[發明專利]天然氣液化與重烴處理的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210540638.5
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103031169A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 何振勇;蔚龍;張生;寇偉偉;鄭忠英;張曉哲;韓金潮
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;C10L3/12;C10G5/00;C10G5/06;F25J1/02
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉;劉明芳

技術領域

本發明提供了一種全新的天然氣液化與重烴處理的工藝方法和裝置，從富含重烴的天然氣中脫除重烴，在液化得到液化天然氣（LNG）的同時，還可副產液化石油氣及輕油產品。

背景技術

天然氣作為一次能源在社會各個領域所占比例正逐漸提升，其應用領域已逐漸擴大到發電、汽車用氣、工業用氣、城市居民用氣等方面，市場需求量迅速增加。但受原料條件及用戶分布限制，有相當一部分資源無法采用傳統的天然氣管輸供應方式進行管道長距離輸送，而更為便捷合理的方法是采用液化的方式，將甲烷轉變為液體再采用靈活的運輸方式將其送往用戶終端。液化天然氣（LNG）體積只有同量氣體體積的1/625，液化后可以降低貯存和運輸成本，且可以提高單位體積的燃值。

在天然氣液化的過程中，重烴尤其是C6⁺烴總是先被冷凝下來，如未把重烴先分離掉，則重烴將可能凍結從而堵塞冷箱，因此要求進入冷箱的天然氣中重烴含量降至足夠低。目前，現有技術中多采用用耐水硅膠、活性炭等吸附劑脫除天然氣中的重烴，但當重烴含量較高時會顯著增加設備投資；采用此種技術再生氣的獲取也較困難，且需考慮再生氣的去向。附圖1所示為另一種現有工藝技術，其使用的裝置包括二段式混合工質壓縮機、冷卻器、氣液分離器、節流裝置、一組板翅式換熱器組和一臺LNG儲罐。凈化后的原料天然氣首先進入板翅式換熱器組進行預冷，被冷卻至-30℃～-60℃后進入重烴分離器進行氣液分離，由重烴分離器頂部分離出的氣相流股繼續進入換熱器組的其余各級換熱器，并在其中被冷卻至-130℃～-166℃，得到的液化天然氣送入液化天然氣（LNG）儲罐中儲存，重烴分離器底部分離出部分重烴；但這一方法對苯等芳香烴的脫除效果不佳，隨芳香烴含量增加，脫除效果更差，如原料氣含有大量的芳香烴（苯的熔點只有5.51度），將導致冷箱凍堵；且這一工藝的重組分脫除效果也難以控制。針對這一情況，本發明提出了一種新的天然氣液化及脫重烴的方法，還得到液化天然氣（LNG）的同時，還可副產液化石油氣（LPG）及輕油。

發明內容

本發明的目的在于提供一種天然氣液化與重烴處理的工藝方法和裝置，將富含重烴的凈化合格的天然氣（經過脫酸如CO₂等、脫汞、脫水合格后的天然氣）中的甲烷組分液化生產液化天然氣（LNG），不但將其中的重烴組分脫除，并且進一步將重烴組分分離為可利用的液化石油氣（LPG）及輕油副產品，經濟合理、工藝路線先進；另外，本發明所述工藝可適應原料氣中含有苯等芳香烴的情況，將苯等芳香烴隨重烴組分脫除，防止冷箱凍堵。

在本申請中，術語“任選”表示有或沒有。

在本申請中所使用的原料氣是凈化后的原料天然氣(或稱作原料氣或稱作原料天然氣)，例如是經過脫酸(如CO₂等)、脫汞、脫水后的天然氣。

在本申請中C1、C2、C3、C4、C5、C6等分別表示相應碳原子數的烴類(或鏈烷烴類)。

本發明的第一方面涉及一種天然氣液化與重烴處理裝置，該裝置包括：低溫液化裝置和重烴處理裝置；

低溫液化裝置包括一個冷箱、一個冷劑分離器、一個重烴分離器、一個重烴增壓泵、一個氮氣閃蒸罐、一個制冷劑壓縮系統和四臺節流裝置；重烴處理裝置包括一個重烴洗滌塔、一個脫乙烷塔、一個精餾塔和兩臺節流裝置；

其中，該制冷劑壓縮系統包括一臺二段式混合冷劑壓縮機、分別與所述混合冷劑壓縮機的第一段和第二段連接的第一臺冷卻器和第二臺冷卻器、分別與所述第一臺冷卻器和第二臺冷卻器連接的第一臺氣液分離器和第二臺氣液分離器和與所述兩臺氣液分離器當中的第一臺連接的一臺液體泵，該液體泵的出口端經由管道連接到第二臺冷卻器的入口端；

其中，制冷劑壓縮系統兩臺氣液分離器中的第一臺氣液分離器的氣相端與混合冷劑壓縮機的第二壓縮段連接，第一臺氣液分離器的液相端經由液體泵與第二壓縮段的出口管道匯合后連接到所述兩臺冷卻器中的第二臺冷卻器，第二臺氣液分離器的氣相端和液相端經由兩根管道分別與所述冷箱的兩個換熱通道即第一換熱通道的一端和第二換熱通道的一端連接；

所述氮氣閃蒸罐包括入口、氣相出口、液相出口；

所述冷劑分離器包括入口端，頂部氣相端和，底部液相端；