CN212481840U - 一种车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，该系统包括净化单元和液化单元，净化单元用于对油田放空气进行净化并将净化后的油田放空气供给到液化单元中，液化单元用于对净化后的油田放空气进行液化回收；净化单元包括原料气压缩机和一号主复合塔；液化单元包括预冷换热器、深冷换热器、液化换热器、一级分离器、二级分离器、三级分离器、常温分离器和混烃分离器；本系统能做成车载移动式，可移动，搬迁灵活，装拆方便，实现油田放空气的回收与利用，不仅解决了油田放空气对环境污染的问题，而且为企业创造经济价值。

Description

一种车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的 系统

技术领域

本实用新型涉及油田放空气的处理技术领域，具体地讲，涉及一种车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统。

背景技术

油田放空气是指采油过程中产生的富含甲烷、乙烷、丙烷等碳氢化合物的放空气体，是一种可以回收利用的资源。由于油田放空气比较分散、气量少且不稳定，采用常规的管道输送，投资成本高、经济性差，因此大部分油田放空气直接放空烧掉，不仅浪费资源，而且造成环境的污染，不符合国家安全与环保的要求。

目前，国内外有设计相关回收系统对油田放空气进行回收利用，例如授权公告号为CN209872346U的专利：一种实现油田伴生气就地转化的分离合成装置，该装置用于对油田伴生气进行脱硫、转化和分离，得到CO、氢气以及合成气，但该装置并不适用进行回收油田放空气中的混烃和液化天然气，因此，有必要设计一种车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统及工艺方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种功能完善，能提高丙烷、丁烷等重组分回收率，能生产液化石油气和液化天然气产品的车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，并给出了工艺方法。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：包括净化单元和液化单元，所述净化单元用于对油田放空气进行净化并将净化后的油田放空气供给到液化单元中，所述液化单元用于对净化后的油田放空气进行液化回收；所述净化单元包括原料气压缩机和一号主复合塔；所述液化单元包括预冷换热器、深冷换热器、液化换热器、一级分离器、二级分离器、三级分离器、常温分离器和混烃分离器；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；所述深冷换热器内设置有通道B1、通道B2、通道B3；所述液化换热器内设置有通道C1；所述一级分离器、二级分离器、三级分离器、常温分离器和混烃分离器均具有进气口、顶部出气口和底部出液口；所述原料气压缩机的进气口接通油田放空气气源，原料气压缩机的出气口接通一号主复合塔的进气口，所述一号主复合塔的出气口接通预冷换热器的通道A1的进口端，通道A1的出口端与一级分离器的进气口接通；所述一级分离器的顶部出气口与深冷换热器的通道B1的进口端接通，通道B1的出口端与二级分离器的进气口接通，所述二级分离器的顶部出气口与液化换热器的通道C1的进口端接通，通道C1的出口端连接有液化天然气输送管路；所述一级分离器的底部出液口与预冷换热器的通道A2的进口端接通，通道A2的出口端与常温分离器的进气口接通，常温分离器的顶部出气口与预冷换热器的通道A3的进口端接通，通道A3的出口端与三级分离器的进气口接通，所述三级分离器的顶部出气口与深冷换热器的通道B3的进口端接通，通道B3的出口端与液化换热器的通道C1的进口端接通；所述二级分离器的底部出液口与深冷换热器的通道B2的进口端接通，通道B2的出口端与三级分离器的进气口接通；所述三级分离器的底部出液口与预冷换热器的通道A4的进口端接通，通道A4的出口端与混烃分离器的进气口接通；所述混烃分离器的顶部出气口与预冷换热器的通道A5的进口端接通，通道A5的出口端与深冷换热器的通道B3的进口端接通；所述混烃分离器的底部出液口连接有混烃产品输送管路；所述常温分离器的底部出液口有两种接通方式：一种是与混烃分离器接通，另一种是与混烃产品输送管路接通。

优选的，净化单元还包括二号主复合塔、辅助复合塔、再生气加热器、再生气冷却器、再生气冷凝器、再生气分离器、再生气换热器；所述再生气冷凝器内设置有通道E1、通道E2；所述再生气换热器内设置有通道D1、通道D2；所述再生气分离器具有进气口、顶部出气口和底部出液口；所述一号主复合塔、二号主复合塔和辅助复合塔并排设置，所述原料气压缩机的出气口分别通过管路与一号主复合塔、二号主复合塔和辅助复合塔的进气口接通，并在每一路管路上均安装开关阀；所述一号主复合塔和二号主复合塔的出气口均接通预冷换热器的通道A1的进口端，并在一号主复合塔和二号主复合塔的出气口处均安装开关阀；所述辅助复合塔的出气口与再生气加热器的进气口接通，所述再生气加热器的出气口分别与一号主复合塔和二号主复合塔的出气口接通，用于将加热后的再生气通入一号主复合塔和二号主复合塔中；所述一号主复合塔和二号主复合塔的进气口处均设置有再生气排出管路，用于排出再生气，两条再生气排出管路上均安装有开关阀，两条再生气排出管路在末端汇合后与再生气冷却器的进口端接通，所述再生气冷却器的出口端与再生气换热器的通道D2的进口端接通，通道D2的出口端与再生气冷凝器的通道E1的进口端接通，通道E1的出口端与再生气分离器的进气口接通，所述再生气分离器的顶部出气口与再生气换热器的通道D1的进口端接通，通道D1的出口端分别与一号主复合塔和二号主复合塔进气口处连接的用于原料气压缩后的油田放空气的管路连接；所述再生气分离器的底部出液口连接有游离水输出管路；所述再生气冷凝器的通道E2用于通冷剂；游离水输出管路上安装有二号调节阀。

优选的，所述两条再生气排出管路在末端汇合后还与一条负压解吸管路连接，该负压解吸管路上安装有真空泵和开关阀；所述常温分离器的底部出液口与混烃分离器之间的连接管路上安装有一号调节阀。

优选的，所述液化单元还包括制冷装置，所述制冷装置采用闭式混合冷剂三级节流制冷装置，闭式混合冷剂三级节流制冷装置为预冷换热器、深冷换热器和液化换热器提供冷量；所述预冷换热器内还设置有通道A6、通道A7、通道A8；所述深冷换热器内还设置有通道B4、通道B5、通道B6；所述液化换热器内还设置有通道C2和通道C3；所述闭式混合冷剂三级节流制冷装置包括冷剂压缩机、末级分离器和低温冷剂分离器；所述末级分离器和低温冷剂分离器均具有进口端、顶部出气口和底部出液口；所述冷剂压缩机的出口端与末级分离器的进口端接通；所述末级分离器的顶部出气口与预冷换热器的通道A6的进口端接通，通道A6的出口端与低温冷剂分离器的进口端接通，所述低温冷剂分离器的顶部出气口与深冷换热器的通道B4的进口端接通，通道B4的出口端与液化换热器的通道C2的进口端接通，通道C2的出口端与通道C3的进口端接通，通道C3的出口端与通道B5的进口端接通，通道B5的出口端与通道A7的进口端接通，通道A7的出口端与冷剂压缩机的进口端接通；所述末级分离器的底部出液口与预冷换热器的通道A8的进口端接通，通道A8的出口端与通道A7的进口端接通；所述低温冷剂分离器的底部出液口与深冷换热器的通道B6的进口端接通，通道B6的出口端与通道B5的进口端接通。

优选的，所述通道A8的出口端与通道A7的进口端之间的接通管路上安装有一级节流阀；通道B6的出口端与通道B5的进口端之间的接通管路上安装有二级节流阀；通道C2的出口端与通道C3的进口端之间的接通管路上安装有三级节流阀。

优选的，所述冷剂压缩机采用螺杆压缩机；所述原料气压缩机采用往复压缩机，所述一号主复合塔和二号主复合塔内部分层填充脱碳专用改型13X分子筛和脱水专用4A分子筛，辅助复合塔填充脱水干燥3A分子筛，再生气冷凝器、再生气换热器、预冷换热器、深冷换热器和液化换热器均采用铝制板翅式换热器。

优选的，所述再生气冷凝器冷量也是由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供；所述末级分离器的底部出液口还与再生气冷凝器的通道E2的进口端接通，通道E2的出口端与冷剂压缩机的进口端接通。末级分离器的底部出液口与通道E2的进口端之间的接通管路上安装有五号节流阀。

优选的，所述再生气冷凝器的冷量由二号冷剂压缩机提供，所述二号冷剂压缩机属于净化单元，二号冷剂压缩机的出口端与通道E2的进口端接通，通道E2的出口端与二号冷剂压缩机的进口端接通。

本实用新型还提供了车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的工艺方法，采用上述系统进行实施，其特征在于：

步骤一：原料气压缩及净化：油田放空气经过原料气压缩机压缩，提高油田放空气的液化压力后，在一号主复合塔、二号主复合塔和辅助复合塔作用下被不同专用吸附剂依次吸附脱除油田放空气中的二氧化碳和水等有害杂质，防止二氧化碳和水在低温分离与液化工序中冻住低温设备和水合物的形成；复合塔内的脱碳专用吸附剂采用真空解吸的方法进行解吸再生，复合塔内的脱水专用吸附剂采用加热的方法进行解吸再生；

步骤二：低温分离及液化：净化后的油田放空气进入液化单元进行低温分离与液化，经过二级分离后获得合格的液化天然气产品；分离的液态经过两级复温闪蒸后获得合格稳定的混烃产品；

步骤三：循环制冷：液化单元中的油田放空气、高压冷剂的降温与液化所需冷量由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供；净化单元中再生气冷凝器的冷量由二号冷剂压缩机提供或者由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供。

在步骤一中，原料气的净化方法步骤为：

第一步：油田放空气气源中的油田放空气首先进入原料气压缩机中进行增压冷却，增压冷却后的油田放空气进入一号主复合塔内进行净化处理；

第二步：一号主复合塔和二号主复合塔依次切换循环工作；

当一号主复合塔吸附水和二氧化碳饱和时，此时进行切换，第一步中增压冷却后的油田放空气进入二号主复合塔进行脱水脱碳净化处理，而一号主复合塔依次进行真空解吸、加热解吸和冷吹三个阶段；

真空解吸方法为：一号主复合塔不通油田放空气，将一号主复合塔进气口处所连接的再生气排出管路与负压解吸管路连通，然后开启真空泵对一号主复合塔进行负压解吸，释放出吸附剂中大量的二氧化碳和少量的水；真空解吸后的一号主复合塔通入高温再生气加热再生，解吸出剩余的水和二氧化碳，实现复合吸附剂的再生；

加热解吸方法为：将一号主复合塔进气口处所连接的再生气排出管路与负压解吸管路不连通；压缩后的部分油田放空气作为再生气经过辅助复合塔吸附脱除水，然后加热成高温气体作为复合吸附剂的高温再生气体进入到一号主复合塔内进行加热解吸，一号主复合塔加热解吸后产生的再生后的气体经再生气排出管路后经过冷却器冷却到常温后进入再生气换热器，在再生气换热器内与来自再生气分离器的低温再生气换热而被冷却，冷却后的再生气经过再生气冷凝器后进入再生气分离器，再生气分离器分离出再生气中的游离水和重烃，分离后的再生气经过再生气换热器复温后与二号主复合塔前的油田放空气混合后去二号主复合塔脱水脱碳，然后进行回收混烃和液化天然气产品；

当二号主复合塔吸附水和二氧化碳饱和时，此时进行切换，第一步中增压冷却后的油田放空气进入一号主复合塔进行脱水脱碳净化处理，而二号主复合塔依次进行真空解吸、加热解吸和冷吹三个阶段；

真空解吸方法为：二号主复合塔不通油田放空气，将二号主复合塔进气口处所连接的再生气排出管路与负压解吸管路连通，然后开启真空泵对二号主复合塔进行负压解吸，释放出吸附剂中大量的二氧化碳和少量的水；真空解吸后的二号主复合塔通入高温再生气加热再生，解吸出剩余的水和二氧化碳，实现复合吸附剂的再生；

加热解吸方法为：将二号主复合塔进气口处所连接的再生气排出管路与负压解吸管路不连通；压缩后的部分油田放空气作为再生气经过辅助复合塔吸附脱除水，然后加热成高温气体作为复合吸附剂的高温再生气体进入到二号主复合塔内进行加热解吸，二号主复合塔加热解吸后产生的再生后的气体经再生气排出管路后经过冷却器冷却到常温后进入再生气换热器，在再生气换热器内与来自再生气分离器的低温再生气换热而被冷却，冷却后的再生气经过再生气冷凝器后进入再生气分离器，再生气分离器分离出再生气中的游离水和重烃，分离后的再生气经过再生气换热器复温后与一号主复合塔前的油田放空气混合后去一号主复合塔脱水脱碳，然后进行回收混烃和液化天然气产品。

在步骤二中，净化后的油田放空气的液化方法步骤为：

第一步：净化后的油田放空气进入预冷换热器的通道A1中，在预冷换热器内被降温冷却后进入一级分离器进行一级分离，分离出大量的丁烷、戊烷等重组分和少量的丙烷；从一级分离器顶部出来的气体进入深冷换热器的通道B1中，在深冷换热器内被降温冷却后进入二级分离器进行二级分离，分离出大量的丙烷和少量的乙烷；从二级分离器顶部出来的气体富含甲烷、乙烷等轻组分，该轻组分气体进入液化换热器的通道C1中降温变成液态天然气，经液化天然气输送管路输出；

第二步：从一级分离器底部出液口分离出的液体进入预冷换热器的通道A2中进行复温后进入到常温分离器中；常温分离器底部出液口分离出的液体经一号调节阀降压后进入混烃分离器中，或者常温分离器底部出液口分离出的液体直接经降压后排至混烃产品输送管路中，混烃分离器底部出液口分离出的液体经混烃产品输送管路输出；

第三步：常温分离器顶部出气口分离出的气体进入预冷换热器的通道A3中被冷却后进入三级分离器；二级分离器底部出液口分离的液体进入深冷换热器的通道B2中复温后去三级分离器；从三级分离器顶部出气口分离的气体进入深冷换热器的通道B3中冷却后与二级分离器分离的气体混合后去液化换热器的通道C1中降温变成液态天然气，经液化天然气输送管路输出；

第四步：从三级分离器底部出液口分离出的液体进入预冷换热器的通道A4中复温后去混烃分离器，混烃分离器分离出的液体作为混烃产品经混烃产品输送管路输出；

第五步：从混烃分离器分离出的气体进入预冷换热器的通道A5中冷却降温后与三级分离器分离出的气体混合，然后混合后的气体依次经过深冷换热器的通道B3和液化换热器的通道C1降温液化成液化天然气，然后经液化天然气输送管路输出。

在步骤三中，液化单元和净化单元所需冷量均是由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供的制冷方法为：混合冷剂经过冷剂压缩机增压冷却后进入末级分离器，末级分离器分离出的一部分液体进入预冷换热器的通道A8中，分离出的另一部分液体进入再生气冷凝器的通道E2中；液体在通道A8中过冷后经过一级节流阀降压降温后进入预冷换热器的通道A7中，为预冷换热器提供冷量；末级分离器分离出的气体进入预冷换热器的通道A6中冷却后进入低温冷剂分离器；低温冷剂分离器分离出的液相冷剂进入深冷换热器的通道B6中进行过冷，然后经过二级节流阀节流降压降温后返回深冷换热器的通道B5中，为深冷换热器提供冷量；从低温冷剂分离器分离出的气体依次经过深冷换热器的通道B4和液化换热器的通道C2冷却变成液体，然后经过三级节流阀降压降温后返回液化换热器的通道C3中，为液化换热器提供冷量；低压的冷剂经过液化换热器、深冷换热器、预冷换热器复温后去冷剂压缩机增压冷却，实现循环制冷；再生气冷凝器的通道E2中的液体为再生气冷凝提供冷源，复温后的低压冷剂去冷剂压缩机入口，实现循环回收利用。

在步骤三中，液化单元所需冷量由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供，净化单元所需冷量由二号冷剂压缩机提供的制冷方法为：混合冷剂经过冷剂压缩机增压冷却后进入末级分离器，末级分离器分离出的液体进入预冷换热器的通道A8中，液体在通道A8中过冷后经过一级节流阀降压降温后进入预冷换热器的通道A7中，为预冷换热器提供冷量；末级分离器分离出的气体进入预冷换热器的通道A6中冷却后进入低温冷剂分离器；低温冷剂分离器分离出的液相冷剂进入深冷换热器的通道B6中进行过冷，然后经过二级节流阀节流降压降温后返回深冷换热器的通道B5中，为深冷换热器提供冷量；从低温冷剂分离器分离出的气体依次经过深冷换热器的通道B4和液化换热器的通道C2冷却变成液体，然后经过三级节流阀降压降温后返回液化换热器的通道C3中，为液化换热器提供冷量；低压的冷剂经过液化换热器、深冷换热器、预冷换热器复温后去冷剂压缩机增压冷却，实现循环制冷；混合冷剂经过二号冷剂压缩机增压冷却后进入再生气冷凝器的通道E2中为再生气冷凝提供冷源，复温后的低压冷剂去二号冷剂压缩机入口，实现循环回收利用。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本系统能做成车载移动式，可移动，搬迁灵活，装拆方便，采用车载移动橇回收方法将油田放空气中的丙烷、丁烷等重组分分离出来生产液态混烃产品，剩余的富含甲烷、乙烷等轻组分生产液化天然气（LNG）产品，然后通过槽车输送到下游市场，实现油田放空气的回收与利用，不仅解决了油田放空气对环境污染的问题，而且为企业创造经济价值；

2、本系统采用复合塔，分层填充脱碳专用改型13X分子筛和脱水专用4A分子筛，同时吸附脱除油田放空气中的二氧化碳和水，采用真空解吸脱碳专用改型13X分子筛、加热解吸脱水专用4A分子筛，代替传统的胺液脱碳系统，实现车载移动式油田放空气脱碳脱水的一体化设计、制造与应用，降低了油田放空气回收装置的投资成本，提高回收装置的移动性与适应性；

3、本系统采用两塔切换、一塔辅助的工艺，一号主复合塔处于吸附时，二号主复合塔依次经真空解吸、加热解吸和冷吹三个阶段，辅助复合塔依次经过再生气冷吹吸附和加热再生。两个主复合塔轮流切换，对油田放空气进行脱水脱碳净化处理，净化效果好、效率高；

4、本系统采用一级分离器、二级分离器、三级分离器、常温分离器、混烃分离器分离出液态混烃产品和液态天然气产品，不仅提高了产品回收率、减少了油田放空气的排放，而且代替了传统的混烃回收精馏塔，降低了低温设备的高度，实现了车载移动式低温冷箱橇的设计、制造与应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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是本实用新型实施例1回收系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2回收系统的结构示意图。

附图标记说明：

油田放空气气源1、原料气压缩机50、一号主复合塔51、二号主复合塔52、辅助复合塔53、再生气加热器54、再生气冷却器55、再生气冷凝器56、再生气分离器57、再生气换热器58、预冷换热器59、深冷换热器60、液化换热器61、一级分离器62、二级分离器63、三级分离器64、常温分离器65、混烃分离器66、冷剂压缩机67、末级分离器68、低温冷剂分离器69、开关阀71、开关阀73、开关阀75、开关阀72、开关阀74、开关阀79、开关阀77、开关阀78、开关阀79、开关阀80、开关阀90、液化天然气输送管路8、混烃产品输送管路13、游离水输出管路23、负压解吸管路45、真空泵49、二号冷剂压缩机81、二号调节阀83、一号调节阀84、三号调节阀85、四号调节阀86、五号节流阀91、一级节流阀87、二级节流阀88、三级节流阀89。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1。

参见图1，本实施例中公开了一种车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，该系统包括净化单元和液化单元，净化单元用于对油田放空气进行净化并将净化后的油田放空气供给到液化单元中，液化单元用于对净化后的油田放空气进行液化回收。

本实施例中，净化单元包括原料气压缩机50、一号主复合塔51、二号主复合塔52、辅助复合塔53、再生气加热器54、再生气冷却器55、再生气冷凝器56、再生气分离器57和再生气换热器58。液化单元包括预冷换热器59、深冷换热器60、液化换热器61、一级分离器62、二级分离器63、三级分离器64、常温分离器65、混烃分离器66和制冷装置。

本实施例中，预冷换热器59内设置有通道A1、通道A2、通道A3、通道A4、通道A5、通道A6、通道A7、通道A8。深冷换热器60内设置有通道B1、通道B2、通道B3、通道B4、通道B5、通道B6。液化换热器61内设置有通道C1、通道C2和通道C3。再生气冷凝器56内设置有通道E1、通道E2。

本实施例中，再生气换热器58内设置有通道D1、通道D2。再生气分离器57、一级分离器62、二级分离器63、三级分离器64、常温分离器65和混烃分离器66均具有进气口、顶部出气口和底部出液口。

本实施例中，原料气压缩机50采用往复压缩机。原料气压缩机50的进气口接通油田放空气气源1，一号主复合塔51、二号主复合塔52和辅助复合塔53并排设置，原料气压缩机50的出气口分别通过管路与一号主复合塔51、二号主复合塔52和辅助复合塔53的进气口接通，并在每一路管路上均安装开关阀；具体地讲，一号主复合塔51进气口处设置开关阀71，二号主复合塔52进气口处设置开关阀73，和辅助复合塔53进气口处设置开关阀75，开关阀71、73、75用于控制是否向塔内通油田放空气。

本实施例中，一号主复合塔51和二号主复合塔52的出气口均接通预冷换热器59的通道A1的进口端，并在一号主复合塔51和二号主复合塔52的出气口处均安装开关阀；一号主复合塔51的出气口处安装开关阀72，二号主复合塔52的出气口安装开关阀74，开关阀72、74控制两个主复合塔与预冷换热器59的连通。

本实施例中，通道A1的出口端与一级分离器62的进气口接通；一级分离器62的顶部出气口与深冷换热器60的通道B1的进口端接通，通道B1的出口端与二级分离器63的进气口接通，二级分离器63的顶部出气口与液化换热器61的通道C1的进口端接通，通道C1的出口端连接有液化天然气输送管路8，并在液化天然气输送管路8上安装三号调节阀85。

本实施例中，一级分离器62的底部出液口与预冷换热器59的通道A2的进口端接通，通道A2的出口端与常温分离器65的进气口接通，常温分离器65的顶部出气口与预冷换热器59的通道A3的进口端接通，通道A3的出口端与三级分离器64的进气口接通，三级分离器64的顶部出气口与深冷换热器60的通道B3的进口端接通，通道B3的出口端与液化换热器61的通道C1的进口端接通。

本实施例中，二级分离器63的底部出液口与深冷换热器60的通道B2的进口端接通，通道B2的出口端与三级分离器64的进气口接通；三级分离器64的底部出液口与预冷换热器59的通道A4的进口端接通，通道A4的出口端与混烃分离器66的进气口接通；常温分离器65的底部出液口与混烃分离器66通过管路接通，并在常温分离器65的底部出液口与混烃分离器66之间的连接管路上安装有一号调节阀84。

本实施例中，混烃分离器66的顶部出气口与预冷换热器59的通道A5的进口端接通，通道A5的出口端与深冷换热器60的通道B3的进口端接通；混烃分离器66的底部出液口连接有混烃产品输送管路13，并在混烃产品输送管路13上安装四号调节阀86。

本实施例中，辅助复合塔53的出气口与再生气加热器54的进气口接通，再生气加热器54的出气口分别与一号主复合塔51和二号主复合塔52的出气口接通，用于将加热后的再生气通入一号主复合塔51和二号主复合塔52中；并且再生气加热器54与一号主复合塔51的连接管路上安装有开关阀79，再生气加热器54与二号主复合塔52的连接管路上安装有开关阀77，开关阀79、77用于控制是否向塔内通高温再生气。

本实施例中，一号主复合塔51和二号主复合塔52的进气口处均设置有再生气排出管路，用于排出再生气，两条再生气排出管路上均安装有开关阀，一号主复合塔51的再生气排出管路上安装有开关阀80，二号主复合塔52的再生气排出管路上安装有开关阀78。

本实施例中，两条再生气排出管路在末端汇合后与再生气冷却器55的进口端接通，再生气冷却器55的出口端与再生气换热器58的通道D2的进口端接通，通道D2的出口端与再生气冷凝器56的通道E1的进口端接通，通道E1的出口端与再生气分离器57的进气口接通，再生气分离器57的顶部出气口与再生气换热器58的通道D1的进口端接通，通道D1的出口端分别与一号主复合塔51和二号主复合塔52进气口处连接的用于通压缩后的油田放空气的管路连接；再生气分离器57的底部出液口连接有游离水输出管路23，游离水输出管路23上安装有二号调节阀83。再生气冷凝器56的通道E2用于通冷剂。两条再生气排出管路在末端汇合后还与一条负压解吸管路45连接，该负压解吸管路45上安装有真空泵49和开关阀90。

本实施例中，再生气冷凝器56、预冷换热器59、深冷换热器60和液化换热器61的冷量是由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供。

闭式混合冷剂三级节流制冷装置包括冷剂压缩机67、末级分离器68和低温冷剂分离器69；末级分离器68和低温冷剂分离器69均具有进口端、顶部出气口和底部出液口；冷剂压缩机67的出口端与末级分离器68的进口端接通，末级分离器68的顶部出气口与预冷换热器59的通道A6的进口端接通，通道A6的出口端与低温冷剂分离器69的进口端接通，低温冷剂分离器69的顶部出气口与深冷换热器60的通道B4的进口端接通，通道B4的出口端与液化换热器61的通道C2的进口端接通，通道C2的出口端与通道C3的进口端接通，通道C3的出口端与通道B5的进口端接通，通道B5的出口端与通道A7的进口端接通，通道A7的出口端与冷剂压缩机67的进口端接通。

末级分离器68的底部出液口与预冷换热器59的通道A8的进口端接通，通道A8的出口端与通道A7的进口端接通；低温冷剂分离器69的底部出液口与深冷换热器60的通道B6的进口端接通，通道B6的出口端与通道B5的进口端接通。末级分离器68的底部出液口还与再生气冷凝器56的通道E2的进口端接通，通道E2的出口端与冷剂压缩机67的进口端接通。

通道A8的出口端与通道A7的进口端之间的接通管路上安装有一级节流阀87；通道B6的出口端与通道B5的进口端之间的接通管路上安装有二级节流阀88；通道C2的出口端与通道C3的进口端之间的接通管路上安装有三级节流阀89。

本实施例中，一号主复合塔51和二号主复合塔52内部分层填充脱碳专用改型13X分子筛和脱水专用4A分子筛，辅助复合塔53填充脱水干燥3A分子筛，减少对再生气中重烃的吸附。冷剂压缩机67采用螺杆压缩机。再生气冷凝器56、再生气换热器58、预冷换热器59、深冷换热器60和液化换热器61均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，有利于设备的模块制造与车载移动。

本实施例中，采用本系统进行回收油田放空气中的混烃和液化天然气的工艺方法步骤如下：

步骤一：原料气压缩及净化：油田放空气经过原料气压缩机50压缩，提高油田放空气的液化压力后，在一号主复合塔51、二号主复合塔52和辅助复合塔53作用下被不同专用吸附剂依次吸附脱除油田放空气中的二氧化碳和水等有害杂质，防止二氧化碳和水在低温分离与液化工序中冻住低温设备和水合物的形成；复合塔内的脱碳专用吸附剂采用真空解吸的方法进行解吸再生，复合塔内的脱水专用吸附剂采用加热的方法进行解吸再生；

步骤二：低温分离及液化：净化后的油田放空气进入液化单元进行低温分离与液化，经过二级分离后获得合格的液化天然气产品；分离的液态经过两级复温闪蒸后获得合格稳定的混烃产品；

步骤三：循环制冷：液化单元中的油田放空气、高压冷剂的降温与液化所需冷量由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供；净化单元中再生气冷凝器56的冷量也是由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供。

在步骤一中，原料气的净化方法步骤为：

第一步：油田放空气气源1中的油田放空气首先进入原料气压缩机50中进行增压冷却，增压冷却后的油田放空气进入一号主复合塔51内进行净化处理；

第二步：一号主复合塔51和二号主复合塔52依次切换循环工作；

当一号主复合塔51吸附水和二氧化碳饱和时，此时进行切换，第一步中增压冷却后的油田放空气进入二号主复合塔52进行脱水脱碳净化处理，而一号主复合塔51依次进行真空解吸、加热解吸和冷吹三个阶段；

真空解吸方法为：一号主复合塔51不通油田放空气，将一号主复合塔51进气口处所连接的再生气排出管路与负压解吸管路45连通，然后开启真空泵49对一号主复合塔51进行负压解吸，释放出吸附剂中大量的二氧化碳和少量的水；真空解吸后的一号主复合塔51通入高温再生气加热再生，解吸出剩余的水和二氧化碳，实现复合吸附剂的再生；

加热解吸方法为：将一号主复合塔51进气口处所连接的再生气排出管路与负压解吸管路45不连通；压缩后的部分油田放空气作为再生气经过辅助复合塔53吸附脱除水，然后加热成高温气体作为复合吸附剂的高温再生气体进入到一号主复合塔51内进行加热解吸，一号主复合塔51加热解吸后产生的再生后的气体经再生气排出管路后经过冷却器55冷却到常温后进入再生气换热器58，在再生气换热器58内与来自再生气分离器57的低温再生气换热而被冷却，冷却后的再生气经过再生气冷凝器56后进入再生气分离器57，再生气分离器57分离出再生气中的游离水和重烃，分离后的再生气经过再生气换热器58复温后与二号主复合塔52前的油田放空气混合后去二号主复合塔52脱水脱碳，然后进行回收混烃和液化天然气产品；

当二号主复合塔52吸附水和二氧化碳饱和时，此时进行切换，第一步中增压冷却后的油田放空气进入一号主复合塔51进行脱水脱碳净化处理，而二号主复合塔52依次进行真空解吸、加热解吸和冷吹三个阶段；

真空解吸方法为：二号主复合塔52不通油田放空气，将二号主复合塔52进气口处所连接的再生气排出管路与负压解吸管路45连通，然后开启真空泵49对二号主复合塔52进行负压解吸，释放出吸附剂中大量的二氧化碳和少量的水；真空解吸后的二号主复合塔52通入高温再生气加热再生，解吸出剩余的水和二氧化碳，实现复合吸附剂的再生；

加热解吸方法为：将二号主复合塔52进气口处所连接的再生气排出管路与负压解吸管路45不连通；压缩后的部分油田放空气作为再生气经过辅助复合塔53吸附脱除水，然后加热成高温气体46作为复合吸附剂的高温再生气体进入到二号主复合塔52内进行加热解吸，二号主复合塔52加热解吸后产生的再生后的气体经再生气排出管路后经过冷却器55冷却到常温后进入再生气换热器58，在再生气换热器58内与来自再生气分离器57的低温再生气换热而被冷却，冷却后的再生气经过再生气冷凝器56后进入再生气分离器57，再生气分离器57分离出再生气中的游离水和重烃，分离后的再生气经过再生气换热器58复温后与一号主复合塔51前的油田放空气混合后去一号主复合塔51脱水脱碳，然后进行回收混烃和液化天然气产品。

在步骤二中，净化后的油田放空气的液化方法步骤为：

第一步：净化后的油田放空气进入预冷换热器59的通道A1中，在预冷换热器59内被降温冷却后进入一级分离器62进行一级分离，分离出大量的丁烷、戊烷等重组分和少量的丙烷；从一级分离器62顶部出来的气体进入深冷换热器60的通道B1中，在深冷换热器60内被降温冷却后进入二级分离器63进行二级分离，分离出大量的丙烷和少量的乙烷；从二级分离器63顶部出来的气体富含甲烷、乙烷等轻组分，该轻组分气体进入液化换热器61的通道C1中降温变成液态天然气，经液化天然气输送管路8输出；

第二步：从一级分离器62底部出液口分离出的液体进入预冷换热器59的通道A2中进行复温后进入到常温分离器65中；常温分离器65底部出液口分离出的液体经一号调节阀84降压后进入混烃分离器66，混烃分离器66底部出液口分离出的液体经混烃产品输送管路13输出；

第三步：常温分离器65顶部出气口分离出的气体进入预冷换热器59的通道A3中被冷却后进入三级分离器64；二级分离器63底部出液口分离的液体进入深冷换热器60的通道B2中复温后去三级分离器64；从三级分离器64顶部出气口分离的气体进入深冷换热器60的通道B3中冷却后与二级分离器63分离的气体混合后去液化换热器61的通道C1中降温变成液态天然气，经液化天然气输送管路8输出；

第四步：从三级分离器64底部出液口分离出的液体进入预冷换热器59的通道A4中复温后去混烃分离器66，混烃分离器66分离出的液体作为混烃产品经混烃产品输送管路13输出；

第五步：从混烃分离器66分离出的气体进入预冷换热器59的通道A5中冷却降温后与三级分离器64分离出的气体混合，然后混合后的气体依次经过深冷换热器60的通道B3和液化换热器61的通道C1降温液化成液化天然气，然后经液化天然气输送管路8输出。

在步骤三中，液化单元和净化单元所需冷量均是由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供的制冷方法为：混合冷剂经过冷剂压缩机67增压冷却后进入末级分离器68，末级分离器68分离出的一部分液体进入预冷换热器59的通道A8中，分离出的另一部分液体进入再生气冷凝器56的通道E2中；液体在通道A8中过冷后经过一级节流阀87降压降温后进入预冷换热器59的通道A7中，为预冷换热器59提供冷量；末级分离器68分离出的气体进入预冷换热器59的通道A6中冷却后进入低温冷剂分离器69；低温冷剂分离器69分离出的液相冷剂进入深冷换热器60的通道B6中进行过冷，然后经过二级节流阀88节流降压降温后返回深冷换热器60的通道B5中，为深冷换热器60提供冷量；从低温冷剂分离器69分离出的气体依次经过深冷换热器60的通道B4和液化换热器61的通道C2冷却变成液体，然后经过三级节流阀89降压降温后返回液化换热器61的通道C3中，为液化换热器61提供冷量；低压的冷剂经过液化换热器61、深冷换热器60、预冷换热器59复温后去冷剂压缩机67增压冷却，实现循环制冷；再生气冷凝器56的通道E2中的液体为再生气冷凝提供冷源，复温后的低压冷剂去冷剂压缩机67入口，实现循环回收利用。

实施例2。

参见图2，本实施例2中的系统与实施例1中的系统设计原理相同，其区别点在于：本实施例中净化单元中的再生气冷凝器56所需冷量由二号冷剂压缩机81提供，不再和液化单元共用一套制冷装置，能有效防止冷剂堵塞管道，另一区别点在于：常温分离器65的底部出液口不与混烃分离器66接通，而是通过管路直接与混烃产品输送管路13接通，并将一号调节阀84安装在该管路上。

另外，本实施例2中，回收油田放空气中的混烃和液化天然气的工艺方法步骤与实施例1中的工艺方法步骤的不同之处为：

净化后的油田放空气的液化方法步骤中的第二步为：从一级分离器62底部出液口分离出的液体进入预冷换热器59的通道A2中进行复温后进入到常温分离器65中；常温分离器65底部出液口分离出的液体经调节阀降压后直接经经混烃产品输送管路13输出；混烃分离器66底部出液口分离出的液体直接经混烃产品输送管路13输出。

循环制冷的不同之处为：液化单元所需冷量由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供，净化单元所需冷量由二号冷剂压缩机81提供；末级分离器68分离出的液体全部进入预冷换热器59的通道A8中，不再分出一部分液体进入到再生气冷凝器56中；混合冷剂经过二号冷剂压缩机81增压冷却后进入再生气冷凝器56的通道E2中为再生气冷凝提供冷源，复温后的低压冷剂去二号冷剂压缩机81入口，实现循环回收利用。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：包括净化单元和液化单元，所述净化单元用于对油田放空气进行净化并将净化后的油田放空气供给到液化单元中，所述液化单元用于对净化后的油田放空气进行液化回收；

所述净化单元包括原料气压缩机（50）和一号主复合塔（51）；所述液化单元包括预冷换热器（59）、深冷换热器（60）、液化换热器（61）、一级分离器（62）、二级分离器（63）、三级分离器（64）、常温分离器（65）和混烃分离器（66）；

所述预冷换热器（59）内设置有通道A1、通道A2、通道A3、通道A4、通道A5；所述深冷换热器（60）内设置有通道B1、通道B2、通道B3；所述液化换热器（61）内设置有通道C1；所述一级分离器（62）、二级分离器（63）、三级分离器（64）、常温分离器（65）和混烃分离器（66）均具有进气口、顶部出气口和底部出液口；

所述原料气压缩机（50）的进气口接通油田放空气气源（1），原料气压缩机（50）的出气口接通一号主复合塔（51）的进气口，所述一号主复合塔（51）的出气口接通预冷换热器（59）的通道A1的进口端，通道A1的出口端与一级分离器（62）的进气口接通；

所述一级分离器（62）的顶部出气口与深冷换热器（60）的通道B1的进口端接通，通道B1的出口端与二级分离器（63）的进气口接通，所述二级分离器（63）的顶部出气口与液化换热器（61）的通道C1的进口端接通，通道C1的出口端连接有液化天然气输送管路（8）；

所述一级分离器（62）的底部出液口与预冷换热器（59）的通道A2的进口端接通，通道A2的出口端与常温分离器（65）的进气口接通，常温分离器（65）的顶部出气口与预冷换热器（59）的通道A3的进口端接通，通道A3的出口端与三级分离器（64）的进气口接通，所述三级分离器（64）的顶部出气口与深冷换热器（60）的通道B3的进口端接通，通道B3的出口端与液化换热器（61）的通道C1的进口端接通；

所述二级分离器（63）的底部出液口与深冷换热器（60）的通道B2的进口端接通，通道B2的出口端与三级分离器（64）的进气口接通；

所述三级分离器（64）的底部出液口与预冷换热器（59）的通道A4的进口端接通，通道A4的出口端与混烃分离器（66）的进气口接通；

所述混烃分离器（66）的顶部出气口与预冷换热器（59）的通道A5的进口端接通，通道A5的出口端与深冷换热器（60）的通道B3的进口端接通；所述混烃分离器（66）的底部出液口连接有混烃产品输送管路（13）；

所述常温分离器（65）的底部出液口有两种接通方式：一种是与混烃分离器（66）接通，另一种是与混烃产品输送管路（13）接通。

2.根据权利要求1所述的车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：净化单元还包括二号主复合塔（52）、辅助复合塔（53）、再生气加热器（54）、再生气冷却器（55）、再生气冷凝器（56）、再生气分离器（57）、再生气换热器（58）；

所述再生气冷凝器（56）内设置有通道E1、通道E2；所述再生气换热器（58）内设置有通道D1、通道D2；所述再生气分离器（57）具有进气口、顶部出气口和底部出液口；

所述一号主复合塔（51）、二号主复合塔（52）和辅助复合塔（53）并排设置，所述原料气压缩机（50）的出气口分别通过管路与一号主复合塔（51）、二号主复合塔（52）和辅助复合塔（53）的进气口接通，并在每一路管路上均安装开关阀；

所述一号主复合塔（51）和二号主复合塔（52）的出气口均接通预冷换热器（59）的通道A1的进口端，并在一号主复合塔（51）和二号主复合塔（52）的出气口处均安装开关阀；

所述辅助复合塔（53）的出气口与再生气加热器（54）的进气口接通，所述再生气加热器（54）的出气口分别与一号主复合塔（51）和二号主复合塔（52）的出气口接通，用于将加热后的再生气通入一号主复合塔（51）和二号主复合塔（52）中；

所述一号主复合塔（51）和二号主复合塔（52）的进气口处均设置有再生气排出管路，用于排出再生气，两条再生气排出管路上均安装有开关阀，两条再生气排出管路在末端汇合后与再生气冷却器（55）的进口端接通，所述再生气冷却器（55）的出口端与再生气换热器（58）的通道D2的进口端接通，通道D2的出口端与再生气冷凝器（56）的通道E1的进口端接通，通道E1的出口端与再生气分离器（57）的进气口接通，所述再生气分离器（57）的顶部出气口与再生气换热器（58）的通道D1的进口端接通，通道D1的出口端分别与一号主复合塔（51）和二号主复合塔（52）进气口处连接的用于原料气压缩后的油田放空气的管路连接；所述再生气分离器（57）的底部出液口连接有游离水输出管路（23）；所述再生气冷凝器（56）的通道E2用于通冷剂；游离水输出管路（23）上安装有二号调节阀（83）。

3.根据权利要求2所述的车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：所述两条再生气排出管路在末端汇合后还与一条负压解吸管路（45）连接，该负压解吸管路（45）上安装有真空泵（49）和开关阀；所述常温分离器（65）的底部出液口与混烃分离器（66）之间的连接管路上安装有一号调节阀（84）。

4.根据权利要求2所述的车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：所述液化单元还包括制冷装置，所述制冷装置采用闭式混合冷剂三级节流制冷装置，闭式混合冷剂三级节流制冷装置为预冷换热器（59）、深冷换热器（60）和液化换热器（61）提供冷量；

所述预冷换热器（59）内还设置有通道A6、通道A7、通道A8；所述深冷换热器（60）内还设置有通道B4、通道B5、通道B6；所述液化换热器（61）内还设置有通道C2和通道C3；所述闭式混合冷剂三级节流制冷装置包括冷剂压缩机（67）、末级分离器（68）和低温冷剂分离器（69）；所述末级分离器（68）和低温冷剂分离器（69）均具有进口端、顶部出气口和底部出液口；所述冷剂压缩机（67）的出口端与末级分离器（68）的进口端接通；所述末级分离器（68）的顶部出气口与预冷换热器（59）的通道A6的进口端接通，通道A6的出口端与低温冷剂分离器（69）的进口端接通，所述低温冷剂分离器（69）的顶部出气口与深冷换热器（60）的通道B4的进口端接通，通道B4的出口端与液化换热器（61）的通道C2的进口端接通，通道C2的出口端与通道C3的进口端接通，通道C3的出口端与通道B5的进口端接通，通道B5的出口端与通道A7的进口端接通，通道A7的出口端与冷剂压缩机（67）的进口端接通；所述末级分离器（68）的底部出液口与预冷换热器（59）的通道A8的进口端接通，通道A8的出口端与通道A7的进口端接通；所述低温冷剂分离器（69）的底部出液口与深冷换热器（60）的通道B6的进口端接通，通道B6的出口端与通道B5的进口端接通。

5.根据权利要求4所述的车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：所述通道A8的出口端与通道A7的进口端之间的接通管路上安装有一级节流阀（87）；通道B6的出口端与通道B5的进口端之间的接通管路上安装有二级节流阀（88）；通道C2的出口端与通道C3的进口端之间的接通管路上安装有三级节流阀（89）。

6.根据权利要求4所述的车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：所述冷剂压缩机（67）采用螺杆压缩机；所述原料气压缩机（50）采用往复压缩机，所述一号主复合塔（51）和二号主复合塔（52）内部分层填充脱碳专用改型13X分子筛和脱水专用4A分子筛，辅助复合塔（53）填充脱水干燥3A分子筛，再生气冷凝器（56）、再生气换热器（58）、预冷换热器（59）、深冷换热器（60）和液化换热器（61）均采用铝制板翅式换热器。

7.根据权利要求4所述的车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：所述再生气冷凝器（56）冷量也是由闭式混合冷剂三级节流制冷装置提供；所述末级分离器（68）的底部出液口还与再生气冷凝器（56）的通道E2的进口端接通，通道E2的出口端与冷剂压缩机（67）的进口端接通，末级分离器（68）的底部出液口与通道E2的进口端之间的接通管路上安装有五号节流阀（91）。

8.根据权利要求2所述的车载移动式回收油田放空气中的混烃和液化天然气的系统，其特征在于：所述再生气冷凝器（56）的冷量由二号冷剂压缩机（81）提供，所述二号冷剂压缩机（81）属于净化单元，二号冷剂压缩机（81）的出口端与通道E2的进口端接通，通道E2的出口端与二号冷剂压缩机（81）的进口端接通。

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