【技术实现步骤摘要】
本技术涉及天然气提氦和乙烷回收，具体涉及一种用于天然气提氦联产乙烷的装置。
技术介绍
1、随着我国在高科技领域的发展，氦气的重要性被越来越多的人所关注，作为一种稀缺的战略资源，氦气主要从天然气中提取。常用的提氦技术包括非低温提氦和低温提氦。传统的提氦工艺装置能耗大，运行成本高。因此，为达到降低提氦成本目的，单一提氦技术向集成化的新技术过渡将成为发展趋势。
2、近年来，国内一些气田产气同时含有较高含量的乙烷和氦气。但是大多数气田对乙烷进行了回收，而没有回收氦气，造成氦气资源浪费。因此针对高含乙烷和氦气的气田，将天然气提氦和回收乙烷技术集成化，对实现天然气产品多元化具有重要意义。
技术实现思路
1、本技术目的在于提供一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，以克服上述
技术介绍
中提到的现有技术中存在的技术问题。
2、为实现上述目的，本技术通过以下技术方案实现：
3、本技术涉及一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，包括丙烷预冷系统、天然气冷却系统、氮气循环过冷系统、双塔提氦联产乙烷系统。
4、所述丙烷预冷系统：包括丙烷压缩机、水冷器ⅰ和节流阀ⅰ。
5、所述天然气冷却系统：包括冷箱ⅰ、冷箱ⅱ、一级提氦塔塔底再沸器和膨胀机组膨胀端。
6、所述氮气循环过冷系统：包括冷箱ⅲ、氮气压缩机、水冷器ⅱ和节流阀ⅲ。
7、所述双塔提氦联产乙烷系统：包括一级提氦塔、二级提氦塔、一级提氦塔塔顶冷凝器、二级提氦
8、所述冷箱ⅰ与冷箱ⅱ相连，冷箱ⅱ与一次提氦塔塔底再沸器相连，一次提氦塔塔底再沸器与低温分离器相连，低温分离器与膨胀机组膨胀端相连，膨胀机组膨胀端与脱甲烷塔相连，脱甲烷塔与脱乙烷塔相连。
9、所述丙烷预冷系统，丙烷压缩机出口与水冷器ⅰ入口相连，水冷器ⅰ出口依次与节流阀ⅰ、冷箱ⅰ、丙烷压缩机进口相连，形成丙烷预冷循环。
10、所述原料气经所述冷箱ⅰ(1)、冷箱ⅱ(6)预冷和冷却，并作为热源经一级提氦塔塔底再沸器(15)降温后再进入低温分离器(9)。
11、所述低温分离器(9)顶部经膨胀机组膨胀端(8)与脱甲烷塔(10)顶部相连，所述低温分离器(9)底部与脱甲烷塔(10)中部相连，所述脱甲烷塔(10)顶部经冷箱ⅱ(6)分别与脱甲烷塔(10)顶部、一级提氦塔(13)中部相连。
12、所述脱甲烷塔(10)塔底c2+液烃进入脱乙烷塔(5)中部，脱乙烷塔(5)塔顶乙烷经冷箱ⅰ(1)过冷后分成两股，一股回流至脱乙烷塔(5)顶部，另一股得到乙烷产品，脱乙烷塔(5)塔底得到c3+液烃产品。
13、所述一级提氦塔(13)塔底液态天然气经节流阀ⅱ(17)节流降温后，作为一次提氦塔塔顶冷凝器(11)的冷源，再依次返流至冷箱ⅱ(6)、冷箱ⅰ(1)，经冷量回收后再进入膨胀机组压缩端(7)，所述膨胀机组压缩端(7)出口得到外输天然气。
14、所述一级提氦塔(13)塔顶高氦浓度天然气作为二级提氦塔塔底再沸器(16)的热源，再经冷箱ⅲ(19)获得过冷温度后，再进入二级提氦塔(14)中部；所述二级提氦塔(14)顶部的粗氦经过冷箱ⅲ(19)、冷箱ⅱ(6)、冷箱ⅰ(1)，并依次为其提供冷量；所述二级提氦塔(14)底部液态天然气依次进入冷箱ⅲ(19)、冷箱ⅱ(6)、冷箱ⅰ(1)，回收冷量后再进入膨胀机组压缩端(7)，膨胀机组压缩端(7)出口得到外输天然气。
15、所述氮气循环过冷系统，氮气压缩机(20)出口与水冷器ⅱ(21)入口相连，水冷器ⅱ(21)出口依次与冷箱ⅲ(19)、节流阀ⅲ(18)、二级提氦塔塔顶冷凝器(12)相连，再经冷箱ⅲ(19)与氮气压缩机(20)进口相连，形成氮气过冷循环。
16、本技术采用一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其优点在于：
17、1.双塔提氦联产乙烷系统，由丙烷预冷系统和液化天然气为双塔提氦系统提供部分冷量，能够适当减少氮气循环过冷系统制冷剂的耗量；
18、2.氮气循环过冷系统可提供的制冷温度达到-185℃以下，能够深度液化天然气提取氦气，氦回收率可达99％；脱甲烷塔塔顶气相的部分回流，可提高乙烷收率至95％以上。
19、3.整个装置能够达到天然气提氦同时高效回收乙烷的目的，实现产品多元化生产。
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1.一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，包括丙烷预冷系统、天然气冷却系统、氮气循环过冷系统、双塔提氦联产乙烷系统，其包括冷箱Ⅰ(1)，冷箱Ⅱ(6)，冷箱Ⅲ(19)，丙烷压缩机(2)，水冷器Ⅰ(3)，节流阀Ⅰ(4)，氮气压缩机(20)，水冷器Ⅱ(21)，膨胀机组膨胀端(8)，膨胀机组压缩端(7)，一级提氦塔(13)，二级提氦塔(14)，节流阀Ⅱ(17)、节流阀Ⅲ(18)，一级提氦塔塔顶冷凝器(11)，一级提氦塔塔底再沸器(15)，二级提氦塔塔顶冷凝器(12)，二级提氦塔塔底再沸器(16)，其特征在于：冷箱Ⅰ(1)与冷箱Ⅱ(6)相连，冷箱Ⅱ(6)与一次提氦塔塔底再沸器(15)相连，一次提氦塔塔底再沸器(15)与低温分离器(9)相连，低温分离器(9)与膨胀机组膨胀端(8)相连，膨胀机组膨胀端(8)与脱甲烷塔(10)相连，脱甲烷塔(10)与脱乙烷塔(5)相连。
2.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：所述丙烷预冷系统，丙烷压缩机(2)出口与水冷器Ⅰ(3)入口相连，水冷器Ⅰ(3)出口依次与节流阀Ⅰ(4)、冷箱Ⅰ(1)、
3.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：原料气经所述冷箱Ⅰ(1)、冷箱Ⅱ(6)预冷和冷却，并作为热源经一级提氦塔塔底再沸器(15)降温后再进入低温分离器(9)。
4.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：所述低温分离器(9)顶部经膨胀机组膨胀端(8)与脱甲烷塔(10)顶部相连，所述低温分离器(9)底部与脱甲烷塔(10)中部相连，所述脱甲烷塔(10)顶部经冷箱Ⅱ(6)分别与脱甲烷塔(10)顶部、一级提氦塔(13)中部相连。
5.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：所述脱甲烷塔(10)塔底C2+液烃进入脱乙烷塔(5)中部，脱乙烷塔(5)塔顶乙烷经冷箱Ⅰ(1)过冷后分成两股，一股回流至脱乙烷塔(5)顶部，另一股得到乙烷产品，脱乙烷塔(5)塔底得到C3+液烃产品。
6.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：所述一级提氦塔(13)塔底液态天然气经节流阀Ⅱ(17)节流降温后，作为一次提氦塔塔顶冷凝器(11)的冷源，再依次返流至冷箱Ⅱ(6)、冷箱Ⅰ(1)，经冷量回收后再进入膨胀机组压缩端(7)，所述膨胀机组压缩端(7)出口得到外输天然气。
7.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：所述一级提氦塔(13)塔顶高氦浓度天然气作为二级提氦塔塔底再沸器(16)的热源，再经冷箱Ⅲ(19)获得过冷温度后，再进入二级提氦塔(14)中部；所述二级提氦塔(14)顶部的粗氦经过冷箱Ⅲ(19)、冷箱Ⅱ(6)、冷箱Ⅰ(1)，并依次为其提供冷量；所述二级提氦塔(14)底部液态天然气依次进入冷箱Ⅲ(19)、冷箱Ⅱ(6)、冷箱Ⅰ(1)，回收冷量后再进入膨胀机组压缩端(7)，膨胀机组压缩端(7)出口得到外输天然气。
8.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：所述氮气循环过冷系统，氮气压缩机(20)出口与水冷器Ⅱ(21)入口相连，水冷器Ⅱ(21)出口依次与冷箱Ⅲ(19)、节流阀Ⅲ(18)、二级提氦塔塔顶冷凝器(12)相连，再经冷箱Ⅲ(19)与氮气压缩机(20)进口相连。
...【技术特征摘要】
1.一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，包括丙烷预冷系统、天然气冷却系统、氮气循环过冷系统、双塔提氦联产乙烷系统，其包括冷箱ⅰ(1)，冷箱ⅱ(6)，冷箱ⅲ(19)，丙烷压缩机(2)，水冷器ⅰ(3)，节流阀ⅰ(4)，氮气压缩机(20)，水冷器ⅱ(21)，膨胀机组膨胀端(8)，膨胀机组压缩端(7)，一级提氦塔(13)，二级提氦塔(14)，节流阀ⅱ(17)、节流阀ⅲ(18)，一级提氦塔塔顶冷凝器(11)，一级提氦塔塔底再沸器(15)，二级提氦塔塔顶冷凝器(12)，二级提氦塔塔底再沸器(16)，其特征在于：冷箱ⅰ(1)与冷箱ⅱ(6)相连，冷箱ⅱ(6)与一次提氦塔塔底再沸器(15)相连，一次提氦塔塔底再沸器(15)与低温分离器(9)相连，低温分离器(9)与膨胀机组膨胀端(8)相连，膨胀机组膨胀端(8)与脱甲烷塔(10)相连，脱甲烷塔(10)与脱乙烷塔(5)相连。
2.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：所述丙烷预冷系统，丙烷压缩机(2)出口与水冷器ⅰ(3)入口相连，水冷器ⅰ(3)出口依次与节流阀ⅰ(4)、冷箱ⅰ(1)、丙烷压缩机(2)进口相连。
3.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：原料气经所述冷箱ⅰ(1)、冷箱ⅱ(6)预冷和冷却，并作为热源经一级提氦塔塔底再沸器(15)降温后再进入低温分离器(9)。
4.根据权利要求1所述的一种丙烷预冷氮气循环过冷天然气提氦联产乙烷的装置，其特征在于：所述低温分离器(9)顶部经膨胀机组膨胀端(8)与脱甲烷塔(10)顶部相连，所述低温分离器(9)底部与脱甲烷塔(10)中部相连，所述脱甲烷塔(10)顶部经冷箱ⅱ(6)分...
【专利技术属性】
技术研发人员：马国光，周明杰，邓昊天，刘璐，钟蕴虹，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：
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