一种LNG液化脱氮与轻烃回收系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种LNG液化脱氮与轻烃回收系统及方法，包括原料气管线、换热单元、液化脱氮单元和轻烃回收单元；原料气经换热单元浅冷，进入轻烃回收单元；轻烃回收单元包括吸收塔、脱乙烷塔；吸收塔原料气入口接浅冷后的原料气，气相出口接换热单元，使物料降温后，进入液化脱氮单元；吸收塔的塔底液相送入换热器一内升温，后进入脱乙烷塔的塔顶入口；脱乙烷塔的塔顶气相入换热器一内降温，再由吸收塔的塔顶进入吸收塔；脱乙烷塔的釜液由再沸器一加热，再沸器一的出料口通过LPG冷却器后与LPG储存单元连接。本发明专利技术在天然气液化过程的浅冷阶段进行脱烃，简化了工艺步骤、降低了能耗和热损失，既可降低LNG产品中C3、C4的含量，又可得到单独的LPG产品。到单独的LPG产品。到单独的LPG产品。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG液化脱氮与轻烃回收系统及方法


[0001]本专利技术属于LNG液化、脱氮、轻烃回收工艺领域，尤其是涉及一种LNG液化脱氮与轻烃回收系统及方法。

技术介绍

[0002]液化天然气(LiquefiedNaturalGas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源，液化天然气的国家标准中对LNG中氮的含量有了明确的规定≤1％mol。很多井场的原料天然气中的含有的氮气和轻烃(C3，C4含量)过高，天然气液化过程中需要脱氮和脱轻烃。现有的脱氮工艺主要有：(1)BOG脱氮，从LNG储罐中抽出BOG，BOG进入BOG压缩机，压缩后，通过进一步深冷，深冷后LNG回流LNG储罐，闪蒸气(主要成分N2)进行放空，此种工艺脱氮效果差，能源消耗高，产品中氮含量不稳定；(2)不回收BOG的方式降低LNG中氮气的含量，LNG储罐闪蒸bog中氮气含量比较高，此时BOG不回收，作为燃料气或者用作它用，也能间接的脱氮，如果下游没有用气点的话，浪费的天然气比较多；现有的天然气轻烃回收工艺主要有：(1)活性炭吸附法，在天然气液化之前，提前使用活性炭进行吸附，此方法对于少量的轻烃比较有效；(2)膜分离脱除轻烃，运行成本高；(3)低温精馏轻烃回收，现有的低温精馏轻烃回收工艺主要完成轻烃的回收和天然气外输，如果需要进行天然气液化还需要设置独立的液化装置，轻烃回收与天然气液化的相关设备单独设置，工艺步骤多、能耗高、热损失大。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提出了一种LNG液化脱氮与轻烃回收系统及方法，在天然气液化过程的浅冷阶段进行脱烃，将液化脱氮工艺装置与轻烃回收装置结合，既可降低LNG产品中C3、C4的含量，又可将LPG作为单独的产品，同时简化了工艺步骤、降低了能耗和热损失。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]本专利技术一方面提供了一种LNG液化脱氮与轻烃回收系统，包括原料气管线、换热单元、液化脱氮单元和轻烃回收单元；
[0006]所述原料气管线与所述换热单元的热流道一的进口连接，所述热流道一的出口与所述轻烃回收单元连接；
[0007]所述轻烃回收单元包括吸收塔、脱乙烷塔、换热器一和再沸器一；所述吸收塔的塔底原料气入口通过设有节流阀的管道与所述热流道一的出口连接，所述吸收塔的塔顶气相出口与所述换热单元的热流道二的进口连接，所述热流道二的出口与所述液化脱氮单元的进口连接；所述吸收塔的塔底液相出口通过设有烃泵的管道与所述换热器一的冷介质流道的入口连接，所述冷介质流道的出口与所述脱乙烷塔的塔顶入口连接；所述脱乙烷塔的塔顶气相出口与所述换热器一的热介质流道的入口连接，所述热介质流道的出口与所述吸收塔的塔顶入口连接；所述脱乙烷塔的塔釜液体出口与所述再沸器一的入料口连接，所述再
沸器一的气化物出口与所述脱乙烷塔塔底的气化物入口连接，所述再沸器一的出料口通过安装有LPG冷却器的管道与LPG储存单元连接。
[0008]由上游工艺净化后的原料气由原料气管线送入换热单元降温后，经节流送入吸收塔，在吸收塔内与由脱乙烷塔返回的物料(主要成分为乙烷)，逆流接触；吸收塔的塔顶气相出口流出的气相进入换热单元再次降温后，送入述液化脱氮单元进行液化脱氮处理，得到LNG产品；吸收塔塔底液相则通过烃泵增压后进入换热器一内与由脱乙烷塔返回的物料进行热交换后，进入脱乙烷塔内进行精馏，精馏产生的气相由脱乙烷塔的塔顶流出，作为脱乙烷塔返回的物料(主要成分为乙烷)进入换热器一内与进入换热器一内的吸收塔塔底液进行热交换后，进入吸收塔顶部塔板，与进入吸收塔的原料气进行逆向接触，将原料气中的烃类吸收；脱乙烷塔塔底的釜液则由再沸器一进行加热精馏，通过调整再沸器一的温度就可以得到LPG，再经过LPG冷却器冷却到常温，就得到合格的LPG产品。
[0009]在本专利技术的一些优选的LNG液化脱氮与轻烃回收系统的实施方式中，所述再沸器一的热源为导热油。
[0010]再沸器一由外部导热油为釜液提供热量，将釜液进行加热精馏。
[0011]在本专利技术的一些优选的LNG液化脱氮与轻烃回收系统的实施方式中，所述换热单元为板翅式换热器。
[0012]在本专利技术的一些优选的LNG液化脱氮与轻烃回收系统的实施方式中，所述液化脱氮单元包括脱氮塔、冷凝器、分离器、再沸器二；所述脱氮塔的原料气入口通过设有节流阀的管道与所述热流道二的出口连接；所述脱氮塔的塔顶气体出口、所述冷凝器的热介质流道、所述分离器的入口通过管道依次连接；所述分离器的液相出口与所述脱氮塔的液相回流口连接，所述分离器的气相出口与富氮尾气处理管线连接；所述脱氮塔的塔釜处安装有在线全组分分析仪，所述再沸器二的入料口与所述脱氮塔的塔釜液体出口连接，所述再沸器二的气化物出口与所述脱氮塔的气化物入口连接，所述再沸器二的出料口通过管道与换热单元的热流道三连接后，再通过设有节流阀的管道与LNG储存单元连接。
[0013]吸收塔的塔顶气相进入换热单元降温，并进一步节流减压后送入脱氮塔；在脱氮塔中进行脱氮，气体由脱氮塔塔顶排出，经冷凝、分离后，得到的富氮尾气经复温后高点安全排放，液相回流脱氮塔；脱氮塔的塔釜液体进入再沸器二中，甲烷被提浓在塔釜，通过在线全组分分析仪监测釜液组分含量，得到的符合要求的LNG经采出后，进入换热单元过冷，并减压后送入LNG储存单元。
[0014]在本专利技术的一些优选的LNG液化脱氮与轻烃回收系统的实施方式中，所述富氮尾气处理管线接入所述换热单元的冷流道一，将富氮尾气升温后，高点安全处放空。
[0015]在本专利技术的一些优选的LNG液化脱氮与轻烃回收系统的实施方式中，还包括BOG回收单元；所述BOG回收单元包括BOG换热器、BOG空温器、BOG压缩机、BOG冷却器；所述BOG换热器的冷介质流道入口与所述LNG储存单元的BOG出口连接；所述BOG换热器的冷介质流道出口、所述BOG空温器、所述BOG压缩机、所述BOG冷却器通过管道依次连接；所述BOG冷却器的出口连接有支路一和支路二，所述支路一的另一端可接入燃料气管网，所述支路二的另一端与所述BOG换热器的热介质流道入口连接，所述BOG换热器的热介质流道出口通过管道与所述脱氮塔连接。
[0016]LNG储存单元内闪蒸出来的BOG进入BOG换热器换热升温后，进入BOG空温器复温到
常温后，进入BOG压缩机升压，升压后经过BOG冷却器后，分为两路，一路可直接送入燃料气管网，另一路进入BOG换热器换热降温后，送入脱氮塔，参与精馏。可实现闪蒸出的BOG的液化回收，避免浪费，还可进一步去除闪蒸出的BOG中的氮气。
[0017]在本专利技术的一些优选的LNG液化脱氮与轻烃回收系统的实施方式中，所述换热单元和所述液化脱氮单元所需的冷量或热量由混合冷剂循环单元提供；所述混合冷剂循环单元包括一级冷剂压缩单元、二级冷剂压缩单元、冷剂分离器一和冷剂分离器二；
[0018]所述一级冷剂压缩单元的液相出口与所述换热单元的热流道四进口连接，所述热流道四的出口通过设有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG液化脱氮与轻烃回收系统，其特征在于：包括原料气管线、换热单元、液化脱氮单元和轻烃回收单元；所述原料气管线与所述换热单元的热流道一的进口连接，所述热流道一的出口与所述轻烃回收单元连接；所述轻烃回收单元包括吸收塔、脱乙烷塔、换热器一和再沸器一；所述吸收塔的塔底原料气入口通过设有节流阀的管道与所述热流道一的出口连接，所述吸收塔的塔顶气相出口与所述换热单元的热流道二的进口连接，所述热流道二的出口与所述液化脱氮单元的进口连接；所述吸收塔的塔底液相出口通过设有烃泵的管道与所述换热器一的冷介质流道的入口连接，所述冷介质流道的出口与所述脱乙烷塔的塔顶入口连接；所述脱乙烷塔的塔顶气相出口与所述换热器一的热介质流道的入口连接，所述热介质流道的出口与所述吸收塔的塔顶入口连接；所述脱乙烷塔的塔釜液体出口与所述再沸器一的入料口连接，所述再沸器一的气化物出口与所述脱乙烷塔塔底的气化物入口连接，所述再沸器一的出料口通过安装有LPG冷却器的管道与LPG储存单元连接。2.根据权利要求1所述的LNG液化脱氮与轻烃回收系统，其特征在于：所述再沸器一的热源为导热油。3.根据权利要求1所述的LNG液化脱氮与轻烃回收系统，其特征在于：所述换热单元为板翅式换热器。4.根据权利要求1到3任一项所述的LNG液化脱氮与轻烃回收系统，其特征在于：所述液化脱氮单元包括脱氮塔、冷凝器、分离器、再沸器二；所述脱氮塔的原料气入口通过设有节流阀的管道与所述热流道二的出口连接；所述脱氮塔的塔顶气体出口、所述冷凝器的热介质流道、所述分离器的入口通过管道依次连接；所述分离器的液相出口与所述脱氮塔的液相回流口连接，所述分离器的气相出口与富氮尾气处理管线连接；所述脱氮塔的塔釜处安装有在线全组分分析仪，所述再沸器二的入料口与所述脱氮塔的塔釜液体出口连接，所述再沸器二的气化物出口与所述脱氮塔的气化物入口连接，所述再沸器二的出料口通过管道与换热单元的热流道三连接后，再通过设有节流阀的管道与LNG储存单元连接。5.根据权利要求4所述的LNG液化脱氮与轻烃回收系统，其特征在于：所述富氮尾气处理管线接入所述换热单元的冷流道一，将富氮尾气升温后，高点安全处放空。6.根据权利要求4所述的LNG液化脱氮与轻烃回收系统，其特征在于：还包括BOG回收单元；所述BOG回收单元包括BOG换热器、BOG空温器、BOG压缩机、BOG冷却器；所述BOG换热器的冷介质流道入口与所述LNG储存单元的BOG出口连接；所述BOG换热器的冷介质流道出口、所述BOG空温器、所述BOG压缩机、所述BOG冷却器通过管道依次连接；所述BOG冷却器的出口连接有支路一和支路二，所述支路一的另一端可接入燃料气管网，所述支路二的另一端与所述BOG换热器的热介质流道入口连接，所述BOG换热器的热介质流道出口通过管道与所述脱氮塔连接。7.根据权利要求4所述的LNG液化脱氮与轻烃回收系统，其特征在于：所述换热单元和所述液化脱氮单元所需的冷量或热量由混合冷剂循环单元提供；所述混合冷剂循环单元包括一级冷剂压缩单元、二级冷剂压缩单元、冷剂分离器一和冷剂分离器二；所述一级冷剂压缩单元的液相出口与所述换热单元的热流道四进口连接，所述热流道四的出口通过设有节流阀的管道与所述冷剂分离器一的气液入口连接；所述一级冷剂压缩
单元的气相出口与所述二级冷剂压缩单元的物料入口连接；所述二级冷剂压缩单元的液相出口与所述换热单元的热流道五进口连接，所述热流道五的出口通过设有节流阀的管道与所述冷剂分离器一的气液入口连接；所述冷剂分离器一的气相出口和液相出口均通过管道与所述换热单元的冷流道二连接；所述二级冷剂压缩单元的气相出口与所述换热单元的热流道六进口连接，所述热流道六的出口通过冷剂管路一与所述再沸器二连接，为所述再沸器二提供热源；所述冷剂管路一经过所述再沸器二后，接入所述换热单元的热流道七，再通过设有节流阀的冷剂管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊峰，员晓辉，
申请(专利权)人：模块北京工程有限公司，
类型：发明
国别省市：