CN103525492A

CN103525492A - 一种天然气加工利用工艺

Info

Publication number: CN103525492A
Application number: CN201310500164.6A
Authority: CN
Inventors: 何卜思; 张健; 祁喜元; 杨晓丽
Original assignee: Ningxia Baota Petrochemical Technology Industry Development Co Ltd
Current assignee: Ningxia Baota Petrochemical Technology Industry Development Co Ltd
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明公开了一种天然气加工利用工艺，旨在提高天然气利用率，增加经济效益。该工艺将原料压缩系统来的天然气依次经脱碳、脱水、脱重烃，脱汞进行深度净化处理，然后进入液化工艺，生产液化天然气（LNG）；以脱重烃后的净化天然气作为再生气对脱重烃吸附剂进行再生，再生完成后，再生气经冷却进入天然气压缩系统，生产压缩天然气（CNG）。本发明解决了使用后的再生气不能回收的问题，避免了脱重烃再生气放空燃烧，造成资源浪费和环境污染的问题，同时还给企业带来效益。

Description

一种天然气加工利用工艺

技术领域

本发明属于天然气加工技术领域，涉及一种天然气的加工利用工艺。

背景技术

液化天然气（LNG）生产工艺由天然气净化和天然气冷凝液化两部分组成。其原料主要来自油气田或长输管道。原料天然气的主要成分是甲烷，还含有少量重烃、二氧化碳、硫化氢、水、汞等杂质。对于生产LNG首先必须将二氧化碳、水分、重烃、汞等脱除，以避免二氧化碳、水分、重烃等在低温下冻结堵塞下游管道和设备，以及硫、汞等对设备产生的腐蚀。

生产LNG液化时对气体的净化要求较高，尤其是对重烃含量的要求非常高，因为重烃含量高不利于储存，容易造成翻滚现象，在天然气的液化装置中容易堵塞主换热器、阻塞管道、节流阀门和装车泵。进入液化系统前的重烃含量必须低于10ppm，后续液化工艺才不会产生阻塞的问题。

在LNG生产中，脱水和脱重烃工艺常采用固体吸附法，并采用两塔或三塔流程。在两塔流程中，一塔进行脱水/脱重烃操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。三塔流程可采用一塔吸附、一塔再生、另一塔冷却或二塔吸附、一塔再生及冷却的切换程序。再生气通常直接采用净化后的天然气作为再生气。

在脱水工艺的再生阶段，再生气直接采用一部分脱水后的干气作为再生气，经天然气加热炉加热到约320℃后进入脱水塔，解吸（烘干）吸附剂吸附的H₂O，出脱水塔后再经冷却器冷却到常温，并经再生气分离器分离后返回到装置入口与原料气混合后进入原料压缩工艺，同原料一起进入净化工艺。

在脱重烃工艺的再生阶段，采用一部分脱重烃后的天然气作为再生气，再生气经天然气加热炉加热到约220℃后自脱重烃塔底进入脱重烃塔，解吸吸附剂吸附的重烃，解吸下来的重烃随再生气由脱重烃塔顶出塔，再经冷却器冷却到常温后经减压后进入燃料总管。

脱水工艺使用后的再生气可直接返回到装置入口与原料气混合，进行净化处理，而脱重烃工艺中的再生气再生吸附剂后，其中的重烃含量高，若返回到装置入口与原料混合，天然气中的重烃有累积效应，对后续处理造成很大的压力。因此，脱重烃工艺中的使用过的再生气不能直接回用，只能将其送至火炬管网点燃放空或作为加热燃料，这无疑造成了资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种天然气加工工艺，该工艺将再生脱重烃吸附剂后不能回用的再生气回收利用，用于生产压缩天然气（CNG）。避免了液化天然气厂天然气资源的浪费。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种天然气加工利用工艺，包括以下步骤：

来自长输管道的天然气经压力调节阀调节后，进入原料气压缩机压缩至4.6~5.0MPa，冷却至≤40℃，然后经分离器分离后将天然气导入净化系统。

净化系统包括脱碳、脱水、脱重烃、脱汞工序。

脱碳工序采用溶液吸附法脱除天然气中的CO₂气体。利用MDEA（N-甲基二乙醇胺）溶液脱除天然气中的CO₂气体。

脱水工序采用3A分子筛吸附法脱除天然气中的H₂O。利用分子筛吸附剂脱水至1ppm。

脱水后的天然气一部分作为分子筛吸附剂的再生气，回到脱水塔再生分子筛吸附剂，另一部分进入脱重烃工序。

脱重烃工序采用固体吸附法，利用煤质颗粒活性炭脱除天然气中的重烃。脱重烃后的天然气，一部分作为脱重烃吸附剂的再生气，一部分进入脱汞工序。

脱汞工序也采用固体吸附法，可用的吸附剂为浸泡硫化物活性炭。

再生分子筛吸附剂后的再生气送回到原料气压缩工艺，与原料气混合，进行净化处理。再生脱重烃吸附剂后的再生气送入天然气压缩工艺中，加压到20 MPa ~23MPa，作为CNG产品。

最终净化后的天然气CO₂含量低于40 ppm，H₂S含量低于4 ppm，H₂O含量小于1ppm，重烃含量低于10ppm，Hg低于0.01μg /m³，甲烷≥97%。送入天然气液化工艺，经换热后液化，冷量由氟利昂冷冻机组和增压透平膨胀机提供，生产LNG产品。

附图说明

图1是本发明一种天然气加工利用工艺的工艺流程图。

图中各编号所代表的意义如下：

1-1：原料气压缩；1-2：脱碳；1-3：脱水；1-4：脱重烃；1-5：脱汞；1-6：液化；1-7：天然气压缩。

1：原料气（天然气）；2：液化天然气产品（LNG）；3：压缩天然气产品（CNG）；4：再生气（脱水后的天然气）；5：再生气（脱重烃后的天然气）；6：再生分子筛吸附剂后的再生气；7：再生脱重烃吸附剂后的再生气。

具体实施方式

（1）压缩系统

长输管道来的天然气经压力调节阀调节后，进入原料气压缩机压缩至4.6 MPa ~5.0MPa，冷却至≤40℃，然后经分离器分离后将天然气导入脱碳系统。

（2）净化系统

脱碳：来自原料气压缩系统的天然气（温度40℃，压力4.6 MPa ~5.0MPa）首先经过气液分离器、天然气过滤器，然后进入吸收塔底部，与塔顶来的MDEA（N-甲基二乙醇胺）溶液逆流接触，脱除CO₂，净化气体经塔顶高效除沫器后，进入天然气冷凝器降温至38℃，再经气液分离器分离水分及杂质后送出界区；

脱水：从脱碳系统来的净化天然气进入分子筛干燥器脱除其中的H₂O至小于1ppm，进入粉尘过滤器，去除粉尘后一路进入脱重烃系统，另一路经减压后作为脱水塔的再生气；再生气经天然气加热炉盘管加热到约320℃后进入脱水塔，解吸其中的水；在冷吹阶段，该气体旁通加热炉进入脱水塔，冷却分子筛床层，出脱水塔后经再生气冷却器冷却到常温，并经再生气分离器分离后返回原料天然气压缩入口。

脱重烃：从脱水系统来的净化天然气进入脱重烃塔脱除其中的芳香烃类及其它杂质降至1～10ppm，进入粉尘过滤器；去除粉尘后一路进入脱汞系统，另一路经减压后作为脱重烃塔的再生用气。再生气经天然气加热炉盘管加热到约220℃后进入脱重烃塔，解吸吸附剂吸附的芳烃类及其他杂质。再生完成后，出脱重烃塔后经再生气冷却器冷却到常温送至CNG系统。

净化后的天然气指标：

汞＜1ppm，二氧化碳＜50ppm，硫化氢＜4ppm，COS＜0.5ppm，硫化物总量10-50ppm，芳香族化合物1-10ppm（10ppm），甲烷≥97%。

脱汞：去脱汞系统的原料天然气自上而下通过脱汞吸附器床层，将汞脱除至0.01μg/m³，再经粉尘过滤器脱除粉尘后，进入天然气液化系统。

（3）LNG系统

净化干燥后的天然气进入液化冷箱，依次经过主换热器、氟利昂蒸发器、主换热器、液化换热器、过冷换热器、被反流的天然气、氮-甲烷冷却液化后形成中压LNG，经节流阀节流降压后，压力0.3MPa，温度-143.8℃，进入LNG储罐中储存，供用户使用。

（4）CNG系统

脱重烃塔再生完成后，出脱重烃塔后经再生气经冷却至常温后，经过滤、调压计量后经缓冲稳压后进入压缩机，天然气压缩机将天然气压缩加压至20 MPa ~23MPa进入高压脱水装置除去剩余水分，脱水后进高压储气瓶组或高压储气井。

Claims

1.一种天然气加工利用工艺，包括原料气压缩、净化、液化、压缩工艺，其特征在于原料气压缩工艺将天然气加压，送入净化工艺，净化工艺包括脱碳、脱水、脱重烃和脱汞工序，其中净化工艺各工序均采用吸附法，其中脱水和脱重烃的吸附剂需用再生气再生；净化后的天然气送入液化工艺，生产液化天然气（LNG）；再生脱重烃吸附剂后的再生气送入天然气压缩工艺，生产压缩天然气（CNG）。

2.如权利要求1所述的天然气加工利用工艺，其特征在天然气压缩工艺将原料气加压到4.6MPa~5.0MPa。

3.如权利要求1所述的天然气加工利用工艺，其特征在于脱汞工序采用吸附剂为浸泡有硫化物的活性炭作为吸附剂。