷塔上部回流入口连接；所述LPG塔顶部气相出口与LPG塔顶分离器入口连接，所述LPG塔顶分离器底部液相出口通过LPG塔顶回流兼外输泵与LPG塔上部回流入口和LPG储罐连接；所述丙烷制冷循环系统的出口通过并联方式同时与第一丙烷换热器和第二丙烷换热器连接，第一丙烷换热器和第二丙烷换热器出口汇合后又与丙烷制冷循环系统连接，构成循环回路；所述LPG塔液相出口与凝液处理单元连接；所述低温分离器的气相出口与干气外输管道连接；其特征在于，还包括太阳能熔盐供能系统和蒸汽系统；
[0009]所述太阳能熔盐供能系统包括定日镜场、吸热塔、储热罐、热盐泵、发电系统、储冷罐和冷盐泵；所述吸热塔的熔盐出口依次与所述储热罐、热盐泵、发电系统连接，所述发电系统出口通过所述蒸汽系统中的汽化器与储冷罐连接，所述储冷罐出口通过冷盐泵与所述吸热塔的熔盐入口连接；
[0010]所述蒸汽系统包括沿冷凝水流向依次连接的凝液收集罐、蒸汽系统循环水泵、所述汽化器和减温器；所述凝液收集罐入口通过并联的方式分别与所述脱乙烷塔底的第一凝液罐、所述LPG塔底的第二凝液罐连接，所述减温器出口与所述脱乙烷塔底的第一再沸器连接，所述汽化器出口还与所述LPG塔底的第二再沸器连接；
[0011]所述发电系统为所述丙烷制冷循环系统、脱乙烷塔顶回流泵、LPG塔顶回流兼外输泵、热盐泵、冷盐泵和蒸汽系统循环水泵供电；所述脱乙烷塔顶分离器和LPG塔顶分离器的气相出口与乙烷外输管道连接。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述发电系统包括汽包、换热器、给水泵、除氧器、凝结水泵、凝汽器、发电系统循环水泵、冷却塔和汽轮机；
[0013]所述汽包的下降管通过所述换热器后与所述汽包的上升管构成循环回路；
[0014]所述汽包的蒸汽出口通过管路穿过所述换热器后与所述汽轮机的蒸汽入口连接，所述汽轮机出口与所述凝汽器的蒸汽入口连接，所述凝汽器的凝结水出口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能供电供热天然气轻烃回收装置，包括轻烃回收系统和丙烷制冷循环系统，所述轻烃回收系统包括沿脱硫脱水的天然气流向依次设置的第一丙烷换热器、低温分离器、脱乙烷塔和LPG塔；所述脱乙烷塔顶部气相出口通过第二丙烷换热器与脱乙烷塔顶分离器入口连接，所述脱乙烷塔顶分离器底部液相出口通过脱乙烷塔顶回流泵与脱乙烷塔上部回流入口连接；所述LPG塔顶部气相出口与LPG塔顶分离器入口连接，所述LPG塔顶分离器底部液相出口通过LPG塔顶回流兼外输泵与LPG塔上部回流入口和LPG储罐连接；所述丙烷制冷循环系统的出口通过并联方式同时与第一丙烷换热器和第二丙烷换热器连接，第一丙烷换热器和第二丙烷换热器出口汇合后又与丙烷制冷循环系统连接，构成循环回路；所述LPG塔液相出口与凝液处理单元连接；所述低温分离器的气相出口与干气外输管道连接；其特征在于，还包括太阳能熔盐供能系统和蒸汽系统；所述太阳能熔盐供能系统包括定日镜场、吸热塔、储热罐、热盐泵、发电系统、储冷罐和冷盐泵；所述吸热塔的熔盐出口依次与所述储热罐、热盐泵、发电系统连接，所述发电系统出口通过所述蒸汽系统中的汽化器与储冷罐连接，所述储冷罐出口通过冷盐泵与所述吸热塔的熔盐入口连接；所述蒸汽系统包括沿冷凝水流向依次连接的凝液收集罐、蒸汽系统循环水泵、所述汽化器和减温器；所述凝液收集罐入口通过并联的方式分别与所述脱乙烷塔底的第一凝液罐、所述LPG塔底的第二凝液罐连接，所述减温器出口与所述脱乙烷塔底的第一再沸器连接，所述汽化器出口还与所述LPG塔底的第二再沸器连接；所述发电系统为所述丙烷制冷循环系统、脱乙烷塔顶回流泵、LPG塔顶回流兼外输泵、热盐泵、冷盐泵和蒸汽系统循环水泵供电；所述脱乙烷塔顶分离器和LPG塔顶分离器的气相出口与乙烷外输管道连接。2.根据权利要求1所述的太阳能供电供热天然气轻烃回收装置，其特征在于，所述发电系统包括汽包、换热器、给水泵、除氧器、凝结水泵、凝汽器、发电系统循环水泵、冷却塔和汽轮机；所述汽包的下降管通过所述换热器后与所述汽包的上升管构成循环回路；所述汽包的蒸汽出口通过管路穿过所述换热器后与所述汽轮机的蒸汽入口连接，所述汽轮机出口与所述凝汽器的蒸汽入口连接，所述凝汽器的凝结水出口通过所述凝结水泵依次与所述除氧器、所述给水泵、所述换热器和所述汽包的进水口连接，所述除氧器还连接有补充水泵；所述凝汽器的冷却水出口通过管路与所述冷却塔入口连接，所述冷却塔出口通过所述发电系统循环水泵与所述凝汽器的冷却水入口连接；所述热盐泵的出口与发电系统中所述换热器的熔盐入口相连，发电系统中所述换热器的熔盐出口与蒸汽系统中所述汽化器的熔盐入口相连，蒸汽系统中所述汽化器的熔盐出口与储冷罐的熔盐入口相连。3.根据权利要求2所述的太阳能供电供热天然气轻烃回收装置，其特征在于，所述发电系统还包括发电机，所述汽轮机与发电机连接；所述发电机用于为所述丙烷制冷循环系统、脱乙烷塔顶回流泵、LPG塔顶回流兼外输泵、热盐泵、冷盐泵、蒸汽系统循环水泵和发电系统中的给水泵、凝结水泵、补充水泵、发电系统循环水泵供电。
4.根据权利要求1所述的太阳能供电供热天然气轻烃回收装置，其特征在于，所述丙烷制冷循环系统包括丙烷吸入罐、丙烷压缩机、润滑油分离器、冷凝器、丙烷缓冲罐、经济器和润滑油系统；所述丙烷压缩机的出口依次与所述润滑油分离器、所述冷凝器和所述丙烷缓冲罐连接；所述丙烷缓冲罐的出口分别与所述经济器的管程入口、壳程入口连接，所述经济器的管程出口分别与所述第一丙烷换热器、第二丙烷换热器的壳程入口连接，所述第一丙烷换热器和第二丙烷换热器的壳程出口汇合后与所述丙烷吸入罐的入口连接，所述丙烷吸入罐的气相...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺巧，房昆，刘俊，宋莉，程小姣，杨蒙，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：