一種天然氣脫重烴裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種天然氣脫重烴裝置，該裝置包括第一干燥塔(T1)和第二干燥塔(T2)，第一干燥塔和第二干燥塔二者交替地處于吸附過程和再生過程，第三干燥塔(T3)(即，輔助干燥塔)，加熱器(E1)，再生氣氣液分離器(V1)，再生氣預冷卻器(E2)，低溫再生氣氣液分離器(V2)，天然氣氣液分離器(V3)，和冷箱（X1），通過該裝置，天然氣在脫重烴塔吸附劑床層中脫除氣體中大部分重烴，而后進入冷箱中進一步低溫分離脫除剩余重烴，經處理后的天然氣中C6和C6+重烴組分脫除至LNG可溶解的程度；用于脫重烴塔再生的再生氣體取自工藝氣體，依次經預冷卻、部分分離重烴、冷箱中低溫分離重烴，可使再生氣體完成再生返回工藝氣體中時不會攜帶過多重烴，降低了脫重烴塔的負荷及裝置投資費用，解決了再生氣體的來源及去向問題，且本實用新型凈化效果好，各部分操作指標更加清晰明了、易控。
【專利說明】一種天然氣脫重烴裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于天然氣低溫液化的前端凈化處理技術，具體涉及一種天然氣脫重
烴裝置。
【背景技術】
[0002]迫于環(huán)保及能源成本壓力，天然氣作為一次能源在社會各個領域所占比例正逐漸提升，其市場需求量也正迅速增加。傳統(tǒng)的管輸供應方式仍為主流，但受原料條件及用戶分布限制，有相當一部分資源無法進行管道長距離輸送，需選擇液化的方式，將甲烷轉變?yōu)橐后w再采用靈活的運輸方式將其送往用戶終端。液化天然氣(LNG)體積只有同量氣體體積的1/625，液化后可以降低貯存和運輸成本，且可以提高單位體積的燃值。
[0003]對于從天然氣中獲得液化天然氣(LNG)的工業(yè)化裝置，在混合氣進行深冷液化前均需將其中所含酸性氣體組分、水及高碳烴(C6+烴)等脫除至液化所需精度，才能保證液化分離工藝及設備安全穩(wěn)定運行。在天然氣通常含有的烴類中，乙烷和丙烷在-183.3°C以上能以各種含量溶解于LNG中，不易造成冷箱凍堵。最不易溶解的是C6+烴，在用分子篩、活性氧化物或硅膠吸附脫水時，重烴可被部分脫除，但采用吸附劑不可能使重烴的含量降低到很低的要求，據(jù)國內已投運的幾套LNG裝置運行情況來看，天然氣中的重烴組分能否脫除至要求的深度對裝置能否平穩(wěn)連續(xù)運轉有著很大的影響。
實用新型內容
[0004]鑒于上述問題，在一個實施方式中，本實用新型提供一種天然氣脫重烴裝置，該裝置包括:
[0005]第一脫重烴塔和第二脫重烴塔，第一脫重烴塔和第二脫重烴塔二者交替地處于吸附過程和再生過程，
[0006]第三脫重烴塔，
[0007]加熱器，
[0008]再生氣氣液分離器，
[0009]再生氣預冷卻器，
[0010]低溫再生氣氣液分離器，
[0011]天然氣氣液分離器，和
[0012]冷箱，
[0013]每一個脫重烴塔具有一個或兩個吸附劑床層，
[0014]冷箱至少包括以下幾個換熱通道:天然氣第一通道、天然氣第二通道、再生氣第一通道、再生氣第二通道和用于為冷箱提供冷量的冷劑換熱通道；
[0015]脫酸脫水后的天然氣(原料氣或工藝氣)的輸送管被分成兩個支路即第一支路和第二支路，其中在第一支路上設置第一個閥門(即流量調節(jié)閥)；在第一個閥門之后再分三路，其一經由第二個閥門、第一脫重烴塔的導入管(指該塔處于吸附過程時的導入管)、第一脫重烴塔、第三閥門通向冷箱天然氣第一通道的導入端，其二經由第四個閥門、第二脫重烴塔的導入管、第二脫重烴塔和第五閥門通向冷箱天然氣第一通道的導入端，以及其三直接連接到冷箱的再生氣第二通道的導出端；上述第二支路分別經由第十閥門和第十一閥門和經由第十二個閥門和第十三個閥門連接到再生氣預冷卻器的導入管；再生氣預冷卻器的導出端連接再生氣氣液分離器的導入管，再生氣氣液分離器的頂部導出管連接通向冷箱的再生氣第一通道的導入端；在第一個脫重烴塔與第三個閥門之間引出支管和在第二個脫重烴塔與第五個閥門之間引出支管，這兩個支管分別經由第八個閥門和第九個閥門之后匯合連接到加熱器的一端，加熱器的另一端連接到第三個脫重烴塔的一端，脫重烴塔的另一端經由管道連接在第十二個閥門和第十三個閥門之間的管道上；在第一個脫重烴塔與第二個閥門之間引出支管和在第二個脫重烴塔與第四個閥門之間引出支管，這兩個支管分別經由第六個閥門和第七個閥門之后匯合連接到在第十閥門和第十一閥門之間的管道上；
[0016]上述天然氣第一通道的導出端口連接天然氣氣液分離器的導入管，天然氣氣液分離器的頂部導出端連接冷箱的天然氣第二通道的導入端，冷箱的天然氣第二通道的導出端連接液化天然氣儲罐；上述再生氣第一通道的導出端連接低溫再生氣氣液分離器，低溫再生氣氣液分離器的頂部導出端連接冷箱的再生氣第二通道的導入端。
[0017]在另一個實施方式中，本實用新型提供一種天然氣脫重烴裝置，該裝置包括:
[0018]第一脫重烴塔(Tl)和第二脫重烴塔(T2)，第一脫重烴塔和第二脫重烴塔二者交替地處于吸附過程和再生過程，
[0019]加熱器(El)，
[0020]再生氣氣液分離器(Vl)，
[0021]再生氣預冷卻器(E2)，
[0022]低溫再生氣氣液分離器(V2)，
[0023]天然氣氣液分離器(V3)，和
[0024]冷箱(XI)，
[0025]每一個脫重烴塔具有一個或兩個或多個吸附劑床層，
[0026]冷箱(Xl)至少包括以下幾個換熱通道:天然氣第一通道、天然氣第二通道、再生氣第一通道、再生氣第二通道和用于為冷箱提供冷量的冷劑換熱通道；
[0027]脫酸脫水后的天然氣的輸送管被分成兩個支路即第一支路和第二支路，其中在第一支路上設置第一個閥門(V-1);在第一個閥門(V-1)之后再分三路，其一經由第二個閥門(V-2)、第一脫重烴塔(Tl)的導入管、第一脫重烴塔(Tl)、第三閥門(V-3)通向冷箱(Xl)天然氣第一通道的導入端，其二經由第四個閥門(V-4)、第二脫重烴塔(T2)的導入管、第二脫重烴塔(T2)和第五閥門(V-5)通向冷箱(Xl)天然氣第一通道的導入端，以及其三直接連接到冷箱(Xl)的再生氣第二通道的導出端；
[0028]在第一個脫重烴塔(Tl)與第二個閥門(V-2)之間引出支管、在第二個脫重烴塔(T2)與第四個閥門(V-4)之間引出支管，在第一個脫重烴塔(Tl)與第三個閥門(V-3)之間引出支管、在第二個脫重烴塔(T2)與第五個閥門(V-5)之間引出支管，這四個支管分別經由第八個閥門(V-8)、第九個閥門(V-9)、第十二個閥門(V-12)和第十三個閥門(V-13)之后匯合連接到再生氣預冷卻器(E2)的導入管，再生氣預冷卻器(E2)的導出管連接到再生氣氣液分離器(Vl)的導入管，再生氣氣液分離器(Vl)的頂部導出管連接冷箱(Xl)的再生氣第一通道的導入端；
[0029]上述天然氣第一通道的導出端連接天然氣氣液分離器(V3)的導入管，天然氣氣液分離器(V3)的頂部導出端連接冷箱(Xl)的天然氣第二通道的導入端，冷箱(Xl)的天然氣第二通道的導出端連接液化天然氣儲罐；
[0030]上述再生氣第一通道的導出端連接低溫再生氣氣液分離器(V2)，低溫再生氣氣液分離器(V2)的頂部導出端連接冷箱(Xl)的再生氣第二通道的導入端。
[0031]在第一個脫重烴塔(Tl)與第二個閥門(V-2)之間引出支管和在第二個脫重烴塔(T2)與第四個閥門(V-4)之間引出支管，這兩個支管分別經由第六個閥門(V-6)和第七個閥門(V-7)之后匯合連接到進入加熱器(El)之前的脫酸脫水后的天然氣的輸送管的第二支路上；
[0032]上述第二支路連接加熱器(El)之后分出兩個支管，分別經由閥門(V-10)和閥門(V-1l)連接到第三個閥門(V-3)與第一個脫重烴塔(Tl)之間的管道上和第五個閥門(V-5)與第二個脫重烴塔(T2)之間的管道上。
[0033]在本實用新型中，用于為冷箱提供冷量的冷量換熱通道可以由本領域中的普通技術人員按照實際工藝需求而設計連接。作為一種優(yōu)選的實施方式，冷量換熱通道包括第五、第六和第七換熱通道，為天然氣、再生氣的冷卻提供冷量；第五換熱通道一端連接冷劑入口端，另一端連接第一節(jié)流裝置后連接至第七換熱通道入口端；第六換熱通道一端連接冷劑入口端，另一端連接第二節(jié)流裝置后連接至第七換熱通道。
[0034]冷箱中的冷量由冷劑提供，可以為單一冷劑(例如N2)、也可以為混合冷劑(例如由Cl~C5和N2組成的混合冷 劑，通常選自C1、C2、C3、C4和C5鏈狀烴和N2中的四種、五種或六種，它們按照任意體積比例或按照大約等同的體積比例混合)。
[0035]借助于各閥門來控制各個過程的進行。
[0036]每一個脫重烴塔的吸附劑床層獨立地選自活性炭層、耐水硅膠層、活性炭和耐水硅膠混合物層中的一種或兩種或多種。
[0037]本實用新型的天然氣脫重烴裝置，使本實用新型比常規(guī)工藝裝置簡單且達到很好的凈化效果，并降低了凈化過程能耗，而且各單元操作指標更加清晰明了、易控。
[0038]本實用新型提供的天然氣脫重烴裝置，采用吸附劑及低溫分離相結合的脫重烴工藝，首先采用脫重烴吸附劑床層脫除大部分的重烴，而后進入冷箱中低溫分離脫除剩余重烴；經處理后天然氣中C6和C6+重烴組分脫除至LNG可溶解的程度，例如≤150ppm，優(yōu)選(IOOppm,更優(yōu)選< 80ppm,更優(yōu)選< 50ppm ;以部分天然氣作為再生氣體,再生氣體經預冷卻、分液、低溫冷卻、分液后，完成再生步驟，這部分再生氣返回系統(tǒng)工藝氣中。在本申請中，常溫是指例如25°C。
[0039]本實用新型的優(yōu)點:
[0040]1、利用吸附劑及低溫分離相結合的脫重烴工藝，可使天然氣中重烴含量達到要求的深度，解決了單獨采用吸附劑不能使重烴的含量降低到很低的問題；
[0041]2、再生氣體經預冷卻、分離部分重烴后進一步經冷箱低溫脫除重烴，可使再生氣體返回工藝氣體中時不會攜帶過多的重烴，解決了再生氣體的來源及去向問題，且降低了脫重烴塔的負荷，減少了裝置投資；
[0042]3、再生氣不需單獨的純凈氣而是采用工藝氣體，流程簡單，同時由于是一個獨立的系統(tǒng)，開停車方便。
[0043]4、采用三塔流程時，吹冷時可將已加熱的干燥塔的熱量轉移至下一塔，系統(tǒng)能耗低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]圖1是其中一種實施方式的天然氣脫重烴工藝裝置圖；
[0045]圖2是另一種實施方式的天然氣脫重烴工藝裝置圖。
【具體實施方式】
[0046]參照附圖1，本實用新型的一種天然氣脫重烴裝置包括:
[0047]第一脫重烴塔Tl和第二脫重烴塔T2，第一脫重烴塔和第二脫重烴塔二者交替地處于吸附過程和再生過程，
[0048]第三脫重烴塔T3 (即，輔助脫重烴塔)，
[0049]加熱器El，
[0050]再生氣氣液分離器VI，
[0051]再生氣預冷卻器E2，
[0052]低溫再生氣氣液分離器V2，
[0053]天然氣氣液分離器V3，和
[0054]冷箱Xl ；
[0055]每一個脫重烴塔具有一個或兩個或多個吸附劑床層，
[0056]冷箱至少包括以下幾個換熱通道:天然氣第一通道、天然氣第二通道、再生氣第一通道、再生氣第二通道和用于為冷箱提供冷量的冷劑換熱通道。
[0057]脫酸脫水后的天然氣(原料氣或工藝氣)的輸送管被分成兩個支路即第一支路和第二支路，其中在第一支路上設置第一個閥門V-1 ;在第一個閥門V-1之后再分三路分別經由第二個閥門V-2、第一脫重烴塔Tl的導入管(指該塔處于吸附過程時的導入管)、第一脫重烴塔Tl、第三閥門V-3通向冷箱Xl天然氣第一通道的導入端，經由第四個閥門V-4、第二脫重烴塔T2的導入管、第二脫重烴塔T2和第五閥門V-5通向冷箱Xl天然氣第一通道的導入端，以及直接連接到冷箱Xl的再生氣第二通道的導出端；上述第二支路分別經由第十閥門V-1O和第十一閥門V-1l和經由第十二個閥門V-12和第十三個閥門V-13連接到再生氣預冷卻器E2的導入管；再生氣預冷卻器E2的導出端連接再生氣氣液分離器Vl的導入管，再生氣氣液分離器Vl的頂部導出管連接冷箱Xl的再生氣第一通道的導入端；在第一個脫重烴塔Tl與第三個閥門V-3之間引出支管和在第二個脫重烴塔T2與第五個閥門V-5之間引出支管，這兩個支管分別經由第八個閥門V-8和第九個閥門V-9之后匯合連接到加熱器El的一端，加熱器的另一端連接到第三個脫重烴塔T3的一端(即頂端)，脫重烴塔T3的另一端(即下端)經由管道連接在第十二個閥門V-12和第十三個閥門V-13之間的管道上；在第一個脫重烴塔Tl與第二個閥門V-2之間引出支管和在第二個脫重烴塔T2與第四個閥門V-4之間引出支管，這兩個支管分別經由第六個閥門V-6和第七個閥門V-7之后匯合連接到在第十閥門V-1O和第十一閥門V-1l之間的管道上；
[0058]上述天然氣第一通道的導出端口連接天然氣氣液分離器V3的導入管，天然氣氣液分離器V3的頂部導出端連接冷箱Xl的天然氣第二通道的導入端，冷箱(Xl)的天然氣第二通道的導出端連接液化天然氣儲氣罐；
[0059]上述再生氣第一通道的導出端連接低溫再生氣氣液分離器V2，低溫再生氣氣液分離器V2的頂部導出端連接冷箱Xl的再生氣第二通道的導入端。
[0060]參照圖2，本實用新型的一種天然氣脫重烴裝置包括:第一脫重烴塔Tl和第二脫重烴塔T2，第一脫重烴塔和第二脫重烴塔二者交替地處于吸附過程和再生過程，
[0061]加熱器El，
[0062]再生氣氣液分離器VI，
[0063]再生氣預冷卻器E2，
[0064]低溫再生氣氣液分離器V2，
[0065]天然氣氣液分離器V3，和
[0066]冷箱XI,
[0067]每一個脫重烴塔具有一個或兩個或多個吸附劑床層，
[0068]冷箱Xl至少包括以下幾個換熱通道:天然氣第一通道、天然氣第二通道、再生氣第一通道、再生氣第二通道和用于為冷箱提供冷量的冷劑換熱通道；
[0069]脫酸脫水后的天然氣的輸送管被分成兩個支路即第一支路和第二支路，其中在第一支路上設置第一個閥門V-1 ;在第一個閥門V-1之后再分三路，其一經由第二個閥門V-2、第一脫重烴塔Tl的導入管、第一脫重烴塔Tl、第三閥門V-3通向冷箱Xl天然氣第一通道的導入端，其二經由第四個閥門V-4、第二脫重烴塔T2的導入管、第二脫重烴塔T2和第五閥門V-5通向冷箱Xl天然氣第一通道的導入端，以及其三直接連接到冷箱Xl的再生氣第二通道的導出端；
[0070]在第一個脫重烴塔Tl與第二個閥門V-2之間引出支管、在第二個脫重烴塔T2與第四個閥門V-4之間引出支管，在第一個脫重烴塔Tl與第三個閥門V-3之間引出支管、在第二個脫重烴塔T2與第五個閥門V-5之間引出支管，這四個支管分別經由第八個閥門V-8、第九個閥門V-9、第十二個閥門V-12和第十三個閥門V-13之后匯合連接到再生氣預冷卻器E2的導入管，再生氣預冷卻器E2的導出管連接到再生氣氣液分離器Vl的導入管，再生氣氣液分離器Vl的頂部導出管連接冷箱Xl的再生氣第一通道的導入端；
[0071]上述天然氣第一通道的導出端連接天然氣氣液分離器V3的導入管，天然氣氣液分離器V3的頂部導出端連接冷箱Xl的天然氣第二通道的導入端，冷箱Xl的天然氣第二通道的導出端連接液化天然氣儲罐；
[0072]上述再生氣第一通道的導出端連接低溫再生氣氣液分離器V2，低溫再生氣氣液分離器V2的頂部導出端連接冷箱Xl的再生氣第二通道的導入端。
[0073]在第一個脫重烴塔Tl與第二個閥門V-2之間引出支管和在第二個脫重烴塔T2與第四個閥門V-4之間引出支管，這兩個支管分別經由第六個閥門V-6和第七個閥門V-7之后匯合連接到進入加熱器El之前的脫酸脫水后的天然氣的輸送管的第二支路上；
[0074]上述第二支路連接加熱器El之后分出兩個支管，分別經由閥門V-1O和閥門V-1l連接到第三個閥門V-3與第一個脫重烴塔Tl之間的管道上和第五個閥門V-5與第二個脫重烴塔T2之間的管道上。
[0075]使用該裝置的天然氣脫重烴工藝包括:采用吸附劑及低溫分離相結合的脫重烴工藝，首先采用脫重烴吸附劑床層脫除大部分的重烴，而后進入冷箱中低溫分離脫除剩余重烴；以部分天然氣作為再生氣體，再生氣體經預冷卻、分液、低溫冷卻、分液后，完成再生步驟，這部分再生氣返回系統(tǒng)工藝氣中。使用該裝置的天然氣脫重烴工藝可采用兩塔或三塔等壓吸附流程脫除重烴。
[0076]優(yōu)選地，當采用三塔等壓吸附流程時，參照附圖1，說明天然氣脫重烴工藝流程:
[0077]天然氣脫重烴的裝置由三臺脫重烴塔Tl、T2和T3、一臺加熱器E1、一臺再生氣預冷卻器E2、一臺再生氣氣液分離器V1、一臺低溫再生氣氣液分離器V2、一臺天然氣氣液分離器V3組成；吸附劑脫重烴流程中，三臺脫重烴塔中兩臺為主脫重烴塔T1、T2，一臺輔助脫重烴塔Τ3，主脫重烴塔吸附及再生交替進行；脫重烴的再生分加熱和吹冷兩個步驟。
[0078]現(xiàn)以脫重烴塔Tl吸附為例，說明其操作過程:
[0079]經脫酸脫水處理后的天然氣首先分成兩路氣流Gl和G2，兩路氣流的流量經流量調節(jié)閥V-1調節(jié):一路作為主流氣體Gl，一路作為再生氣G2 ;其中主流氣體Gl經閥V-2直接去脫重烴塔Tl，脫重烴塔Tl中裝填的重烴吸附劑將氣體中大部分的重烴吸附下來；
[0080]從脫重烴塔出來已部分脫除重烴的天然氣再經閥V-3進入冷箱Xl的天然氣第一通道中冷卻至-30?-60°C后，出冷箱Xl進入天然氣氣液分離器V3脫除天然氣中剩余重烴；天然氣氣液分離器V3頂部氣相進入冷箱Xl的天然氣第二通道冷卻至_130°C?_166°C后得到LNG ；
[0081]另一臺脫重烴塔T2處于再生過程，脫重烴塔T2的再生過程包括加熱和吹冷兩個步驟:
[0082]在加熱再生步驟中，再生氣依次經閥V-12、脫重烴塔T3、加熱器E1、閥V_9、脫重烴塔T2、閥V-7、閥V-1I后經再生氣預冷卻器E2冷卻至常溫，再經再生氣氣液分離器Vl分離出重烴，再依次經冷箱Xl的再生氣第一通道冷卻至-20?_60°C、低溫再生氣氣液分離器V2分離重烴后回冷箱Xl的再生氣第二通道復熱至常溫，再與即將進入到處于吸附過程的脫重烴塔Tl中的工藝氣體匯合，經閥V-2進入正處于吸附過程的脫重烴塔Tl，完成對脫重烴塔T2的加熱過程。
[0083]再生氣G2取自工藝氣體，加熱再生過程中不需要外來的任何載氣，經再生步驟后再生氣返回工藝氣體。在對脫重烴塔T2進行加熱的同時，再生氣體對預脫重烴塔T3進行了冷卻，將脫重烴塔T3內吸附劑及材料蓄熱帶走再進入加熱器E1，降低加熱再生所需的能量消耗。再生氣體出正處于加熱再生步驟的脫重烴塔T2、V-7、V-11、經再生氣預冷卻器E2、再生氣氣液分離器Vl冷卻、分離重烴后進一步經冷箱Xl的再生氣第一通道中冷卻、低溫脫除重烴，可使再生氣體返回工藝氣體中時不會攜帶過多的重烴，降低了脫重烴塔的負荷，減少了裝置投資。
[0084]在吹冷步驟中，再生氣G2依次經閥V-10、閥V-7、脫重烴塔T2、閥V_9、加熱器E1、脫重烴塔T3、閥V-13后經再生氣預冷卻器E2冷卻至常溫，再經再生氣氣液分離器Vl分離出重烴，再依次經冷箱Xl的再生氣第一通道冷卻至-20?_60°C、低溫再生氣氣液分離器V2分離重烴后回冷箱Xl的再生氣第二通道復熱至常溫，再與即將進入到處于吸附過程的脫重烴塔Tl中的工藝氣體匯合，經閥V-2進入正處于吸附過程的脫重烴塔Tl中，完成對脫重烴塔T2的冷卻過程。
[0085]同樣，再生氣取自工藝氣體，吹冷過程中不需要外來的任何載氣，經再生步驟后再生氣返回工藝氣體。在對脫重烴塔T2進行冷卻的同時，再生氣體對脫重烴塔T3進行了加熱，將脫重烴塔T2內吸附劑及材料蓄熱帶走再進入加熱器E1，降低加熱再生所需的能量消耗。再生氣體出此時正處于加熱再生步驟的脫重烴塔T3、V-13、經再生氣預冷卻器E2、再生氣氣液分離器Vl冷卻、分離重烴后進一步經冷箱Xl的再生氣第一通道中冷卻、低溫脫除重烴，可使再生氣體返回工藝氣體中時不會攜帶過多的重烴，降低了脫重烴塔的負荷，減少了裝置投資。
[0086]脫重烴塔T2經過上述加熱和冷卻過程后，等待進入下一次吸附操作。兩臺脫重烴塔交替吸附再生，通過各閥門程序控制，實現(xiàn)連續(xù)操作處理氣體。
[0087]冷箱Xl中的冷量由冷劑通過冷劑換熱通道提供。制冷劑由Cl?C5和N2中的一種或幾種組成，出制冷劑壓縮系統(tǒng)的液體制冷劑進入冷箱Xi的第五換熱通道，在其中被預冷至約-135 °C?-169 °C，經第一臺節(jié)流裝置V-15節(jié)流至0.2?0.8MPaA后返回冷箱Xl的第七換熱通道；出制冷劑壓縮系統(tǒng)的氣體制冷劑進入冷箱Xl的第六換熱通道冷卻至-30°C?_80°C，再經第二臺節(jié)流裝置V-16節(jié)流至0.2?0.8MPaA后反向進入冷箱Xl的第七換熱通道換熱，復熱至一定溫度后返回制冷劑壓縮系統(tǒng)。
[0088]優(yōu)選地，當采用兩塔等壓吸附流程時，參照附圖2說明天然氣脫重烴工藝流程:
[0089]天然氣脫重烴的裝置由兩臺脫重烴塔Tl和T2、一臺加熱器E1、一臺再生氣預冷卻器E2、一臺再生氣氣液分離器V1、一臺低溫再生氣氣液分離器V2、一臺天然氣氣液分離器V3組成；兩臺脫重烴塔吸附及再生交替進行；脫重烴的再生分加熱和吹冷兩個步驟；經吸附劑及低溫分離脫重烴處理后的天然氣中C6和C6+重烴組分脫除至LNG可溶解的程度。
[0090]現(xiàn)以脫重烴塔Tl吸附為例，說明其操作過程:
[0091]經脫酸脫水處理后的天然氣首先分成兩路氣流Gl和G2，兩路氣流的流量經流量調節(jié)閥V-1調節(jié):一路作為主流氣體Gl，一路作為再生氣G2 ;其中主流氣體Gl經閥V-2直接去脫重烴塔Tl，脫重烴塔Tl中裝填的重烴吸附劑將氣體中大部分的重烴吸附下來；
[0092]從脫重烴塔出來已部分脫除重烴的天然氣再經閥V-3進入冷箱Xl的天然氣第一通道中冷卻至-30?-60°C后，出冷箱Xl進入天然氣氣液分離器V3脫除天然氣中剩余重烴；天然氣氣液分離器V3頂部氣相進入冷箱Xl的天然氣第二通道冷卻至_130°C?_166°C后得到LNG ；
[0093]另一臺脫重烴塔T2處于再生過程，脫重烴塔T2的再生過程包括加熱和吹冷兩個步驟:
[0094]在加熱再生步驟中，再生氣依次經加熱器El、閥V-11、脫重烴塔T2、閥V-9后經再生氣預冷卻器E2冷卻至常溫，再經再生氣氣液分離器Vl分離出重烴，再依次經冷箱Xl的再生氣第一通道冷卻至-20?-60°C、低溫再生氣氣液分離器V2分離重烴后回冷箱Xl的再生氣第二通道復熱至常溫，再與即將進入到處于吸附過程的脫重烴塔Tl中的工藝氣體匯合，經閥V-2進入正處于吸附過程的脫重烴塔Tl，完成對脫重烴塔T2的加熱過程。
[0095]再生氣G2取自工藝氣體，加熱再生過程中不需要外來的任何載氣，經再生步驟后再生氣返回工藝氣體。再生氣體經冷箱Xl的再生氣第一通道中冷卻、低溫脫除重烴，可使再生氣體返回工藝氣體中時不會攜帶過多的重烴，降低了脫重烴塔的負荷，減少了裝置投資。
[0096]在吹冷步驟中，再生氣G2依次經閥V-7、脫重烴塔T2、閥V_13后進入再生氣預冷卻器E2冷卻至常溫，再經再生氣氣液分離器Vl分離出重烴，再依次經冷箱Xl的再生氣第一通道冷卻至-20?_60°C、低溫再生氣氣液分離器V2分離重烴后回冷箱Xl的再生氣第二通道復熱至常溫，再與即將進入到處于吸附過程的脫重烴塔Tl中的工藝氣體匯合，經閥V-2進入正處于吸附過程的脫重烴塔Tl中，完成對脫重烴塔T2的冷卻過程。
[0097]同樣，再生氣取自工藝氣體，吹冷過程中不需要外來的任何載氣，經再生步驟后再生氣返回工藝氣體。
[0098]脫重烴塔T2經過上述加熱和冷卻過程后，等待進入下一次吸附操作。兩臺脫重烴塔交替吸附再生，通過各閥門程序控制，實現(xiàn)連續(xù)操作處理氣體。
[0099]冷箱Xl中的冷量同樣由冷劑通過冷劑換熱通道提供。
[0100]其中，本實用新型實施例中，每一個脫重烴塔的吸附劑床層獨立地選自活性炭層、耐水硅膠層、活性炭和耐水硅膠混合物層中的一種或兩種或多種。
[0101]所述工藝操作中的各設備在常壓(latm，或0.10135MPa)下或高于大氣壓的壓力(例如 0.1014MPa ?10.0MPa，優(yōu)選 0.102MPa ?6.0MPa，例如 5.0MPa)下操作。
【權利要求】
1.一種天然氣脫重烴裝置，其特征在于:該裝置包括: 第一脫重烴塔(Tl)和第二脫重烴塔(T2)，第一脫重烴塔和第二脫重烴塔二者交替地處于吸附過程和再生過程， 第三脫重烴塔(T3)， 加熱器(El)， 再生氣氣液分離器(Vl)， 再生氣預冷卻器(E2)， 低溫再生氣氣液分離器(V2)， 天然氣氣液分離器(V3)，和 冷箱(XI)， 每一個脫重烴塔具有一個或兩個或多個吸附劑床層， 冷箱(Xl)至少包括以下幾個換熱通道:天然氣第一通道、天然氣第二通道、再生氣第一通道、再生氣第二通道和用于為冷箱提供冷量的冷劑換熱通道； 脫酸脫水后的天然氣的輸送管被分成兩個支路即第一支路和第二支路，其中在第一支路上設置第一個閥門(V-1);在第一個閥門(V-1)之后再分三路，其一經由第二個閥門(V-2)、第一脫重烴塔(Tl)的導入管、第一脫重烴塔(Tl)、第三閥門(V-3)通向冷箱(Xl)天然氣第一通道的導入端，其二經由第四個閥門(V-4)、第二脫重烴塔(T2)的導入管、第二脫重烴塔(T2)和第五閥門(V-5)通向冷箱(Xl)天然氣第一通道的導入端，以及其三直接連接到冷箱Xl的再生氣第二通道的導出端；上述第二支路分別經由第十閥門(V-1O)和第十一閥門(V-1l)和經由第十二個閥門(V-12)和第十三個閥門(V-13)連接到再生氣預冷卻器(E2)的導入管；再生氣預冷卻器(E2)的導出端連接再生氣氣液分離器(Vl)的導入管，再生氣氣液分離器(Vl)的頂部導出管連接冷箱(Xl)的再生氣第一通道的導入端；在第一個脫重烴塔(Tl)與第三個閥門(V-3)之間引出支管和在第二個脫重烴塔(T2)與第五個閥門(V-5)之間引出支管，這兩個支管分別經由第八個閥門(V-8)和第九個閥門(V-9)之后匯合連接到加熱器(El)的一端，加熱器(El)的另一端連接到第三個脫重烴塔(T3)的一端，脫重烴塔(T3)的另一端經由管道連接在第十二個閥門(V-12)和第十三個閥門(V-13)之間的管道上；在第一個脫重烴塔(Tl)與第二個閥門(V-2)之間引出支管和在第二個脫重烴塔(T2)與第四個閥門(V-4)之間引出支管，這兩個支管分別經由第六個閥門(V-6)和第七個閥門(V-7)之后匯合連接到在第十閥門(V-10)和第十一閥門(V-1l)之間的管道上； 上述天然氣第一通道的導出端連接天然氣氣液分離器(V3)的導入管，天然氣氣液分離器(V3)的頂部導出端連接冷箱(Xl)的天然氣第二通道的導入端，冷箱(Xl)的天然氣第二通道的導出端連接液化天然氣儲罐； 上述再生氣第一通道的導出端連接低溫再生氣氣液分離器(V2)，低溫再生氣氣液分離器(V2)的頂部導出端連接冷箱(Xl)的再生氣第二通道的導入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種天然氣脫重烴裝置，其特征在于:每一個脫重烴塔的吸附劑床層獨立地選自活性炭層、耐水硅膠層、活性炭和耐水硅膠混合物層中的一種或兩種或多種。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的天然氣脫重烴裝置，其特征在于:其中冷劑換熱通道為3個，即第五、第六和第七換熱通道，第五換熱通道一端連接冷劑入口端，另一端連接第一節(jié)流裝置后連接至第七換熱通道入口端；第六換熱通道一端連接冷劑入口端，另一端連接第二節(jié)流裝置后連接至第七換熱通道。
4.一種天然氣脫重烴裝置，其特征在于:該裝置包括: 第一脫重烴塔(Tl)和第二脫重烴塔(T2)，第一脫重烴塔和第二脫重烴塔二者交替地處于吸附過程和再生過程， 加熱器(El)， 再生氣氣液分離器(Vl)， 再生氣預冷卻器(E2)， 低溫再生氣氣液分離器(V2)， 天然氣氣液分離器(V3)，和 冷箱(XI)， 每一個脫重烴塔具有一個或兩個或多個吸附劑床層， 冷箱(Xl)至少包括以下幾個換熱通道:天然氣第一通道、天然氣第二通道、再生氣第一通道、再生氣第二通道和用于為冷箱提供冷量的冷劑換熱通道； 脫酸脫水后的天然氣的輸送管被分成兩個支路即第一支路和第二支路，其中在第一支路上設置第一個閥門(V-1);在第一個閥門(V-1)之后再分三路，其一經由第二個閥門(V-2)、第一脫重烴塔(Tl)的導入管、第一脫重烴塔(Tl)、第三閥門(V-3)通向冷箱(Xl)天然氣第一通道的導入端，其二經由第四個閥門(V-4)、第二脫重烴塔(T2)的導入管、第二脫重烴塔(T2)和第五閥門(V-5)通向冷箱(Xl)天然氣第一通道的導入端，以及其三直接連接到冷箱(Xl)的再生氣第二通道的導出端； 在第一個脫重烴塔(Tl)與第二個閥門(V-2)之間引出支管、在第二個脫重烴塔(T2)與第四個閥門(V-4)之間引出支管，在第一個脫重烴塔(Tl)與第三個閥門(V-3)之間引出支管、在第二個脫重烴塔(T2)與第五個閥門(V-5)之間引出支管，這四個支管分別經由第八個閥門(V-8)、第九個閥門(V-9)、第十二個閥門(V-12)和第十三個閥門(V-13)之后匯合連接到再生氣預冷卻器(E2)的導入管，再生氣預冷卻器(E2)的導出管連接到再生氣氣液分離器(Vl)的導入管，再生氣氣液分離器(Vl)的頂部導出管連接冷箱(Xl)的再生氣第一通道的導入端； 上述天然氣第一通道的導出端連接天然氣氣液分離器(V3)的導入管，天然氣氣液分離器(V3)的頂部導出端連接冷箱(Xl)的天然氣第二通道的導入端，冷箱(Xl)的天然氣第二通道的導出端連接液化天然氣儲罐； 上述再生氣第一通道的導出端連接低溫再生氣氣液分離器(V2)，低溫再生氣氣液分離器(V2)的頂部導出端連接冷箱(Xl)的再生氣第二通道的導入端； 在第一個脫重烴塔(Tl)與第二個閥門(V-2)之間引出支管和在第二個脫重烴塔(T2)與第四個閥門(V-4)之間引出支管，這兩個支管分別經由第六個閥門(V-6)和第七個閥門(V-7)之后匯合連接到進入加熱器(El)之前的脫酸脫水后的天然氣的輸送管的第二支路上； 上述第二支路連接加熱器(El)之后分出兩個支管，分別經由閥門(V-1O)和閥門(V-1l)連接到第三個閥門(V-3)與第一個脫重烴塔(Tl)之間的管道上和第五個閥門(V-5)與第二個脫重烴塔(T2)之間的管道上。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種天然氣脫重烴裝置，其特征在于:每一個脫重烴塔的吸附劑床層獨立地選自活性炭層、耐水硅膠層、活性炭和耐水硅膠混合物層中的一種或兩種或多種。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的天然氣脫重烴裝置，其特征在于:其中冷劑換熱通道為3個，即第五、第六和第 七換熱通道，第五換熱通道一端連接冷劑入口端，另一端連接第一節(jié)流裝置后連接至第七換熱通道入口端；第六換熱通道一端連接冷劑入口端，另一端連接第二節(jié)流裝置后連接至第七換熱通道。
【文檔編號】C10L3/10GK203728789SQ201320862991
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權日:2013年12月25日
【發(fā)明者】何振勇, 張生, 蔚龍, 鄭忠英 申請人:新地能源工程技術有限公司