天然气液化与重烃处理的方法和装置制造方法及图纸

一种天然气液化与重烃处理工艺，包括低温液化工序和重烃处理工序两部分；低温液化工序包括在重烃处理工序中部分脱重烃后的天然气由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现冷却、完全脱重烃及液化得到LNG；重烃处理工序包括富含重烃的天然气在重烃洗涤塔中部分脱重烃，和被脱除的重烃依次进入脱乙烷塔及精馏塔中脱去轻组分并分离为LPG及轻油。本发明专利技术所述工艺在生产LNG的同时还副产LPG及轻油，工艺路线先进，经济可靠；可适应原料气中含有苯等芳香烃的情况，将苯等芳香烃随重烃组分脱除，防止冷箱冻堵；操作弹性较大，可以适应较大范围的天然气重烃含量；采用混合冷剂循环流程提供冷量，气相及液相冷剂分别进入冷箱换热，使冷、热流体的换热曲线更为匹配；所采用制冷流程可有效避免冷箱底部积液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种全新的天然气液化与重烃处理的工艺方法和装置，从富含重烃的天然气中脱除重烃，在液化得到液化天然气(LNG)的同时，还可副产液化石油气及轻油产品。
技术介绍
天然气作为一次能源在社会各个领域所占比例正逐渐提升，其应用领域已逐渐扩大到发电、汽车用气、工业用气、城市居民用气等方面，市场需求量迅速增加。但受原料条件及用户分布限制，有相当一部分资源无法采用传统的天然气管输供应方式进行管道长距离输送，而更为便捷合理的方法是采用液化的方式，将甲烷转变为液体再采用灵活的运输方式将其送往用户终端。液化天然气(LNG)体积只有同量气体体积的1/625，液化后可以降低贮存和运输成本，且可以提高单位体积的燃值。在天然气液化的过程中，重烃尤其是C6+烃总是先被冷凝下来，如未把重烃先分离掉，则重烃将可能冻结从而堵塞冷箱，因此要求进入冷箱的天然气中重烃含量降至足够低。目前，现有技术中多采用用耐水硅胶、活性炭等吸附剂脱除天然气中的重烃，但当重烃含量较高时会显著增加设备投资；采用此种技术再生气的获取也较困难，且需考虑再生气的去向。附图1所示为另一种现有工艺技术，其使用的装置包括二段式混合工质压缩机、冷却器、气液分离器、节流装置、一组板翅式换热器组和一台LNG储罐。净化后的原料天然气首先进入板翅式换热器组进行预冷，被冷却至-30°C -60°C后进入重烃分离器进行气液分离，由重烃分离器顶部分离出的气相流股继续进入换热器组的其余各级换热器，并在其中被冷却至_130°C -166°C，得到的液化天然气送入液化天然气(LNG)储罐中储存，重烃分离器底部分离出部分重烃；但`这一方法对苯等芳香烃的脱除效果不佳，随芳香烃含量增加，脱除效果更差，如原料气含有大量的芳香烃(苯的熔点只有5. 51度)，将导致冷箱冻堵；且这一工艺的重组分脱除效果也难以控制。针对这一情况，本专利技术提出了一种新的天然气液化及脱重烃的方法，还得到液化天然气(LNG)的同时，还可副产液化石油气(LPG)及轻油。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种天然气液化与重烃处理的工艺方法和装置，将富含重烃的净化合格的天然气(经过脱酸如CO2等、脱汞、脱水合格后的天然气)中的甲烷组分液化生产液化天然气(LNG)，不但将其中的重烃组分脱除，并且进一步将重烃组分分离为可利用的液化石油气(LPG)及轻油副产品，经济合理、工艺路线先进；另外，本专利技术所述工艺可适应原料气中含有苯等芳香烃的情况，将苯等芳香烃随重烃组分脱除，防止冷箱冻堵。在本申请中，术语“任选”表示有或没有。在本申请中所使用的原料气是净化后的原料天然气(或称作原料气或称作原料天然气)，例如是经过脱酸(如CO2等)、脱汞、脱水后的天然气。在本申请中(1、02工3、(4工5、06等分别表示相应碳原子数的烃类(或链烷烃类)。本专利技术的第一方面涉及一种天然气液化与重烃处理装置，该装置包括低温液化装置和重烃处理装置；低温液化装置包括一个冷箱、一个冷剂分离器、一个重烃分离器、一个重烃增压泵、一个氮气闪蒸罐、一个制冷剂压缩系统和四台节流装置；重烃处理装置包括一个重烃洗涤塔、一个脱乙烷塔、一个精馏塔和两台节流装置；其中，该制冷剂压缩系统包括一台二段式混合冷剂压缩机、分别与所述混合冷剂压缩机的第一段和第二段连接的第一台冷却器和第二台冷却器、分别与所述第一台冷却器和第二台冷却器连接的第一台气液分离器和第二台气液分离器和与所述两台气液分离器当中的第一台连接的一台液体泵，该液体泵的出口端经由管道连接到第二台冷却器的入口端;其中，制冷剂压缩系统两台气液分离器中的第一台气液分离器的气相端与混合冷剂压缩机的第二压缩段连接，第一台气液分离器的液相端经由液体泵与第二压缩段的出口管道汇合后连接到所述两台冷却器中的第二台冷却器，第二台气液分离器的气相端和液相端经由两根管道分别与所述冷箱的两个换热通道即第一换热通道的一端和第二换热通道的一端连接；所述氮气闪蒸罐包括入口、气相出口、液相出口 ；所述冷剂分离器包括入口端，顶部气相端和，底部液相端；该重烃分离器包括一个天然气入口通道，一个重烃出口通道，一个天然气出口通道；该重烃洗涤塔包括一个天然气原料气入口通道，一个天然气出口通道，一个重烃入口通道，和与第五节流装置的入口端连接的一个重烃出口通道；该脱乙烷塔包括一个重烃入口通道，一个气相出口通道和与第六节流装置的入口端连接的一个液相出口通道；该精馏塔包括一个液相入口通道，一个气相出口通道和一个轻油出口通道；该冷箱包括至少七个换热通道，即至少包含第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七换热通道；所述冷箱的第一换热通道的另一端经由第一节流装置与第三换热通道的一端连接，第三换热通道的另一端与冷剂分离器的入口端连接；第二换热通道的另一端经由第二节流装置也与冷剂分离器入口端连接；第四换热通道的一端与所述重烃分离器的天然气入口通道连接，第四换热通道的另一端与重烃洗涤塔的顶部天然气出口通道连接；第五换热通道的一端与重烃分离器的顶部气相端连接，另一端经由第四节流装置后连接到液化天然气储te；脱乙烷塔的气相出口通道任选地与来自液化天然气储罐的蒸发天然气(即B0G)通道汇合后，连接至冷箱的第六换热通道的一端，第六换热通道的另一端经由第三节流装置连接于氮气闪蒸罐的入口(或入口端)，氮气闪蒸罐液相出口通过管道也连接至液化天然气储罐；所述冷剂分离器的顶部气相端和底部液相端汇合后连接第七换热通道的一端，第七换热通道的另一端与混合冷剂压缩机的第一压缩段连接； 所述重烃分离器的重烃出口通道连接到重烃增压泵的输入端；重烃增压泵的输出端连接重烃洗涤塔的重烃入口通道；所述重烃洗涤塔的天然气原料气入口通道连接到输送净化天然气(即天然气原料气)的管道，重烃洗涤塔的重烃出口通道经由第五节流装置连接脱乙烷塔的重烃入口通道；所述脱乙烷塔的液相出口经由第六节流装置连接于精馏塔的液相入口通道；所述精馏塔的气相出口通道经由一个附加冷却器连接至液化石油气产品储罐以及该塔的轻油出口通道连接轻油冷却器后连接到轻油产品储罐。在一个实施方式中，重烃分离器的顶部气相端依次通过冷箱的第五换热通道后进一步通过冷箱的另外第八换热通道连接到第四节流装置，然后连接到液化天然气储罐。在另一个实施方式中，所述精馏塔的气相出口通道首先经由所述的附加冷却器和任选地经由一个精馏塔回流罐，然后分出两个支管，一个支管与液化石油气产品储罐连接，而另一个支管，任选经由一台泵，与脱乙烷塔的经过第六节流装置后的液相出口汇合后连接于精馏塔的液相入口通道。在所述脱乙烷塔和/或所述精馏塔的塔底可采用任意型式的再沸器，例如内置式、釜式、热虹吸式再沸器。在一个优选实施方式中，在所述冷箱的第四换热通道的_30°C _80°C的温度区间设置至少一个(优选多个，例如2 10个)天然气预冷抽出口。在一个优选实施方式中，所述脱乙烷塔的气相出口通道与来自液化天然气储罐的蒸发天然气(即B0G)输出通道汇合后，连接至冷箱的第六换热通道的一端。本专利技术涉及的第二方面，一种天然气液化与重烃处理工艺方法，该方法包括低温液化工序和重烃处理工序两部分；低温液化工序包括在重烃处理工序中的重烃洗涤塔中部分脱重烃后的天然气在冷箱中实现冷却、在重烃分离器中完全脱重烃及在冷箱中液化；重烃处理工序包括净化后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气液化与重烃处理装置，该装置包括：低温液化装置和重烃处理装置；低温液化装置包括一个冷箱、一个冷剂分离器、一个重烃分离器、一个重烃增压泵、一个氮气闪蒸罐、一个制冷剂压缩系统和四台节流装置；重烃处理装置包括一个重烃洗涤塔、一个脱乙烷塔、一个精馏塔和两台节流装置；其中，该制冷剂压缩系统包括一台二段式混合冷剂压缩机、分别与所述混合冷剂压缩机的第一段和第二段连接的第一台冷却器和第二台冷却器、分别与所述第一台冷却器和第二台冷却器连接的第一台气液分离器和第二台气液分离器和与所述两台气液分离器当中的第一台连接的一台液体泵，该液体泵的出口端经由管道连接到第二台冷却器的入口端；其中，制冷剂压缩系统两台气液分离器中的第一台气液分离器的气相端与混合冷剂压缩机的第二压缩段连接，第一台气液分离器的液相端经由液体泵与第二压缩段的出口管道汇合后连接到所述两台冷却器中的第二台冷却器，第二台气液分离器的气相端和液相端经由两根管道分别与所述冷箱的两个换热通道即第一换热通道的一端和第二换热通道的一端连接；所述氮气闪蒸罐包括入口、气相出口、液相出口；所述冷剂分离器包括入口端，顶部气相端和，底部液相端；该重烃分离器包括一个天然气入口通道，一个重烃出口通道，一个天然气出口通道；该重烃洗涤塔包括一个天然气原料气入口通道，一个天然气出口通道，一个重烃入口通道，和与第五节流装置的入口端连接的一个重烃出口通道；该脱乙烷塔包括一个重烃入口通道，一个气相出口通道和与第六节流装置的入口端连接的一个液相出口通道；该精馏塔包括一个液相入口通道，一个气相出口通道和一个轻油出口通道；该冷箱包括至少七个换热通道，即至少包含第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七换热通道；所述冷箱的第一换热通道的另一端经由第一节流装置与第三换热通道的一端连接，第三换热通道的另一端与冷剂分离器的入口端连接；第二换热通道的另一端经由第二节流装置也与冷剂分离器入口端连接；第四换热通道的一端与所述重烃分离器的天然气入口通道连接，第四换热通道的另一端与重烃洗涤塔的顶部天然气出口通道连接；第五换热通道的一端与重烃分离器的顶部气相端连接，另一端经由第四节流装置后连接到液化天然气储罐；脱乙烷塔的气相出口通道任选地与来自液化天然气储罐的蒸发天然气(即BOG)输出通道汇合后，连接至冷箱的第六换热通道的一端，第六换热通道的另一端经由第三节流装置连接 于氮气闪蒸罐的入口，氮气闪蒸罐液相出口通过管道也连接至液化天然气储罐；所述冷剂分离器的顶部气相端和底部液相端汇合后连接第七换热通道的一端，第七换热通道的另一端与混合冷剂压缩机的第一压缩段连接；所述重烃分离器的重烃出口通道连接到重烃增压泵的输入端；重烃增压泵的输出端连接重烃洗涤塔的重烃入口通道；所述重烃洗涤塔的天然气原料气入口通道连接到输送净化天然气(即天然气原料气)的管道，重烃洗涤塔的重烃出口通道经由第五节流装置连接脱乙烷塔的重烃入口通道；所述脱乙烷塔的液相出口经由第六节流装置连接于精馏塔的液相入口通道；所述精馏塔的气相出口通道经由一个附加冷却器连接至液化石油气产品储罐以及该塔的轻油出口通道连接轻油冷却器后连接到轻油产品储罐。...

【技术特征摘要】
1.一种天然气液化与重烃处理装置，该装置包括低温液化装置和重烃处理装置；低温液化装置包括一个冷箱、一个冷剂分离器、一个重烃分离器、一个重烃增压泵、一个氮气闪蒸罐、一个制冷剂压缩系统和四台节流装置；重烃处理装置包括一个重烃洗涤塔、一个脱乙烷塔、一个精馏塔和两台节流装置； 其中，该制冷剂压缩系统包括一台二段式混合冷剂压缩机、分别与所述混合冷剂压缩机的第一段和第二段连接的第一台冷却器和第二台冷却器、分别与所述第一台冷却器和第二台冷却器连接的第一台气液分离器和第二台气液分离器和与所述两台气液分离器当中的第一台连接的一台液体泵，该液体泵的出口端经由管道连接到第二台冷却器的入口端；其中，制冷剂压缩系统两台气液分离器中的第一台气液分离器的气相端与混合冷剂压缩机的第二压缩段连接，第一台气液分离器的液相端经由液体泵与第二压缩段的出口管道汇合后连接到所述两台冷却器中的第二台冷却器，第二台气液分离器的气相端和液相端经由两根管道分别与所述冷箱的两个换热通道即第一换热通道的一端和第二换热通道的一端连接； 所述氮气闪蒸罐包括入口、气相出口、液相出口 ； 所述冷剂分离器包括入口端，顶部气相端和，底部液相端； 该重烃分离器包括一个天然气入口通道，一个重烃出口通道，一个天然气出口通道；该重烃洗涤塔包括一个天然气原料气入口通道，一个天然气出口通道，一个重烃入口通道，和与第五节流装置的入口端连接的一个重烃出口通道；该脱乙烷塔包括一个重烃入口通道，一个气相出口通道和与第六节流装置的入口端连接的一个液相出口通道；该精馏塔包括一个液相入口通道，一个气相出口通道和一个轻油出口通道； 该冷箱包括至少七个换热通道，即至少包含第一、第二、第三、第四、第五、第六和第七换热通道； 所述冷箱的第一换热通道的另一端经由第一节流装置与第三换热通道的一端连接，第三换热通道的另一端与冷剂分离器的入口端连接； 第二换热通道的另一端经由第二节流装置也与冷剂分离器入口端连接； 第四换热通道的一端与所述重烃分离器的天然气入口通道连接，第四换热通道的另一端与重烃洗涤塔的顶部天然气出口通道连接； 第五换热通道的一端与重烃分离器的顶部气相端连接，另一端经由第四节流装置后连接到液化天然气储罐； 脱乙烷塔的气相出口通道任选地与来自液化天然气储罐的蒸发天然气(即BOG)输出通道汇合后，连接至冷箱的第六换热通道的一端，第六换热通道的另一端经由第三节流装置连接于氮气闪蒸罐的入口，氮气闪蒸罐液相出口通过管道也连接至液化天然气储罐；所述冷剂分离器的顶部气相端和底部液相端汇合后连接第七换热通道的一端，第七换热通道的另一端与混合冷剂压缩机的第一压缩段连接； 所述重烃分离器的重烃出口通道连接到重烃增压泵的输入端；重烃增压泵的输出端连接重烃洗涤塔的重烃入口通道； 所述重烃洗涤塔的天然气原料气入口通道连接到输送净化天然气(即天然气原料气)的管道，重烃洗涤塔的重烃出口通道经由第五节流装置连接脱乙烷塔的重烃入口通道； 所述脱乙烷塔的液相出口经由第六节流装置连接于精馏塔的液相入口通道；所述精馏塔的气相出口通道经由一个附加冷却器连接至液化石油气产品储罐以及该塔的轻油出口通道连接轻油冷却器后连接到轻油产品储罐。2.根据权利要求1所述的天然气液化与重烃处理装置，其特征在于所述精馏塔的气相出口通道首先经由所述的附加冷却器和任选地经由一个精馏塔回流罐，然后分出两个支管，一个支管与液化石油气产品储罐连接，而另一个支管，任选经由一台泵，与脱乙烷塔的经过第六节流装置后的液相出口汇合后连接于精馏塔的液相入口通道。3.根据权利要求1或2所述的天然气液化与重烃处理装置，其特征在于所述重烃分离器的顶部气相端依次通过冷箱的第五换热通道后进一步通过冷箱的另外第八换热通道连接第四节流装置，然后连接到液化天然气储罐。4.根据权利要求1或2所述的天然气液化与重烃处理装置，其特征在于所述脱乙烷塔和/或所述精馏塔的塔底采用内置式、釜式或热虹吸式再沸器。5.根据权利要求1或2所述的天然气液化与重烃处理装置，其特征在于在所述冷箱的第四换热通道的_30°C _80°C的温度区间设置至少一个天然气预冷抽出口。6.根据权利要求1或2所述的天然气液化与重烃处理装置，其特征在于所述脱乙烷塔的气相出口通道与来自液化天然气储罐的蒸发天然气(即BO...

【专利技术属性】
技术研发人员：何振勇，蔚龙，张生，寇伟伟，郑忠英，张晓哲，韩金潮，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：