天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供一种天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理系统及方法，包括：将原料气分为两部分，分别进入主冷箱和预冷冷箱进行预冷；经主冷箱预冷后的一路原料气与经预冷冷箱预冷后的原料气混合后进入低温分离器，分离出气相和液相；经主冷箱预冷后的另一路原料气进入过冷冷箱进行过冷；部分外输干气回流，经主冷箱预冷后，进入过冷冷箱过冷；上述得到的气相、液相、过冷后的原料气和回流干气，在脱甲烷塔中分离，在脱甲烷塔塔顶获得贫气(主要为甲烷气体)，在塔底获得C

【技术实现步骤摘要】
天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理系统及方法


[0001]本专利技术涉及天然气深冷加工
，具体涉及一种天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，天然气乙烷的回收工艺主要包括液体过冷工艺、气体过冷工艺和部分干气循环工艺(RSV)。国内外大中型油气田进行乙烷回收最常用的是RSV工艺，典型的RSV工艺流程图如图1所示，主要包括原料气预冷冷箱1、低温分离器2、膨胀压缩机3、过冷冷箱4、脱甲烷塔5、外输压缩机6、塔底重沸器7和凝液泵8，各组件的连接关系如图1所示；其回收乙烷的主要工艺流程为：将部分压力较高的外输干气顺次通过原料气预冷冷箱1和过冷冷箱4冷凝，经节流阀节流后，进入脱甲烷5的塔顶部提供塔顶回流，在塔顶形成一个以甲烷主要组分的制冷循环，从而提高乙烷收率。RSV工艺的优点是乙烷收率高，可达到95％以上，但RSV工艺存在对原料气的CO2含量适应性差、脱甲烷塔塔顶易形成冻堵、制冷能耗高等问题。
[0003]节能降耗越来越受到重视，其中LNG汽化冷能的回收利用已成为国内外研究的热点问题，但是，目前LNG汽化冷能的回收利用仅限于冷库制冷、空调制冷等方面，存在巨大的开发探索空间。
[0004]现有的天然气乙烷回收工艺中，制冷方式往往采用丙烷制冷、冷剂制冷、膨胀制冷等，尚未考虑LNG汽化冷能的回收利用与乙烷回收集成化处理工艺，因此，亟需探索一种能够将LNG汽化冷能的回收利用与天然气乙烷回收相结合的工艺，实现乙烷回收的节能降耗，同时解决LNG汽化过程中换热器易腐蚀、易冻堵的难题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理系统及方法，将LNG汽化过程中释放的大量高品位冷能回收用于天然气乙烷回收，保证乙烷回收的高收率的同时，达到节能降耗的目的，同时简化了LNG汽化装置，探索了LNG冷能回收利用的新途径。
[0006]本专利技术公开了一种天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理系统，包括：主冷箱、预冷冷箱、过冷冷箱、低温分离器、脱甲烷塔、膨胀压缩机和外输压缩机；其中，
[0007]所述主冷箱的第一冷端入口用于接收回流干气、第一冷端出口与所述过冷冷箱的第一冷端入口相连，所述过冷冷箱的第一冷端出口接入所述脱甲烷塔的顶部；
[0008]所述主冷箱的第二冷端入口用于接收部分原料气，第二冷端出口分别与所述过冷冷箱的第二冷端入口、所述低温分离器的入口相连；所述预冷冷箱的冷端入口用于接收剩余部分原料气、冷端出口与所述低温分离器的入口相连；所述过冷冷箱的第二冷端出口接入所述脱甲烷塔的上部，所述低温分离器的气出口经所述膨胀压缩机的膨胀端接入所述脱甲烷塔的中上部，所述低温分离器的液出口接入所述脱甲烷塔的中部；
[0009]所述脱甲烷塔的塔顶气出口上依次连接有所述过冷冷箱的第一热端、所述主冷箱
的第一热端、所述膨胀压缩机的压缩端和所述外输压缩机，并通过所述外输压缩机的出口外输干气；LNG经所述过冷冷箱的第二热端、所述主冷箱的第二热端后外输NG。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述脱甲烷塔的中下部设有两条液相侧抽
‑
返回线，一条液相侧抽
‑
返回线与所述预冷冷箱的第一热端相连，另一条液相侧抽
‑
返回线与所述预冷冷箱的第二热端相连。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述脱甲烷塔的底部连接有重沸器的循环管线，所述重沸器的液出口经所述凝液泵进行凝液外输。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述回流干气为部分的所述外输干气。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述低温分离器的出液管路上还设有挥发气出口，所述挥发气出口与所述过冷冷箱的第二冷端入口相连。
[0014]本专利技术还公开了一种天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理方法，包括：
[0015]原料气预冷：
[0016]将原料气分为两部分，一部分进入主冷箱进行预冷，另一部分进入预冷冷箱进行预冷；
[0017]低温分离：
[0018]经主冷箱预冷后的原料气分为两路，一路与经预冷冷箱预冷后的原料气混合后进入低温分离器，分离出气相和液相；气相经膨胀压缩机的膨胀端后进入脱甲烷塔的中上部，液相进入脱甲烷塔的中部；
[0019]气体过冷：
[0020]将经主冷箱预冷后的另一路原料气进入过冷冷箱进行过冷，而后进入脱甲烷塔的上部；将回流干气依次进入主冷箱进行预冷、进入过冷冷箱进行过冷，而后进入脱甲烷塔的顶部；
[0021]甲烷分离：
[0022]进入脱甲烷塔的气相、液相、原料气和回流干气，在脱甲烷塔中分离获得以甲烷为主的贫气(98％以上为甲烷)和C
2+
凝液；贫气从脱甲烷塔的塔顶出口流出，顺次经过冷冷箱、主冷箱换热升温后，再经过膨胀压缩机的压缩端增压、外输压缩机增压后进行干气外输；C
2+
凝液从脱甲烷塔的塔底出口流出，经塔底的凝液泵增压后进入下一工序进行乙烷分离；
[0023]LNG汽化：
[0024]LNG顺次经过冷冷箱换热升温、主冷箱换热汽化后，获得NG外输。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，主冷箱将原料气和回流干气预冷至
‑
60～
‑
65℃，预冷冷箱将原料气预冷至
‑
40～
‑
45℃，过冷冷箱将原料气和回流干气过冷至
‑
120～
‑
125℃。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，还包括：
[0027]脱甲烷塔的两条液相侧抽
‑
返回线抽出液相进入预冷冷箱复热后，再次返回脱甲烷塔，为进入脱甲烷塔底部重沸器进行预热。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0029]1、本专利技术实现了天然气乙烷回收工艺与LNG汽化工艺的集成化，回收LNG汽化过程中释放的大量高品位冷能，用于天然气乙烷回收工艺的制冷；不仅能够获得更高的乙烷回收率，同时回收利用了LNG汽化的冷能，达到节能降耗的目的；
[0030]2、本专利技术采用原料气过冷进塔，用以改善脱甲烷塔塔顶回流的组分，保证乙烷收
率，同时降低了脱甲烷塔顶部CO2冻堵的风险；
[0031]3、本专利技术中采用LNG与脱甲烷塔塔顶气共同为过冷冷箱冷提供冷量，相比于RSV工艺中仅由脱甲烷塔塔顶气提供冷量，有利于提高乙烷收率；
[0032]4、本专利技术采用部分原料气过冷进入脱甲烷塔顶部，提高了塔顶物流的重烃含量，降低了脱甲烷塔顶部CO2冻堵的风险；
[0033]5、本专利技术采用LNG+膨胀机制冷的方式，充分回收利用系统中的冷量，节能效果显著。
附图说明
[0034]图1为现有的RSV工艺流程图；
[0035]图2为本专利技术公开的天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理系统的示意图。
[0036]图中：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气乙烷回收与LNG汽化的集成化处理系统，其特征在于，包括：主冷箱、预冷冷箱、过冷冷箱、低温分离器、脱甲烷塔、膨胀压缩机和外输压缩机；其中，所述主冷箱的第一冷端入口用于接收回流干气、第一冷端出口与所述过冷冷箱的第一冷端入口相连，所述过冷冷箱的第一冷端出口接入所述脱甲烷塔的顶部；所述主冷箱的第二冷端入口用于接收部分原料气，第二冷端出口分别与所述过冷冷箱的第二冷端入口、所述低温分离器的入口相连；所述预冷冷箱的冷端入口用于接收剩余部分原料气、冷端出口与所述低温分离器的入口相连；所述过冷冷箱的第二冷端出口接入所述脱甲烷塔的上部，所述低温分离器的气出口经所述膨胀压缩机的膨胀端接入所述脱甲烷塔的中上部，所述低温分离器的液出口接入所述脱甲烷塔的中部；所述脱甲烷塔的塔顶气出口上依次连接有所述过冷冷箱的第一热端、所述主冷箱的第一热端、所述膨胀压缩机的压缩端和所述外输压缩机，并通过所述外输压缩机的出口外输干气；LNG经所述过冷冷箱的第二热端、所述主冷箱的第二热端后外输NG。2.如权利要求1所述的集成化处理系统，其特征在于，所述脱甲烷塔的中下部设有两条液相侧抽
‑
返回线，一条液相侧抽
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返回线与所述预冷冷箱的第一热端相连，另一条液相侧抽
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返回线与所述预冷冷箱的第二热端相连。3.如权利要求1所述的集成化处理系统，其特征在于，所述脱甲烷塔的底部连接有重沸器的循环管线，所述重沸器的液出口经所述凝液泵进行凝液外输。4.如权利要求1～3中任一项所述的集成化处理系统，其特征在于，所述回流干气为部分的所述外输干气。5.如权利要求1～3中任一项所述的集成化处理系统，其特征在于，所述低温分离器的出液管路上还设有挥发气出口，所述挥发气出口与所述过冷冷箱的第二冷端入口相连。6.一种基于如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天娇，田鑫，逯国英，贾光猛，岳俊峰，
申请(专利权)人：中国石油集团工程股份有限公司中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：