CN114621798A - 一种组合式天然气脱重烃装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式天然气脱重烃装置及其使用方法,涉及天然气净化技术领域，包括原料气过滤器、冷箱、原料气冷却器、原料气分离器、重烃吸附塔、净化气过滤器、再生气加热器、再生气冷却器、再生气后冷器、再生气分离器、冷冻机组、重烃吸附塔、去冷箱、重烃储罐。本发明采用先预冷，再脱除，再生气深冷分离重烃组分的工艺方案达到减少脱重烃塔体积，同时回收重烃的技术效果，进而实现天然气进入冷箱后确保不会冻堵，同时更是实现了经济效益的提升。其中，采用载冷剂的方式提供冷源，装置操作稳定。
Description
技术领域
本发明涉及天然气净化及液化技术领域，尤其是一种组合式天然气脱重烃装置及装置的使用方法。
背景技术
因液化天然气产品温度为-140～-162℃，此温度区间会造成C5以上重烃或苯及其衍生物高凝固点的组分凝结，若重组分含量超标进入冷箱液化过程中会造成冷箱冻堵，无法维持正常生产。所以在液化前需要予以脱除。
公告号为CN104893773B的授权专利公开了一种管道天然气重烃脱除单元及重烃脱除方法，其具体公布了吸附法脱重烃的方法，再生气需经过增压的方式作为前端再生分子筛床；同时再生气冷凝冷量采用LNG液化混合冷剂节流方式制冷获取。
如果原料天然气中含有大量重烃，则需要增加填料的量以满足脱除重烃的需求，相应地，还需更多的再生气对填料进行再生，造成设备投资及运行成本的增加。现有技术对再生气中富含的重烃组分不做回收，造成能源的浪费。再生气冷源通过使用液化天然气的冷剂节流获得冷量造成设备操作不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合式天然气脱重烃装置及其使用方法，以解决现有技术中存在的问题。
具体的，本发明的技术方案如下：
一种组合式天然气脱重烃装置，包含：
一脱重烃冷箱；
一低温原料气冷却器，低温原料气冷却器入口与所述脱重烃冷箱的预冷流道出口相连；
一低温原料气分离器，低温原料气冷却器出口与低温原料气分离器的入口相连，且低温原料气分离器的气液相出口分别与脱重烃冷箱的第二、第一复热流道的入口相连；
重烃吸附塔，脱重烃冷箱的第二复热流道出口与重烃吸附塔入口相连，重烃吸附塔出口与净化气流道连接；
一脱重烃再生气加热器，脱重烃再生气加热器进出口分别与重烃吸附塔的进出口管道相连；
一脱重烃再生气冷却器，脱重烃再生气冷却器入口同时与重烃吸附塔入口管道以及脱重烃再生气加热器入口管道相连；
一脱重烃再生气后冷器，脱重烃再生气后冷器进口与脱重烃再生气冷却器出口相连；
一低温再生气分离器，低温再生气分离器入口与脱重烃再生气后冷器出口相连，且低温再生气分离器气液相出口分别与脱重烃冷箱的第四、第三复热流道入口相连，脱重烃冷箱的第四复热流道出口与重烃吸附塔入口管道相连。
进一步的，所述脱重烃装置还包含：
原料气过滤器，其出口与脱重烃冷箱的预冷流道进口相连。
进一步的，所述脱重烃装置还包含：
净化气过滤器，其安装在净化气流道上。
进一步的，所述脱重烃装置还包含：
去冷箱，其入口与净化气流道出口连接。
进一步的，所述脱重烃装置还包含：
程控阀，用于控制切换所述脱重烃再生气冷却器入口与重烃吸附塔入口管道、脱重烃再生气加热器入口管道的流程。
进一步的，所述脱重烃装置还包含：
重烃储罐，其与所述脱重烃冷箱相连接。
进一步的，所述脱重烃装置还包含：
冷冻机组，所述低温原料气冷却器、脱重烃再生气后冷器的冷源均由冷冻机组或冷箱提供，冷冻机组与低温原料气冷却器、脱重烃再生气后冷器之间通过设有的管道连接，其中，冷冻机组采用复叠式制冷机组，冷冻机组可采用风冷或水冷式结构，且可选用工业酒精或其它满足要求的介质作为载冷剂，所述载冷剂通过管道在冷冻机组与低温原料气冷却器、脱重烃再生气后冷器之间进行循环。
进一步的，所述重烃吸附塔为两台并联等压的脱重烃塔，其中一台为吸附，另一台再生，且两台设备交替进行。
基于上述脱重烃装置，其使用方法包括有以下步骤：
天然气经过滤后进入脱重烃冷箱的预冷流道与第一复热流道、第二复热流道、第三复热流道、第四复热流道中流股换热预冷至-40～-50℃后经过低温原料气冷却器预冷至-50～-65℃析出部分重烃，在低温原料气分离器进行气液分离，其中低温液相流股由液位控制阀节流至0.4～1.4MPa，温度降低至-70～-80℃经过脱重烃冷箱第一复热流道复温至常温变为气液混合物与经第三复热流道复热至常温变为气液混合物汇合后送入重烃储罐；低温原料气分离器的气相流股经脱重烃冷箱的第二复热流道复热至常温由再生气流量调节阀分为两路，其中主路原料气经过再生气流量调节阀与经脱重烃冷箱第四复热流道复温后的再生气汇合后去重烃吸附塔进行吸附，进一步吸附脱除重烃，合格的净化气进入去冷箱液化；另一路气体作为脱重烃再生气通过再生气流量计并由程控阀控制去脱重烃再生气加热器加热后，从需要再生的重烃吸附塔底部进入对此塔进行热吹再生，从重烃吸附塔顶出来的高温富含重烃的再生气先进入脱重烃再生气冷却器冷却至常温后，再进入脱重烃再生气后冷器冷却至-60～-75℃左右析出再生气中的重烃，然后进入低温再生气分离器分离出气液相，其中低温液相流股由液位控制阀节流至0.4～1.4MPa，温度降低至-100～-115℃，再经过脱重烃冷箱的第三复热流道复温至常温变为气液混合物与经第一复热流道复热至常温变为气液混合物汇合后送入重烃储罐；低温再生气分离器的气相流股经脱重烃冷箱的第四复热流道复热至常温后与主路原料气汇合后去重烃吸附塔进行吸附，重烃吸附塔再生完成后需要对热塔进行冷吹，冷吹用脱重烃再生气由程控阀控制从需要冷吹的重烃吸附塔顶部进入由上而下对热塔冷吹，冷吹期间脱重烃再生气加热器处于关闭状态，其余流程与再生流程相同。
本发明的脱重烃装置至少存在以下有益效果：
藉由本发明的装置，可减少脱重烃吸附剂的使用量，减少吸附设备体积，同时回收再生气中的重烃。
本发明采用先预冷，再脱除，再生气深冷分离重烃组分的工艺方案达到减少脱重烃塔体积，同时回收重烃的技术效果，进而实现天然气进入冷箱后确保不会冻堵，同时更是实现了经济效益的提升。其中，采用载冷剂的方式提供冷源，装置操作稳定。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例装置的结构示意图。
图中标记为：
1、原料气过滤器；
2、脱重烃冷箱；
3、低温原料气冷却器；
4、低温原料气分离器；
5、重烃吸附塔；
6、净化气过滤器；
7、脱重烃再生气加热器；
8、脱重烃再生气冷却器；
9、脱重烃再生气后冷器；
10、低温再生气分离器；
11、冷冻机组；
12、去冷箱；
13、重烃储罐；
14、再生气流量调节阀；
15、再生气流量计。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种组合式天然气脱重烃装置，如图1所示，具体主要包括有：
两台原料气过滤器1、一台脱重烃冷箱2，一台低温原料气冷却器3，一台低温原料气分离器4，两台重烃吸附塔5，两台净化气过滤器6，一台脱重烃再生气加热器7，一台脱重烃再生气冷却器8，一台脱重烃再生气后冷器9，一台低温再生气分离器10，一台冷冻机组11。
其中，原料气过滤器1出口、低温原料气冷却器3入口分别与脱重烃冷箱2的预冷流道的进出口相连；低温原料气冷却器3出口与低温原料气分离器4的入口相连；低温原料气分离器4的气液相出口分别与脱重烃冷箱2的第二、第一复热流道的入口相连；脱重烃冷箱2的第二复热流道出口与重烃吸附塔5入口相连；重烃吸附塔5出口与净化气过滤器6入口相连；脱重烃再生气加热器7的进出口分别与重烃吸附塔5的进出口管道相连；脱重烃再生气冷却器8入口与重烃吸附塔5入口管道和脱重烃再生气加热器7入口管道相连(流程切换由程控阀控制)；脱重烃再生气后冷器9分别与脱重烃再生气冷却器8出口、低温再生气分离器10入口相连；低温再生气分离器10气液相出口分别与脱重烃冷箱2的第四、第三复热流道入口相连；脱重烃冷箱2的第四复热流道出口与重烃吸附塔5入口管道相连。本装置吸附再生是交替进行的。
在本实施例中，自脱水干燥塔来气(4-5MPa)首先通过脱重烃装置内部设置的原料气过滤器1，然后进入脱重烃冷箱2的预冷流道与第一复热流道、第二复热流道、第三复热流道、第四复热流道中流股换热预冷至-40～-50℃后经过低温原料气冷却器3预冷至-50～-65℃析出部分重烃，在低温原料气分离器4进行气液分离，其中低温液相流股由液位控制阀节流至0.4～1.4MPa，温度降低至-70～-80℃经过脱重烃冷箱2第一复热流道复温至常温变为气液混合物与经第三复热流道复热至常温变为气液混合物汇合后送入重烃储罐13，气相则送入燃料气系统燃烧。
低温原料气分离器4的气相流股经脱重烃冷箱2的第二复热流道复热至常温由再生气流量调节阀14分为两路，其中主路原料气经过再生气流量调节阀14与经脱重烃冷箱2第四复热流道复温后的再生气汇合后去重烃吸附塔5进行吸附进一步吸附脱除重烃，合格的净化气进入净化气过滤器6过滤粉尘杂质后去冷箱12液化；另一路气体作为脱重烃再生气通过再生气流量计15并由程控阀控制去脱重烃再生气加热器7加热后从需要再生的重烃吸附塔5底部进入对此塔进行热吹再生，从重烃吸附塔5顶出来的高温富含重烃的再生气先进入脱重烃再生气冷却器8冷却至常温后，再进入脱重烃再生气后冷器9冷却至-60～-75℃左右析出再生气中的重烃，然后进入低温再生气分离器10分离出气液相，其中低温液相流股由液位控制阀节流至0.4～1.4MPa温度降低至-100～-115℃经过脱重烃冷箱2的第三复热流道复温至常温变为气液混合物与经第一复热流道复热至常温变为气液混合物汇合后送入重烃储罐13。低温再生气分离器10的气相流股经脱重烃冷箱2的第四复热流道复热至常温后与主路原料气汇合后去重烃吸附塔5进行吸附。重烃吸附塔5再生完成后需要对热塔进行冷吹，冷吹用脱重烃再生气由程控阀控制从需要冷吹的重烃吸附塔5顶部进入由上而下对热塔冷吹，冷吹期间脱重烃再生气加热器7处于关闭状态，其余流程与再生流程相同。
另外，本装置低温原料气冷却器3、脱重烃再生气后冷器9的冷源均由低温冷冻机组11或冷箱提供，冷冻机组11采用复叠式制冷机组(可采用风冷或水冷式结构)。选用工业酒精或其它满足要求的介质作为载冷剂。冷冻机组11与低温原料气冷却器3、脱重烃再生气后冷器9之间通过管道连接，载冷剂通过管道在冷冻机组11与低温原料气冷却器3、脱重烃再生气后冷器9之间进行循环。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电路连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)
1.一种组合式天然气脱重烃装置，其特征在于，包含：
一脱重烃冷箱；
一低温原料气冷却器，其入口与所述脱重烃冷箱的预冷流道出口相连；
一低温原料气分离器，其入口与所述低温原料气冷却器出口相连，且低温原料气分离器的气液相出口分别与脱重烃冷箱的第二、第一复热流道的入口相连；
重烃吸附塔，其入口与所述脱重烃冷箱的第二复热流道出口相连，重烃吸附塔出口与净化气流道连接；
一脱重烃再生气加热器，其进出口分别与重烃吸附塔的进出口管道相连；
一脱重烃再生气冷却器，其入口与重烃吸附塔入口管道以及脱重烃再生气加热器入口管道相连；
一脱重烃再生气后冷器，其进口与脱重烃再生气冷却器出口相连；
一低温再生气分离器，其入口与所述脱重烃再生气后冷器出口相连，且低温再生气分离器气液相出口分别与脱重烃冷箱的第四、第三复热流道入口相连，脱重烃冷箱的第四复热流道出口与重烃吸附塔入口管道相连。
2.根据权利要求1所述的脱重烃装置，其特征在于，还包含：
原料气过滤器，其出口与脱重烃冷箱的预冷流道进口相连。
3.根据权利要求1所述的脱重烃装置，其特征在于，还包含：
净化气过滤器，其安装在所述净化气流道上。
4.根据权利要求1所述的脱重烃装置，其特征在于，还包含：
去冷箱，其入口与净化气流道出口连接。
5.根据权利要求1所述的脱重烃装置，其特征在于，还包含：
程控阀，用于控制切换所述脱重烃再生气冷却器入口与重烃吸附塔入口管道、脱重烃再生气加热器入口管道的流程。
6.根据权利要求1所述的脱重烃装置，其特征在于，还包含：
冷冻机组，所述低温原料气冷却器、脱重烃再生气后冷器的冷源均由冷冻机组或冷箱提供，冷冻机组与低温原料气冷却器、脱重烃再生气后冷器之间通过设有的管道连接。
7.根据权利要求6所述的脱重烃装置，其特征在于，所述冷冻机组可采用风冷或水冷式结构，且可选用工业酒精或其它满足要求的介质作为载冷剂，所述载冷剂通过管道在冷冻机组与低温原料气冷却器、脱重烃再生气后冷器之间进行循环。
8.根据权利要求1所述的脱重烃装置，其特征在于，还包含：
重烃储罐，其与所述脱重烃冷箱相连接。
9.根据权利要求1所述的脱重烃装置，其特征在于，所述重烃吸附塔为两台并联等压的脱重烃塔，其中一台为吸附，另一台再生，且两台设备交替进行。
10.根据权利要求1所述脱重烃装置的使用方法，其特征在于，包括有以下步骤：
天然气经过滤后进入脱重烃冷箱的预冷流道与第一复热流道、第二复热流道、第三复热流道、第四复热流道中流股换热预冷至-40～-50℃后经过低温原料气冷却器预冷至-50～-65℃析出部分重烃，在低温原料气分离器进行气液分离，其中低温液相流股由液位控制阀节流至0.4～1.4MPa，温度降低至-70～-80℃经过脱重烃冷箱第一复热流道复温至常温变为气液混合物与经第三复热流道复热至常温变为气液混合物汇合后送入重烃储罐；
低温原料气分离器的气相流股经脱重烃冷箱的第二复热流道复热至常温由再生气流量调节阀分为两路，其中主路原料气经过再生气流量调节阀与经脱重烃冷箱第四复热流道复温后的再生气汇合后去重烃吸附塔进行吸附，进一步吸附脱除重烃，合格的净化气进入去冷箱液化；另一路气体作为脱重烃再生气通过再生气流量计并由程控阀控制去脱重烃再生气加热器加热后，从需要再生的重烃吸附塔底部进入对此塔进行热吹再生，从重烃吸附塔顶出来的高温富含重烃的再生气先进入脱重烃再生气冷却器冷却至常温后，再进入脱重烃再生气后冷器冷却至-60～-75℃左右析出再生气中的重烃，然后进入低温再生气分离器分离出气液相，其中低温液相流股由液位控制阀节流至0.4～1.4MPa，温度降低至-100～-115℃，再经过脱重烃冷箱的第三复热流道复温至常温变为气液混合物与经第一复热流道复热至常温变为气液混合物汇合后送入重烃储罐；低温再生气分离器的气相流股经脱重烃冷箱的第四复热流道复热至常温后与主路原料气汇合后去重烃吸附塔进行吸附，重烃吸附塔再生完成后需要对热塔进行冷吹，冷吹用脱重烃再生气由程控阀控制从需要冷吹的重烃吸附塔顶部进入由上而下对热塔冷吹，冷吹期间脱重烃再生气加热器处于关闭状态，其余流程与再生流程相同。
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2022
- 2022-04-15 CN CN202210398677.XA patent/CN114621798A/zh active Pending
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