CN114231326A - 一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统及工艺，属于天然气中轻烃分离领域，以解决现有的轻烃分离耗能高成本高的缺陷，包括分子筛系统，轻烃分离系统，净化气换热冷却器，压缩机冷却器，分子筛换热器，压缩机分子筛换热系统，压缩机烟气换热系统，压缩机a，锅炉烟气换热系统及锅炉a，第一分子筛与所述轻烃分离系统连通，所述压缩机冷却器与所述净化气换热冷却器连通，第二分子筛与所述第三分子筛的出口端分别与所述分子筛换热器连通。对分子筛热吹出气，锅炉a及压缩机a高温烟气中的热能进行回收，降低了能耗；同时将热吹出气与冷吹出气进行换热，使得冷吹出气升温进而作为分子筛热吹进气，实现冷吹热吹高效循环。
Description
技术领域
一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统及工艺，本发明属于天然气分离技术领域，具体涉及天然气中轻烃分离技术领域。
背景技术
轻烃是一种优良的化工原料，对天然气中轻烃进行分离回收利用不仅能获得高附加值的化工产品，提高天然气综合利用价值，还能保证天然气在存储、运输过程中的安全性，减少大气污染，对提高天然气整体经济效益有重要意义。在对天然气进行脱烃和轻烃回收前，必须对湿天然气进行脱水处理，保证在后续处理工艺中天然气中水含量<1ppm。常用的脱水技术是采用分子筛对天然气中水进行脱除。原料气进入分子筛进行脱水，脱水后的天然气进入轻烃分析系统进行脱烃和轻烃回收，经过脱烃后的产品气经压缩机进行增压后输送到下一级天然气管网。为了保证系统运行效率，通常采用三塔方案，即一个分子筛塔进行吸附，同时一分子筛塔采用热气对分子筛进行再生、另一分子筛脱水塔采用冷气进行冷吹。分子筛进行再生时，通常是先采用加热炉加热导热油，将加热后的导热油与一部分产品气进行换热后，利用加热后的产品气加热分子筛，对分子筛进行脱水再生，再生后的产品气经过气液分析装置后与产品气一起进入压缩机进行压缩。分子筛进行冷吹时，通常是采用一部分产品气直接通过高温再生后的分子筛，降低分子筛的温度，冷吹后的天然气与产品气进行混合后进入压缩机。
在天然气脱水流程中，主要的耗能包括以下几方面：(1)导热油加热炉需要燃烧部分天然气，加热导热油；(2)热吹气经导热油加热至280℃，对分子筛进行再生后温度可达150℃以上，相比产品气(温度约25℃)温度高得多，会增大压缩机工作能耗；(3)在对分子筛进行冷吹时，需要采用大量的产品气对分子筛进行冷吹，导致冷吹后气体压力损失较大，同时冷吹后的产品气温度可达50℃以上，压力的降低及温度的升高进一步增大压缩机的能耗。仅以上述加热导热油能耗进行核算，单位天然气脱水综合能耗可达约700MJ/104m3天然气。如果同时考虑压缩机较高的排烟温度导致的能量损失(约30％)，压缩单位天然气能耗可达16000MJ/104m3天然气。能量的低效率利用极大的增加的轻烃生产以及成品天然气生产的能耗，导致轻烃及成品天然气生产成本居高不下。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种降低耗能的天然气中轻烃分离工艺，以解决现有的轻烃分离耗能高，成本高的缺陷。
本发明采用的技术方案如下：
一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，包括分子筛系统，轻烃分离系统，净化气换热冷却器，压缩机冷却器，分子筛换热器，压缩机分子筛换热系统，压缩机烟气换热系统，压缩机a，锅炉烟气换热系统及锅炉a，所述分子筛系统包括并列依次设置的第一分子筛、第二分子筛和第三分子筛，所述第一分子筛与所述轻烃分离系统连通，所述轻烃分离系统与所述净化气换热冷却器连通，所述压缩机冷却器与所述净化气换热冷却器连通，第二分子筛的出口端与所述分子筛换热器连通，所述分子筛换热器与所述压缩机分子筛换热系统连通，所述第三分子筛的出口端依次与所述分子筛换热器及锅炉烟气换热系统连通，所述压缩机冷却器与所述压缩机分子筛换热系统连通，所述压缩机分子筛换热系统与所述净化气换热冷却器连通，所述锅炉烟气换热系统与所述压缩机烟气换热系统连通，所述压缩机烟气换热系统与所述压缩机a连通，所述锅炉烟气换热系统与锅炉a连通，所述压缩机烟气换热系统的与所述第二分子筛的进口端连通。
本申请的技术方案中，第一分子筛用于对原料气进行吸附脱水，第二分子筛进行热吹再生，第三分子筛进行冷吹冷却；第一分子筛吸附完成后进行热吹再生，第二分子筛热吹再生完成后进行冷吹冷却，第三分子筛冷吹冷却后进行吸附；第一分子筛热吹再生完成后进行冷吹冷却，第二分子筛冷吹冷却完成后进行吸附，第三分子筛吸附完成后进行热吹再生，进而实现第一分子筛、第二分子筛、第三分子筛循环进行吸附、热吹再生、冷吹冷却步骤；第一分子筛、第二分子筛、第三分子筛进行吸附、热吹再生、冷吹冷却时通过设置在分子筛进端与分子筛出端的三通控制阀控制原料气进气、热吹进气、热吹出气、原料气出气、冷吹进气、冷吹出气；第一分子筛的进端的三通阀开启通入原料气，原料气经过第一分子筛吸附脱水后通过第一分子筛的出端进入轻烃分离系统，通过轻烃分离系统对净化气进行轻烃分离处理；经过轻烃分离的净化气进入净化气换热冷却器与来自于压缩机冷却器中的冷水进行换热降温；第三分子筛出端的冷吹出气与第二分子筛出端的热吹出气通入分子筛换热器进行换热，使得热吹出气降温而冷吹出气升温，实现对热吹出气的热能回收，避免能量浪费；来自分子筛换热器的热吹出气继续进入压缩机分子筛换热系统与来自于压缩机冷却器中的冷水进行二次换热，进一步回收热吹出气的热能；经过二次换热降温的热吹出气与来自于轻烃分离系统的净化气混合后进入净化气换热冷却器与来自压缩机冷却器中的冷水进行三次换热，使得混合净化气的温度进一步降低至25℃以下并进入压缩机a也说输入下级网管，有效降低压缩机a耗能；冷吹出气经过分子筛换热器换热后温度从50℃升温至80℃，然后冷吹出气进入锅炉烟气换热系统与锅炉a的高温(200℃左右)烟气进行换热后再进入压缩机烟气换热系统与来自于压缩机a的高温烟气(350-500℃)进行换热，即先低温加热再高温加热，实现了余热资源的阶梯式的三次换热利用，使得冷吹出气的温度从80℃升温至280℃并通入第二分子筛的进端作为第二分子筛的热吹进气，实现冷吹热吹循环，有效回收热吹出气中的热能，大大降低了冷水热吹过程的能耗。本发明对分子筛热吹出气以及压缩机a高温烟气中的热能进行有效回收，有效降低进入压缩机a的净化气的温度，大大降低压缩机a能耗；同时通过将热吹出气与冷吹出气进行换热，使得冷吹出气升温进而作为分子筛热吹进气，实现冷吹热吹高效循环。
优选的，所述净化气换热冷却器与所述压缩机a连通，所述净化气换热冷却器与所述第三分子筛连通。经过轻烃分离的净化气进入净化气换热冷却器与来自于压缩机冷却器中的冷水进行换热降温后，部分净化气进入压缩机a压缩后进入下级管网，剩余的净化气通入第三分子筛的进端作为冷吹进气对第三分子筛进行冷吹冷却；经过二次换热降温的热吹出气与来自于轻烃分离系统的净化气混合后进入净化气换热冷却器与来自压缩机冷却器中的冷水进行三次换热，使得混合净化气的温度进一步降低至25℃以下并进入压缩机a后输入下级网管，有效降低压缩机a耗能。
优选的，所述压缩机烟气换热系统包括第一冷吹出气导热油加热换热器及与所述第一冷吹出气导热油加热换热器连通的第一烟气余热回收换热器，所述第一烟气余热回收换热器与所述压缩机a连通。第一冷吹出气导热油加热换热器与第一烟气余热回收换热器之间通过循环导热油管道连通，第一冷吹出气导热油加热换热器与第一烟气余热回收换热器之间通过循环导热油进行热量交换；第一冷吹出气导热油加热换热器中通入来自于分子筛换热器的冷吹出气，第一烟气余热回收换热器中通入来自于压缩机a的部分高温烟气，第一烟气余热回收换热器中的导热油与高温烟气进行换热升温后循环至第一冷吹出气导热油加热换热器与冷吹出气进行换热，使得冷吹出气的温度升温至280℃，导热油降温后循环回到第一烟气余热回收换热器以与高温烟气进行换热，进而实现对烟气余热的循环回收与对冷吹出气的循环加热；第一烟气余热回收换热器中经过换热的导热油温度≥310℃。
优选的，所述压缩机分子筛换热系统包括热吹出气冷却换热器及与所述热吹出气冷却换热器连通的气液分离器，所述分子筛换热器与所述热吹出气冷却换热器连通，所述热吹出气冷却换热器与所述压缩机冷却器连通。热吹出气冷却换热器与压缩机冷却器通过循环冷却水进行换热，热吹出气冷却换热器中通入来自于分子筛换热器中的热吹出气以及来自于压缩机冷却器中的冷水进行换热，实现对热吹出气进行热能回收，冷水升温后循环回到压缩机冷却器，热吹出气的温度降低后进入气液分离器进行气液分离，使得热吹出气干燥，经过干燥后的热吹出气与来自于轻烃分离系统的净化气混合后进入净化气换热冷却器与来自于压缩机冷却器的冷水进行再次换热降温。
优选的，所述压缩机冷却器为溴化锂烟气制冷机。溴化锂烟气制冷机中通入来自于压缩机a的高温烟气进行换热并生成冷水，冷水分别通向压缩机分子筛换热系统与净化气换热冷却器参与换热，升温后的冷水循环回到溴化锂烟气制冷机中继续与压缩机a中的高温烟气进行换热；通过溴化锂烟气制冷机实现对压缩机a产生的高温烟气中的热能进行回收，避免能量浪费，同时溴化锂烟气制冷机制冷过程中产生的冷水参与压缩机分子筛换热系统与净化气换热冷却器进行换热，实现对热吹出气的阶梯式降温。
优选的，所述压缩机a与所述压缩机烟气换热系统之间的管路上设置有第一温度反馈流量控制装置，所述第一温度反馈流量控制装置包括控制器、温度传感器和烟气流量控制阀。温度传感器用于监测压缩机烟气换热系统中冷吹出气的温度，并将检测的温度传输至控制器，控制器根据压缩机烟气换热系统中冷吹出气的实际温度控制烟气流量控制阀的流量，进而使得压缩机烟气换热系统中的冷吹出气的温度保持在280℃-310℃。
优选的，所述轻烃分离系统与所述压缩机a连通。轻烃分离系统中的部分净化气作为燃料气进入压缩机a燃烧，为压缩机a提供动能。
优选的，所述锅炉烟气换热系统包括第二冷吹出气导热油加热换热器及与所述第二冷吹出气导热油加热换热器连通的第二烟气余热回收换热器，所述第二烟气余热回收换热器与所述锅炉a连通；所述锅炉a与所述第二烟气余热回收换热器之间的管路上设置有第二温度反馈流量控制装置，所述第二温度反馈流量控制装置包括第二控制器、第二温度传感器和第二烟气流量控制阀。
基于一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统的降低耗能的天然气中轻烃分离工艺，包括如下步骤：
步骤1、第一分子筛对原料气进行吸附净化得到净化气，对第二分子筛进行热吹再生得到热吹出气，对第三分子筛进行冷吹冷却得到冷吹出气；
步骤2、对第一分子筛的净化气通入轻烃分离系统进行轻烃分离，同时将第二分子筛的热吹出气与第三分子筛的冷吹出气通入分子筛换热器进行一次换热；
步骤3、将步骤2中经过一次换热的热吹出气与来自于压缩机冷却器的冷水通入压缩机分子筛换热系统进行二次换热，将经过二次换热的热吹出气与步骤2中经过轻烃分离的净化气混合得到混合净化气，然后将混合净化气通入净化气换热冷却器与来自于压缩机冷却器的冷水进行三次换热；
步骤4、将步骤3中经过三次换热的混合净化气按比例分为两部分，一部分混合净化气通入压缩机a进行压缩输送，另一部分混合净化气通入第三分子筛作为冷吹进气；
步骤5、将步骤2中经过一次换热的冷吹出气通入压缩机烟气换热系统与来自于压缩机a的高温烟气进行换热，并将温度升高后的冷吹出气通入第二分子筛作为热吹进气。
优选的，步骤4中，通入压缩机a的混合净化气与通入第三分子筛的混合净化气的体积比例为7:3-9:1。
优选的，步骤1中第三分子筛的冷吹出气温度为50℃-60℃。
优选的，步骤2中经过一次换热的冷吹出气的温度为80℃-110℃。
更为优选的，步骤2中经过一次换热的冷吹出气的温度为90℃-100℃。
优选的，步骤3中经过三次换热的混合净化气的温度≤25℃。
优选的，步骤5中与高温烟气换热后的冷吹出气温度≥280℃。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，第三分子筛出端的冷吹出气与第二分子筛出端的热吹出气通入分子筛换热器进行换热，使得热吹出气降温而冷吹出气升温，实现对热吹出气的热能回收，避免能量浪费；来自分子筛换热器的热吹出气继续进入压缩机分子筛换热系统与来自于压缩机冷却器中的冷水进行二次换热，进一步回收热吹出气的热能；经过二次换热降温的热吹出气与来自于轻烃分离系统的净化气混合后进入净化气换热冷却器与来自压缩机冷却器中的冷水进行三次换热，使得混合净化气的温度进一步降低至25℃以下并进入压缩机a也说输入下级网管，有效降低压缩机a耗能；
2、本发明中，冷吹出气经过分子筛换热器换热后温度从50℃升温至80℃，然后冷吹出气进入压缩机烟气换热系统与来自于压缩机a的高温烟气进行换热，使得冷吹出气的温度从80℃升温至280℃并通入第二分子筛的进端作为第二分子筛的热吹进气，实现冷吹热吹循环，有效回收热吹出气中的热能，大大降低了冷水热吹过程的能耗；
3、本发明中，第一冷吹出气导热油加热换热器中通入来自于分子筛换热器的冷吹出气，第一烟气余热回收换热器中通入来自于压缩机a的部分高温烟气，第一烟气余热回收换热器中的导热油与高温烟气进行换热升温后循环至第一冷吹出气导热油加热换热器与冷吹出气进行换热，使得冷吹出气的温度升温至280℃，导热油降温后循环回到第一烟气余热回收换热器以与高温烟气进行换热，进而实现对烟气余热的循环回收与对冷吹出气的循环加热；
4、本发明中，通过溴化锂烟气制冷机实现对压缩机a产生的高温烟气中的热能进行回收，避免能量浪费，同时溴化锂烟气制冷机制冷过程中产生的冷水参与压缩机分子筛换热系统与净化气换热冷却器进行换热，实现对热吹出气的阶梯式降温；
5、本发明中，温度传感器用于监测压缩机烟气换热系统中冷吹出气的温度，并将检测的温度传输至控制器，控制器根据压缩机烟气换热系统中冷吹出气的实际温度控制烟气流量控制阀的流量，进而使得压缩机烟气换热系统中的冷吹出气的温度保持在280℃-310℃；6、轻烃分离系统中的部分净化气作为燃料气进入压缩机a燃烧，为压缩机a提供动能；
附图说明
图1为本发明一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统的流程图。
图中标记：1-分子筛系统，2-轻烃分离系统，3-压缩机分子筛换热系统，31-热吹出气冷却换热器，32-气液分离器，4-分子筛换热器，5-压缩机冷却器，6-净化气换热冷却器，7-压缩机a，8-压缩机烟气换热系统，81-第一冷吹出气导热油加热换热器，82-第一烟气余热回收换热器，9-第一温度反馈流量控制装置，11-第一分子筛，12-第二分子筛，13-第三分子筛，14-第二冷吹出气导热油加热换热器，15-第二烟气余热回收换热器，16-第二温度反馈流量控制装置，17-锅炉a。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1，一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，包括分子筛系统1，轻烃分离系统2，净化气换热冷却器6，压缩机冷却器5，分子筛换热器4，压缩机分子筛换热系统3，压缩机烟气换热系统8，压缩机a7，所述分子筛系统1包括并列依次设置的第一分子筛11、第二分子筛12和第三分子筛13，所述第一分子筛11与所述轻烃分离系统2连通，所述轻烃分离系统2与所述净化气换热冷却器6连通，所述压缩机冷却器5与所述净化气换热冷却器6连通，第二分子筛12与所述第三分子筛13的出口端分别与所述分子筛换热器4连通，所述分子筛换热器4与所述压缩机分子筛换热系统3连通，所述压缩机冷却器5与所述压缩机分子筛换热系统3连通，所述压缩机分子筛换热系统3与所述净化气换热冷却器6连通，所述分子筛换热器4与所述压缩机烟气换热系统8连通，所述压缩机烟气换热系统8与所述压缩机a7连通，所述压缩机烟气换热系统8的与所述第二分子筛12的进口端连通。
本申请的技术方案中，第一分子筛11用于对原料气进行吸附脱水，第二分子筛12进行热吹再生，第三分子筛13进行冷吹冷却；第一分子筛11吸附完成后进行热吹再生，第二分子筛12热吹再生完成后进行冷吹冷却，第三分子筛13冷吹冷却后进行吸附；第一分子筛11热吹再生完成后进行冷吹冷却，第二分子筛12冷吹冷却完成后进行吸附，第三分子筛13吸附完成后进行热吹再生，进而实现第一分子筛11、第二分子筛12、第三分子筛13循环进行吸附、热吹再生、冷吹冷却步骤；第一分子筛11、第二分子筛12、第三分子筛13进行吸附、热吹再生、冷吹冷却时通过设置在分子筛进端与分子筛出端的三通控制阀控制原料气进气、热吹进气、热吹出气、原料气出气、冷吹进气、冷吹出气；第一分子筛11的进端的三通阀开启通入原料气，原料气经过第一分子筛11吸附脱水后通过第一分子筛11的出端进入轻烃分离系统2，通过轻烃分离系统2对净化气进行轻烃分离处理；经过轻烃分离的净化气进入净化气换热冷却器6与来自于压缩机冷却器5中的冷水进行换热降温；第三分子筛13出端的冷吹出气与第二分子筛12出端的热吹出气通入分子筛换热器4进行换热，使得热吹出气降温而冷吹出气升温，实现对热吹出气的热能回收，避免能量浪费；来自分子筛换热器4的热吹出气继续进入压缩机分子筛换热系统3与来自于压缩机冷却器5中的冷水进行二次换热，进一步回收热吹出气的热能；经过二次换热降温的热吹出气与来自于轻烃分离系统2的净化气混合后进入净化气换热冷却器6与来自压缩机冷却器5中的冷水进行三次换热，使得混合净化气的温度进一步降低至25℃以下并进入压缩机a7并输入下级网管，有效降低压缩机a7耗能；冷吹出气经过分子筛换热器4换热后温度从50℃升温至80℃，然后冷吹出气进入锅炉烟气换热系统与锅炉a17的高温(200℃左右)烟气进行换热后再进入压缩机烟气换热系统8与来自于压缩机a7的高温烟气(350-500℃)进行换热，即先低温加热再高温加热，实现了余热资源的阶梯式的三次换热利用，使得冷吹出气的温度从80℃升温至280℃并通入第二分子筛12的进端作为第二分子筛12的热吹进气，实现冷吹热吹循环，有效回收热吹出气中的热能，大大降低了冷水热吹过程的能耗。本发明对分子筛热吹出气以及压缩机a7高温烟气中的热能进行有效回收，有效降低进入压缩机a7的净化气的温度，大大降低压缩机a7能耗；同时通过将热吹出气与冷吹出气进行换热，使得冷吹出气升温进而作为分子筛热吹进气，实现冷吹热吹高效循环。
实施例2
如图1，在实施例1的基础上，所述净化气换热冷却器6与所述压缩机a7连通，所述净化气换热冷却器6与所述第三分子筛13连通。经过轻烃分离的净化气进入净化气换热冷却器6与来自于压缩机冷却器5中的冷水进行换热降温后，部分净化气进入压缩机a7压缩后进入下级管网，剩余的净化气通入第三分子筛13的进端作为冷吹进气对第三分子筛13进行冷吹冷却；经过二次换热降温的热吹出气与来自于轻烃分离系统2的净化气混合后进入净化气换热冷却器6与来自压缩机冷却器5中的冷水进行三次换热，使得混合净化气的温度进一步降低至25℃以下并进入压缩机a7后输入下级网管，有效降低压缩机a7耗能。
实施例3
如图1，在实施例1的基础上，所述压缩机烟气换热系统8包括第一冷吹出气导热油加热换热器81及与所述第一冷吹出气导热油加热换热器81连通的第一烟气余热回收换热器82，所述第一烟气余热回收换热器82与所述压缩机a7连通。第一冷吹出气导热油加热换热器81与第一烟气余热回收换热器82之间通过循环导热油管道连通，第一冷吹出气导热油加热换热器81与第一烟气余热回收换热器82之间通过循环导热油进行热量交换；第一冷吹出气导热油加热换热器81中通入来自于第二冷吹出气导热油加热换热器14的冷吹出气，第一烟气余热回收换热器82中通入来自于压缩机a7的部分高温烟气，第一烟气余热回收换热器82中的导热油与高温烟气进行换热升温后循环至第一冷吹出气导热油加热换热器81与冷吹出气进行换热，使得冷吹出气的温度升温至280℃，导热油降温后循环回到第一烟气余热回收换热器82以与高温烟气进行换热，进而实现对烟气余热的循环回收与对冷吹出气的循环加热；第一烟气余热回收换热器82中经过换热的导热油温度≥310℃。
实施例4
如图1，在实施例1的基础上，所述压缩机分子筛换热系统3包括热吹出气冷却换热器31及与所述热吹出气冷却换热器31连通的气液分离器32，所述分子筛换热器4与所述热吹出气冷却换热器31连通，所述热吹出气冷却换热器31与所述压缩机冷却器5连通。热吹出气冷却换热器31与压缩机冷却器5通过循环冷却水进行换热，热吹出气冷却换热器31中通入来自于分子筛换热器4中的热吹出气以及来自于压缩机冷却器5中的冷水进行换热，实现对热吹出气进行热能回收，冷水升温后循环回到压缩机冷却器5，热吹出气的温度降低后进入气液分离器32进行气液分离，使得热吹出气干燥，经过干燥后的热吹出气与来自于轻烃分离系统2的净化气混合后进入净化气换热冷却器6与来自于压缩机冷却器5的冷水进行再次换热降温。
实施例5
如图1，在实施例1的基础上，所述压缩机冷却器5为溴化锂烟气制冷机。溴化锂烟气制冷机中通入来自于压缩机a7的高温烟气进行换热并生成冷水，冷水分别通向压缩机分子筛换热系统3与净化气换热冷却器6参与换热，升温后的冷水循环回到溴化锂烟气制冷机中继续与压缩机a7中的高温烟气进行换热；通过溴化锂烟气制冷机实现对压缩机a7产生的高温烟气中的热能进行回收，避免能量浪费，同时溴化锂烟气制冷机制冷过程中产生的冷水参与压缩机分子筛换热系统3与净化气换热冷却器6进行换热，实现对热吹出气的阶梯式降温。
实施例6
如图1，在实施例1的基础上，所述压缩机a7与所述压缩机烟气换热系统8之间的管路上设置有第一温度反馈流量控制装置9，所述第一温度反馈流量控制装置9包括控制器、温度传感器和烟气流量控制阀。温度传感器用于监测压缩机烟气换热系统8中冷吹出气的温度，并将检测的温度传输至控制器，控制器根据压缩机烟气换热系统8中冷吹出气的实际温度控制烟气流量控制阀的流量，进而使得压缩机烟气换热系统8中的冷吹出气的温度保持在280℃-310℃。
实施例7
如图1，在实施例1的基础上，所述轻烃分离系统2与所述压缩机a7连通。轻烃分离系统2中的部分净化气作为燃料气进入压缩机a7燃烧，为压缩机a7提供动能。
实施例8
如图1，在实施例1的基础上，所述锅炉烟气换热系统包括第二冷吹出气导热油加热换热器14及与所述第二冷吹出气导热油加热换热器14连通的第二烟气余热回收换热器15，所述第二烟气余热回收换热器15与所述锅炉a17连通；所述锅炉a17与所述第二烟气余热回收换热器15之间的管路上设置有第二温度反馈流量控制装置16，所述第二温度反馈流量控制装置16包括第二控制器、第二温度传感器和第二烟气流量控制阀。第二冷吹出气导热油加热换热器14与第二烟气余热回收换热器15之间通过循环导热油管道连通，第二冷吹出气导热油加热换热器14与第二烟气余热回收换热器15之间通过循环导热油进行热量交换；第二冷吹出气导热油加热换热器14中通入来自于分子筛换热器4的冷吹出气，第二烟气余热回收换热器15中通入来自于锅炉a17的高温烟气，第二烟气余热回收换热器15中的导热油与高温烟气进行换热升温后循环至第二冷吹出气导热油加热换热器14与冷吹出气进行换热，导热油降温后循环回到第二烟气余热回收换热器15以与高温烟气进行换热，进而实现对烟气余热的循环回收与对冷吹出气的循环加热；第二温度传感器用于监测锅炉烟气换热系统中冷吹出气的温度，并将检测的温度传输至第二控制器，第二控制器根据锅炉烟气换热系统中冷吹出气的实际温度控制烟气流量控制阀的流量。
实施例9
如图1，在实施例1的基础上，基于一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统的降低耗能的天然气中轻烃分离工艺，包括如下步骤：
步骤1、第一分子筛11对原料气进行吸附净化得到净化气，对第二分子筛12进行热吹再生得到热吹出气，对第三分子筛13进行冷吹冷却得到冷吹出气；第三分子筛13的冷吹出气温度为50℃-60℃；
步骤2、对第一分子筛11的净化气通入轻烃分离系统2进行轻烃分离，同时将第二分子筛12的热吹出气与第三分子筛13的冷吹出气通入分子筛换热器4进行一次换热；经过一次换热的冷吹出气的温度为80℃-110℃；
步骤3、将步骤2中经过一次换热的热吹出气与来自于压缩机冷却器5的冷水通入压缩机分子筛换热系统3进行二次换热，将经过二次换热的热吹出气与步骤2中经过轻烃分离的净化气混合得到混合净化气，然后将混合净化气通入净化气换热冷却器6与来自于压缩机冷却器5的冷水进行三次换热；经过三次换热的混合净化气的温度≤25℃；
步骤4、将步骤3中经过三次换热的混合净化气按比例分为两部分，一部分混合净化气通入压缩机a7进行压缩输送，另一部分混合净化气通入第三分子筛13作为冷吹进气；通入压缩机a7的混合净化气与通入第三分子筛13的混合净化气的体积比例为7:3-9:1；
步骤5、将步骤2中经过一次换热的冷吹出气通入压缩机烟气换热系统8与来自于压缩机a7的高温烟气进行换热，并将温度升高后的冷吹出气通入第二分子筛12作为热吹进气；与高温烟气换热后的冷吹出气温度≥280℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，其特征在于，包括分子筛系统(1)，轻烃分离系统(2)，净化气换热冷却器(6)，压缩机冷却器(5)，分子筛换热器(4)，压缩机分子筛换热系统(3)，压缩机烟气换热系统(8)，压缩机a(7)，锅炉烟气换热系统及锅炉a(17)，所述分子筛系统(1)包括并列依次设置的第一分子筛(11)、第二分子筛(12)和第三分子筛(13)，所述第一分子筛(11)与所述轻烃分离系统(2)连通，所述轻烃分离系统(2)与所述净化气换热冷却器(6)连通，所述压缩机冷却器(5)与所述净化气换热冷却器(6)连通，第二分子筛(12)的出口端与所述分子筛换热器(4)连通，所述分子筛换热器(4)与所述压缩机分子筛换热系统(3)连通，所述第三分子筛(13)的出口端依次与所述分子筛换热器(4)及锅炉烟气换热系统连通，所述压缩机冷却器(5)与所述压缩机分子筛换热系统(3)连通，所述压缩机分子筛换热系统(3)与所述净化气换热冷却器(6)连通，所述锅炉烟气换热系统与所述压缩机烟气换热系统(8)连通，所述压缩机烟气换热系统(8)与所述压缩机a(7)连通，所述锅炉烟气换热系统与锅炉a(17)连通，所述压缩机烟气换热系统(8)的与所述第二分子筛(12)的进口端连通。
2.根据权利要求1所述的一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，其特征在于：所述净化气换热冷却器(6)与所述压缩机a(7)连通，所述净化气换热冷却器(6)与所述第三分子筛(13)连通。
3.根据权利要求1所述的一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，其特征在于：所述压缩机烟气换热系统(8)包括第一冷吹出气导热油加热换热器(81)及与所述第一冷吹出气导热油加热换热器(81)连通的第一烟气余热回收换热器(82)，所述第一烟气余热回收换热器(82)与所述压缩机a(7)连通；所述压缩机a(7)与所述压缩机烟气换热系统(8)之间的管路上设置有第一温度反馈流量控制装置(9)，所述第一温度反馈流量控制装置(9)包括第一控制器、第一温度传感器和第一烟气流量控制阀。
4.根据权利要求1所述的一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，其特征在于：所述压缩机分子筛换热系统(3)包括热吹出气冷却换热器(31)及与所述热吹出气冷却换热器(31)连通的气液分离器(32)，所述分子筛换热器(4)与所述热吹出气冷却换热器(31)连通，所述热吹出气冷却换热器(31)与所述压缩机冷却器(5)连通。
5.根据权利要求1所述的一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，其特征在于：所述压缩机冷却器(5)为溴化锂烟气制冷机。
6.根据权利要求1所述的一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，其特征在于：所述轻烃分离系统(2)与所述压缩机a(7)连通。
7.根据权利要求1所述的一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统，其特征在于：所述锅炉烟气换热系统包括第二冷吹出气导热油加热换热器(14)及与所述第二冷吹出气导热油加热换热器(14)连通的第二烟气余热回收换热器(15)，所述第二烟气余热回收换热器(15)与所述锅炉a(17)连通；所述锅炉a(17)与所述第二烟气余热回收换热器(15)之间的管路上设置有第二温度反馈流量控制装置(16)，所述第二温度反馈流量控制装置(16)包括第二控制器、第二温度传感器和第二烟气流量控制阀。
8.基于一种降低耗能的天然气中轻烃分离系统的分离工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、第一分子筛(11)对原料气进行吸附净化得到净化气，对第二分子筛(12)进行热吹再生得到热吹出气，对第三分子筛(13)进行冷吹冷却得到冷吹出气；
步骤2、对第一分子筛(11)的净化气通入轻烃分离系统(2)进行轻烃分离，同时将第二分子筛(12)的热吹出气与第三分子筛(13)的冷吹出气通入分子筛换热器(4)进行一次换热；
步骤3、将步骤2中经过一次换热的热吹出气与来自于压缩机冷却器(5)的冷水通入压缩机分子筛换热系统(3)进行二次换热，将经过二次换热的热吹出气与步骤2中经过轻烃分离的净化气混合得到混合净化气，然后将混合净化气通入净化气换热冷却器(6)与来自于压缩机冷却器(5)的冷水进行三次换热；
步骤4、将步骤3中经过三次换热的混合净化气按比例分为两部分，一部分混合净化气通入压缩机a(7)进行压缩输送，另一部分混合净化气通入第三分子筛(13)作为冷吹进气；
步骤5、将步骤2中经过一次换热的冷吹出气通入压缩机烟气换热系统(8)与来自于压缩机a(7)的高温烟气进行换热，并将温度升高后的冷吹出气通入第二分子筛(12)作为热吹进气。
9.根据权利要求8所述的分离工艺，其特征在于：步骤4中，通入压缩机a(7)的混合净化气与通入第三分子筛(13)的混合净化气的体积比例为7:3-9:1。
10.根据权利要求8所述的分离工艺，其特征在于：步骤1中第三分子筛(13)的冷吹出气温度为50℃-60℃。
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