CN116286124B - 一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的系统及脱除高凝点芳烃的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的系统及脱除高凝点芳烃的方法，属于天然气净化技术领域。本发明提供系统包括分支管路、低温脱水脱烃装置、蒸馏分离装置、煤油回收装置、醇‑烃分离系统、外输管线，所述分支管路与低温脱水脱烃装置前的管线相连；所述分支管路中注入煤油和乙醇混合液；所述低温脱水脱烃装置上部与外输管线相连，下部与蒸馏分离装置相连；所述蒸馏分离装置上部与醇烃分离系统相连，下部与煤油回收装置相连。本发明提供的系统通过在分支管路中注入煤油和乙醇混合液，使其与天然气一起进入低温脱水脱烃装置，溶解天然气中析出的高凝点芳烃，防止这些芳烃凝固堵塞低温分离装置，提高分离净化效果。

Description

一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的系统及脱除高 凝点芳烃的方法
技术领域
本发明涉及天然气净化技术领域，特别涉及一种天然气低温净化过程脱除高凝点芳烃的系统及脱除高凝点芳烃的方法。
背景技术
天然气作为我国目前最现实可行的清洁能源之一，由于其绿色、安全、高效的特点受到了社会各界广泛关注。近年来，随着人们环保意识的提高，天然气的需求量也在日益增加。众所周知，天然气从地层中采出后，因其本身往往含有饱和水、天然气凝液(NGL)等，因此天然气外输除了要除去天然气中的固体杂质外，还需要经过脱水脱烃等一系列净化处理后才能外输。
天然气脱水脱烃是指去除天然气中在输送条件下会影响天然气正常流动的那部分气相水和天然气中低碳轻烃，以满足天然气气质指标以及管输条件下天然气对水露点和烃露点的要求。若天然气中含有水分，天然气和水可以在零度以上形成固态水合物，从而导致管线、喷嘴、分离设备的堵塞，为了提高了输运能力，避免了运输过程水合物生成风险，需将天然气中的水分脱去。目前，常用的天然气脱水方式有低温脱水、溶剂吸收法脱水和固体吸收法脱水。而从天然气中回收的轻烃具有重要工业价值，可以增加经济效益。目前常见的天然气脱烃方法有油吸收法和低温分离法。其中低温分离法不仅可以去除天然气中的水分，还可以回收部分轻烃，已成为天然气脱水脱烃的首选方式。
低温分离法一般是将前部处理的原料气经过预冷器预冷，再经过J-T阀等焓膨胀，温度降低，大部分的饱和水和重烃就会冷凝出，通过节流降压控制适当温度，就会获得满足外输条件的天然气。
近些年一些含高凝点芳烃的天然气藏被开发，由于部分芳烃组分如苯、二甲基苯、金刚烷等的凝固点比较高(苯的凝点高达5.5℃)，远低于低温分离装置工作温度(<-15℃)，使得处理过程容易析出芳烃固化造成低温分离设备的堵塞，影响正常生产甚至造成风险。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的系统及脱除高凝点芳烃的方法，本发明提供的系统能有有效溶解天然气中析出的高凝点芳烃，降低从天然气中析出轻烃(富含高凝点芳烃)的凝固点，防止低温脱水脱烃装置产生烃类固化堵塞，具有广阔应用前景。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的系统，包括分支管路、低温脱水脱烃装置、蒸馏分离装置、煤油回收装置、醇-烃分离系统、外输管线，其中，
所述分支管路与低温脱水脱烃装置前的管线相连；所述分支管路中注入煤油和乙醇混合液；
所述低温脱水脱烃装置上部与外输管线相连，用于输送净化后的天然气；所述低温脱水脱烃装置下部与蒸馏分离装置相连；
所述蒸馏分离装置上部与醇烃分离系统相连；
所述蒸馏分离装置下部与煤油回收装置相连。
优选的，所述醇烃分离系统包括轻烃回收装置和乙醇回收装置；所述轻烃回收装置位于乙醇回收装置上部。
本发明还提供了一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的方法，包括以下步骤：
(1)在天然气进入低温脱水脱烃装置前的管线上加装一个注煤油和乙醇混合液分支管路，让天然气与煤油和乙醇混合液从同一管线一起进入低温脱水脱烃装置进行节流膨胀，净化天然气；
(2)在低温环境下天然气中芳烃组分和一些低碳轻烃会与煤油和乙醇混合液一起沉降到装置底部，净化后的天然气从低温脱水脱烃装置顶部排出，输送至外输管线进行外输，沉降的液体混合物从低温脱水脱烃装置底部排出，输送至蒸馏分离装置利用蒸馏法将沸点比较接近的芳烃-乙醇混合液蒸出，再输送至醇烃分离装置，剩余的吸收了低碳轻烃的煤油输送至煤油回收装置作为低凝固点液体与乙醇混合再次注入天然气中循环利用；
(3)在醇烃分离装置中的芳烃-乙醇混合液中注入蒸馏水，乙醇会在水相中富集，富集芳烃的烃类物质由于密度低在上部分层，从而进一步实现乙醇和高凝点芳烃的分离，将上部的富集芳烃的烃类物质输送至轻烃回收装置回收另做他用，增加经济效益，将下部的乙醇水溶液输送至乙醇回收装置后续采用蒸馏的方法同样可以回收乙醇循环利用。
优选的，步骤(1)所述煤油和乙醇混合液中，煤油与乙醇的质量比为(0.7～0.95):1。
优选的，步骤(1)所述煤油和乙醇混合液与天然气在3-15MPa下的体积比为(0.00001～0.001):1。
优选的，步骤(3)所述蒸馏水的加入量为芳烃-乙醇混合液体积的2～4倍。
有益技术效果：
1.本发明提供的系统在天然气进入低温脱水脱烃装置前的天然气注入管道上加装一个注煤油和乙醇混合液分支管路，使天然气和煤油-乙醇混合液从同一管线一起进入脱水脱烃装置闪蒸，通过采用注入煤油和乙醇混合液的方法溶解天然气中析出的高凝点芳烃，从而防止这些芳烃凝固堵塞低温分离装置，煤油的加入还有助于天然气脱轻烃，提高分离净化效果。
2.本发明提供的方法中，吸收液中的煤油和乙醇可以采用常规蒸馏法处理分离回收再次利用。
附图说明
图1为本发明实例中天然气低温脱水脱烃过程脱除高凝点芳烃的系统的结构示意图；
其中，1-分支管路，2-低温脱水脱烃装置，3-蒸馏分离装置，4-煤油回收装置，5-醇-烃分离装置，6-乙醇回收装置，7-轻烃回收装置，8-外输管线。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
下面结合附图对本发明作详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的系统，包括分支管路、低温脱水脱烃装置、蒸馏分离装置、煤油回收装置、醇-烃分离系统、外输管线，其中，
所述分支管路与低温脱水脱烃装置前的管线相连；所述分支管路中注入煤油和乙醇混合液；
所述低温脱水脱烃装置上部与外输管线相连，用于输送净化后的天然气；所述低温脱水脱烃装置下部与蒸馏分离装置相连；
所述蒸馏分离装置上部与醇烃分离系统相连；
所述蒸馏分离装置下部与煤油回收装置相连。
所述醇烃分离系统包括轻烃回收装置和乙醇回收装置；所述轻烃回收装置位于乙醇回收装置上部。
实施例2
一种天然气低温净化过程中脱除苯的方法，具体操作步骤如下：
(1)在天然气进入低温脱水脱烃装置2前的管线上加装一个注煤油和乙醇混合液分支管路1，让天然气和煤油-乙醇混合液从同一管线一起进入脱水脱烃装置2中进行节流膨胀，净化天然气；所述煤油和乙醇的质量比0.8:1；所述煤油和乙醇混合液与天然气在8MPa条件下的体积比为0.001:1；
(2)净化后的天然气从低温脱水脱烃装置2顶部排出，输送至外输管线8进行外输，沉降的液体混合物从低温脱水脱烃装置2底部排出，输送至蒸馏分离装置3利用蒸馏法将沸点比较接近的芳烃-乙醇混合液蒸出，输送至醇烃分离装置5，剩余的吸收了低碳轻烃的煤油输送至煤油回收装置4作为低凝固点液体与乙醇混合再次注入天然气中循环利用；
(3)往醇烃分离装置5中的芳烃-乙醇混合液中注入蒸馏水，蒸馏水的体积为芳烃-乙醇混合液体积的3倍，乙醇会在水相中富集，富集高凝点芳烃的烃类物质由于密度低在上部分层，从而进一步实现乙醇和芳烃的分离，将上部的富集高凝点芳烃的烃类物质输送至轻烃回收装置7回收另做他用，增加经济效益，将下部的乙醇水溶液输送至乙醇回收装置6后续采用蒸馏的方法同样可以回收乙醇循环利用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的系统，其特征在于，包括分支管路、低温脱水脱烃装置、蒸馏分离装置、煤油回收装置、醇-烃分离系统、外输管线，其中，所述分支管路与低温脱水脱烃装置前的管线相连；所述分支管路中注入煤油和乙醇混合液；
所述低温脱水脱烃装置上部与外输管线相连，用于输送净化后的天然气；所述低温脱水脱烃装置下部与蒸馏分离装置相连；
所述蒸馏分离装置上部与醇烃分离系统相连；
所述蒸馏分离装置下部与煤油回收装置相连；
所述醇烃分离系统包括轻烃回收装置和乙醇回收装置；所述轻烃回收装置位于乙醇回收装置上部。
2.一种天然气低温净化过程中脱除高凝点芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在天然气进入低温脱水脱烃装置前的管线上加装一个注煤油和乙醇混合液分支管路，让天然气与煤油和乙醇混合液从同一管线一起进入低温脱水脱烃装置进行节流膨胀，净化天然气；
(2)净化后的天然气从低温脱水脱烃装置顶部排出，输送至外输管线进行外输，沉降的液体混合物从低温脱水脱烃装置底部排出，输送至蒸馏分离装置利用蒸馏法将沸点比较接近的芳烃-乙醇混合液蒸出，再输送至醇烃分离装置，剩余的吸收了低碳轻烃的煤油输送至煤油回收装置；
(3)在醇烃分离装置中的芳烃-乙醇混合液中注入蒸馏水，乙醇与富集芳烃的烃类物质分层，将上部的富集芳烃的烃类物质输送至轻烃回收装置，将下部的乙醇水溶液输送至乙醇回收装置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述煤油和乙醇混合液中，煤油与乙醇的质量比为(0.7～0.95):1。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述煤油和乙醇混合液与天然气在3-15MPa下的体积比为(0.00001～0.001):1。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述蒸馏水的加入量为芳烃-乙醇混合液体积的2～4倍。
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