利用液氮制冷回收油田伴生氣中輕烴的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種油田伴生氣中輕烴的回收設備，具體涉及對小型氣源站油田伴生天然氣中的輕烴的分離回收設備。
【背景技術】
[0002]在油田伴生天然氣中，除主要成分014外，常含有(:2!16、C3H8, C3H6, C4Hltl以及C 4以上的輕烴成分。這些輕烴組分，在未凈化處理的情況下壓縮、裝車，既不利于生產、儲運的安全，也浪費了大量的輕烴，而傳統的各種輕烴回收工藝需要較多的設備、動力，不適于小型氣源站的具體條件。
[0003]CN101857812B公開了一種油田伴生氣的中壓淺冷凈化系統，該系統使用2?4MPa的凈化壓力，O?-20°C的凈化溫度即可完成輕烴的凈化分離，對油田伴生天然氣中的輕烴進行回收并合理利用。該系統的提出雖然在一定程度上簡化了設備、降低了能耗，但是仍然不能適用于小型氣源站。
[0004]鑒于上述技術背景，有必要提供一種新的輕烴回收設備，進一步降低投資和運行成本，更加適用于小型氣源站油田伴生氣中輕烴的回收。
【實用新型內容】
[0005]為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種適用于小型氣源站油田伴生氣中的輕烴回收的專用設備。
[0006]本實用新型的上述目的是通過以下技術方案實現的:
[0007]首先，提供一種換熱冷箱，包括箱體和設于箱體內的液態氮換熱器、氣態氮換熱器及干氣換熱器，箱體表面進一步設有原料氣入口、一級換熱氣體出口、一級低溫分離氣體入口、三級換熱氣體出口、干氣入口、干氣出口、液氮入口和氣氮出口 ；所述的原料氣入口通過管線連接干氣換熱器并最終與一級換熱氣體出口連通；所述的一級低溫分離氣體入口通過管線依次連接液態氮換熱器和氣態氮換熱器，并最終與三級換熱氣體出口連通；所述的干氣入口通過管線連接干氣換熱器并最終與干氣出口連通；所述的液氮入口通過管線依次連接液態氮換熱器和氣態氮換熱器，并最終與氣氮出口連通。
[0008]在此基礎上，本實用新型進一步提供一種液氮制冷回收油田伴生氣中輕烴的專用成套設備，主要包括水分離器、氣體壓縮機、干燥橇塊、本實用新型所述的換熱冷箱、低溫分離罐和液氮儲罐；
[0009]所述的水分離器設有原料氣進口、脫水原料氣出口和排水口 ；具體結構可以如CN101857812B說明書圖2所示；
[0010]所述的氣體壓縮機設有脫水原料氣進口、一級壓縮氣出口、一級壓縮氣進口、二級壓縮氣出口、清潔干氣入口和壓縮干氣出口 ；
[0011]所述的干燥橇塊設有壓縮氣體進口和干燥氣體出口，其內部構造可以如CN101857812B說明書第
[0077]段及其圖4所述；
[0012]所述的低溫分離罐包括第一低溫分離罐和第二低溫分離罐，兩罐彼此獨立但結構相同，均設有氣相進口、氣相出口和輕烴排放口 ；
[0013]上述各設備之間，水分離器的脫水原料氣出口經管道與氣體壓縮機的脫水原料氣進口連通；氣體壓縮機的一級壓縮氣出口經管道與氣體壓縮機的一級壓縮氣進口連通；氣體壓縮機的二級壓縮氣出口經管道與干燥橇塊的壓縮氣體進口連通；干燥橇塊的干燥氣體出口經管道與換熱冷箱的原料氣入口連通；換熱冷箱的一級換熱氣體出口經管道與第一低溫分離罐的氣相進口連通；第一低溫分離罐的氣相出口與換熱冷箱的一級低溫分離氣體入口連通；換熱冷箱的三級換熱氣體出口經管道與第二低溫分離罐的氣相入口連通；第二低溫分離罐的氣相出口經管道與換熱冷箱的干氣入口連通；換熱冷箱的干氣出口經管道與氣體壓縮機的清潔干氣入口連接；氣體壓縮機的清潔干氣入口與壓縮干氣出口相通；液氮儲罐設有液氮出口，通過管道與換熱冷箱的液氮入口連通。
[0014]本實用新型所述的成套設備，具體工作過程如下:
[0015]I)來自油田的原料氣從原料氣進口進入水分離器，在0.1-0.3MPa壓力下分離除去原料氣中的水分，從脫水原料氣出口出水分離器，然后從脫水原料氣進口進入氣體壓縮機，經兩級壓縮后從二級壓縮氣出口排出，二級壓縮氣出口壓力為1.0?1.5MPa，然后壓縮氣體再從壓縮氣體進口進入干燥橇塊干燥至水露點低于-50°C，從干燥氣體出口排出；
[0016]2)步驟I)排出的干燥原料氣從原料氣入口進入換熱冷箱，在干氣換熱器內與完成輕烴回收后的干氣換熱，完成第一次冷卻后從一級換熱氣體出口排出，再從氣相入口進入第一低溫分離罐，在-20-0°C下進行第一次低溫氣液分離，得到氣體和液態輕烴，輕烴從第一低溫分離罐的輕烴排放口定期排放，氣體從氣相出口排出；
[0017]3)液態氮從液氮儲罐中導出，從液氮入口進入換熱冷箱，步驟2)排出的氣體從一級低溫分離氣體入口再次進入換熱冷箱，先在液態氮換熱器內與液態氮換熱完成第二次冷卻，換熱后的液態氮轉變為氣態氮進入氣態氮換熱器；
[0018]4)步驟3)第二次冷卻后的氣體再進入氣態氮換熱器內與氣態氮換熱，完成第三次冷卻，氣態氮從氣氮出口排出至大氣放空，完成三級換熱的氣體最終達到_20°C?_60°C，從三級換熱氣體出口排出；
[0019]5)步驟4)換熱冷箱三級換熱氣體出口排出的氣體從氣相入口進入第二低溫分離罐，在-20?-60°C下進行第二次低溫氣液分離，得到干氣體和液態輕烴，輕烴從第二低溫分離罐的輕烴排放口定期排放，干氣從第二低溫分離罐的氣相出口排出，返回步驟2)，從干氣入口進入換熱冷箱，在干氣換熱器內與干燥原料氣換熱，從換熱冷箱的干氣出口排出，完成輕烴的回收。
[0020]本實用新型采用液氮作為冷劑提出了新型冷劑制冷工藝，而且利用液氮進行多級換熱，液氮的冷量被充分地利用了兩次，經液氮換熱后的氣體又與剛進入冷箱的氣體進行換熱，由此顯著地提高了換熱效率。尤其是采用本實用新型所述的換熱冷箱進行換熱時，由于其結構設計合理，因而可以進一步提高換熱效率。總之，與現有技術相比，本實用新型的專用設備能夠在更加簡化的工藝和設備、更低的能耗下對油田伴生天然氣中的輕烴進行回收并合理利用，解決了從小型氣源站油田半生氣中回收輕烴的諸多實際問題。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型實施例1的成套設備的結構示意圖及其工作流程。
[0022]圖2是本實用新型實施例1所使用的換熱冷箱內部結構示意圖。
[0023]圖3是本實用新型實施例1所使用的低溫分離罐結構示意圖。
[0024]圖中標號說明如下:
[0025]I水分離器 101原料氣進口102脫水原料氣出口 103排水口
[0026]2氣體壓縮機201脫水原料氣進口 202 —級壓縮氣出口 203 —級壓縮氣進口
[0027]204 二級壓縮氣出口205清潔干氣入口206壓縮干氣出口
[0028]3干燥撬塊301壓縮氣體進口302干燥氣體出口
[0029]4換熱冷箱401原料氣入口 402 —級低溫分離氣體入口 403干氣入口
[0030]404液氮入口405干氣出口406氣氮出口
[0031]407 —級換熱氣體出口408三級換熱氣體出口409液態氮換熱器
[0032]410氣態氮換熱器411干氣換熱器
[0033]5低溫分離罐501氣相出口502氣相進口 503輕烴排放口
[0034]6低溫分離罐601氣相出口602氣相進口 603輕烴排放口
[0035]7液氮儲罐701液氮出口
【具體實施方式】
[0036]實施例1
[0037]—種利用液氮制冷回收油田伴生氣中輕烴的成套專用設備，如圖1所示，所述設備主要包括水分離器1、氣體壓縮機2、干燥橇塊3、換熱冷箱4、第一低溫分離罐5、第二低溫分離罐6和液氮儲罐7 ;
[0038]所述的水分離器I設有原料氣進口 101、脫水原料氣出口 102和排水口 103 ;具體結構如CN101857812B說明書圖2所示；所述的氣體壓縮機2設有脫水原料氣進口 201、一級壓縮氣出口 202