[發明專利]一種混合冷劑制冷天然氣輕烴回收的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610221718.2
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105716371B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張驚濤;母斌
• 申請（專利權）人: 成都賽普瑞興科技有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02;F25J3/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 徐宏,錢成岑

技術領域

本發明涉及天然氣領域，尤其是天然氣冷凝分離領域，具體為一種混合冷劑制冷天然氣輕烴回收的方法及裝置。

背景技術

輕烴回收是指將天然氣中比甲烷或乙烷更重的組分以液態形式回收的過程。通過輕烴回收，一方面可以控制天然氣的烴露點，以達到商品氣質量指標，避免氣液兩相流動；另一方面，回收的液烴具有很大的經濟價值，可直接用作燃料，也可進一步分離成乙烷、丙烷、丁烷或丙、丁烷混合物（液化氣）、輕油等化工原料。

目前，輕烴回收方法主要包括吸附法、油吸收法和冷凝分離法。吸附法是利用具有多孔結構的固體吸附劑對烴類組分吸附能力強弱的差異，而使烴類氣體得以分離的方法，其原理和流程與分子篩吸附脫水相似。油吸收法則是基于天然氣中各組分在吸收油中溶解度的差異，而使不同烴類氣體得以分離的方法。由于吸附法和油吸收法存在能耗高、操作費用高和產品收率低等缺點，逐步被更經濟和先進的冷凝分離法所取代。

冷凝分離法是利用天然氣中各烴類組分冷凝溫度不同的特點，通過制冷將天然氣冷至一定溫度，從而將沸點較高的烴類冷凝分離，并將冷凝液分餾成合格產品的方法。然而，現有冷凝法天然氣輕烴回收技術中，天然氣輕烴回收裝置的C₃收率一般為60~80%，且具有工藝流程復雜、負荷調節能力差、能耗高等缺點。

因此，開發一種能耗低、C₃收率高、投資少和原料適應性強的輕烴回收工藝顯得尤其重要。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對現有天然氣輕烴回收方法存在C₃收率較低、工藝流程復雜、負荷調節能力差、能耗高等問題，提供一種混合冷劑制冷天然氣輕烴回收的方法及裝置。本發明具有高的C₃收率，且操作靈活、原料適應性強、能耗低、投資少，具有顯著的進步意義，值得大規模推廣和應用。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種混合冷劑制冷天然氣輕烴回收的方法，包括如下步驟：

（1）天然氣部分冷凝

原料氣經主換熱器冷卻、部分冷凝后，得到第一冷凝氣體，第一冷凝氣體進入脫乙烷塔中進行分離；

（2）脫乙烷精餾

從脫乙烷塔頂部分離的氣相進入主換熱器中進行冷卻、部分冷凝后，進入脫乙烷塔頂分離器進行氣液分離，分別得到低溫產品氣、塔頂回流液相物料，低溫產品氣經主換熱器復熱后，得到產品氣；

塔頂回流液相物料返回脫乙烷塔中；

脫乙烷塔底部引出的塔底液相物料進入脫丁烷塔內；

（3）脫丁烷精餾

進入脫丁烷塔內的液相被分離為液化石油氣和凝析油。

所述步驟3中，進入脫丁烷塔內的液相被分離，脫丁烷塔頂部分離的氣相經冷凝、分離后，得到的物料部分作為液化石油氣輸出，部分返回脫丁烷塔內；

脫丁烷塔底部分離的液相作為凝析油輸出。

所述主換熱器由混合冷劑冷卻，具體步驟如下：混合冷劑經冷劑壓縮機增壓至設定壓力后，通過冷劑冷卻器預冷，再進入主換熱器冷卻，冷卻后的混合冷劑經節流閥節流降壓后，返回主換熱器，并為主換熱器提供冷量，經主換熱器換熱得到的混合冷劑再返回冷劑壓縮機中增壓。

所述混合冷劑為氮氣、甲烷、天然氣、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、戊烷、液化氣的一種或多種。

所述第一冷凝氣體進入低溫分離器進行初分離，分別得到初分氣相、初分液相，初分氣相進入脫乙烷塔中進行分離，初分液相返回主換熱器復熱后，得到第一復熱物料，第一復熱物料進入脫乙烷塔中進行分離。

用于前述混合冷劑制冷天然氣輕烴回收的方法的裝置，包括產品氣分離系統、主換熱器、用于為主換熱器提供冷量的制冷系統、脫丁烷精餾系統；

所述產品氣分離系統包括原料氣供應裝置、脫乙烷塔、與脫乙烷塔相連的脫乙烷塔底再沸器、脫乙烷塔頂分離器、產品氣收集裝置，所述原料氣供應裝置、主換熱器、脫乙烷塔、脫乙烷塔頂分離器、產品氣收集裝置通過管道相連；

所述脫丁烷精餾系統包括脫丁烷塔、脫丁烷塔頂冷凝器、脫丁烷塔底再沸器、脫丁烷塔底冷卻器、液化石油氣輸出裝置、凝析油輸出裝置，所述脫丁烷塔、脫丁烷塔頂冷凝器、液化石油氣輸出裝置通過管道依次相連，所述脫丁烷塔、脫丁烷塔底再沸器、脫丁烷塔底冷卻器、凝析油輸出裝置通過管道依次相連。

所述產品氣分離系統還包括低溫分離器、低溫復熱管，所述原料氣供應裝置、主換熱器、低溫分離器、脫乙烷塔通過管道依次相連，所述低溫分離器底部通過復熱管道依次與主換熱器和脫乙烷塔相連。