CN112980491A - 一种油田伴生气轻烃回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种采用精馏和制冷相结合，可以有效的提高C3+收率，实现对原料中C3+以上的组分充分回收的油田伴生气轻烃回收系统，其特征在于包括原料气压缩机、原料气冷却器、三相分离罐、脱水干燥系统等，所述原料气压缩机通过管道和原料气冷却器连接，所述原料气冷却器和三相分离罐一端连接，所述三相分离罐还通过管道分别和废水收集装置、脱水干燥系统、液化气精馏塔连接，本发明采用制冷技术与精馏技术相结合，能够有效适应油田伴生气不同气质的工况，为获得较高C3+收率，提供了必要条件。
Description
技术领域
本发明涉及油田伴生气处理领域，尤其涉及一种油田伴生气轻烃回收系统。
背景技术
原油开采的过程中，通常溶解在原油中的甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、新戊烷等相对较轻的组分会析出，称为油田伴生气，也是天然气的另一种来源。这些碳氢化合物是重要的燃料来源和化工原料，如果把他们回收起来，既有利于解决环境问题，又能增加经济效益，是现代能源的重要构成。现有的报道采用节流阀制冷，直接换热工艺，膨胀制冷工艺，冷油吸收工艺，但节流阀制冷适用于压力很高的气层气(10MPA或更高)，伴生气的压力通常比较低，不适合采用这种形式回收C3及以上组分；而直接换热工艺(DHX)适用于C3组分小于8％、气体流量较大的气体处理装置，C3收率受原料气中C1/C2影响较大，关键是吸收气化制冷。冷油吸收，适用于原料气C3含量大于10％的气体，是来自装置自产轻烃作为吸收剂，对变化范围大的原料气不适用。膨胀制冷原料气的压力及气量需要稳定，原料气进行膨胀时需要较高的压力，一般要大于4MPA，压缩机，膨胀机费用较高，气量和组成变化范围大时，操作比较困难，不能适应气相及组成经常变化的情况。现有的技术原料气增压压力低，对原料气中C3的含量要求低，适应各种工况，原料气的组成变化对装置的稳定性影响可以忽略不计。
发明内容
根据以上技术问题，本发明提出一种采用精馏和制冷相结合，可以有效的提高C3+收率，实现对原料中C3+以上的组分充分回收的油田伴生气轻烃回收系统，其特征在于包括原料气压缩机、原料气冷却器、三相分离罐、脱水干燥系统、脱乙烷塔、冷箱、低温气液分离器、重烃回流泵、预冷压缩机组、深冷压缩机组、液化气精馏塔，所述原料气压缩机通过管道和原料气冷却器连接，所述原料气冷却器和三相分离罐一端连接，所述三相分离罐还通过管道分别和废水收集装置、脱水干燥系统、液化气精馏塔连接，所述脱水干燥系统通过管道和冷箱连接，冷箱分别和干气收集装置、预冷压缩机组、深冷压缩机组、脱乙烷塔、低温气液分离器连接，所述低温气液分离器通过重烃回流泵和脱乙烷塔连接，所述脱乙烷塔通过管道和液化气精馏塔连接，所述冷箱分别和预冷压缩机、预冷压缩机气液分离罐通过管道连接，所述预冷压缩机还和预冷压缩机气液分离罐、预冷压缩机出口冷却器连接，所述预冷压缩机出口冷却器通过管道和预冷压缩机气液分离罐连接，该管道上安装有节流阀，所述深冷压缩机还和深冷压缩机气液分离罐、深冷压缩机出口冷却器连接，所述深冷压缩机出口冷却器通过管道和深冷压缩机气液分离罐连接，该管道上安装有节流阀；所述冷箱所需冷量由两组制冷机组提供，一组是单一冷媒介质制冷，包括丙烷、氨、R134a、R22，提供高温段的冷源，制冷温度范围为-10℃～-40℃；另一组混合冷媒介质或单一介质提供深冷段冷源冷机，包括丙烷和乙烷组合，丙烷和乙烯组合，乙烯，乙烷， R23，异丁烷及它们之间的组合，制冷温度范围为-40℃～-85℃。
所述油田伴生气轻烃回收系统的具体使用方法为：
1、原料气通过原料气压缩机进行增压到14～27bar，经过换热器或原料气冷却器或蒸发冷冷却到40℃左右进入三相分离器，气相进入分子筛干燥系统进行脱水，油相进入液化气塔，水相进入污水罐，经过干燥脱水后的原料气露点在-45℃～-70℃之间，进入冷箱预冷到-10℃～-30℃进入脱乙烷塔的中部，通过精馏，把轻组分甲烷和乙烷分离出来，脱乙烷塔设置再沸器，由导热油作为热源或电加热或蒸汽；
2、气相进入冷箱进一步冷却到-40℃～-80℃后，进入低温气液分离罐，气相经过节流到3bar～5bar后，重新返回冷箱复热，经过增压处理，输送到用户终端，气相主要为甲烷和乙烷，液相通过自身重力回流或重烃回流泵返回脱乙烷塔顶部，作为精馏塔塔顶回流；
3、脱乙烷塔塔底物料进入液化气精馏塔，经过精馏，塔顶得到合格的液化气产品，塔底得到轻质油，主要为C5及以上组分，进入油品储罐或进一步深加工处理。
所述原料气压缩机进行增压到14bar～27bar。
所述脱水干燥系统为分子筛干燥系统。
所述脱乙烷塔为精馏塔，分为精馏段和提馏段两部分，所述脱乙烷塔内设置有再沸器。
所述冷箱所需的冷量由两组制冷机组提供，一组是单一冷媒介质提供高温段的冷源；另一组由混合冷媒介质或单一介质提供深冷段冷源。
本发明的有益效果为：本发明采用制冷技术与精馏技术相结合，能够有效适应油田伴生气不同气质的工况，为获得较高C3+收率，提供了必要条件。本发明运用低温制冷和精馏相结合的方法，能有效解决C3+收率低的问题。两种不同品位冷源提供冷量，能够应对不同组成的原料，操作稳定，适应性强。能够面对不同的气质组成，适用于气质范围变化大的工况，投资低，C3+收率高。本发明工艺简单，流程简短，能耗低，设计合理，本申请的脱乙烷塔分为精馏段和提馏段两部分，用脱乙烷塔把甲烷、乙烷分离出去，塔顶气相几乎不含C3及以上的组分，塔底含有微量乙烷，塔顶靠低温液体回流，塔釜靠再沸器加热，冷箱由两组不同品位的制冷机组提供冷源，一组是单一冷媒介质包括丙烷、氨、R134a、R22，提供高温段的冷源，另一组混合冷媒介质或单一介质提供深冷段冷源，包括丙烷和乙烷组合，丙烷和乙烯组合，乙烯，乙烷，R23；增加液化气塔，生产合格的LPG产品。本装置的C3收率大于99％。
本申请同样适用于天然气井口气，天然气凝析气，原油罐区闪蒸气等轻烃回收场所。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明冷箱和制冷机组连接示意图。
图3为本发明冷箱和制冷机组连接示意图。
图中：1-原料气压缩机；2-原料气冷却器；3-三相分离罐；4- 脱水干燥系统；5-脱乙烷塔；6-冷箱；7-低温气液分离器；8-重烃回流泵；9-预冷压缩机组；10-深冷压缩机组；11-液化气精馏塔，12- 预冷压缩机6-2、预冷压缩机出口冷却器6-3、节流阀6-4、预冷压缩机气液分离罐6-5、深冷压缩机6-6、深冷压缩机出口冷却器6-7、深冷压缩机气液分离罐6-8；
具体实施方式
实施例1
本发明提出一种采用精馏和制冷相结合，可以有效的提高C3+收率，实现对原料中C3+以上的组分充分回收的油田伴生气轻烃回收系统，包括原料气压缩机1、原料气冷却器2、三相分离罐3、脱水干燥系统4、脱乙烷塔5、冷箱6、低温气液分离器7、重烃回流泵8、预冷压缩机组9、深冷压缩机组10、液化气精馏塔11，原料气压缩机1通过管道和原料气冷却器2连接，原料气冷却器2和三相分离罐 3一端连接，三相分离罐3还通过管道分别和废水收集装置、脱水干燥系统4、液化气精馏塔11连接，脱水干燥系统4通过管道和冷箱6 连接，冷箱6分别和干气收集装置、预冷压缩机组9、深冷压缩机组 10、脱乙烷塔5、低温气液分离器7连接，低温气液分离器7通过重烃回流泵8和脱乙烷塔5连接，脱乙烷塔5通过管道和液化气精馏塔 11连接。脱水干燥系统4为分子筛干燥系统。冷箱6分别和预冷压缩机6-2、预冷压缩机气液分离罐6-5通过管道连接，预冷压缩机6-2 还和预冷压缩机气液分离罐6-5、预冷压缩机出口冷却器6-3连接，预冷压缩机出口冷却器6-3通过管道和预冷压缩机气液分离罐6-5连接，该管道上安装有节流阀6-4，深冷压缩机6-6组还和深冷压缩机气液分离罐6-8、深冷压缩机出口冷却器6-7连接，深冷压缩机出口冷却器6-7通过管道和深冷压缩机气液分离罐6-8连接，该管道上安装有节流阀6-4。
实施例2
本申请使用时，原料气通过原料气压缩机1增压到14bar～27bar，经过原料气冷却器2冷却到40℃左右进入三相分离器，气相进入分子筛干燥系统进行脱水或三甘醇脱水二者其中一个，油相进入液化气精馏塔11，水相进入污水罐；经过干燥脱水后的原料气露点在-45℃～-70℃之间，进入冷箱6预冷到-10℃～-30℃进入脱乙烷塔5的中部，通过精馏，把轻组分甲烷和乙烷分离出来，脱乙烷塔5内设置再沸器，由导热油作为热源或电加热或蒸汽。气相进入冷箱6进一步冷却到优选-50～-75℃后，进入低温气液分离罐，气相经过节流到3bar～5bar 后，重新返回冷箱6复热，经过增压处理，输送到用户终端，气相主要为甲烷和乙烷。液相通过自身重力回流或重烃回流泵8返回脱乙烷塔5顶部，作为精馏塔塔顶回流。脱乙烷塔5底部液相，进入液化气精馏塔11，塔顶得到液化气产品，塔底的到轻质油，主要为C5及以上组分，进入油品储罐或进一步深加工处理。气相冷凝的冷量由两组制冷机提供，一组是单一冷媒介质包括丙烷、氨、R134a、R22，提供高温段的冷源，制冷温度范围为-10℃～-40℃，另一组混合冷媒介质或单一介质提供深冷段冷源，包括，丙烷和乙烷组合，丙烷和乙烯组合，乙烯，乙烷，R23，异丁烷及它们之间的组合，制冷温度范围为， -40℃～-85℃，脱乙烷塔5塔底物料进入液化气精馏塔11，经过精馏，塔顶的到合格的液化气产品，塔底的到轻质油，主要为C5及以上组分，进入油品储罐或进一步深加工处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种油田伴生气轻烃回收系统，其特征在于包括原料气压缩机、原料气冷却器、三相分离罐、脱水干燥系统、脱乙烷塔、冷箱、低温气液分离器、重烃回流泵、预冷压缩机组、深冷压缩机组、液化气精馏塔，所述原料气压缩机通过管道和原料气冷却器连接，所述原料气冷却器和三相分离罐一端连接，所述三相分离罐还通过管道分别和废水收集装置、脱水干燥系统、液化气精馏塔连接，所述脱水干燥系统通过管道和冷箱连接，冷箱分别和干气收集装置、脱乙烷塔、低温气液分离器连接，所述低温气液分离器通过重烃回流泵和脱乙烷塔连接，所述脱乙烷塔通过管道和液化气精馏塔连接，所述冷箱分别和预冷压缩机、预冷压缩机气液分离罐通过管道连接，所述预冷压缩机还和预冷压缩机气液分离罐、预冷压缩机出口冷却器连接，所述预冷压缩机出口冷却器通过管道和预冷压缩机气液分离罐连接，该管道上安装有节流阀，所述深冷压缩机还和深冷压缩机气液分离罐、深冷压缩机出口冷却器连接，所述深冷压缩机出口冷却器通过管道和深冷压缩机气液分离罐连接，该管道上安装有节流阀；
所述冷箱由两组制冷机组提供冷量，一组是单一冷媒介质提供高温段的冷源，包括丙烷、氨、R134a、R22，制冷温度范围为-10℃～-40℃；另一组混合冷媒介质或单一介质提供深冷段冷源，包括丙烷和乙烷组合，丙烷和乙烯组合，乙烯，乙烷，R23，异丁烷及它们之间的组合，制冷温度范围为-40℃～-85℃。
2.一种油田伴生气轻烃回收系统使用方法，其具体使用方法为：
一、原料气通过原料气压缩机进行增压到14～27bar，经过换热器或原料气冷却器或蒸发冷冷却到40℃左右进入三相分离器，气相进入分子筛干燥系统进行脱水，油相进入液化气塔，水相进入污水罐，经过干燥脱水后的原料气露点在-45℃～-70℃之间，进入冷箱预冷到-10℃～-30℃进入脱乙烷塔的中部，通过精馏，把轻组分甲烷和乙烷分离出来，脱乙烷塔设置再沸器，由导热油作为热源或电加热或蒸汽；
二、气相进入冷箱进一步冷却到-40℃～-80℃后，进入低温气液分离罐，气相经过节流到3bar～5bar后，重新返回冷箱复热，经过增压处理，输送到用户终端，气相主要为甲烷和乙烷，液相通过自身重力回流或重烃回流泵返回脱乙烷塔顶部，作为精馏塔塔顶回流；
三、脱乙烷塔塔底物料进入液化气精馏塔，经过精馏，塔顶的到合格的液化气产品，塔底的到轻质油，主要为C5及以上组分，进入油品储罐或进一步深加工处理。
3.按照1权利要求1所述的一种油田伴生气轻烃回收系统，其特征在于所述原料气压缩机进行增压到14bar～27bar。
4.按照1权利要求1所述的一种油田伴生气轻烃回收系统，其特征在于所述脱水干燥系统为分子筛干燥系统。
5.按照1权利要求1所述的一种油田伴生气轻烃回收系统，其特征在于所述脱乙烷塔为精馏塔，分为精馏段和提馏段两部分，所述脱乙烷塔内设置有再沸器。
6.按照1权利要求1所述的一种油田伴生气轻烃回收系统，其特征在于所述冷箱所需的冷量由两组制冷机组提供，一组是单一冷媒介质提供高温段的冷源；另一组由混合冷媒介质或单一介质提供深冷段冷源。
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- 2019-12-16 CN CN201911298564.7A patent/CN112980491A/zh active Pending
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