CN103160353B - 微型撬装天然气回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型撬装天然气回收系统，该系统能够降低天然气回收能耗，提高天然气回收率。该系统包括，顺次连接的入口分离器、低压粉尘过滤器、压缩机组撬、常温分离器B、换热器A、制冷机A、常温分离器A、脱水撬、高压粉尘过滤器、换热器B、制冷机B、低温分离器；低温分离器连接回换热器B，热换器B的交换器复热干气出口与换热器A连接，换热器A连接压缩机组撬；换热器B的换热器液相出口与常温分离器C连接，常温分离器C与混烃储存装车撬连接。采用该系统，可以对多种原料气进行回收利用，能够同时回收轻烃和天然气，回收效率高，回收成本低，便于安装，便于转换工场，回收设备集成化高，自动化程度高，操作简便，能耗低。

Description

微型撬装天然气回收系统

技术领域

本发明涉及一种天然气回收装置，尤其是一种微型撬装天然气回收系统。

背景技术

公知的，对于边远散井的天然气，由于气量小，分散，不便于集中处理，大部分探井后就无法开采；许多的散井气压低，储量不稳，不便于建造固定装置进行开采；少量有一定压力，重组份含量高的气源，常采用三甘醇脱水，利用原料气的压力，采用节流阀节流降压降温来收混烃，收烃后的天然气由于水露点和烃露点不达标，无法进一步形成产品而放空；节流降压形成的低温原料气完全无法回收，而且会冻堵节流阀，影响生产。另有许多的油气处理装置都有放空燃烧的天然气，一方面污染环境，另一方面造成能源浪费，企业承担双重经济负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够同时回收天然气和轻烃、降低天然气回收能耗，提高天然气回收率的微型撬装天然气回收系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：微型撬装天然气回收系统，包括制冷机组撬、压缩机组撬、分离器单元、过滤器单元、脱水单元、混烃储存装车撬，

还包括，换热器A和换热器B；

换热器A上设置有分离原料入口、分离原料出口、复热干气入口和复热干气出口；

换热器B上设置有干气入口、干气出口、换热器复热干气出口、换热器液相出口、换热器复热干气入口、换热器液相入口；

制冷机组撬，包括制冷机A、制冷机B；

压缩机组撬，包括原料气压缩机和CNG压缩机；

过滤单元，包括低压粉尘过滤器、高压粉尘过滤器；

分离器单元，包括入口分离器、常温分离器A、低温分离器、常温分离器B、常温分离器C；

低温分离器上设置有低温湿气入口、液相出口与低温干气出口；

入口分离器、低压粉尘过滤器、原料气压缩机、常温分离器B顺次连接，常温分离器B与换热器A的分离原料入口连接，换热器A的分离原料出口与制冷机A连接，制冷机A、常温分离器A、脱水单元、高压粉尘过滤器顺次连接，高压粉尘过滤器与换热器B的干气入口连接，换热器B的干气出口与制冷机B连接，制冷机B与低温分离器的低温湿气入口连接，低温分离器的液相出口与换热器B的换热器液相入口连接，低温分离器的低温干气出口与换热器B的换热器复热干气入口连接，换热器B的换热器复热干气出口与换热器A的复热干气入口连接，换热器A的复热干气出口与CNG压缩机连接；换热器B的换热器液相出口与常温分离器C连接，常温分离器C与混烃储存装车撬连接。

进一步的，所述的脱水单元、过滤单元、分离器单元、换热器A、换热器B撬装为集成撬。

进一步的，所述集成撬上设置有排污口，排污口一端与分离器单元中常温分离器A、低温分离器和常温分离器B上设置的排污口连接，排污口另一端连接有三相分离器，三相分离器的混烃出口与混烃储存装车撬的混烃入口连接，三相分离器的闪蒸气出口与原料气压缩机上设置的原料气压缩机入口连接。

进一步的，所述微型撬装天然气回收系统，还包括仪表风撬，仪表风撬的仪表空气出口与系统各个设备的仪表空气入口连接。

进一步的，所述微型撬装天然气回收系统，还包括装车鹤管，装车鹤管与混烃储存装车撬连接；所述的混烃储存装车撬包括混烃储存装车撬A和混烃储存装车撬B，且两者并联连接。

进一步的，所述混烃储存装车撬A上设置有混烃储存装车撬A闪蒸气出口,所述混烃储存装车撬B上设置有混烃储存装车撬B闪蒸气出口，混烃储存装车撬A闪蒸气出口和混烃储存装车撬B闪蒸气出口与压缩机器组撬上设置的原料气压缩机入口连接；常温分离器C上设置有闪蒸气出口，常温分离器C的闪蒸气出口与原料气压缩机入口连接。

进一步的，所述的制冷机A采用高温冰机，所述制冷机B采用低温冰机。

进一步的，所述的换热器A采用气气换热器，所述换热器B采用板式换热器。

进一步的，所述原料气压缩机与CNG压缩机同轴。

进一步的，所述集成撬上设置有采集柜、脱水撬仪控柜，脱水撬仪控柜与脱水单元通过通讯电缆连接，采集柜与脱水单元以外的其他设备通过通讯电缆连接。

本发明的有益效果是：通过本发明的微型撬装天然气回收系统可以同时回收轻烃和天然气并且能够优化工艺流程。在提高轻烃回收率和降低轻烃回收能耗的同时，微型撬装天然气回收系统为集成化、撬装化、自动化提供了基础。微型撬装天然气回收系统将各个工艺单元进行功能化，模块化；机、电、仪的集成化、自动化程度较高，能够实现装置的集成化，撬装化，公路运输化；现场安装、调试快捷，转场重装、调试快捷可靠。采用该微型橇装天然气回收系统，可以对无法建造管网的边远天然气气井、放散天然气、沼气等气源进行就近处理，获得轻烃和天然气干气两种产品。操作参数弹性大，适应对气压低、储量不稳的原料气进行收集，操作简便，能耗低；回收效率高，回收成本低。对放散天然气，可将燃烧排放的天然气变成产品，节能减排。

附图说明

图1是集成撬的内部连接关系简化示意图；

图2是本发明所用设备连接关系简化示意图；

图3是过滤单元各个进出口示意图；

图4是换热单元各个进出口示意图；

图5是分离器单元各个进出口示意图；

图6是本发明实施例所用设备示意图；

图7是本发明实施例的工艺流程图；

图中标示：1-集成撬，11-脱水单元，11a-脱水单元入口，11b-脱水单元出口，12-过滤单元，121-低压粉尘过滤器，121a-低压粉尘过滤器入口，121b-低压粉尘过滤器出口，122-高压粉尘过滤器，122a-高压粉尘过滤器入口，122b-高压粉尘过滤器出口，13-分离器单元，131-入口分离器，131a-入口分离器入口，131b-入口分离器出口，132-常温分离器A，132a-常温分离器A入口，132b-常温分离器A出口，132c-常温分离器A排污口，133-低温分离器，133a-低温湿气入口，133b-液相出口，133c-低温干气出口，133d-低温分离器排污口，134-常温分离器B，134a-常温分离器B入口，134b-常温分离器B出口，134c-常温分离器B排污口，135-常温分离器C，135a-常温分离器C入口，135b-分离器混烃出口，135c-闪蒸气出口，14-换热器A，141a-分离原料气入口，141b-分离原料气出口，141c-复热干气入口，141d-复热干气出口，15-换热器B，151a-干气入口，151b-干气出口，151c-换热器复热干气出口，151d-换热器液相出口，151e-换热器复热干气入口，151f-换热器液相入口，161-仪表空气入口，162-放空总管，163-原料气入口，164-氦气入口，165-排污口，171-冷却原料气入口，172-预冷原料气出口，173-低温干气入口，174-预冷干气出口，181-过滤原料气出口，182-加压原料气入口，183-集成撬干气出口，191-混烃出口，192-闪蒸气入口，2-制冷机组撬，2a-制冷机A，21-制冷机A仪表空气入口，22-制冷机A出口，23-制冷机A入口，2b-制冷机B，24-制冷机B仪表空气入口，25-制冷机B出口，26-制冷机B入口，3-混烃储存装车撬，4-混烃储存装车撬A，41-混烃储存装车撬A闪蒸气出口，42-混烃储存装车撬A混烃入口，43-混烃储存装车撬A仪表空气入口，44-混烃储存装车撬A排污口，45-混烃储存装车撬A放空总管，46-混烃储存装车撬A液相出口、47-混烃储存装车撬A气相入口，5-混烃储存装车撬B，51-混烃储存装车撬B闪蒸气出口，52-混烃储存装车撬B混烃入口，53-混烃储存装车撬B仪表空气入口，54-混烃储存装车撬B排污口，55-混烃储存装车撬B放空总管，56-混烃储存装车撬B液相出口、57-混烃储存装车撬B气相入口，6-仪表风撬，61-仪表空气出口，7-压缩机撬，7a-原料气压缩机，7b-CNG压缩机，7c-CNG加气柱，71-原料气压缩机入口，72-原料气压缩机出口，73-CNG压缩机入口，74-压缩机组撬排污口，75-放空口，76-CNG压缩机出口，8-装车鹤撬，81-液相接口，82-气相接口，9-三相分离器，10a-采集柜10b-脱水撬仪控柜。具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1、2、3、4、5和6所示，本发明的微型撬装天然气回收系统，包括制冷机组撬2、压缩机组撬7、分离器单元13、过滤器单元12、脱水单元11、混烃储存装车撬3；

还包括，换热器A14和换热器B15；

换热器A14上设置有分离原料入口141a、分离原料出口141b、复热干气入口141c和复热干气出口141d；

换热器B15上设置有干气入口151a、干气出口151b、换热器复热干气出口151c、换热器液相出口151d、换热器复热干气入口151e、换热器液相入口151f；

制冷机组撬2，包括制冷机A2a、制冷机B2b；

压缩机组撬7，包括原料气压缩机7a和CNG压缩机7b；

过滤单元12，包括低压粉尘过滤器121、高压粉尘过滤器122；

分离器单元13，包括入口分离器131、常温分离器A132、低温分离器133、常温分离器B134、常温分离器C135；

低温分离器133上设置有低温湿气入口133a、液相出口133b、低温干气出口133c；

入口分离器131、低压粉尘过滤器121、原料气压缩机7a、常温分离器B134顺次连接，常温分离器B134与换热器A14的分离原料入口141a连接，换热器A14的分离原料出口141b与制冷机A2a连接，制冷机A2a、常温分离器A132、脱水单元11、高压粉尘过滤器122顺次连接，高压粉尘过滤器122与换热器B15的干气入口151a连接，换热器B15的干气出口151b与制冷机B2b连接，制冷机B2b与低温分离器133的低温湿气入口133a连接，低温分离器133的液相出口133b与换热器B15的换热器液相入口151f连接，低温分离器133的低温干气出口133c与换热器B15的换热器复热干气入口151e连接，换热器B15的换热器复热干气出口151c与换热器A14的复热干气入口141c连接，换热器A14的复热干气出口141d与CNG压缩机7b连接；换热器B15的换热器液相出口151d与常温分离器C135连接，常温分离器C135与混烃储存装车撬3连接。

以下所述的各个端口之间的连接均指，各个端口之间通过导管进行连接。通过各个设备之间的连接，即：

入口分离器131的入口分离器出口131b与低压粉尘过滤器121的低压粉尘过滤器入口121a连接，低压粉尘过滤器的出口121b与原料气压缩机7a的原料气压缩机入口71连接，原料气压缩机7a的原料气压缩机出口72与常温分离器B134的常温分离器B入口134a连接。常温分离器B出口134b与换热器A14的分离原料气入口141a连接，分离原料气出口141b与制冷机A入口23连接。制冷机A2a的制冷冰机A出口22与常温分离器A132的常温分离器A入口132a连接；常温分离器A出口132b与脱水单元入口11a连接；脱水单元出口11b与高压粉尘过滤器入口122a连接；高压粉尘过滤器出口122b与换热器B15的干气入口151a连接；换热器B15的干气出口151b与制冷机B入口26连接；制冷机B出口25与低温湿气入口133a连接；低温分离器133的液相出口133b与换热器B15的换热器液相入口151f连接，低温分离器133的低温干气出口133c与换热器B15的换热器复热干气入口151e连接；换热器B15的换热器复热干气出口151c与换热器A14的复热干气入口141c连接。换热器A14的复热干气出口141d与CNG压缩机7b的CNG压缩机入口73连接。换热器B15的换热器液相出口151d与常温分离器C入口135a连接，常温分离器C135的分离混烃出口135b与混烃储存装车撬3的混烃储存装车撬A混烃入口42和混烃储存装车撬B混烃入口52连接。

各个设备中低压粉尘过滤器121和高压粉尘过滤器122组成过滤单元12，制冷机A2a,、制冷机B2b构成制冷机组撬2，入口分离器131、常温分离器A132、低温分离器133、常温分离器B134和常温分离器C135组成分离器单元13；原料气压缩机7a和CNG压缩机7b组成压缩机组撬7；从而简化了设备整体布局，使得设备极大的撬装化，集成化，便于设备的安装、调试、拆卸、移动、转场。

原料气由入口分离器入口131a进入入口分离器131去除游离的液态水和烃，再进入低压粉尘分离器121进行过滤，去除机械杂质；过滤后的原料气通入压缩机组撬7，进行加压处理；加压后的原料气进入常温分离器B134进行分离，进一步分离游离的液态水和烃。分离后的原料气进入换热器A14进行热交换处理，换热后的原料气，送入制冷机A2中进行冷却处理；冷却后的原料气进入常温分离器B134进行第二次分离，第二次分离后的原料气进入脱水单元11，进行深度脱水处理，直到含水量小于10ppm。脱水后的原料气，进入高压粉尘过滤器122，进行粉尘过滤去除杂质；过滤后的原料气进入换热器B15进行换热处理，换热后的原料气进入制冷机B3中进行冷却。冷却后的原料气进入低温分离器133中进行低温分离。分离得到的低温混烃和低温干气进入换热器B15，经过换热处理的低温干气进入换热器A14再次进行复热处理，干气复热到常温。常温干气进入压缩机组撬7加压后送入CNG贮藏罐贮藏。低温混烃在换热器B15中进行换热处理后进入常温分离器C135进行气液分离，得到混烃和闪蒸气，混烃送入混烃储存装车撬3，闪蒸气返回原料气压缩机7a，压缩、回收利用。

上述的入口分离器131是指普通运用重力作用进行分离的普通分离器。通过上述设备之间的连接方式和各个设备的功能，从而实现对原料气的过滤、加压、冷却、分离、收集等工艺步骤，实现对原料气中轻烃和天然气的回收利用。在对轻烃和天然气的回收的过程中进行了两次换热处理，第一次在换热器A14处，分离后的原料气进入换热器A14进行热交换处理。经过低压粉尘过滤器121过滤、原料气压缩机7a压缩和常温分离器B134分离后的原料气与后续步骤中经过换热器B15换热得到的复热干气进行热交换。常温分离器B134分离后的原料气被冷却预冷，低温干气被复热到常温。第二次换热在换热器B15处，经过常温分离器A132分离，脱水单元11脱水，高压粉尘过滤器122过滤后的原料气与经过制冷机B2b冷却，低温分离器133分离得到的低温干气、低温混烃进行热量交换，使得经高压过滤器122过滤后的原料气被预冷，经低温分离器133分离得到的低温干气、低温混烃被复热。通过换热器对温度较高的原料气与低温分离器133分离得到的低温干气和低温混烃两股冷流进行换热处理。从而使得不必外界提供热能加热温度较低的两股冷流，或者提供能源预冷温度较高的原料气、因此降低了能耗。在原料气经过入口分离器131分离后，在后续步骤中用到3个常温分离器和一个低温分离器133。通过原料气压缩机7a压缩后的原料气首先经过常温分离器B134进行第一次分离，分离掉部分游离烃和水，分离后的原料气经过冷却处理，再经过常温分离器A132进行第二次分离，分离掉剩余的游离烃和水。分离得到的原料气在后续步骤中经过低温冰机B2b冷却后,在低温分离器133进行第三次分离，分离得到低温干气和低温混烃。低温干气在换热器A14中被复热到常温经过CNG压缩机7b压缩最终送入CNG存储罐。低温混烃被复热后在常温分离器C135处进行了第四次分离得到混烃和闪蒸气，混烃送入混烃储存装车撬3。经过多次对原料气进行分离去，一方面利用普通分离方式尽可能多地将游离的水和烃分离出来，减轻脱水单元11的负荷，延长脱水切换周期，使原料气含水量小于10ppm，另一方面能够尽可能的回收原料气中的所有有用成分，提高了轻烃的回收率。这样可以保证得到的产品混烃和天然气产量高，烃露点和水露点低，达到并超过国家标准，纯度较高，杂质较少，保证了产品质量。

为了简化设备安装，提高设备自动化程度，一种优选的方式如图1所示，脱水单元11、过滤单元12、分离器单元13、换热器A14、换热器B15撬装为集成撬1。换热器B15的干气出口151b与集成撬1的预冷干气出口174连接，集成撬1的低温干气入口173与低温湿气入口133a连接，换热器A14的分离原料气出口141b与集成撬的预冷原料气出口172连接；集成撬1的171与常温分离器A入口132a连接；低压过滤器出口121b与集成撬1的过滤原料气出口181连接；集成撬1的加压原料气入口182与常温分离器B入口134a连接。脱水单元11、过滤单元12、分离器单元13、换热器A14和换热器B15各个设备的仪表空气入口集成到集成撬1的仪表空气入口161，各个设备的放空口集成到集成撬1的放空总管162。入口分离器131、常温分离器A132和常温分离器B134的排污口通过导管汇聚连接到集成撬1的排污口165。集成撬1的过滤原料气出口181与原料气压缩机入口71连接，加压原料气入口182与原料气压缩机出口72连接，集成撬干气出口183与和CNG压缩机入口73连接；冷却原料气入口171与制冷机A出口22连接，预冷原料气出口172与制冷机A入口23连接，低温干气入口173与制冷机B出口25连接，预冷干气出口174与制冷机B入口26连接。集成撬1上还设置有氦气入口164，在整个工艺过程中提供设备所需氦气。通过对多个单元的集成化安装，将一些功能相似或者共同作用完成一个工艺步骤的设备撬装在一起，形成集成化的设备，从而使得在设备的安装，保养维护，操作过程中更加便捷，同时可以提高设备的自动化程度。

为了提高设备对轻烃的回收利用率，可以对分离设备所产生的带烃的排污液进行回收分离。一种优选的方式为如图2所示集成撬1上设置有排污口165，排污口165一端与分离器单元13中的常温分离器A132、常温分离器B134和低温分离器133上设置的排污口连接，排污口165另一端连接有三相分离器9，三相分离器9上设置有混烃出口、闪蒸气出口、水出口，三相分离器9的混烃出口与混烃储存装车撬3连接，三相分离器9的闪蒸气出口与原料气压缩机7a上设置的原料气压缩机入口71连接，水出口接排污池。常温分离器A132的常温分离器A排污口132c、常温分离B134的常温分离器排污口134c和低温分离器133的低温分离器排污口133d集成到集成撬1的排污口165。排污口165连接有三相分离器9可以对排污口165排出的水和混烃的混合物进行分离，得到天然气、混烃和水，从而提高回收利用率。三相分离器9入口处还可以连接压缩机组撬7上设置的压缩机组撬排污口74，从而对压缩机组收集到的带水混烃也进行三相分离，提高回收率，降低废物排放，减小对环境的破坏。三相分离器9分离得到的水排入污水池，混烃送入混烃储存装车撬3，气体通过三相分离器9的闪蒸气出口、集成撬1的过滤原料气出口181送入原料气压缩机7a进行回收利用,从而进一步提高对原料气的回收利用。同时降低了废气排放，减小对环境的破坏。

为了提高设备的自动化程度，简化设备的安装、操作，提高各设备之间的相互协同作用。如图1所示，集成撬1上设置有采集柜10a、脱水撬仪控柜10b，脱水撬仪控柜10b与脱水单元11通过通讯电缆连接，采集柜10a与脱水单元11以外的其他设备通过通讯电缆连接。采集柜10a完成集成撬1上各控制参数的数据采集、变送、分析，将所有现场数据变成数字信号，通过一根通讯电缆与上位机通讯，接收上位机控制指令，并对控制动作元件发出动作指令，采集分析动作执行结果。脱水撬仪控柜10b完成脱水单元11的各种控制数据检测、分析、控制，并完成与回收系统的上位机的通讯，接收上位机的控制指令，对控制动作元件发出动作指令，采集分析动作执行结果。通过采集柜10a和脱水撬仪控柜10b的自动化控制，在工艺流程的关键点上均设有信号检测，各个调节点上设有控制阀阀门。各个撬上设置有接线箱，通过通讯线缆连接采集柜10a或者脱水撬仪控柜10b。所有通讯线缆按总线原则进行布设；通过通讯线缆将数据采集到采集柜10a和脱水撬仪控柜10b。采集柜10a和脱水撬仪控柜10b对数据进行分析处理后反馈到上位机，接收上位机发出的指令，传递指令到各个设备单元执行指令，从而实现自动化控制。通过采集柜10a对系统中除脱水单元11以外的其他设备进行自动化控制；通过脱水撬仪控柜10b对脱水单元11进行自动化控制。所有自控系统采用PLC＋DCS方式，实现系统高度自动化。从而提高整个系统的自动化程度，降低工人劳动强度，降低生产成本。

对于本发明所述的微型撬装天然气回收系统中的各个设备仪表较多，为了对仪表进行自动控制和对各个仪表的控制操作简便。一种优选的方式如图2所示微型撬装天然气回收系统还包括，仪表风撬6，仪表风撬6的仪表空气出口61与系统各个设备的仪表空气入口连接。仪表空气出口61分别与集成撬1的仪表空气入口161、制冷机A2a的仪表空气入口21、制冷机B2b的仪表空气入口24和混烃储存装车撬3均与仪表风撬6的仪表空气出口61连接。通过仪表风撬6提供仪表执行各种动作的仪表空气压力，实现对仪表的控制和保证对仪表的控制操作便捷。从而可以保证对仪表的控制简单可靠。

为了使得混烃存储和装车转运可以同时进行，混烃装车转运快捷方便，一种优选的方式为如图2所示的微型撬装天然气回收系统还包括装车鹤管8，装车鹤管8与混烃储存装车撬3连接；混烃储存装车撬3，包括混烃储存装车撬A4和混烃储存装车撬B5，且两者并联连接。混烃储存装车撬A4和混烃储存装车撬B5上均包括20立方米容量的混烃储罐，装车用的混烃泵。两者并联连接是指，混烃储存装车撬A闪蒸气出口41和混烃储存装车撬B闪蒸气出口51通过导管连接到集成撬的闪蒸气入口192；混烃储存装车撬A混烃入口42、混烃储存装车撬B混烃入口52通过导管与混烃出口191连接。当混烃储存装车撬A4送入混烃进行存储时混烃储存装车撬B5可以进行混烃成品的装车运输，反之亦然。从而可以及时的存储混烃和对混烃进行装车转运。装车鹤管8与混烃储存装车撬3连接是指，装车鹤管8的液相接口81与混烃储存装车撬A液相出口46和混烃储存装车撬B液相出口56连接。气相接口82与混烃储存装车撬A气相入口47、混烃储存装车撬B气相入口57连接。为了方便成品混烃的装车运输，在混烃储存装车撬3上连接有装车鹤管8，通过装车鹤管8可以方便混烃的装车，转运。

为了提高原料气的回收利用率，可以对原料气进行多次分离或者将原料气回收后的废气送入系统进行循环回收，使得废气排放量最少。其中一种优选的方式为如图2所示所述混烃储存装车撬A4上设置有混烃储存装车撬A闪蒸气出口41,所述混烃储存装车撬B5上设置有混烃储存装车撬B闪蒸气出口51，混烃储存装车撬A闪蒸气出口41和混烃储存装车撬B闪蒸气出口51与压缩机器组撬7上设置的原料气压缩机入口71连接；常温分离器C135上设置有闪蒸气出口135c，闪蒸气出口135c与原料气压缩机入口71连接。通过上述连接关系将各个设备中产生的闪蒸气，在混烃储存装车撬3的混烃储存装车撬A4和混烃储存装车撬B5内产生的闪蒸气和在常温分离器C135中产生的闪蒸气，送入压缩机组撬7进行循环回收利用，不仅可以提高回收率，同时可以减少废气排放，降低对环境的破坏。

为了对原料气进行冷却处理，制冷机可以有多种选择，冷凝器、蒸发器和节流阀等。采用节流阀节流降压降温来回收混烃，收烃后的天然气由于水露点和烃露点不达标，无法进一步形成产品而放空；节流降压形成的低温干气完全无法回收，从而造成原料气的浪费，降低了回收率。而且产生的低温会冻堵节流阀，影响生产，低温能量无法回收利用。由于设备最终获得的主要产品为高压气体，所以采用较简单的普通制冷。因此其中的一种优选方式为如图2所示制冷机A2a采用高温冰机，制冷机B2b采用低温冰机。通过高温冰机和低温冰机对原料气相应状态下的降温冷却，从而在满足生产工艺要求的同时降低生产设备投入，降低生产成本。

为了降低轻烃回收过程中的能耗使得单位能效比最大，在微型撬装天然气回收系统中设置有换热器，通过冷却气体和原料气之间的热量交换，使得原料气温度降低，冷却气体复热。其中一种优选方式为如图4所示的换热器A14采用气气换热器，气气换热器为管壳式换热器；壳式换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用。所述换热器B15采用板式换热器。板式换热器：板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备，也是天然气处理上多股流换热的理想设备。板式换热器换热效率高、热损失小，并且结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长。

为了对原料气进行压缩加压，在微型撬装天然气回收系统中设置有压缩机组撬7。压缩机组撬7中的压缩机有多种选择可以选用普通的压缩机。其中的一种优选的方式为如图2所示压缩机组撬7包括，原料气压缩机7a和CNG压缩机7b，原料气压缩机7a与CNG压缩机7b同轴。采用与原料气压缩机7a同轴的CNG压缩机7b，可适应用户对CNG干气用于充瓶或进管网的不同需求。CNG压缩机7b是指天然气压缩机；原料气压缩机7a是指活塞压缩机，压缩机型号一种M型结构的活塞压缩机，采用变频和吸气顶开结构来适应井口气量、压力的变动，活塞力自动平衡，机组运行平稳，便于无基础安装；同时原料气压缩机7a采用三级压缩机组，CNG压缩机7b采用两级压缩机组，采同5级压缩，原料气压缩机7a和CNG压缩机7b同轴结构，原料气用1级、2级3级完成，CNG用4级、5级完成，结构紧凑。原料气压缩机7a和CNG压缩机7b均采用多级压缩机组。因此可以保证压缩时间较短的情况下，达到工艺要求的压力，同时也能降低压缩机的负载，对设备的要求较低，损坏较小。

为了混烃装车转运快捷方便，一种优选的方式为如图2所示的微型撬装天然气回收系统还包括装车鹤管8，装车鹤管8与混烃储存装车撬3连接。装车鹤管8的液相接口81与混烃储存装车撬A液相出口46和混烃储存装车撬B液相出口56连接。气相接口82与混烃储存装车撬A气相入口47、混烃储存装车撬B气相入口57连接。为了方便成品混烃的装车运输，在混烃储存装车撬3上连接有装车鹤管8，通过装车鹤管8可以方便混烃的装车，转运。

为了压缩天然气(CNG)装车转运快捷方便，一种优选的方式为如图1所示的微型撬装天然气回收系统还包括CNG加气柱7c，CNG加气柱7c的入口与CNG压缩机出口76连接，CNG加气柱7c的出口与CNG槽车连接，可以方便CNG的装车、转运。上述CNG均表示压缩天然气。

实施例

采用本发明所述的微型撬装天然气回收系统和图7工艺流程图所示的天然气回收工艺，回收原料气中的轻烃，得到天然气和混烃。

如图1、2、3、4、5、6和7所示本实施例实现天然气回收工艺采用的设备包括，压缩机撬7、集成撬1、制冷机组撬2、混烃储存装车撬A4、混烃储存装车撬B5、装车鹤管8。集成撬1,包括脱水单元11、过滤单元12、分离器单元13、气气换热器、板式换热器。压缩机撬7,包括原料气压缩机7a和CNG压缩机7b。分离器单元13,包括入口分离器131、常温分离器A132、低温分离器133、常温分离器B134、常温分离器C135；过滤单元12,包括低压粉尘过滤器121、高压粉尘过滤器122；制冷机组撬2包括，高温冰机、低温冰机。

下列实施例中气气换热器即换热器A14，板式换热器即换热器B15，高温冰机即制冷机A2a，低温冰机即制冷机B2b，高温冰机入口即制冷机A入口23，高温冰机出口即制冷机A出口22，低温冰机入口即制冷机B入口26，低温冰机出口即制冷机B出口25。

如图7工艺流程图所示的一种天然气回收工艺，步骤如下：

A原料气通入口分离器131分离掉游离烃和水，分离后的原料气，再进入低压粉尘过滤器121进行过滤机械杂质；

B过滤后的原料气进入原料气压缩机7a加压，经过风冷，得到加压后的原料气；

C加压后的原料气进入常温分离器B134，分离掉游离烃和水；得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；

D分离后的原料气进入气气换热器，交换热量预冷，预冷后的原料气进入高温冰机2进行冷却处理；

E冷却后的原料气进入常温分离器A132，二次分离掉游离烃和水；得到混烃与水的混合物和二次分离后的原料气；

F二次分离后的原料气通过脱水单元11进行深度脱水，直到水分＜10ppm得到干燥原料气；

G干燥原料气进入高压粉尘过滤器122进行过滤；

H过滤后的干燥原料气进入板式换热器；预冷至-10℃；

I预冷后的原料气进入低温冰机3，冷却至-35℃；得到低温湿气；

J得到低温湿气入低温分离器133，进行气液分离，得到混烃与水的混合物以及低温混烃和低温天然气干气。

K分离得到的低温天然气干气首先经过板式换热器换热处理后，再返回气气换热器交换热量，气体自身被复热到常温；然后进入CNG压缩机7b，继续压缩到23MPa后，进行存储；分离得到的低温混烃经过板式换热器，进行换热处理，复热至常温；复热至常温的混烃进入常温分离器C135进行气液分离；分离得到常温混烃和闪蒸气；

L常温分离器C135分离得到的常温混烃进行存储，常温分离器C135分离得到的闪蒸气通过调压阀进入原料气压缩机进口71。

如图7所示原料气沿图中箭头方向实施工艺方案：如图1、2、3、4、5和6所示，原料气由原料气入口163、入口分离器入口131a，进入入口分离器13滤去游离的烃和水；分离后的原料气经过入口分离器出口131b、低压粉尘过滤器入口121a进入低压粉尘过滤器121进行精密过滤，去除机械杂质；

过滤后的原料气经过低压粉尘过滤器出口121b、原料气压缩机入口71，进入原料气压缩机7a加压；加压到5.5MPa，并经过压缩机自身的冷却器进行风冷，冷却到40～45℃，得到加压后的原料气；

加压后的原料气经过原料气压缩机出口72、加压原料气入口182和常温分离器B入口134a进入常温分离器B134，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；

分离后的原料气经过常温分离器B出口134b、分离原料气入口141a进入气气换热器，分离后的原料气与经过板式换热器15换热的复热干气交换热量预冷，预冷后的原料气经过分离原料气出口141b、高温冰机入口进入高温冰机进行冷却处理；

冷却后的原料气经过高温冰机出口、冷却原料气入口171、常温分离器A入口132a进入常温分离器A132，二次分离掉游离烃和水；得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；

分离后的原料气经过常温分离器A出口132b、脱水单元入口11a进入脱水单元11进行分子筛脱水，直到水分＜10ppm得到干燥原料气；

干燥原料气经过脱水单元出口11b、高压粉尘过滤器入口122a进入高压粉尘过滤器122进行过滤；

过滤后的干燥原料气经过高压过滤器出口122b、干气入口151a进入板式换热器；过滤后的干燥原料气与低温分离器133中分离得到低温干气和低温混烃两股冷流进行热交换，预冷至-10℃；

预冷后的原料气通过干气出口151b、预冷干气入口174、低温冰机入口进入低温冰机，冷却至-35℃；得到低温湿气；

低温湿气通过低温冰机出口、预冷干气出口173、低温湿气入口133a进入低温分离器133，进行气液分离，得到低温天然气干气和低温混烃。

分离得到的低温天然气干气经过低温干气出口133c、换热器复热干气入口151e、进入板式换热器，经过换热器复热干气出口151c、复热干气入口141c进入气气换热器交换热量，气体自身被复热到常温；然后经过复热干气出口141d、集成撬干气出口183和CNG压缩机入口73进入CNG压缩机7b，压缩到23MPa后，经过CNG压缩机出口76排出进行存储。分离得到的低温混烃经过液相出口133b、换热器液相入口151f进入板式换热器15，进行换热处理，复热至常温；复热至常温的混烃经过换热器液相出口151d、常温分离器C入口135a进入常温分离器135进行气液分离；分离得到常温混烃和闪蒸气；

分离得到的常温混烃由分离器混烃出口135b排出、经过混烃出口191和混烃储存装车撬A混烃入口42或/和混烃出口191和混烃储存装车撬B混烃入口52送入混烃储存装车撬A4或/和混烃储存装车撬B5进行存储，分离得到的闪蒸气通过闪蒸气出口135c和调压阀、过滤原料气出口181和原料气压缩机进口71进入原料气压缩机7a与原料气混合进行回收。

在混烃储存装车撬3上连接有装车鹤管8，装车鹤管8主要用于混烃的装车转运。装车鹤管8中产生的闪蒸气通过气相接口82返回混烃储存装车撬A4或/和混烃储存装车撬B5与在返回混烃储存装车撬A4或/和混烃储存装车撬B5中产生的闪蒸气混合，由混烃储存装车撬A闪蒸气出口41、混烃储存装车撬B闪蒸气出口51排出，在闪蒸气入口192处汇合与常温分离器C135中分离产生的闪蒸气混合，经过过滤原料气出口181、原料气压缩机进口71送入原料气压缩机7a。

在常温分离器A132、低温分离器133和常温分离器B134分离得到的混烃和水的混合物，分别通过常温分离器A排污口132c、低温分离器排污口133d和常温分离器B排污口134c在集成撬1的排污口165处与压缩机组撬排污口74汇聚，并通过导管连接到进入三相分离器9。三相分离器9对常温分离器A132、低温分离器133和常温分离器B134分离得到的混烃和水的混合物以及压缩机组撬7中收集到的烃和水的混合物进行油、气、水的三相分离，得到混烃，气体和水，混烃送入贮藏罐进行存储，气体返回原料气压缩机进口71进入原料气压缩机7a，水排入污水池。在整个工艺过程中仪表空气入口161、制冷机A仪表空气入口21、制冷机B仪表空气入口24、撬混烃储存装车撬A仪表空气入口43和混烃储存装车撬B仪表空气入口53与仪表风撬6的仪表空气出口61连接通入仪表空气。仪表空气出口61与设备各个仪表空气入口连接，保证整个过程中各个仪表的正常运行，从而确保设备的正常运行。在集成撬1上还设置有氦气入口164，在工艺过程中提供设备需要的氦气。在集成撬1上设置的放空总管162和压缩机组撬7上设置的放空口75连通对废气进行统一处理。

在整个系统工作的过程中，集成撬1上设置有采集柜10a与脱水撬仪控柜10b，采集柜10a为自控部分，将现场各个检测点的信号汇总，通过PLC的分析计算，全部变为数字信号，通过一根通讯电缆与上位机（DCS）相联，并将上位机的动作指令传送给各个动作机构，检测各动作机构的执行结果检测回传，完成闭环控制。脱水撬仪控柜10b为脱水单元11的自控柜，完成脱水系统的检测，分析、切换，并与上位机通讯，完成上位机的指令。通过在集成撬1上设置采集柜10a与脱水撬仪控柜10b，对整个系统的工艺流程可以实现自动化实施，提高了整个系统的自动化程度，提高了生产效率，降低了工人劳动强度，降低了生产成本。

Claims (10)

1.微型撬装天然气回收系统，包括制冷机组撬（2）、压缩机组撬（7）、分离器单元（13）、过滤器单元（12）、脱水单元（11）、混烃储存装车撬（3），其特征在于：

还包括，换热器A（14）和换热器B（15）；

换热器A（14）上设置有分离原料入口（141a）、分离原料出口（141b）、复热干气入口（141c）和复热干气出口（141d）；

换热器B（15）上设置有干气入口（151a）、干气出口（151b）、换热器复热干气出口（151c）、换热器液相出口（151d）、换热器复热干气入口（151e）、换热器液相入口（151f）；

制冷机组撬（2），包括制冷机A（2a）、制冷机B（2b）；

压缩机组撬（7），包括原料气压缩机（7a）和CNG压缩机（7b）；

过滤单元（12），包括低压粉尘过滤器（121）、高压粉尘过滤器（122）；

分离器单元（13），包括入口分离器（131）、常温分离器A（132）、低温分离器（133）、常温分离器B（134）、常温分离器C（135）；

低温分离器（133）上设置有低温湿气入口（133a）、液相出口（133b）与低温干气出口（133c）；

入口分离器（131）、低压粉尘过滤器（121）、原料气压缩机（7a）、常温分离器B（134）顺次连接，常温分离器B（134）与换热器A（14）的分离原料入口（141a）连接，换热器A（14）的分离原料出口（141b）与制冷机A（2a）连接，制冷机A（2a）、常温分离器A（132）、脱水单元（11）、高压粉尘过滤器（122）顺次连接，高压粉尘过滤器（122）与换热器B（15）的干气入口（151a）连接，换热器B（15）的干气出口（151b）与制冷机B（2b）连接，制冷机B（2b）与低温分离器（133）的低温湿气入口（133a）连接，低温分离器（133）的液相出口（133b）与换热器B（15）的换热器液相入口（151f）连接，低温分离器（133）的低温干气出口（133c）与换热器B（15）的换热器复热干气入口（151e）连接，换热器B（15）的换热器复热干气出口（151c）与换热器A（14）的复热干气入口（141c）连接，换热器A（14）的复热干气出口（141d）与CNG压缩机（7b）连接；换热器B（15）的换热器液相出口（151d）与常温分离器C（135）连接，常温分离器C（135）与混烃储存装车撬（3）连接。

2.如权利要求1所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，所述的脱水单元（11）、过滤单元（12）、分离器单元（13）、换热器A（14）、换热器B（15）撬装为集成撬（1）。

3.如权利要求2所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，所述集成撬（1）上设置有排污口（165），排污口（165）一端与分离器单元（13）中的常温分离器A（132）、低温分离器（133）和常温分离器B（134）上设置的排污口连接，排污口（165）另一端连接有三相分离器（9），三相分离器（9）的混烃出口与混烃储存装车撬（3）的混烃入口连接，三相分离器（9）的闪蒸气出口与原料气压缩机（7a）上设置的原料气压缩机入口（71）连接。

4.如权利要求1所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，还包括仪表风撬（6），仪表风撬（6）的仪表空气出口（61）与系统各个设备的仪表空气入口连接。

5.如权利要求1所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，还包括装车鹤管（8），装车鹤管（8）与混烃储存装车撬（3）连接；所述的混烃储存装车撬（3）包括混烃储存装车撬A（4）和混烃储存装车撬B（5），且两者并联连接。

6.如权利要求5所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，所述混烃储存装车撬A（4）上设置有混烃储存装车撬A闪蒸气出口（41）,所述混烃储存装车撬B（5）上设置有混烃储存装车撬B闪蒸气出口（51），混烃储存装车撬A闪蒸气出口（41）和混烃储存装车撬B闪蒸气出口（51）与压缩机器组撬（7）上设置的原料气压缩机入口（71）连接；常温分离器C（135）上设置有闪蒸气出口（135c），闪蒸气出口（135c）与原料气压缩机入口（71）连接。

7.如权利要求1所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，所述的制冷机A（2a）采用高温冰机，所述制冷机B（2b）采用低温冰机。

8.如权利要求1所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，所述的换热器A（14）采用管壳式换热器，所述换热器B（15）采用板式换热器。

9.如权利要求1所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，所述原料气压缩机（7a）与CNG压缩机（7b）同轴。

10.如权利要求1-9任意一项权利要求所述的微型撬装天然气回收系统，其特征在于，集成撬（1）上设置有采集柜（10a）、脱水撬仪控柜（10b），脱水撬仪控柜（10b）与脱水单元（11）通过通讯电缆连接，采集柜（10a）与脱水单元（11）以外的其他设备通过通讯电缆连接。

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