一種從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)。本實用新型的方法首先將天然氣經冷箱1冷卻后送入脫甲烷塔2進行精餾分離重烴，精餾分離后的氣相進入脫甲烷塔冷凝器4，在脫甲烷塔冷凝器4氣相部分冷凝，冷凝的液相返回脫甲烷塔2，未冷凝的氣相返回冷箱1進一步深冷得到LNG產品I。從脫甲烷塔2塔底引出的液相減壓后送入脫乙烷塔3再次進行精餾進一步分離。脫乙烷塔3頂部氣相物流滿足深冷要求后返回冷箱1進一步深冷得到LNG產品II。分離的液相從脫乙烷塔底再沸器5的液相出口引出，經過重烴冷卻器6冷卻并減壓后得到重烴產品。本實用新型的方法將冷箱1出口LNG產品I抽出一股為脫重烴過程提供冷量，并使脫重烴工藝耦合在天然氣液化過程中，工藝集成度高，本實用新型的方法穩(wěn)定性好，適用性廣泛，具有很強的可操作性。
【專利說明】
一種從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及液化天然氣生產領域，特別涉及一種從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]液化天然氣領域中，重烴通常是指C5及以上烴類。由于烴類分子量自小到大時其沸點也由低到高變化，因而在液化天然氣過程中，重烴總是先被冷凝下來。若是未把重烴預先分離出來，則在天然氣深冷過程中將存在重烴凍結而堵塞設備的風險。為保證天然氣液化系統(tǒng)特別是冷箱的正常工作，必需采取措施在天然氣進入冷箱或冷箱深冷工段前將其中的重烴脫除。
[0003]目前，天然氣脫重烴的方法有:(I)吸附法:該方法利用固體吸附的原理脫除天然氣中重烴，中國專利CN101508923B提出一種吸附法天然氣脫水脫重烴的裝置和工藝，其優(yōu)點是裝置簡單，重烴脫除率高，同時還可以脫除天然氣中的水分，但該方法受到固體吸附劑飽和吸附容量的限制，不適于處理重烴含量高的天然氣，況且固體吸附劑再生溫度高達220°C，燃料氣量達到所處理天然氣量的5%，工藝能耗高。(2)吸收法:該方法采用“相似相溶”原理以有機溶劑吸收天然氣中的重烴，專利CN1209448C中提出了以異戊烷脫除天然氣中苯的方法，凈化后的天然氣中苯含量能夠降低至1ppm以下，尤其適合于處理量小或苯含量低的天然氣裝置。但這種方法流程復雜，吸收劑再生時也消耗大量能量。(3)冷凝分離法:該方法將天然氣預冷至-30?-60°C后經重烴分離器一級或多級分離，該方法對苯等芳香烴分離效果不佳，僅適用于處理芳香烴含量很低的天然氣。中國專利CNl 030 31 1 69A和CN103351896A均在該此基礎上提出了改進方案，通過設置重烴洗滌塔及脫乙烷塔和/或精餾塔分離重烴，改進后的方案提高了工藝脫重烴性能，但由于需增設三個以上分離塔，大大增加工藝的復雜性。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，降低液化用天然氣(已脫酸性氣、脫水、脫汞的天然氣)脫重烴過程的能耗，簡化天然氣脫重烴工藝，并將富含重烴的脫重烴過程與天然氣液化過程耦合;從而提供一種從天然氣中脫除重烴的方法，該方法不僅從富含重烴的天然氣中回收了LPG產品，增加工藝附加值，而且滿足了重烴組分和含量變化大的天然氣對重烴脫除的需求，增強了工藝的適應性。
[0005]本實用新型的方法通過設置兩個深冷精餾塔將富含重烴天然氣的脫重烴過程與液化過程耦合從而將天然氣中的重烴脫除，從而提供一種從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:冷箱I的第一流道A1、第二流道A2、第三流道A3、脫甲烷塔2、脫乙烷塔3、脫甲烷塔冷凝器4、脫乙烷塔再沸器5、重烴冷卻器6、第一閥門Vl至第四閥門V4以及相應連接管道，其中，冷箱I的第一流道Al入口與原料氣天然氣管道連接、出口經第一閥門Vl與脫甲烷塔2的底部進料口連接;冷箱I的第二流道A2A 口與脫甲烷塔冷凝器4的殼側氣相出口連接、出口與LNG產品管線連接;冷箱I的第三流道A3入口與脫乙烷塔3的氣相出口連接、出口與LNG產品管線連接;脫甲烷塔冷凝器4的管程入口經第二閥門V2與冷箱I的第二流道A2出口的LNG產品管線連接、管程出口與脫乙烷塔3的第二進料口相連;脫甲烷塔2塔底液相出口經第三閥門(V3)與脫乙烷塔3第一進料口相連;脫乙烷塔再沸器5液相出口與重烴冷卻器6入口相連;重烴冷卻器6出口經第四閥門V4與重烴產品管線連接。
[0006]上述的脫甲烷塔冷凝器4安裝在脫甲烷塔2上，兩者通過法蘭直接連接。
[0007]上述的脫甲烷塔2和脫乙烷塔3為填料塔或板式塔。
[0008]上述的脫甲烷塔2和脫乙烷塔3中均設置有除沫器。
[0009]本實用新型的技術方案通過在冷箱天然氣側一段冷卻后設置脫甲烷塔和脫乙烷塔，利用天然氣液化冷凝過程重烴冷凝點比天然氣高而先液化的原理，從而實現(xiàn)重烴的分離，使天然氣所含重烴在液化過程中得以深度分離和提純，工藝性能穩(wěn)定；同時本實用新型的技術方案將天然氣脫重烴過程與液化過程耦合，工藝簡便，可操作性強。
[0010]本實用新型的優(yōu)點和積極作用在于:
[0011](I)采用天然氣一段冷卻后設置脫甲烷塔和脫乙烷塔的分離工藝實現(xiàn)重烴的分離，能夠滿足重烴組分和含量變化大的天然氣脫重烴需求，工藝性能穩(wěn)定。
[0012](2)實現(xiàn)了天然氣脫重烴過程與液化過程耦合，簡化了天然氣液化工藝流程，投資省，脫重烴單位能耗小于0.018kW/(h.匪3原料天然氣)，操作費用低，節(jié)約成本，從而產生明顯的經濟效益。
[0013](3)將天然氣中的重烴全部回收并得到合格的重烴產品，符合商用LPG產品規(guī)格要求，提高了資源利用效率，增加了工藝附加值。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的工藝流程示意圖。
[0015]a.本實用新型的脫重烴系統(tǒng);b.制冷系統(tǒng)。
[0016]圖中代號含義如下:
[0017]1.冷箱
[0018]2.脫甲烷塔
[0019]3.脫乙烷塔
[0020]4.脫甲烷塔冷凝器
[0021]5.脫乙烷塔再沸器
[0022]6.重烴冷卻器
【具體實施方式】
[0023]以下結合實施例和附圖對本實用新型做詳細地說明
[0024]實施例1
[0025]本實施例的具體工藝流程請參見圖1。
[0026]一種從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)，包括:冷箱I的第一流道Al、第二流道A2、第三流道A3、脫甲烷塔2、脫乙烷塔3、脫甲烷塔冷凝器4、脫乙烷塔再沸器5、重烴冷卻器6、第一閥門Vl至第四閥門V4以及相應連接管道，其中，脫甲烷塔2與脫乙烷塔3均為填料塔，且均有兩段填料。冷箱I的第一流道Al入口與原料氣天然氣管道連接、出口經第一閥門與脫甲烷塔2底部進料口連接，該進料口位于脫甲烷塔2填料的下方;冷箱I的第二流道A2A 口與脫甲烷塔冷凝器4的殼側氣相出口連接、出口與LNG產品管線連接;冷箱I的第三流道A3入口與脫乙烷塔3的氣相出口連接、出口與LNG產品管線連接;脫甲烷塔冷凝器4安裝在脫甲烷塔2上，兩者通過法蘭直接連接;脫甲烷塔冷凝器4的管程入口經第二閥門V2與冷箱I的第二流道A2出口的LNG產品管線連接、管程出口與脫乙烷塔3第二進料口相連，該第二進料口位于脫乙烷塔3的塔頂除沫器下方;脫甲烷塔2塔底液相出口經第三閥門V3與脫乙烷塔3第一進料口相連，該進料口位于脫乙烷塔3的兩段填料之間；脫乙烷塔再沸器5液相出口與重烴冷卻器6入口相連;重烴冷卻器6出口經第四閥門V4與重烴產品管線連接。以上構成從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)。
[0027]將來自外部的原料天然氣I通入冷箱I的第一流道Al入口，該原料天然氣為已脫酸性氣、脫水、脫汞、富含重烴的天然氣，流量為31584kg/h，壓力為4.9MPa，溫度為45°C，重烴總含量為SOOppmv，其中新戊烷含量為lOOppmv，苯含量為150ppmv，C6及以上烴類含量為550ppmv，經冷箱I第一流道Al冷卻后溫度降至-71°C得到氣液兩相狀態(tài)的天然氣II，天然氣II經第一閥門Vl減壓至4.5MPa后進入脫甲烷塔2的底部進料口，經脫重烴精餾提純，塔底得到溫度為_74°C、流量為2386kg/h的液相I，塔頂得到溫度為-77°C的天然氣III，其中新戊烷含量為3ppmv，苯含量為I ppmv，C6及以上烴類含量為I Oppmv，滿足深冷要求。天然氣III經第二流道A2入口進入冷箱I繼續(xù)冷卻至-162°C即得到合格的LNG產品I。脫甲烷塔2頂部設置脫甲烷塔冷凝器4，從LNG產品I中抽出4 %經過第二閥門V2減壓至4.SMPa后進入脫甲烷塔冷凝器4的管程入口。脫甲烷塔冷凝器4的管程出口為氣液兩相的天然氣IV，其溫度為-55°C，之后進入脫乙烷塔3的第二進料口。液相I經過第三閥門V3減壓至4.4MPa后進入脫乙烷塔3的第一進料口。脫乙烷塔3操作壓力為4.4MPa，經脫重烴精餾提純，塔底得到溫度為160 °C、流量為606kg/h的重烴I，塔頂得到溫度為-61°C的天然氣V，其中新戊烷含量為3ppmv，苯含量為2ppmv，C6及以上烴類含量為1ppmv，滿足深冷要求。天然氣V經第三流道A3入口進入冷箱i繼續(xù)冷卻至-162°C即得到合格的LNG產品II。重烴I經過重烴冷卻器6冷卻，再經過第四閥門V4減壓至1.2MPa后得到重烴產品。重烴產品中甲烷的含量為0.1%,乙烷的含量為2%。
【主權項】
1.一種從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:冷箱(I)的第一流道(Al)、第二流道(A2)、第三流道(A3)、脫甲烷塔(2)、脫乙烷塔(3)、脫甲烷塔冷凝器(4)、脫乙烷塔再沸器(5)、重烴冷卻器(6)、第一閥門(Vl)至第四閥門(V4)以及相應連接管道，其中，冷箱(I)的第一流道(Al)入口與原料氣天然氣管道連接、出口經第一閥門(Vl)與脫甲烷塔(2)的底部進料口連接;冷箱(I)的第二流道(A2)入口與脫甲烷塔冷凝器(4)殼側氣相出口連接、出口與LNG產品管線連接;冷箱(I)的第三流道(A3)入口與脫乙烷塔(3)的氣相出口連接、出口與LNG產品管線連接;脫甲烷塔冷凝器(4)的管程入口經第二閥門(V2)與冷箱⑴的第二流道(A2)出口的LNG產品管線連接、管程出口與脫乙烷塔(3)的第二進料口相連;脫甲烷塔(2)塔底液相出口經第三閥門(V3)與脫乙烷塔(3)第一進料口相連;脫乙烷塔再沸器(5)液相出口與重烴冷卻器(6)入口相連;重烴冷卻器(6)出口經第四閥門(V4)與重烴產品管線連接。2.根據權利要求1所述的從天然氣中脫除重烴的系統(tǒng)，其特征在于，脫甲烷塔冷凝器(4)安裝在脫甲烷塔(2)上，兩者通過法蘭直接連接。
【文檔編號】C10L3/10GK205473627SQ201620308167
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】張會軍, 王道廣, 李慧, 王英軍
【申請人】北京安珂羅工程技術有限公司