[發明專利]低壓天然氣高收率輕烴回收方法

有效

• 申請號: 201410411029.9
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104194852A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 陳天洪;朱江;李才軍;陳斯
• 申請（專利權）人: 四川科比科油氣工程有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;C10G5/02;C10G5/06;C07C7/00;C07C7/12;C07C9/08;C07C9/10;C07C9/14
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及天然氣中回收輕烴的方法，尤其涉及從低壓含烴天然氣中回收輕烴的方法。

背景技術

目前，含輕烴天然氣的凈化處理（脫烴）方法主要分為三類：第一類是油吸收法，利用不同烴類在吸收油中溶解度不周，從而將天然氣中的輕烴組分吸收分離，吸收油一般為石腦油、煤油、柴油或穩定凝析油等，其存在的問題是吸收油相對分子質量越小，輕烴收率越高，同時吸收油蒸發損失越大，該方法在上個世紀六七十年代較為普遍，目前已基本不用。第二類是冷凝分離法，也稱深冷分離或低溫分離，是利用一定壓力下天然氣中各組分的沸點不同，將天然氣冷卻至露點溫度以下某一值，使其部分冷凝與氣液分離，從而得到液相輕烴組分，該方法由于能耗高，投資大，在小規模的邊遠井、試采井、油田伴生氣方面不具有經濟效益。第三類是吸附法，利用固體吸附劑對各種烴類吸附容量不同，從而使天然氣中的輕烴組份分離的方法，目前該方法主要用于脫除天在氣中的重烴，在回收天然氣中輕烴的應用較少，且收率普遍較低約50~75%。

在現有的提高天然氣輕烴收率文獻報道中，有CN102127478公開報道了一種天然氣凈化處理站提高輕烴收率的方法，其主要針對勝利油田天然氣凈化處理站所用膨脹機，降低其出口壓力提高膨脹比而達到增加輕烴產量的目的；CN203612948公開報道了一種單吸收雙解吸氫氣和輕烴綜合回收系統，采用雙塔解吸和膜分離和固體吸附法組合方試回收輕烴，該方法存在設備多，流程長，投資大的問題。如何提供一種工藝簡單，操作便利，運行成本低，輕烴收率高(丙烷收率大于97%、丁烷、戊烷收率大于99%)的方法或裝置是目前急需要解決的問題，特別針對原料氣壓力低，同時裝置能耗<0.03Kw/1Nm³原料氣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種低壓天然氣高收率輕烴回收方法，該方法可回收丙烷>97%，丁烷>99.9%，戊烷>99.9%，并且該方法的生產裝置電耗<0.03Kw/1Nm³原料氣。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種低壓天然氣高收率輕烴回收方法，其特征在于包括以下步驟：

（a)分子篩脫水：將壓力為0.3～1.6MPa低壓天然氣通過分子篩等壓脫水，使脫水后的天然氣中水露點<-40℃;

（b）變溫吸附脫烴：將步驟（a）得到的天然氣通過專用脫烴活性碳的脫烴塔，使其天然氣中的所有丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷以及部分乙烷吸附在活性碳上，甲烷和部分乙烷通過脫烴塔作為產品天然氣外輸；

（c）再生混烴：將步驟（b）吸附飽和的脫烴塔，利用塔內混烴組分閉式循環加熱，將整個脫烴塔內的活性碳加熱到170～200℃時停止循環加熱，脫烴塔內的高溫氣混烴經過冷卻器冷卻至30～50℃后，進入真空泵，輸送至緩沖罐儲存，緩沖罐壓力為0～20KPa；

（d）壓縮：將步驟（c)緩沖罐的混烴經過壓縮機加壓到2.0～3.0MPa，然后冷卻至30～45℃；

（e）氣液分離：將步驟（d）冷卻后的混烴進入氣液分離罐，液相混烴從氣液分離罐底部輸出，氣相組分從氣液分離罐頂部經減壓至0.35～1.7MPa后返回（b）循環利用。

上述技術方案中，優選的是，所述的專用脫烴活性碳是以椰殼為原料，采用藥品活化法制備而成的小孔活性碳，其孔徑5～20A所占比較>70%，比表面積1500～1700m²/g，丙烷靜態吸附容量>9.5g/100ml,丁烷靜態吸附容量>18.0g/100ml，甲烷靜態吸附容量0.52~0.98g/100ml。

優選的是，所述步驟（c）脫烴塔真空再生后，利用產品天然氣向真空再生塔內補充1.0～3.0%的產品氣后，停止真空再生，利用步驟（a）脫水后的天然氣對其進行升壓至吸附壓力,整個系統電耗<0.03Kw/1Nm³原料氣。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

（1）輕烴組份收率高：兩相分離的閃蒸氣（主要為甲烷、乙烷和少量丙烷）返回變溫吸附脫烴，液相混烴產品中的丙烷收率>97%，丁烷收率>99.9%，戊烷收率>99.9%。

（2）能耗低：低壓條件下直接脫水，脫烴，少部分再生混烴進行加壓，用電設備僅有富氣壓縮機和再生氣循環風機，與傳統深冷分離法相比，節約電耗70%以上，本方法電耗<0.03Kw/1Nm³原料氣。