[發明專利]丙烷預冷脫乙烷塔頂回流的重烴回收方法

無效

• 申請號: 201410091169.2
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103865601A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 李玉星;王武昌;胡其會;王清;朱建魯;盛歡歡
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;C10G5/06;F25J3/08;C07C9/08;C07C7/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 楊大興

技術領域：

本發明涉及FPSO上一種高壓天然氣中重烴回收的方法，特別是，采用脫乙烷塔塔頂氣相回流的設計，結合丙烷預冷、天然氣自身膨脹工藝脫除高壓天然氣中的重組分。采用此種回收工藝，既提高丙烷回收率，又避免產生過多的燃料氣，造成浪費。同時，該工藝設備簡單，具有較高的經濟性，非常適用于FPSO高壓天然氣中重烴的脫除。

背景技術：

我國已探明近海天然氣資源豐富，并且深海氣田、邊際氣田和低品位天然氣資源的處理相當可觀。針對此類氣源的開采，采用傳統的海洋平臺和海底關系等方式則會受到成本和技術的限制，因此采用LNG浮式生產儲卸裝置（LNG-FPSO），既可以靈活配置，又能滿足天然氣開采的需要。LNG-FPSO具有便于遷移、可重復使用、生產效率高等優點，這對促進我國海域尤其是深海氣田、小型氣田開發，充分利用油氣資源具有重要意義。

液化工藝是LNG-FPSO的核心技術之一，要滿足安全、流程簡單、適應性強、開停車迅速及自動化程度高等特點。作為液化工藝中的重要環節，重烴回收工藝同樣需要滿足以下要求：（1）脫重烴后的天然氣進入液化單元之前其中C6+組分含量滿足液化工藝要求；（2）工藝運行穩定，波動性小；（3）對不同氣源的適應性強；（4）盡量多的回收重烴，以提高裝置的經濟性；（5）工藝簡單，設備盡量少，占地面積小；（6）安全可靠。在天然氣液化前，必須要脫除重烴，否則，可能在液化過程中凍結而堵塞設備。陸上液化廠一般在預處理工藝中采用蒸餾法脫除重烴，采用脫乙烷塔和液化氣塔來生產液化石油氣，剩余少量的重烴在低溫區分離去除。而陸上工藝流程復雜、占地面積大而且不易安裝，在海上的適用性較差。因此，現有用于陸上的重烴回收工藝一般不能直接用于LNG-FPSO中，需要研究一種適用于海洋環境的新工藝。

發明內容：

本發明的目的旨在提出一種適用于海洋環境的、簡單的、具有高丙烷回收率的丙烷預冷脫乙烷塔頂回流的重烴回收方法。

本發明為實現其目的的總體思路是：利用丙烷預冷單元的冷量和天然氣自身膨脹降壓降溫脫除高壓天然氣中的重烴，為了提高丙烷回收率、減少燃料氣的產量，增加脫乙烷塔頂氣相回流至接觸塔的工藝，利用HYSYS對工藝進行模擬和參數優化，使其達到很好的分離效果。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：用來實現技術方案的生產裝置包括一個丙烷預冷段冷箱、兩個分離器、一臺天然氣膨脹機、多個節流閥、一個接觸塔、一個脫乙烷塔、一個脫丁烷塔及一個混合器。由海底采出的天然氣首先進行預處理，去除其中的泥沙、水、酸性氣體、汞、苯及雜質后進入丙烷預冷冷箱單元，經過丙烷預冷段冷箱之后膨脹，進入脫乙烷塔頂產品回流氣液分離單元、天然氣氣液分離單元和天然氣脫重烴單元，充分利用丙烷制冷劑提供的冷量，結合天然氣自身膨脹降壓降溫實現重烴脫除，得到的產品進一步分割，得到液化石油氣和凝析油，分別進入儲罐儲存，脫除重烴后的天然氣進入液化單元。

在丙烷預冷冷箱單元中，采用三級制冷的方式，丙烷依次經過高壓分離器、中壓分離器和低壓分離器，分離出的氣相分別經過丙烷壓縮機、水冷、節流后循環使用，液相作為冷源進入預冷冷箱預冷天然氣、LPG、氮氣制冷劑和脫乙烷塔頂產品回流物流。丙烷首先通過壓縮機增壓至1.36MPa，經節流至壓力為0.55MPa與一級復熱后的丙烷共同進入分離器，分離后的氣相進入三級壓縮機入口，液相分成兩部分，一部分液相進入冷箱用于冷卻天然氣和氮氣，另一部分節流至壓力為0.29MPa進入第二級分離器進行分離，分離的氣相進入二級壓縮機壓縮，分離出的液相分為兩部分，一部分進入冷箱用于冷卻天然氣和氮氣，另一部分節流至壓力為0.13MPa進入第三級分離器進行分離，分離的氣相進入一級壓縮機壓縮，分離的液相進入冷箱用于冷卻天然氣和氮氣。用氮氣制冷劑來預冷天然氣和后續液化單元，并同時為脫乙烷塔頂產品LPG提供冷量。脫酸脫水的天然氣36℃、7.14MPa，經丙烷預冷至溫度為-32℃、壓力為7.09MPa，進入氣液兩相分離器，分離器出口氣相進入天然氣膨脹機膨脹至溫度為-55.35℃、壓力為4.5MPa，作為接觸塔進料；分離器出口液相節流至溫度為-40.14℃、壓力為4.7MPa，返回丙烷預冷冷箱供冷后溫度升至31℃、壓力4.65MPa，作為接觸塔進料。為保證后續液化單元對天然氣壓力的需要，盡可能降低液化能耗，天然氣膨脹后的壓力不能過低，但同時要滿足重烴回收的需要，此處經優化后選定為4.5MPa。