[發明專利]一種在管道天然氣中回收乙烷脫二氧化碳的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710418571.0
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107098788A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 周璇;蒲黎明;王科;李瑩珂;王長鋒;龍海洋;陳運強;田靜;陸永康;王剛;張雷果;王毅;蔣志明
• 申請（專利權）人: 中國石油集團工程設計有限責任公司
• 主分類號: C07C7/00
• 分類號: C07C7/00;C07C9/06;C07C7/04;F25J3/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 鄧世燕

技術領域

本發明涉及在管道天然氣中回收乙烷脫CO₂的工藝裝置及方法，特別適用乙烷回收工廠的原料氣為管輸天然氣，CO₂含量為1.5％～2％的氣質條件，達到既避免乙烷回收裝置凍堵，又能節省投資的目的。

背景技術

近年來，天然氣需求量增速明顯下降，為實現由注重發展規模和發展速度向注重發展質量和發展效益的重要轉型，實現天然氣產品的多元化。落實天然氣提質提效的發展戰略。商品天然氣中含有大量的乙烷，而該部分天然氣目前作為商品天然氣直接輸送至用戶，而未加以利用，因此避免上游資源的浪費，將天然氣的價值最大化，將管輸天然氣中乙烷回收利用成為一種趨勢。

現有的乙烷回收技術均采用了低溫分離的方法，如果原料氣中的CO₂含量較高(GB17820-2012<天然氣>中規定一類產品天然氣CO₂≤2％)，前端不設脫碳裝置，乙烷回收裝置的脫甲烷塔極易凍堵。而現有的脫CO₂方法大多采用濕法脫碳，再采用吸附法脫水，然后再進行乙烷回收。該方法可以從根本上解決CO₂凍堵的問題，但是一次性投資和能耗均較高。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，本發明提供了一種在管道天然氣中回收乙烷脫CO2的回收裝置及方法，具有投資省、能耗低和操作靈活的優點。

本發明所采用的技術方案是：一種在管道天然氣中回收乙烷脫二氧化碳的裝置，包括兩個脫水脫碳塔、主換熱器和脫甲烷塔，其中：兩個脫水脫碳塔的頂部進口均與原料天然氣管道連接，兩個脫水脫碳塔的底部出口均與主換熱器連接；所述主換熱器與低溫分離器連接，所述低溫分離器的氣相出口依次與膨脹機、脫甲烷塔連接，所述低溫分離器的液相出口與脫甲烷塔中部連接；所述脫甲烷塔的頂部出口依次與主換熱器、膨脹機相連；兩個脫水脫碳塔的底部進口均與膨脹機出口連接；兩個脫水脫碳塔的頂部出口均與再生氣壓縮機連接。

本發明還提供了一種在管道天然氣中回收乙烷脫二氧化碳的方法，包括如下內容：3.0～7.0MPa的原料天然氣與脫水脫碳塔A相連，經過脫水脫碳塔A脫水和脫除部分CO₂后的干凈化氣進入主換熱器預冷至-40～-65℃，然后進入低溫分離器進行氣液分離，其中：分離出的氣相進入膨脹機，膨脹后的氣相壓力至2.0～4.0MPa后直接進入脫甲烷塔上部；分離出的液相經節流至2.2～4.5MPa后進入脫甲烷塔中部；脫甲烷塔底部的C₂+進入后續工序回收乙烷；脫甲烷塔頂部的產品天然氣經過主換熱器回收熱量后與膨脹機相連，經過膨脹機同軸增壓端增壓后的產品氣大部分外輸，小部分進入脫水脫碳塔B，使脫水脫碳塔B再生，然后進入再生氣壓縮機增壓至產品氣外輸需要的壓力后與大部分的產品氣匯合后一起外輸；脫水脫碳塔A和B在一個周期內，一個塔吸附，另一個塔再生，進入下一個周期后，二者互換，運行期間保持一塔吸附和一塔再生。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：針對乙烷回收工廠原料氣中CO₂含量為1.5％～2％的氣質情況的乙烷回收工廠，本發明可直接利用吸附劑對CO₂的吸附性，在一定程度上脫除CO₂，避免在乙烷回收裝置脫甲烷塔凍堵。具有投資省和能耗低等優點。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本裝置的工藝原理流程圖。

具體實施方式

一種在管道天然氣中回收乙烷脫CO₂的裝置，如圖1所示，包括：脫水脫碳塔1A&1B、再生氣壓縮機2、主換熱器3、制冷系統4、低溫分離器5、膨脹機6、脫甲烷塔7、脫甲烷塔底重沸器8和產品氣壓縮機9。其中：

脫水脫碳塔1A&1B為原料氣脫除水和部分CO₂的場所，脫水脫碳塔1A&1B與原料天然氣連接；脫水脫碳塔1A&1B還和膨脹機6出口的產品天然氣連接；脫水脫碳塔1A&1B出口的干凈化氣與主換熱器3連接；脫甲烷塔7的頂部產品天然氣依次與主換熱器3、膨脹機6連接，制冷系統4和主換熱器3連接，脫甲烷塔7還和脫甲烷塔底重沸器8連接。