[發明專利]一種從天然氣液化過程中脫除重烴的方法和系統

有效

• 申請號: 201410339103.0
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104087357A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張會軍;王道廣;王英軍
• 申請（專利權）人: 北京安珂羅工程技術有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及液化天然氣生產領域，特別涉及一種從天然氣液化過程中脫除重烴的方法和系統。

背景技術

液化天然氣領域中，重烴通常是指C5及以上烴類。由于烴類分子量自小到大時其沸點也由低到高變化，因而在液化天然氣過程中，重烴總是先被冷凝下來。若是未把重烴預先分離出來，則在天然氣深冷過程中將存在重烴凍結而堵塞設備的風險。為保證天然氣液化系統特別是冷箱的正常工作，必需采取措施在天然氣進入冷箱或冷箱深冷工段前將其中的重烴脫除。

目前，天然氣脫重烴的方法有：(1)吸附法：該方法利用固體吸附的原理脫除天然氣中重烴，中國專利CN101508923B提出一種吸附法天然氣脫水脫重烴的裝置和工藝，其優點是裝置簡單，重烴脫除率高，同時還可以脫除天然氣中的水分，但該方法受到固體吸附劑飽和吸附容量的限制，不適于處理重烴含量高的天然氣，況且固體吸附劑再生溫度高達220℃，燃料氣量達到所處理天然氣量的5％，工藝能耗高。(2)吸收法：該方法采用“相似相溶”原理以有機溶劑吸收天然氣中的重烴，專利CN1209448C中提出了以異戊烷脫除天然氣中苯的方法，凈化后的天然氣中苯含量能夠降低至10ppm以下，尤其適合于處理量小或苯含量低的天然氣裝置。但這種方法流程復雜，吸收劑再生時也消耗大量能量。(3)冷凝分離法：該方法將天然氣預冷至-30～-60℃后經重烴分離器一級或多級分離，該方法對苯等芳香烴分離效果不佳，僅適用于處理芳香烴含量很低的天然氣。中國專利CN103031169A和CN103351896A均在該此基礎上提出了改進方案，通過設置重烴洗滌塔脫及乙烷塔和/或精餾塔分離重烴，改進后的方案提高了工藝脫重烴性能，但由于需增設三個以上分離塔，大大增加工藝的復雜性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，降低液化用天然氣(已脫酸性氣、脫水、脫汞的天然氣)脫重烴過程的能耗，簡化天然氣脫重烴工藝，并將富含重烴的脫重烴過程與天然氣液化過程耦合；從而提供一種從天然氣液化過程中脫除重烴的方法，該方法不僅從富含重烴的天然氣中的回收了LPG產品，增加工藝附加值，而且滿足了重烴組分和含量變化大的天然氣對重烴脫除的需求，增強了工藝的適應性。

本發明的方法通過富含重烴天然氣的脫重烴過程與液化過程耦合從而在液化過程中將天然氣中的重烴脫除，該方法包括以下步驟：

1)原料氣天然氣I首先進入冷箱1第一流道A1冷卻至-40～-80℃，得到天然氣II；

2)天然氣II從脫重烴塔2的第一進料口進入塔中精餾，頂部得到溫度為-41～-81℃的天然氣III，底部由塔底再沸器3的液相口引出得到溫度為20～120℃的重烴I；

3)天然氣III返回冷箱1進入第二流道A2繼續冷卻至-45～-82℃，得到天然氣IV；

4)天然氣IV進入冷液分離器4，頂部得到天然氣V，底部得到天然氣冷凝液I；

5)天然氣V返回冷箱1進入第三流道A3進一步深冷得到LNG產品；

6)步驟4)得到的天然氣冷凝液I經冷液泵5輸送或通過重力流返回脫重烴塔2的回流進料口作為回流；

7)步驟2)得到的重烴經第三閥門V3減壓至150～500kPa進入重烴收集罐6，重烴收集罐6的頂部氣體引出作為燃料氣，底部液相即為LPG產品。

上述的技術方案中，步驟1)中原料氣天然氣I的壓力為3～6MPa，溫度為-30～45℃，重烴的含量為40～10000ppmv，其中新戊烷含量為10～400ppmv，苯含量為10～600ppmv，C6及以上烴類含量為20～9000ppmv。

上述的技術方案中，步驟2)中脫重烴塔2的操作壓力為4～5.5MPa。

上述的技術方案中，步驟2中脫重烴塔2的理論塔板數為8～15塊，第一進料口位于第3～7塊。

上述的技術方案中，步驟4得到的天然氣V中新戊烷含量不大于5ppmv，苯含量不大于4ppmv，C6及以上烴類含量不大于10ppmv。