一种天然气脱重烃工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种天然气脱重烃工艺，即采用吸附剂及低温分离相结合的脱重烃工艺，天然气在脱重烃塔吸附剂床层中脱除气体中大部分重烃，再进入冷箱中进一步低温分离脱除剩余重烃，经处理后的天然气中C6和C6+重烃组分脱除至LNG可溶解的程度；用于脱重烃塔再生的再生气体取自工艺气体，依次经预冷却、部分分离重烃、冷箱中低温分离重烃，可使再生气体完成再生返回工艺气体中时不会携带过多重烃，降低了脱重烃塔的负荷及装置投资费用，解决了再生气体的来源及去向问题，且本发明专利技术净化效果好，各部分操作指标更加清晰明了、易控。本发明专利技术还涉及该工艺所用的装置。

【技术实现步骤摘要】
—种天然气脱重烃工艺及装置
本专利技术属于天然气低温液化的前端净化处理技术，具体涉及一种天然气脱重烃工艺及装置。
技术介绍
迫于环保及能源成本压力，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，其市场需求量也正迅速增加。传统的管输供应方式仍为主流，但受原料条件及用户分布限制，有相当一部分资源无法进行管道长距离输送，需选择液化的方式，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。对于从天然气中获得液化天然气(LNG)的工业化装置，在混合气进行深冷液化前均需将其中所含酸性气体组分、水及高碳烃(C6+烃)等脱除至液化所需精度，才能保证液化分离工艺及设备安全稳定运行。在天然气通常含有的烃类中，乙烷和丙烷在-183.3°C以上能以各种含量溶解于LNG中，不易造成冷箱冻堵。最不易溶解的是(:6+烃，在用分子筛、活性氧化物或硅胶吸附脱水时，重烃可被部分脱除，但采用吸附剂不可能使重烃的含量降低到很低的要求，据国内已投运的几套LNG装置运行情况来看，天然气中的重烃组分能否脱除至要求的深度对装置能否平稳连续运转有着很大的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种天然气脱重烃工艺，即将经脱酸脱水处理后的天然气分成两部分，一部分作为工艺气体(或气流，或称作原料气)进入脱重烃工序，另一部分作为再生气进入再生工序，进入脱重烃工序的天然气先在脱重烃塔吸附剂床层中脱除气体中大部分的C6和c6+重烃，从脱重烃塔出来的已部分脱重烃的天然气再进入冷箱低温脱除剩余重烃，经处理后的天然气中C6和C:重烃组分脱除至LNG可溶解的程度(例如< 150ppm，优选< lOOppm,更优选< 80ppm,更优选< 50ppm);进入再生工序的天然气作为脱重烃塔再生过程的再生气体，完成再生过程后，该部分再生气返回到(即将进入到处于吸附过程的脱重烃塔)的工艺气体中。在本申请中，“工序”与“过程”可互换使用。本专利技术所述工艺尤其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。本专利技术所述工艺采用两塔或三塔等压吸附流程脱除天然气中的重烃。优选地，当采用三塔等压吸附流程时:将经脱酸脱水处理后的天然气首先分成两条支路，经流量调节阀(V-1)调节两条支路的天然气流量:第一路气体G1和第二路气体G2 ;其中第一路气体G1作为工艺气(或称作原料气)直接去处于吸附过程的第一脱重烃塔或第二脱重烃塔，其中第一脱重烃塔和第二脱重烃塔交替进行吸附过程和再生过程，处于吸附过程的脱重烃塔中装填的重烃吸附剂(活性炭以及耐水硅胶)将气体中大部分的重烃吸附下来；从脱重烃塔出来已部分脱除重烃的天然气再进入冷箱的天然气第一通道中冷却至例如-30~-60°C (优选-32~_48°C，更优选-35~-45°C，进一步优选-38~_55°C)后，出冷箱进入天然气气液分离器脱除天然气中剩余重烃；天然气气液分离器顶部气相进入冷箱的天然气第二通道冷却至例如-130°C~_166°C (优选-135~_165°C，更优选-140~-160°C，进一步优选-145~-155°C，再进一步优选_150°C左右)后得到LNG ；第二路气体G2作为再生气(或称作再生用气)进入再生过程，其中脱重烃塔的再生过程包括加热再生和吹冷两个步骤，在加热再生步骤中，该第二路气体首先经第三脱重烃塔进行脱重烃，然后经加热器升温至例如150~280°C (优选160~260°C，更优选180~240°C，再进一步优选200~220°C，例如210°C左右)后，流过并加热需要再生的脱重烃塔(当第一脱重烃塔处于吸附过程时，第二脱重烃塔处于再生过程，反之亦然)，使吸附剂升温，其中的重烃得以解吸出来，解吸气经再生气预冷却器预冷却至常温、经再生气气液分离器分液、进入冷箱的再生气第一通道中低温冷却至例如-20~-60 °C (优选-30~-55 °C,更优选-40~-50°C，进一步优选-42~-50°C )、在低温再生气气液分离器中分液和返回冷箱的再生气第二通道中复热至常温后，再与作为原料气的第一路气体混合，然后去处于吸附过程的脱重烃塔；在吹冷过程中，来自原料气(或工艺气)的再生气体直接去处于再生过程的第二脱重烃塔或第一脱重烃塔，将脱重烃塔温度降至常温，然后再经加热器加热后去所述第三脱重烃塔，对第三脱重烃塔中的吸附剂进行加热再生，再生气体然后经再生气预冷却器预冷却至常温、经再生气气液分离器分液、进入冷箱的再生气第一通道中低温冷却例如至-20~_60°C (优选-30~-55°C，更优选-40~-50°C，进一步优选-42~_50°C )、在低温再生气气液分离器中分液和返回冷箱的再生气第二通道中复热至常温后与作为原料气的另一路气体混合，最后去处于吸附过程的第一脱重烃塔或第二脱重烃塔。优选地，当采用两塔等压吸附流程时:将经脱酸脱水处理后的天然气首先分成两条支路，经流量调节阀(V-1)调节两条支路的天然气流量:第一路气体`G1和第二路气体G2 ;其中第一路气体G1作为工艺气(或称作原料气)直接去处于吸附过程的第一脱重烃塔或第二脱重烃塔，其中第一脱重烃塔和第二脱重烃塔交替进行吸附过程和再生过程，处于吸附过程的脱重烃塔中装填的重烃吸附剂(活性炭以及耐水硅胶)将气体中大部分的重烃吸附下来；从脱重烃塔出来已部分脱除重烃的天然气再进入冷箱的天然气第一通道中冷却至例如-30~-60°C (优选-32~_48°C，更优选-35~-45°C，进一步优选-38~_55°C)后，出冷箱进入天然气气液分离器脱除天然气中剩余重烃；天然气气液分离器顶部气相进入冷箱的天然气第二通道冷却至例如-130°C~_166°C (优选-135~-165°C，更优选-140~-160°C，进一步优选-145~-155°C，再进一步优选_150°C左右)后得到LNG ；第二路气体G2作为再生气(或称作再生用气)进入再生过程，其中脱重烃塔的再生过程包括加热再生和吹冷两个步骤，在加热再生步骤中，该第二路气体首先经加热器升温至例如150~280°C (优选160~260°C，更优选180~240°C，再进一步优选200~220°C，例如210°C左右)后，流过并加热需要再生的第二脱重烃塔或第一脱重烃塔(当第一脱重烃塔处于吸附过程时，第二脱重烃塔处于再生过程，反之亦然)，使吸附剂升温，其中的重烃得以解吸出来，解吸气经再生气预冷却器预冷却至常温、经再生气气液分离器分液、进入冷箱的再生气第一通道中低温冷却至例如-20~-60°C (优选-30~_55°C，更优选-40~_50°C,进一步优选-42~_50°C )、在低温再生气气液分离器中分液和返回冷箱的再生气第二通道中复热至常温后，再与作为原料气的第一路气体混合，然后去处于吸附过程的脱重烃塔；在吹冷过程中，来自原料气(或工艺气)的再生气体直接去处于再生过程的第二脱重烃塔或第一脱重烃塔，将脱重烃塔温度降至常温，再生气体然后经再生气预冷却器预冷却至常温、经再生气气液分离器分液、进入冷箱的再生气第一通道中低温冷却例如至-20~-60°C (优选-30~-55°本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气脱重烃工艺，其特征在于：经脱酸脱水处理后的天然气分成两部分，一部分作为工艺气体进入脱重烃工序，另一部分作为再生气进入再生工序，进入脱重烃工序的天然气在脱重烃塔吸附剂床层中脱除气体中大部分的C6和C6+重烃，从脱重烃塔出来已部分脱重烃的天然气再进入冷箱低温脱除剩余重烃，经处理后的天然气中C6和C6+重烃组分脱除至LNG可溶解的程度；进入再生工序的天然气作为脱重烃塔再生过程的再生气体，完成再生过程后，该部分再生气返回系统工艺气体中。

【技术特征摘要】
1.一种天然气脱重烃工艺，其特征在于:经脱酸脱水处理后的天然气分成两部分，一部分作为工艺气体进入脱重烃工序，另一部分作为再生气进入再生工序，进入脱重烃工序的天然气在脱重烃塔吸附剂床层中脱除气体中大部分的C6和c6+重烃，从脱重烃塔出来已部分脱重烃的天然气再进入冷箱低温脱除剩余重烃，经处理后的天然气中c6和c6+重烃组分脱除至LNG可溶解的程度；进入再生工序的天然气作为脱重烃塔再生过程的再生气体，完成再生过程后，该部分再生气返回系统工艺气体中。2.根据权利要求1所述的一种天然气脱重烃工艺，采用两塔或三塔等压吸附流程脱除天然气中的重烃。3.根据权利要求1-2所述的一种天然气脱重烃工艺，其特征在于:经脱酸脱水处理后的天然气首先分成两条支路，经流量调节阀(V-1)调节两条支路的天然气流量:第一路气体G1和第二路气体G2 ;其中第一路气体G1作为工艺气直接去处于吸附过程的第一脱重烃塔(T1)或第二脱重烃塔(T2)，其中第一脱重烃塔和第二脱重烃塔交替进行吸附过程和再生过程，处于吸附过程的脱重烃塔(T1或T2)中装填的重烃吸附剂将气体中大部分的重烃吸附下来；从脱重烃塔出来已部分脱除重烃的天然气进入冷箱(XI)的天然气第一通道中冷却至-30~-60°C后，出冷箱(XI)进入天然气气液分离器(V3)脱除天然气中剩余重烃；天然气气液分离器(V3)顶部气相进入冷箱(XI)的天然气第二通道冷却至_130°C~_166°C后得到LNG ； 第二路气体G2作为再生气进入再生过程，其中脱重烃塔的再生过程包括加热再生和吹冷两个步骤，在加热再生步骤中，该第二路气体首先经第三脱重烃塔(T3)进行脱重烃，然后经加热器(E1)升温至150~280°C，流过并加热需要再生的脱重烃塔(T2或T1)，使吸附剂升温，其中的重烃得以解吸出来，解吸气经再生气预冷却器(E2)预冷却至常温、经再生气气液分离器(VI)分液、进入冷箱(XI)的再生气第一通道中低温冷却至-20~-60°C、在低温再生气气液分离器(V2)中分液和返回冷箱(XI)的再生气第二通道中复热至常温后，再与作为原料气的第一路气体混合，然后去处于吸附过程的脱重烃塔；在吹冷过程中，来自工艺气的再生气体直接去处于再生过程的第二脱重烃塔(T2)或第一脱重烃塔(T1)，将脱重烃塔温度降至常温，然后再经加热器(E1)加热后去所述第三脱重烃塔(T3)，对第三脱重烃塔(T3)中的吸附剂进行加热再生，再生气体然后经再生气预冷却器(E2)预冷却至常温、经再生气气液分离器(VI)分液、进入冷箱(XI)的再生气第一通道中低温冷却至-20~-60°C、在低温再生气气液分离器(V2)中分液和返回冷箱(XI)的再生气第二通道中复热至常温后与作为原料气(工艺气)的另一路气体混合，最后去处于吸附过程的第一脱重烃塔(T1)或第二脱重烃塔(T2)；其中，冷箱中的冷量由冷剂通过冷量换热通道提供。4.根据权利要求1-3所述的一种天然气脱重烃工艺，其特征在于:脱重烃塔吸附剂床层装填选自活性炭以及耐水硅胶中的一种或两种吸附剂。5.根据权利要求1-4任意一项所述的天然气脱重烃工艺，其特征在于:所述冷箱的冷量由单一冷剂或混合冷剂提供。6.一种天然气脱重烃装置，其特征在于:该装置包括:第一脱重烃塔(T1)和第二脱重烃塔(T2)，第一脱重烃塔和第二脱重烃塔二者交替地处于吸附过程和再生过程，第三脱重烃塔(T3)，加热器(E1)，再生气气液分离器(VI)，再生气预冷却器(E2)，低温再生气气液分离器(V2)，天然气气液分离器(V3)，和冷箱(XI)，每一个脱重烃塔具有一个或两个或多个吸附剂床层，冷箱(XI)至少包括以下几个换热通道:天然气第一通道、天然气第二通道、再生气第一通道、再生气第二通道和用于为冷箱提供冷量的冷剂换热通道；脱酸脱水后的天然气的输送管被分成两个支路即第一支路和第二支路，其中在第一支路上设置第一个阀门(V-1);在第一个阀门(V-1)之后再分三路，其一经由第二个阀门(V-2)、第一脱重烃塔(T1)的导入管、第一脱重烃塔(T1)、第三阀门(V-3)通向冷箱(XI)天然气第一通道的导入端，其二 经由第四个阀门(V-4)、第二脱重烃塔(T2)的导入管、第二脱重烃塔(T2)和第五阀门(V-5)通向冷箱(XI)天然气第一通道的导入端，以及其三直接连接到冷箱(XI)的再生气第二通道的导出端；上述第二支路分别经由第十阀门(V-10)和第十一阀门(V-11)和经由第十二个阀门(V-12)和第十三个阀门(V-13)连接到再生气预冷却器(E2)的导入管；...

【专利技术属性】
技术研发人员：何振勇，张生，蔚龙，郑忠英，
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：