CN114377513A - 一种用于油田伴生气回收处理的移动车组系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于油田伴生气回收处理的移动车组系统及方法，移动车组系统包括原料气压缩机车、前端深度净化车、液化分离车和冷剂压缩机车，原料气压缩机车用于对油田伴生气进行压缩处理，然后油田伴生气进入到前端深度净化车采用二塔切换循环工作依次脱除水分和二氧化碳，再进入到液化分离车将丙烷、丁烷等重组分分离出来生产重烃产品，将油田伴生气中的甲烷等轻组分分离出来生产液化天然气（LNG）产品，冷剂压缩机车采用循环制冷的方式为液化分离车提供冷源。本发明能减少油田伴生气的放空，符合国家对环保节能的要求，为企业创造显著的经济效益。

Description

一种用于油田伴生气回收处理的移动车组系统及方法

技术领域

本发明涉及油田放空气的处理技术领域，具体地讲，涉及一种用于油田伴生气回收处理的移动车组系统及方法。

背景技术

油田伴生气是指油田开采过程中夹带排放的一种天然气，其中富含甲烷、乙烷、丙烷等碳氢化合物，是一种可以回收利用的资源。由于油田伴生气气量较少、不稳定，不适合管道输送，一般直接排放火炬，不仅浪费天然气资源，而且会造成环境的污染，不符合国家有关“双碳”控制要求。

针对油田伴生气，有必要开发一种用于油田伴生气回收处理的移动车组系统回收油田伴生气，生产重烃和液化天然气产品，不仅能够为企业创造价值，而且满足环保要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、系统完善的用于油田伴生气回收处理的移动车组系统，并提供其回收处理方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于油田伴生气回收处理的移动车组系统，其特征在于：包括原料气压缩机车、前端深度净化车、液化分离车和冷剂压缩机车；所述原料气压缩机车上安装有原料气缓冲罐、原料气压缩机和原料气分离器；所述前端深度净化车上安装有一号干燥塔、二号干燥塔、再生气加热器、再生气冷却器、再生气分离器、一号吸附塔和二号吸附塔；所述液化分离车上安装有预冷换热器、深冷换热器、重烃分离器、不凝气分离器、冷剂分离器和重烃缓冲罐；所述冷剂压缩机车上安装有冷剂压缩机；所述原料气缓冲罐、原料气分离器、再生气分离器、重烃分离器和不凝气分离器均具有进气口、顶部出气口和底部出液口；所述预冷换热器内设置有通道A1、通道A2、通道A3、通道A4、通道A5和通道A6；所述深冷换热器内设置有通道B1、通道B2、通道B3、通道B4和通道B5；所述原料气缓冲罐的进气口与油田伴生气进气管接通，所述原料气缓冲罐的顶部出气口与原料气压缩机的进气口接通，所述原料气压缩机的出气口与原料气分离器的进气口接通；所述一号干燥塔和二号干燥塔并行设置，所述一号吸附塔与二号吸附塔并行设置；所述原料气分离器的顶部出气口与一号干燥塔的顶部进气口和二号干燥塔的顶部进气口均接通，一号干燥塔的顶部进气口和二号干燥塔的顶部进气口均与高温再生气管路连接；所述再生气冷却器安装在高温再生气管路上，高温再生气管路的输出末端连接至再生气分离器的进气口，再生气分离器的顶部出气口与油田伴生气进气管接通；所述一号干燥塔的底部出气口与一号吸附塔的底部进气口通过管路接通，并在两者的接通管路上连接有一号返流气管路，所述再生气加热器安装在一号返流气管路上，所述一号返流气管路的输出末端接通至一号干燥塔的底部出气口处；所述一号干燥塔的底部出气口还与二号吸附塔的底部进气口通过管路接通，并且两者的接通管路与一号返流气管路接通，一号返流气管路的输出末端还接通至二号干燥塔的底部出气口处；所述二号干燥塔的底部出气口分别通过管路接通至一号吸附塔和二号吸附塔的底部进气口，并且两条接通管路也与一号返流气管路接通；所述一号吸附塔的顶部出气口与预冷换热器的通道A3的进口端通过管路接通，并在两者的接通管路上连接有二号返流气管路，所述二号返流气管路的输出末端接通至一号吸附塔的顶部出气口处，一号吸附塔的底部进气口处连接有解析气管路； 所述二号吸附塔的底部进气口与解析气管路接通；所述二号吸附塔的顶部出气口与预冷换热器的通道A3的进口端通过管路接通，并且两者的接通管路与二号返流气管路接通，所述二号返流气管路的输出末端还接通至二号吸附塔的顶部出气口处；所述预冷换热器的通道A3的出口端与重烃分离器的进气口接通，重烃分离器的底部出液口通过预冷换热器的通道A4接通至重烃缓冲罐，重烃缓冲罐的顶部出气口与油田伴生气进气管接通，重烃分离器的顶部出气口通过深冷换热器的通道B3接通至不凝气分离器的进气口，不凝气分离器的底部出液口与LNG产品输送管路接通，不凝气分离器的顶部出气口依次通过深冷换热器的通道B2和预冷换热器的通道A2后接通至外部驰放气输送管路；所述解析气管路的输出末端接通至预冷换热器的通道A1的进口端，通道A1与通道B1接通，通道B1与LNG产品输送管路接通；所述冷剂压缩机的冷剂出口端通过通道A5接通至冷剂分离器的进口端，冷剂分离器的底部出液口通过通道A6接通至冷剂压缩机的冷剂进口端，冷剂分离器的顶部出气口端依次通过通道B4、通道B5和通道A6接通至冷剂压缩机的冷剂进口端。

优选的，所述深冷换热器的通道B1和通道B2为冷冻脱二氧化碳通道，通道A1与通道B1通过一个一号四通切换开关阀接通， 通道B1与LNG产品输送管路通过一个二号四通切换开关阀接通；其中通道A1的出口端与一号四通切换开关阀的第一通口连接，通道B1的进口端与一号四通切换开关阀的第二通口连接，一号四通切换开关阀的第三通口与通道A2连接，一号四通切换开关阀的第四通口与通道B2连接；通道B1的出口端与二号四通切换开关阀的第一通口连接，二号四通切换开关阀的第二通口与LNG产品输送管路连接，二号四通切换开关阀的第三通口与通道B2连接，二号四通切换开关阀的第四通口与不凝气分离器的顶部出气口连接。

优选的，所述冷剂压缩机采用螺杆压缩机。

优选的，所述一号干燥塔和二号干燥塔的内部均是分层填充脱水专用4A分子筛；所述一号吸附塔与二号吸附塔的内部均是填充脱碳专用改型13X分子筛。

优选的，所述预冷换热器和深冷换热器采用铝制板翅式换热器。

本发明还提供了一种用于油田伴生气回收处理方法，采用上述的移动车组系统进行实施，其步骤如下：

步骤一：利用原料气压缩机车对油田伴生气进行压缩冷却

油田伴生气经过原料气压缩机压缩冷却后，进入原料气分离器进行分离，分离出微量的水排放外界；

步骤二：利用前端深度净化车对油田伴生气进行吸附脱水脱碳

经过原料气分离器分离出的油田伴生气进入一号干燥塔或二号干燥塔中脱除油田伴生气中的微量的水，然后干燥后的油田伴生气进入一号吸附塔或二号吸附塔脱除油田伴生气中的二氧化碳，达到净化指标；

步骤三：利用液化分离车对净化后的油田伴生气进行液化分离

净化后的油田伴生气进入预冷换热器，在预冷换热器内被降温冷却后进入重烃分离器，分离出大量的重组分；从重烃分离器顶部出来的气体经过深冷换热器，在深冷换热器内被降温冷却后进入不凝气分离器，分离出富含氮气的不凝气体；从不凝气分离器出来的气体作为驰放气，依次经过深冷换热器和预冷换热器复温后去界外，为导热油炉补充燃料气；

从重烃分离器分离出来的重组分液体经过节流阀降压后经过预冷换热器复温后去重烃缓冲罐，重烃缓冲罐分离出的液体作为重烃产品去界外；重烃缓冲罐分离出的气体去原料气缓冲罐进行循环回收液化；不凝气分离器分离出的液态作为液化天然气产品去界外；

一号吸附塔或二号吸附塔底部出来的解析气首先进入预冷换热器降温，然后通过一号四通切换开关阀进入深冷换热器进行冷冻二氧化碳，二氧化碳冻结在深冷换热器内的通道B1或通道B2中，分离出的解析气作为液化天然气产品通过二号四通切换开关阀去界外；

步骤四：冷剂压缩机车对预冷换热器和深冷换热器进行循环制冷

预冷换热器和深冷换热器的冷量是由闭式混合冷剂二级节流制冷提供，混合冷剂经过冷剂压缩机增压冷却直接进入预冷换热器，在预冷换热器冷却后进入冷剂分离器，分离的液体经过一级节流阀降压降温后返回预冷换热器，为预冷换热器提供冷量，从冷剂分离器分离的气体经过深冷换热器冷却变成液体，经过二级节流阀降压降温后返回深冷换热器，为深冷换热器提供冷量，低压的冷剂经过深冷换热器后与冷剂分离器分离出的液体混合后经过预冷换热器复温后去冷剂压缩机再次进行增压冷却，实现循环制冷。

优选的，在步骤二中，利用一号干燥塔或二号干燥塔对油田伴生气进行脱水干燥时，采用二塔切换循环工作，具体方法为：

当一号干燥塔吸附水饱和时，此时进行切换，原料气分离器分离出的油田伴生气仅进入二号干燥塔进行脱水处理，而一号干燥塔依次进行加热解吸和冷吹二个阶段，返流气体经过再生气加热器加热后进入一号干燥塔进行加热再生得到高温再生气体，高温再生气体作为干燥塔吸附剂对一号干燥塔进行干燥再生，从一号干燥塔顶部进气口放出的高温再生气体经过再生气冷却器冷却后进入再生气分离器，分离出游离水，分离后的再生气返回原料气缓冲罐，实习循环压缩回收利用；

当二号干燥塔吸附水饱和时，此时进行切换，原料气分离器分离出的油田伴生气仅进入一号干燥塔进行脱水处理，而二号干燥塔依次进行加热解吸和冷吹二个阶段，返流气体经过再生气加热器加热后进入二号干燥塔进行加热再生得到高温再生气体，高温再生气体作为干燥塔吸附剂对二号干燥塔进行干燥再生，从二号干燥塔顶部进气口放出的高温再生气体经过再生气冷却器冷却后进入再生气分离器，分离出游离水，分离后的再生气返回原料气缓冲罐，实习循环压缩回收利用。

优选的，在步骤二中，利用一号吸附塔或二号吸附塔脱除油田伴生气中的二氧化碳时，采用二塔切换循环工作，具体方法为：

当一号吸附塔吸附二氧化碳饱和时，此时进行切换，干燥后的油田伴生气仅进入二号吸附塔进行脱碳净化处理，而一号吸附塔处于降压解析阶段，返流气体经过降压对一号吸附塔进行减压再生，释放出二氧化碳，实现一号吸附塔的再生，从一号吸附塔底部跑出的低压解析再生气体去预冷换热器和深冷换热器进行冷冻脱二氧化碳后得到液化天然气产品；

当二号吸附塔吸附二氧化碳饱和时，此时进行切换，干燥后的油田伴生气仅进入一号吸附塔进行脱碳净化处理，而二号吸附塔处于降压解析阶段，返流气体经过降压对二号吸附塔进行减压再生，释放出二氧化碳，实现二号吸附塔的再生，从二号吸附塔底部跑出的低压解析再生气体去预冷换热器和深冷换热器进行冷冻脱二氧化碳后得到液化天然气产品。

优选的，在步骤三中，二氧化碳冻结在深冷换热器内的通道B1或通道B2中的具体方法为：一号吸附塔或二号吸附塔底部跑出的低压解析再生气体首先经过预冷换热器的通道A1冷却到-56℃后进入深冷换热器的通道B1内继续冷却降温，析出固态二氧化碳，实现二氧化碳脱出，剩余的再生气变成液化天然气产品；当通道B1内析出的二氧化碳达到一定量后，通过切换一号四通切换开关阀切换冻结通道，将二氧化碳冻结在通道B2中，通道B1和通道B2内冻结的二氧化碳用不凝气分离器分离出的不凝气体返回冻结通道B1和通道B2，经过复温解析二氧化碳，解析后的富含二氧化碳的不凝气体作为驰放气去导热油炉作燃料气。

优选的，所述的混合冷剂由氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异丁烷和异戊烷组成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本用于油田伴生气回收处理的移动车组系统能将油田伴生气中的丙烷、丁烷等重组分分离出来生产重烃产品，能将油田伴生气中的甲烷等轻组分分离出来生产液化天然气（LNG）产品，减少油田伴生气的放空，符合国家对环保节能的要求，为企业创造显著的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图。

附图标记说明：

原料气缓冲罐1；原料气压缩机2；原料气分离器3；一号干燥塔4；二号干燥塔5；

再生气加热器6；再生气冷却器7；再生气分离器8；一号吸附塔9；二号吸附塔10；

预冷换热器11；深冷换热器12；重烃分离器13；不凝气分离器14；冷剂分离器15；

重烃缓冲罐16；冷剂压缩机17；

原料气压缩机车18；前端深度净化车19；液化分离车20；冷剂压缩机车21；

一号四通切换开关阀22；二号四通切换开关阀23；

油田伴生气进气管24；高温再生气管路25；一号返流气管路26；二号返流气管路27；

解析气管路28；LNG产品输送管路29；外部驰放气输送管路30。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1。

本实施例中公开了一种用于油田伴生气回收处理的移动车组系统，其包括四个可移动、撬装式的车组：原料气压缩机车18、前端深度净化车19、液化分离车20和冷剂压缩机车21，其中原料气压缩机车18上安装有原料气缓冲罐1、原料气压缩机2、原料气分离器3和与之配套的管道、阀门等；前端深度净化车19上安装有一号干燥塔4、二号干燥塔5、再生气加热器6、再生气冷却器7、再生气分离器8、一号吸附塔9、二号吸附塔10和与之配套的管道、阀门等；液化分离车20上安装有预冷换热器11、深冷换热器12、重烃分离器13、不凝气分离器14、冷剂分离器15、重烃缓冲罐16和与之配套的管道、阀门等；冷剂压缩机车21上安装有冷剂压缩机17和与之配套的管道等。

本实施例中，冷剂压缩机17采用螺杆压缩机。一号干燥塔4和二号干燥塔5的内部均是分层填充脱水专用4A分子筛；一号吸附塔9与二号吸附塔10的内部均是填充脱碳专用改型13X分子筛。预冷换热器11和深冷换热器12采用铝制板翅式换热器，提高低温换热器效率、降低设备尺寸，有利于移动车组的成撬制造与集成。

本实施例中，原料气缓冲罐1、原料气分离器3、再生气分离器8、重烃分离器13和不凝气分离器14均具有进气口、顶部出气口和底部出液口；预冷换热器11内设置有通道A1、通道A2、通道A3、通道A4、通道A5和通道A6；深冷换热器12内设置有通道B1、通道B2、通道B3、通道B4和通道B5，其中通道B1和通道B2为冷冻脱二氧化碳通道。

本实施例中，原料气缓冲罐1的进气口与油田伴生气进气管24接通，油田伴生气通过油田伴生气进气管24进入原料气缓冲罐1中。原料气缓冲罐1的顶部出气口与原料气压缩机2的进气口接通，原料气压缩机2的出气口与原料气分离器3的进气口接通。原料气压缩机2用于对油田伴生气进行压缩冷却。

本实施例中，一号干燥塔4和二号干燥塔5并行设置，二塔循环切换工作，用于对油田伴生气干燥脱水。一号吸附塔9与二号吸附塔10并行设置，二塔循环切换工作，用于对油田伴生气去除二氧化碳。

本实施例中，原料气分离器3的顶部出气口与一号干燥塔4的顶部进气口和二号干燥塔5的顶部进气口均接通，并在接通管道上均设置有相应的阀门，用于控制原料气分离器3的顶部出气口放出的油田伴生气是进入到一号干燥塔4中还是进入到二号干燥塔5中。

本实施例中，一号干燥塔4的顶部进气口和二号干燥塔5的顶部进气口均与高温再生气管路25连接，并在连接管路上均设置有相应的阀门，用于控制高温再生气管路25与一号干燥塔4和二号干燥塔5之间的通断。

本实施例中，再生气冷却器7安装在高温再生气管路25上，高温再生气管路25的输出末端连接至再生气分离器8的进气口，再生气分离器8的顶部出气口与油田伴生气进气管24接通。

本实施例中，一号干燥塔4的底部出气口与一号吸附塔9的底部进气口通过管路接通，并在两者的接通管路上连接有一号返流气管路26，再生气加热器6安装在一号返流气管路26上，一号返流气管路26的输出末端接通至一号干燥塔4的底部出气口处；一号干燥塔4的底部出气口还与二号吸附塔10的底部进气口通过管路接通，并且两者的接通管路与一号返流气管路26接通，一号返流气管路26的输出末端还接通至二号干燥塔5的底部出气口处。

本实施例中，二号干燥塔5的底部出气口分别通过管路接通至一号吸附塔9和二号吸附塔10的底部进气口，并且两条接通管路也与一号返流气管路26接通；一号吸附塔9的顶部出气口与预冷换热器11的通道A3的进口端通过管路接通，并在两者的接通管路上连接有二号返流气管路27，二号返流气管路27的输出末端接通至一号吸附塔9的顶部出气口处，一号吸附塔9的底部进气口处连接有解析气管路28，二号吸附塔10的底部进气口与解析气管路28接通。

本实施例中，二号吸附塔10的顶部出气口与预冷换热器11的通道A3的进口端通过管路接通，并且两者的接通管路与二号返流气管路27接通，二号返流气管路27的输出末端还接通至二号吸附塔10的顶部出气口处。

本实施例中，预冷换热器11的通道A3的出口端与重烃分离器13的进气口接通，重烃分离器13的底部出液口通过预冷换热器11的通道A4接通至重烃缓冲罐16，重烃缓冲罐16的顶部出气口与油田伴生气进气管24接通，重烃分离器13的顶部出气口通过深冷换热器12的通道B3接通至不凝气分离器14的进气口，不凝气分离器14的底部出液口与LNG产品输送管路29接通。不凝气分离器14的顶部出气口依次通过深冷换热器12的通道B2和预冷换热器11的通道A2后接通至外部驰放气输送管路30。

本实施例中，解析气管路28的输出末端接通至预冷换热器11的通道A1的进口端，通道A1与通道B1接通，通道B1与LNG产品输送管路29接通；冷剂压缩机17的冷剂出口端通过通道A5接通至冷剂分离器15的进口端，冷剂分离器15的底部出液口通过通道A6接通至冷剂压缩机17的冷剂进口端，冷剂分离器15的顶部出气口端依次通过通道B4、通道B5和通道A6接通至冷剂压缩机17的冷剂进口端。

本实施例中，通道A1与通道B1通过一个一号四通切换开关阀22接通，通道B1与LNG产品输送管路29通过一个二号四通切换开关阀23接通；其中通道A1的出口端与一号四通切换开关阀22的第一通口连接，通道B1的进口端与一号四通切换开关阀22的第二通口连接，一号四通切换开关阀22的第三通口与通道A2连接，一号四通切换开关阀22的第四通口与通道B2连接；通道B1的出口端与二号四通切换开关阀23的第一通口连接，二号四通切换开关阀23的第二通口与LNG产品输送管路29连接，二号四通切换开关阀23的第三通口与通道B2连接，二号四通切换开关阀23的第四通口与不凝气分离器14的顶部出气口连接。

本实施例还提供了用于油田伴生气回收处理方法，采用上述的移动车组系统进行实施，其步骤如下：

步骤一：利用原料气压缩机车18对油田伴生气进行压缩冷却

油田伴生气经过原料气压缩机2压缩冷却后，进入原料气分离器3进行分离，分离出微量的水排放外界；

步骤二：利用前端深度净化车19对油田伴生气进行吸附脱水脱碳

经过原料气分离器3分离出的油田伴生气进入一号干燥塔4或二号干燥塔5中脱除油田伴生气中的微量的水，然后干燥后的油田伴生气进入一号吸附塔9或二号吸附塔10脱除油田伴生气中的二氧化碳，达到净化指标；

步骤三：利用液化分离车20对净化后的油田伴生气进行液化分离

首先，净化后的油田伴生气进入预冷换热器11，在预冷换热器11内被降温冷却后进入重烃分离器13，分离出大量的重组分；从重烃分离器13顶部出来的气体经过深冷换热器12，在深冷换热器12内被降温冷却后进入不凝气分离器14，分离出富含氮气的不凝气体；从不凝气分离器14出来的气体作为驰放气，依次经过深冷换热器12和预冷换热器11复温后去界外，为导热油炉补充燃料气；

然后，从重烃分离器13分离出来的重组分液体经过节流阀降压后经过预冷换热器11复温后去重烃缓冲罐16，重烃缓冲罐16分离出的液体作为重烃产品去界外；重烃缓冲罐16分离出的气体去原料气缓冲罐1进行循环回收液化；不凝气分离器14分离出的液态作为液化天然气产品去界外；

其次，一号吸附塔9或二号吸附塔10底部出来的解析气首先进入预冷换热器11降温，然后通过一号四通切换开关阀22进入深冷换热器12进行冷冻二氧化碳，二氧化碳冻结在深冷换热器12内的通道B1或通道B2中，分离出的解析气作为液化天然气产品通过二号四通切换开关阀23去界外；

步骤四：冷剂压缩机车21对预冷换热器11和深冷换热器12进行循环制冷

预冷换热器11和深冷换热器12的冷量是由闭式混合冷剂二级节流制冷提供，混合冷剂由氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异丁烷和异戊烷等组成，混合冷剂经过冷剂压缩机17增压冷却直接进入预冷换热器11，在预冷换热器11冷却后进入冷剂分离器15，分离的液体经过一级节流阀降压降温后返回预冷换热器11，为预冷换热器11提供冷量，从冷剂分离器15分离的气体经过深冷换热器12冷却变成液体，经过二级节流阀降压降温后返回深冷换热器12，为深冷换热器12提供冷量，低压的冷剂经过深冷换热器12后与冷剂分离器15分离出的液体混合后经过预冷换热器11复温后去冷剂压缩机17再次进行增压冷却，实现循环制冷。

本实施例，在步骤二中，利用一号干燥塔4或二号干燥塔5对油田伴生气进行脱水干燥时，采用二塔切换循环工作，具体方法为：

当一号干燥塔4吸附水饱和时，此时进行切换，原料气分离器3分离出的油田伴生气仅进入二号干燥塔5进行脱水处理，而一号干燥塔4依次进行加热解吸和冷吹二个阶段，返流气体经过再生气加热器6加热后进入一号干燥塔4进行加热再生得到高温再生气体，高温再生气体作为干燥塔吸附剂对一号干燥塔4进行干燥再生，从一号干燥塔4顶部进气口放出的高温再生气体经过再生气冷却器7冷却后进入再生气分离器8，分离出游离水，分离后的再生气返回原料气缓冲罐1，实习循环压缩回收利用；

当二号干燥塔5吸附水饱和时，此时进行切换，原料气分离器3分离出的油田伴生气仅进入一号干燥塔4进行脱水处理，而二号干燥塔5依次进行加热解吸和冷吹二个阶段，返流气体经过再生气加热器6加热后进入二号干燥塔5进行加热再生得到高温再生气体，高温再生气体作为干燥塔吸附剂对二号干燥塔5进行干燥再生，从二号干燥塔5顶部进气口放出的高温再生气体经过再生气冷却器7冷却后进入再生气分离器8，分离出游离水，分离后的再生气返回原料气缓冲罐1，实习循环压缩回收利用。

本实施例，在步骤二中，利用一号吸附塔9或二号吸附塔10脱除油田伴生气中的二氧化碳时，采用二塔切换循环工作，具体方法为：

当一号吸附塔9吸附二氧化碳饱和时，此时进行切换，干燥后的油田伴生气仅进入二号吸附塔10进行脱碳净化处理，而一号吸附塔9处于降压解析阶段，返流气体经过降压对一号吸附塔9进行减压再生，释放出二氧化碳，实现一号吸附塔9的再生，从一号吸附塔9底部跑出的低压解析再生气体去预冷换热器11和深冷换热器12进行冷冻脱二氧化碳后得到液化天然气产品；

当二号吸附塔10吸附二氧化碳饱和时，此时进行切换，干燥后的油田伴生气仅进入一号吸附塔9进行脱碳净化处理，而二号吸附塔10处于降压解析阶段，返流气体经过降压对二号吸附塔10进行减压再生，释放出二氧化碳，实现二号吸附塔10的再生，从二号吸附塔10底部跑出的低压解析再生气体去预冷换热器11和深冷换热器12进行冷冻脱二氧化碳后得到液化天然气产品。

本实施例，在步骤三中，二氧化碳冻结在深冷换热器12内的通道B1或通道B2中的具体方法为：一号吸附塔9或二号吸附塔10底部跑出的低压解析再生气体首先经过预冷换热器11的通道A1冷却到-56℃后进入深冷换热器12的通道B1内继续冷却降温，析出固态二氧化碳，实现二氧化碳脱出，剩余的再生气变成液化天然气产品；当通道B1内析出的二氧化碳达到一定量后，通过切换一号四通切换开关阀22切换冻结通道，将二氧化碳冻结在通道B2中，通道B1和通道B2内冻结的二氧化碳用不凝气分离器14分离出的不凝气体返回冻结通道B1和通道B2，经过复温解析二氧化碳，解析后的富含二氧化碳的不凝气体作为驰放气去导热油炉作燃料气。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于油田伴生气回收处理的移动车组系统，其特征在于：包括原料气压缩机车（18）、前端深度净化车（19）、液化分离车（20）和冷剂压缩机车（21）；

所述原料气压缩机车（18）上安装有原料气缓冲罐（1）、原料气压缩机（2）和原料气分离器（3）；所述前端深度净化车（19）上安装有一号干燥塔（4）、二号干燥塔（5）、再生气加热器（6）、再生气冷却器（7）、再生气分离器（8）、一号吸附塔（9）和二号吸附塔（10）；所述液化分离车（20）上安装有预冷换热器（11）、深冷换热器（12）、重烃分离器（13）、不凝气分离器（14）、冷剂分离器（15）和重烃缓冲罐（16）；所述冷剂压缩机车（21）上安装有冷剂压缩机（17）；

所述原料气缓冲罐（1）、原料气分离器（3）、再生气分离器（8）、重烃分离器（13）和不凝气分离器（14）均具有进气口、顶部出气口和底部出液口；所述预冷换热器（11）内设置有通道A1、通道A2、通道A3、通道A4、通道A5和通道A6；所述深冷换热器（12）内设置有通道B1、通道B2、通道B3、通道B4和通道B5；

所述原料气缓冲罐（1）的进气口与油田伴生气进气管（24）接通，所述原料气缓冲罐（1）的顶部出气口与原料气压缩机（2）的进气口接通，所述原料气压缩机（2）的出气口与原料气分离器（3）的进气口接通；

所述一号干燥塔（4）和二号干燥塔（5）并行设置，所述一号吸附塔（9）与二号吸附塔（10）并行设置；

所述原料气分离器（3）的顶部出气口与一号干燥塔（4）的顶部进气口和二号干燥塔（5）的顶部进气口均接通，一号干燥塔（4）的顶部进气口和二号干燥塔（5）的顶部进气口均与高温再生气管路（25）连接；所述再生气冷却器（7）安装在高温再生气管路（25）上，高温再生气管路（25）的输出末端连接至再生气分离器（8）的进气口，再生气分离器（8）的顶部出气口与油田伴生气进气管（24）接通；

所述一号干燥塔（4）的底部出气口与一号吸附塔（9）的底部进气口通过管路接通，并在两者的接通管路上连接有一号返流气管路（26），所述再生气加热器（6）安装在一号返流气管路（26）上，所述一号返流气管路（26）的输出末端接通至一号干燥塔（4）的底部出气口处；

所述一号干燥塔（4）的底部出气口还与二号吸附塔（10）的底部进气口通过管路接通，并且两者的接通管路与一号返流气管路（26）接通，一号返流气管路（26）的输出末端还接通至二号干燥塔（5）的底部出气口处；

所述二号干燥塔（5）的底部出气口分别通过管路接通至一号吸附塔（9）和二号吸附塔（10）的底部进气口，并且两条接通管路也与一号返流气管路（26）接通；

所述一号吸附塔（9）的顶部出气口与预冷换热器（11）的通道A3的进口端通过管路接通，并在两者的接通管路上连接有二号返流气管路（27），所述二号返流气管路（27）的输出末端接通至一号吸附塔（9）的顶部出气口处，一号吸附塔（9）的底部进气口处连接有解析气管路（28）；

所述二号吸附塔（10）的底部进气口与解析气管路（28）接通；

所述二号吸附塔（10）的顶部出气口与预冷换热器（11）的通道A3的进口端通过管路接通，并且两者的接通管路与二号返流气管路（27）接通，所述二号返流气管路（27）的输出末端还接通至二号吸附塔（10）的顶部出气口处；

所述预冷换热器（11）的通道A3的出口端与重烃分离器（13）的进气口接通，重烃分离器（13）的底部出液口通过预冷换热器（11）的通道A4接通至重烃缓冲罐（16），重烃缓冲罐（16）的顶部出气口与油田伴生气进气管（24）接通，重烃分离器（13）的顶部出气口通过深冷换热器（12）的通道B3接通至不凝气分离器（14）的进气口，不凝气分离器（14）的底部出液口与LNG产品输送管路（29）接通，不凝气分离器（14）的顶部出气口依次通过深冷换热器（12）的通道B2和预冷换热器（11）的通道A2后接通至外部驰放气输送管路（30）；

所述解析气管路（28）的输出末端接通至预冷换热器（11）的通道A1的进口端，通道A1与通道B1接通，通道B1与LNG产品输送管路（29）接通；

所述冷剂压缩机（17）的冷剂出口端通过通道A5接通至冷剂分离器（15）的进口端，冷剂分离器（15）的底部出液口通过通道A6接通至冷剂压缩机（17）的冷剂进口端，冷剂分离器（15）的顶部出气口端依次通过通道B4、通道B5和通道A6接通至冷剂压缩机（17）的冷剂进口端。

2.根据权利要求1所述的用于油田伴生气回收处理的移动车组系统，其特征在于：所述深冷换热器（12）的通道B1和通道B2为冷冻脱二氧化碳通道，

通道A1与通道B1通过一个一号四通切换开关阀（22）接通， 通道B1与LNG产品输送管路（29）通过一个二号四通切换开关阀（23）接通；其中通道A1的出口端与一号四通切换开关阀（22）的第一通口连接，通道B1的进口端与一号四通切换开关阀（22）的第二通口连接，一号四通切换开关阀（22）的第三通口与通道A2连接，一号四通切换开关阀（22）的第四通口与通道B2连接；通道B1的出口端与二号四通切换开关阀（23）的第一通口连接，二号四通切换开关阀（23）的第二通口与LNG产品输送管路（29）连接，二号四通切换开关阀（23）的第三通口与通道B2连接，二号四通切换开关阀（23）的第四通口与不凝气分离器（14）的顶部出气口连接。

3.根据权利要求1所述的用于油田伴生气回收处理的移动车组系统，其特征在于：所述冷剂压缩机（17）采用螺杆压缩机。

4.根据权利要求1所述的用于油田伴生气回收处理的移动车组系统，其特征在于：所述一号干燥塔（4）和二号干燥塔（5）的内部均是分层填充脱水专用4A分子筛；所述一号吸附塔（9）与二号吸附塔（10）的内部均是填充脱碳专用改型13X分子筛。

5.根据权利要求1所述的用于油田伴生气回收处理的移动车组系统，其特征在于：所述预冷换热器（11）和深冷换热器（12）采用铝制板翅式换热器。

6.一种用于油田伴生气回收处理方法，采用权利要求1-5任一项权利要求所述的移动车组系统进行实施，其特征在于：步骤如下：

步骤一：利用原料气压缩机车（18）对油田伴生气进行压缩冷却

油田伴生气经过原料气压缩机（2）压缩冷却后，进入原料气分离器（3）进行分离，分离出微量的水排放外界；

步骤二：利用前端深度净化车（19）对油田伴生气进行吸附脱水脱碳

经过原料气分离器（3）分离出的油田伴生气进入一号干燥塔（4）或二号干燥塔（5）中脱除油田伴生气中的微量的水，然后干燥后的油田伴生气进入一号吸附塔（9）或二号吸附塔（10）脱除油田伴生气中的二氧化碳，达到净化指标；

步骤三：利用液化分离车（20）对净化后的油田伴生气进行液化分离

净化后的油田伴生气进入预冷换热器（11），在预冷换热器（11）内被降温冷却后进入重烃分离器（13），分离出大量的重组分；从重烃分离器（13）顶部出来的气体经过深冷换热器（12），在深冷换热器（12）内被降温冷却后进入不凝气分离器（14），分离出富含氮气的不凝气体；从不凝气分离器（14）出来的气体作为驰放气，依次经过深冷换热器（12）和预冷换热器（11）复温后去界外，为导热油炉补充燃料气；

从重烃分离器（13）分离出来的重组分液体经过节流阀降压后经过预冷换热器（11）复温后去重烃缓冲罐（16），重烃缓冲罐（16）分离出的液体作为重烃产品去界外；重烃缓冲罐（16）分离出的气体去原料气缓冲罐（1）进行循环回收液化；不凝气分离器（14）分离出的液态作为液化天然气产品去界外；

一号吸附塔（9）或二号吸附塔（10）底部出来的解析气首先进入预冷换热器（11）降温，然后通过一号四通切换开关阀（22）进入深冷换热器（12）进行冷冻二氧化碳，二氧化碳冻结在深冷换热器（12）内的通道B1或通道B2中，分离出的解析气作为液化天然气产品通过二号四通切换开关阀（23）去界外；

步骤四：冷剂压缩机车（21）对预冷换热器（11）和深冷换热器（12）进行循环制冷

预冷换热器（11）和深冷换热器（12）的冷量是由闭式混合冷剂二级节流制冷提供，混合冷剂经过冷剂压缩机（17）增压冷却直接进入预冷换热器（11），在预冷换热器（11）冷却后进入冷剂分离器（15），分离的液体经过一级节流阀降压降温后返回预冷换热器（11），为预冷换热器（11）提供冷量，从冷剂分离器（15）分离的气体经过深冷换热器（12）冷却变成液体，经过二级节流阀降压降温后返回深冷换热器（12），为深冷换热器（12）提供冷量，低压的冷剂经过深冷换热器（12）后与冷剂分离器（15）分离出的液体混合后经过预冷换热器（11）复温后去冷剂压缩机（17）再次进行增压冷却，实现循环制冷。

7.根据权利要求6所述的用于油田伴生气回收处理方法，其特征在于：在步骤二中，利用一号干燥塔（4）或二号干燥塔（5）对油田伴生气进行脱水干燥时，采用二塔切换循环工作，具体方法为：

当一号干燥塔（4）吸附水饱和时，此时进行切换，原料气分离器（3）分离出的油田伴生气仅进入二号干燥塔（5）进行脱水处理，而一号干燥塔（4）依次进行加热解吸和冷吹二个阶段，返流气体经过再生气加热器（6）加热后进入一号干燥塔（4）进行加热再生得到高温再生气体，高温再生气体作为干燥塔吸附剂对一号干燥塔（4）进行干燥再生，从一号干燥塔（4）顶部进气口放出的高温再生气体经过再生气冷却器（7）冷却后进入再生气分离器（8），分离出游离水，分离后的再生气返回原料气缓冲罐（1），实习循环压缩回收利用；

当二号干燥塔（5）吸附水饱和时，此时进行切换，原料气分离器（3）分离出的油田伴生气仅进入一号干燥塔（4）进行脱水处理，而二号干燥塔（5）依次进行加热解吸和冷吹二个阶段，返流气体经过再生气加热器（6）加热后进入二号干燥塔（5）进行加热再生得到高温再生气体，高温再生气体作为干燥塔吸附剂对二号干燥塔（5）进行干燥再生，从二号干燥塔（5）顶部进气口放出的高温再生气体经过再生气冷却器（7）冷却后进入再生气分离器（8），分离出游离水，分离后的再生气返回原料气缓冲罐（1），实习循环压缩回收利用。

8.根据权利要求6所述的用于油田伴生气回收处理方法，其特征在于：在步骤二中，利用一号吸附塔（9）或二号吸附塔（10）脱除油田伴生气中的二氧化碳时，采用二塔切换循环工作，具体方法为：

当一号吸附塔（9）吸附二氧化碳饱和时，此时进行切换，干燥后的油田伴生气仅进入二号吸附塔（10）进行脱碳净化处理，而一号吸附塔（9）处于降压解析阶段，返流气体经过降压对一号吸附塔（9）进行减压再生，释放出二氧化碳，实现一号吸附塔（9）的再生，从一号吸附塔（9）底部跑出的低压解析再生气体去预冷换热器（11）和深冷换热器（12）进行冷冻脱二氧化碳后得到液化天然气产品；

当二号吸附塔（10）吸附二氧化碳饱和时，此时进行切换，干燥后的油田伴生气仅进入一号吸附塔（9）进行脱碳净化处理，而二号吸附塔（10）处于降压解析阶段，返流气体经过降压对二号吸附塔（10）进行减压再生，释放出二氧化碳，实现二号吸附塔（10）的再生，从二号吸附塔（10）底部跑出的低压解析再生气体去预冷换热器（11）和深冷换热器（12）进行冷冻脱二氧化碳后得到液化天然气产品。

9.根据权利要求6所述的用于油田伴生气回收处理方法，其特征在于：在步骤三中，二氧化碳冻结在深冷换热器（12）内的通道B1或通道B2中的具体方法为：一号吸附塔（9）或二号吸附塔（10）底部跑出的低压解析再生气体首先经过预冷换热器（11）的通道A1冷却到-56℃后进入深冷换热器（12）的通道B1内继续冷却降温，析出固态二氧化碳，实现二氧化碳脱出，剩余的再生气变成液化天然气产品；当通道B1内析出的二氧化碳达到一定量后，通过切换一号四通切换开关阀（22）切换冻结通道，将二氧化碳冻结在通道B2中，通道B1和通道B2内冻结的二氧化碳用不凝气分离器（14）分离出的不凝气体返回冻结通道B1和通道B2，经过复温解析二氧化碳，解析后的富含二氧化碳的不凝气体作为驰放气去导热油炉作燃料气。

10.根据权利要求6所述的用于油田伴生气回收处理方法，其特征在于：所述的混合冷剂由氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异丁烷和异戊烷组成。

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