[發明專利]一種能量集成利用的天然氣乙烷回收裝置及方法

在審

• 申請號: 201811036431.8
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109059420A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 蔣志明;周璇;蒲黎明;田靜;尹奎;王科;陳運強;張慶林;李瑩珂;秦興述;龍海洋;杜娟;涂潔;胡益武;劉玉潔
• 申請（專利權）人: 中國石油工程建設有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: 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

本發明公開了一種能量集成利用的天然氣乙烷回收裝置及方法，其中冷箱依次與低溫分離器、膨脹機、脫甲烷塔和脫甲烷塔重沸器連接；脫甲烷塔重沸器分別與主丙烷制冷系統和輔助丙烷制冷系統連接。本發明針對乙烷回收裝置由于環境溫度隨季節變化較大導致制冷壓縮機出口壓力隨之變化較大、原料氣組分波動和裝置操作彈性變化導致制冷壓縮機運行負荷變化較大，并且系統有穩定較低品位的冷量供應的情況，通過設置一套小的輔助丙烷制冷系統，將脫甲烷塔重沸器和脫乙烷塔頂冷凝器集成為一個獨立的換熱系統，提升脫甲烷塔重沸器冷量品位，與脫乙烷塔頂冷凝器所需冷量品位相匹配，裝置具有能耗低和操作靈活等優點。

技術領域

本發明涉及乙烷回收技術領域，具體為一種能量集成利用的天然氣乙烷回收裝置及方法，通過設置一套小的輔助丙烷制冷系統，與脫甲烷塔重沸器和脫乙烷塔頂冷凝器集成為一個獨立的換熱系統，提升甲烷塔重沸器冷量的品位，可以降低外制冷系統電功率，達到提升裝置操作穩定性、降低能耗的目的。

背景技術

天然氣作為一種寶貴的資源，廣泛的應用在人民生活和工業中。同時，有機合成產品的基礎原料是乙烯，乙烯可以生產多種合成材料，是生產產量最多、最重要的化工中間體產品。乙烷總生產量絕大部分來自于天然氣中回收的乙烷。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，因此為避免上游資源的浪費，實現天然氣的價值最大化，提升上下游整體經濟效益，從天然氣中乙烷回收成為一種趨勢。

目前，天然氣中乙烷回收技術都采用低溫分離的方法，其中脫甲烷塔重沸器可提供約8℃的冷源。現有的乙烷回收裝置，對于原料氣壓力較高的情況，通常采用膨脹機制冷為冷箱提供冷量，并使用一套外制冷系統來補充膨脹機制冷不足的冷量和脫乙烷塔頂氣相冷凝所需的冷量，但未將因環境溫度隨季節變化較大導致制冷壓縮機出口壓力隨之變化較大、原料氣組分波動和裝置操作彈性變化導致制冷壓縮機運行負荷變化較大，以及系統可向外穩定提供較低品位冷量但缺失高品位冷量的實際情況相結合，導致裝置整體能耗偏高。現有技術也考慮利用脫甲烷塔底重沸器對原料氣進行預冷，但對于冬季環境溫度低，原料氣溫度與脫甲烷塔重沸器物料溫度相當或更低的情況不適用。

本發明充分利用脫甲烷塔重沸器提供的冷量，通過設置一套小的輔助丙烷制冷系統的方法來提升該部分冷量的品位，將其與脫乙烷塔頂需求的冷量相匹配，與脫乙烷塔頂冷凝器集成為獨立的換熱系統，可以從根本上提高主丙烷制冷系統的操作穩定性，降低裝置能耗。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，本發明提供了一種能量集成利用的天然氣乙烷回收裝置及方法，具有能耗低和操作靈活的優點。

本發明所采用的技術方案是：一種能量集成利用的天然氣乙烷回收裝置，冷箱依次與低溫分離器、膨脹機、脫甲烷塔和脫甲烷塔重沸器連接；脫甲烷塔頂部出口的氣相依次與冷箱、膨脹機增壓端和產品氣壓縮機相連，脫甲烷塔底部出口的液相與脫乙烷塔直接相連；脫乙烷塔依次與脫乙烷塔頂冷凝器、脫乙烷塔頂回流罐相連，脫乙烷塔頂回流罐的液相出口、脫乙烷塔頂回流泵和脫乙烷塔塔頂入口依次相連；所述脫甲烷塔重沸器分別與主丙烷制冷系統和輔助丙烷制冷系統連接，所述主丙烷制冷系統與冷箱連接，所述輔助丙烷制冷系統與脫乙烷塔頂冷凝器連接。