CN108485740A - 一种液化天然气净化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液化天然气净化装置及方法。其中，液化天然气净化装置包括脱酸脱水单元、预冷脱重烃单元以及吸附脱重烃单元，所述预冷脱重烃单元连接在所述脱酸脱水单元和所述吸附脱重烃单元之间，以使所述液化天然气净化装置将脱酸脱水后的原料气至少先进行冷却脱重烃后再进行吸附脱重烃。本发明通过冷冻脱重烃和吸附脱重烃相结合的方式，先将脱酸脱水后的原料气进行冷冻脱重烃，然后进一步采用吸附脱重烃，不容易造成吸附塔穿透冷箱冻堵。

Description

一种液化天然气净化装置及方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体而言，涉及一种液化天然气净化装置及方法。
背景技术
目前，液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的能源。通常，液化天然气是净化后的天然气经压缩、冷却至其沸点(-161.5摄氏度)温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内。
但是天然气(原料气)通常含有水分、CO2和重烃的杂质，需要脱除净化成净化气之后才能进行液化以制备液化天然气。采用常规脱水脱重烃工艺和设备，会造成吸附塔穿透，造成冷箱冻堵。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种液化天然气净化装置及方法。
为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供一种液化天然气净化装置，包括脱酸脱水单元、预冷脱重烃单元以及吸附脱重烃单元，所述预冷脱重烃单元连接在所述脱酸脱水单元和所述吸附脱重烃单元之间，以使所述液化天然气净化装置将脱酸脱水后的原料气至少先进行冷却脱重烃后再进行吸附脱重烃。
进一步地，在本发明的可选实施例中，所述预冷脱重烃单元包括天然气过冷器和第一重烃分离器，所述天然气过冷器连接于所述脱酸脱水单元和所述第一重烃分离器之间，所述第一重烃分离器与所述吸附脱重烃单元连接；
所述天然气过冷器被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给所述第一重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给所述吸附脱重烃单元。
进一步地，在本发明的可选实施例中，所述预冷脱重烃单元包括换热器、天然气过冷器和第一重烃分离器；
所述换热器被配置成将脱酸脱水后的原料气进行预冷后再输送给所述天然气过冷器；所述天然气过冷器被配置成将预冷后的原料气冷却到预设温度并输送给所述第一重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将冷却后的原料气进行气液分离，并将气体输送给所述换热器进行热交换后再输送给所述吸附脱重烃单元。
进一步地，在本发明的可选实施例中，还包括再生气回路单元，所述再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器；
所述再生气管路被配置成将所述吸附脱重烃单元的再生气输送到所述换热器进行换热后，再输送到所述第二重烃分离器。
进一步地，在本发明的可选实施例中，所述液化天然气净化装置还包括再生气过冷器，所述再生气管路被配置成将经过所述换热器进行换热后的所述再生气输送到所述再生气过冷器，然后再进入所述第二重烃分离器。
进一步地，在本发明的可选实施例中，所述再生气管路被配置成将经过所述第二重烃分离器脱重烃后的再生气输送给所述换热器换热后再输送给所述吸附脱重烃设备单元。
进一步地，在本发明的可选实施例中，所述第二重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热。
进一步地，在本发明的可选实施例中，所述第一重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热。
进一步地，在本发明的可选实施例中，所述预冷脱重烃单元包括换热器、第一重烃分离器、再生气回路单元和冷剂回路单元，所述换热器连接于所述脱水单元和所述第一重烃分离器之间，所述第一重烃分离器与所述换热器连接；
所述换热器被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给所述第一重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给所述换热器，然后将经过换热的气体输送给所述吸附脱重烃单元；
所述再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器；所述再生气管路被配置成将所述吸附脱重烃单元的再生气输送到所述换热器进行换热后，再输送到所述第二重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热；所述第二重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热；
所述冷剂回路单元包括冷剂管路和节流阀，所述冷剂回路单元被配置成将冷剂输送给所述换热器进行换热，然后通过所述节流阀节流后再输送给所述换热器为所述换热器提供冷量。
进一步地，在本发明的可选实施例中，所述预冷脱重烃单元包括换热器、第一重烃分离器、再生气回路单元和冷剂回路单元，所述换热器连接于所述脱酸脱水单元和所述第一重烃分离器之间；
所述换热器被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给所述第一重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给所述换热器，然后将经过换热的气体输送给所述吸附脱重烃单元；
所述再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器；所述再生气管路被配置成将所述吸附脱重烃单元的再生气输送到所述换热器进行换热后，再输送到所述第二重烃分离器，所述再生气管路还被配置成将所述第二重烃分离器分离出的气体输送给所述吸附脱重烃单元；所述第一重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热；所述第二重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热；
所述冷剂回路单元包括冷剂管路，所述冷剂回路单元被配置成将冷剂输送给所述换热器进行换热。
本发明还提供一种液化天然气净化方法，包括：
将脱酸、脱水后的原料气预冷到预设温度进行预冷脱重烃；
将经过预冷脱重烃的所述原料气进行吸附脱重烃。
本发明的有益效果包括：本发明通过上述设计得到的液化天然气净化装置及方法，通过冷冻脱重烃和吸附脱重烃相结合的方式，先将脱酸脱水后的原料气进行冷冻脱重烃，然后进一步采用吸附脱重烃，不容易造成吸附塔穿透冷箱冻堵。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施方式提供的液化天然气净化装置的示意图；
图2是本发明第一种实施例提供的液化天然气净化装置的示意图；
图3是本发明第二种实施例提供的液化天然气净化装置的示意图；
图4是本发明第三种实施例提供的液化天然气净化装置的示意图；
图5是本发明第四种实施例提供的液化天然气净化装置的示意图；
图6是本发明第五种实施例提供的液化天然气净化装置的示意图；
图7是本发明第六种实施例提供的液化天然气净化装置的示意图。
图标：脱酸脱水单元100；脱酸设备110；脱水设备120；预冷脱重烃单元200；天然气过冷器210；第一重烃分离器220；换热器230；第二重烃分离器240；再生气过冷器250；冷剂回路单元260；节流阀270；吸附脱重烃单元300。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施方式提供一种液化天然气净化装置，包括脱酸脱水单元100、预冷脱重烃单元200以及吸附脱重烃单元300，预冷脱重烃单元200连接在脱酸脱水单元100和吸附脱重烃单元300之间，以使液化天然气净化装置将脱酸脱水后的原料气至少先进行冷却脱重烃后再进行吸附脱重烃。吸附脱重烃单元300可以包括分子筛吸附塔，分子筛吸附塔能够以吸附的方式脱除重烃。
进一步地，脱酸脱水单元100可以包括脱酸脱水设备120同时脱除酸和水，也可以包括脱酸设备110和脱水设备120，先脱酸，再脱水。
进一步地，如图2所示，在本发明的可选实施例中，预冷脱重烃单元200包括天然气过冷器210和第一重烃分离器220，天然气过冷器210连接于脱酸脱水单元100和第一重烃分离器220之间，第一重烃分离器220与吸附脱重烃单元300连接。
天然气过冷器210被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给第一重烃分离器220，第一重烃分离器220被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给吸附脱重烃单元300。
进一步地，如图3所示，在本发明的可选实施例中，预冷脱重烃单元200包括换热器230、天然气过冷器210和第一重烃分离器220；
换热器230被配置成将脱酸脱水后的原料气进行预冷后再输送给天然气过冷器210；天然气过冷器210被配置成将预冷后的原料气冷却到预设温度并输送给第一重烃分离器220，第一重烃分离器220被配置成将冷却后的原料气进行气液分离，并将气体输送给换热器230进行热交换后再输送给吸附脱重烃单元300。
换热器230一方面能够对脱酸脱水后的原料气进行预冷，然后预冷后的原料气再进入天然过冷器进一步冷却，然后冷却后的原料气进入第一重烃分离器220进行气液分离。第一重烃分离器220的液体主要是重烃，而气体已被初步分离出重烃。并且该气体和液体(重烃)均具有较多的冷量，通过将该气体和液体与换热器230换热，可以充分利用气体和液体的冷量冷却换热器230，节约能源。换句话说，换热器230中主要是温度较高(例如49℃左右)的原料气与温度较低(例如-20℃左右)的从第一重烃分离器220分离出的气体及液体进行热交换。换热器230可以将(49℃左右的)原料气冷却到-11℃左右，然后天然气过冷器210进一步将原料气冷却到-20℃，以此节约了天然气过冷器210的能源消耗。从第一重烃分离器220分离出的气体经过换热器230换热后输送给吸附脱重烃单元300进一步脱除重烃。
进一步地，如图4所示，在本发明的可选实施例中，还包括再生气回路单元，再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器240。
再生气管路被配置成将吸附脱重烃单元300的再生气输送到换热器230进行换热后，再输送到第二重烃分离器240。进一步地，还包括冷剂回路单元260。冷剂回路单元260包括冷剂管路和节流阀270，冷剂回路单元260被配置成将冷剂输送给换热器230进行换热，然后通过节流阀270节流后再输送给换热器230为换热器230提供冷量。
进一步地，如图5所示，在本发明的可选实施例中，液化天然气净化装置还包括再生气过冷器250，再生气管路被配置成将经过换热器230进行换热后的再生气输送到再生气过冷器250，然后再进入第二重烃分离器240。
进一步地，在本发明的可选实施例中，再生气管路被配置成将经过第二重烃分离器240脱重烃后的再生气输送给换热器230换热后再输送给吸附脱重烃设备单元。
进一步地，在本发明的可选实施例中，第二重烃分离器240被配置成将脱除的重烃输送给换热器230进行换热。
进一步地，在本发明的可选实施例中，第一重烃分离器220被配置成将脱除的重烃输送给换热器230进行换热。
进一步地，如图6所示，在本发明的可选实施例中，预冷脱重烃单元200包括换热器230、第一重烃分离器220、再生气回路单元和冷剂回路单元260，换热器230连接于脱水单元和第一重烃分离器220之间，第一重烃分离器220与换热器230连接。
换热器230被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给第一重烃分离器220，第一重烃分离器220被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给换热器230，然后将经过换热的气体输送给吸附脱重烃单元300；第一重烃分离器220被配置成将脱除的重烃输送给换热器230进行换热。
再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器240；再生气管路被配置成将吸附脱重烃单元300的再生气输送到换热器230进行换热后，再输送到第二重烃分离器240，第二重烃分离器240被配置成将脱除的重烃输送给换热器230进行换热。
冷剂回路单元260包括冷剂管路和节流阀270，冷剂回路单元260被配置成将冷剂输送给换热器230进行换热，然后通过节流阀270节流后再输送给换热器230为换热器230提供冷量。
与图5所示的实施例相比，图6中省略了再生气过冷器250和天然气过冷器210，并增加了冷剂回路单元260直接对换热器230进行降温。
进一步地，如图7所示，在本发明的可选实施例中，预冷脱重烃单元200包括换热器230、第一重烃分离器220、再生气回路单元和冷剂回路单元260，换热器230连接于脱酸脱水单元100和第一重烃分离器220之间。
换热器230被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给第一重烃分离器220，第一重烃分离器220被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给换热器230，然后将经过换热的气体输送给吸附脱重烃单元300；第一重烃分离器220被配置成将脱除的重烃输送给换热器230进行换热。
再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器240；再生气管路被配置成将吸附脱重烃单元300的再生气输送到换热器230进行换热后，再输送到第二重烃分离器240；第二重烃分离器240被配置成将脱除的重烃输送给换热器230进行换热；
冷剂回路单元260包括冷剂管路，冷剂回路单元260被配置成将冷剂输送给换热器230进行换热。
本实施例还提供一种液化天然气净化方法，包括：将脱酸、脱水后的原料气预冷到预设温度进行预冷脱重烃；将经过预冷脱重烃的原料气进行吸附脱重烃。通过冷冻脱重烃和吸附脱重烃相结合的方式，先将脱酸脱水后的原料气进行冷冻脱重烃，然后进一步采用吸附脱重烃，不容易造成吸附塔穿透冷箱冻堵。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液化天然气净化装置，其特征在于，包括脱酸脱水单元、预冷脱重烃单元以及吸附脱重烃单元，所述预冷脱重烃单元连接在所述脱酸脱水单元和所述吸附脱重烃单元之间，以使所述液化天然气净化装置将脱酸脱水后的原料气至少先进行冷却脱重烃后再进行吸附脱重烃。
2.根据权利要求1所述的液化天然气净化装置，其特征在于，所述预冷脱重烃单元包括天然气过冷器和第一重烃分离器，所述天然气过冷器连接于所述脱酸脱水单元和所述第一重烃分离器之间，所述第一重烃分离器与所述吸附脱重烃单元连接；
所述天然气过冷器被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给所述第一重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给所述吸附脱重烃单元。
3.根据权利要求1所述的液化天然气净化装置，其特征在于，所述预冷脱重烃单元包括换热器、天然气过冷器和第一重烃分离器；
所述换热器被配置成将脱酸脱水后的原料气进行预冷后再输送给所述天然气过冷器；所述天然气过冷器被配置成将预冷后的原料气冷却到预设温度并输送给所述第一重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将冷却后的原料气进行气液分离，并将气体输送给所述换热器进行热交换后再输送给所述吸附脱重烃单元。
4.根据权利要求3所述的液化天然气净化装置，其特征在于，还包括再生气回路单元，所述再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器；
所述再生气管路被配置成将所述吸附脱重烃单元的再生气输送到所述换热器进行换热后，再输送到所述第二重烃分离器。
5.根据权利要求4所述的液化天然气净化装置，其特征在于，所述液化天然气净化装置还包括再生气过冷器，所述再生气管路被配置成将经过所述换热器进行换热后的所述再生气输送到所述再生气过冷器，然后再进入所述第二重烃分离器。
6.根据权利要求5所述的液化天然气净化装置，其特征在于，所述第二重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热。
7.根据权利要求3或5所述的液化天然气净化装置，其特征在于，所述第一重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热。
8.根据权利要求1所述的液化天然气净化装置，其特征在于，所述预冷脱重烃单元包括换热器、第一重烃分离器、再生气回路单元和冷剂回路单元，所述换热器连接于所述脱水单元和所述第一重烃分离器之间，所述第一重烃分离器与所述换热器连接；
所述换热器被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给所述第一重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给所述换热器，然后将经过换热的气体输送给所述吸附脱重烃单元；所述第一重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热；
所述再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器；所述再生气管路被配置成将所述吸附脱重烃单元的再生气输送到所述换热器进行换热后，再输送到所述第二重烃分离器，所述第二重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热；
所述冷剂回路单元包括冷剂管路和节流阀，所述冷剂回路单元被配置成将冷剂输送给所述换热器进行换热，然后通过所述节流阀节流后再输送给所述换热器为所述换热器提供冷量。
9.根据权利要求1所述的液化天然气净化装置，其特征在于，所述预冷脱重烃单元包括换热器、第一重烃分离器、再生气回路单元和冷剂回路单元，所述换热器连接于所述脱酸脱水单元和所述第一重烃分离器之间；
所述换热器被配置成将脱酸脱水后的原料气冷却到预设温度并输送给所述第一重烃分离器，所述第一重烃分离器被配置成将冷却后的原料气进行气液分离并将气体输送给所述换热器，然后将经过换热的气体输送给所述吸附脱重烃单元；所述第一重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热；
所述再生气回路单元包括再生气管路和第二重烃分离器；所述再生气管路被配置成将所述吸附脱重烃单元的再生气输送到所述换热器进行换热后，再输送到所述第二重烃分离器；所述第二重烃分离器被配置成将脱除的重烃输送给所述换热器进行换热；
所述冷剂回路单元包括冷剂管路，所述冷剂回路单元被配置成将冷剂输送给所述换热器进行换热。
10.一种液化天然气净化方法，其特征在于，包括：
将脱酸、脱水后的原料气预冷到预设温度进行预冷脱重烃；
将经过预冷脱重烃的所述原料气进行吸附脱重烃。
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