一種液化天然氣生產中回收重烴的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種液化天然氣生產中回收重烴的系統。本實用新型的方法通過設置帶有塔頂冷凝器3和塔底再沸器4的脫重烴塔2將經冷箱1冷卻后的天然氣進行精餾以分離重烴。精餾分離后的氣相在塔頂冷凝器3部分冷凝后液相墜落返回脫重烴塔2中，未冷凝的氣相進入冷箱1進一步深冷得到LNG產品I。提餾后的液相從脫重烴塔2塔釜側面引出送入塔底再沸器4，經加熱再沸后再返回脫重烴塔2中，之后液相由脫重烴塔2塔底引出經重烴冷卻器5冷卻并減壓后送入重烴儲罐6，其液相出口即得到重烴產品。另外，本實用新型從LNG產品I抽出一股作為脫重烴過程的冷源送入塔頂冷凝器3中復熱，之后返回冷箱1進一步深冷得到LNG產品II。本實用新型的方法將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定性好，適用性廣泛，具有很強的可操作性。
【專利說明】
一種液化天然氣生產中回收重烴的系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及液化天然氣生產領域，特別涉及一種液化天然氣生產中回收重烴的系統。
【背景技術】
[0002]鑒于液化天然氣在儲存、運輸和使用中的諸多優勢，液化天然氣(LNG)已成為天然氣行業發展和利用的趨勢，液化天然氣需求快速上升。我國液化天然氣近十幾年來取得了長足進展。但由于液化天然氣產業起步晚，技術儲備不足，加之我國天然氣來源多樣，諸多前期已建成工廠對天然氣原料變化，特別是對重烴中易凍堵組分含量估計不足，出現了脫重烴裝置缺失或能力不足亦或不起作用的情況，導致很多工廠無法正常運行甚至處于停產狀態。新建或計劃中的液化天然氣工廠非常重視天然氣脫重烴環節。因而，在全面綜合考慮液化天然氣重烴分離行為的基礎上構建穩定、可靠、經濟的天然氣重烴分離工藝將是市場需求之趨勢。
[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，其優點是裝置簡單，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，且重烴無法有效回收。(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，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，且分離后的重烴品質差，附加值低。中國專利CN103031169A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。綜上所述，現有液化天然氣重烴脫除工藝性能存在能耗高、分離不徹底、適用性差、工藝流程復雜、回收后的重烴品質差、附加值低等缺點，隨著我國液化天然氣產業的迅速壯大，市場亟需一種更完善的從天然氣液化中脫除回收重烴新技術。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是克服現有技術的不足，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;從而提供一種從天然氣中脫除回收重烴的系統，該系統不僅從富含重烴的天然氣中回收了高品質重烴產品，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]本實用新型的系統通過設置一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，系統包括:冷箱I的第一流道A、第二流道B、第三流道C、脫重烴塔2、塔頂冷凝器3、塔底再沸器4、重烴冷卻器5、重烴儲罐6、第一閥門Vl至第六閥門V6以及相應連接管道，其中，冷箱I的第一流道A入口與原料氣天然氣管道連接、出口經第二閥門V2與脫重烴塔2的進料口連接;冷箱I的第二流道B入口與塔頂冷凝器3的殼側氣相出口連接、出口經第六閥門V6與LNG產品管線連接;冷箱I的第三流道C入口與塔頂冷凝器3管程出口連接、出口經第四閥門V4與LNG產品管線連接;塔頂冷凝器3管程入口經第三閥門V3與冷箱I的第二流道B出口的LNG產品管線連接;塔底再沸器4入口與脫重烴塔2側面液相出口連接、出口與脫重烴塔2塔底進料口連接;重烴冷卻器5進口與脫重烴塔2塔底液相出口連接、出口經第五閥門V5與重烴儲罐6連接;重烴儲罐6的頂部氣相出口與燃料氣管線連接、底部液相出口與重烴產品管線連接。
[0006]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帶有塔頂冷凝器和塔底再沸器的脫重烴塔，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，從而實現重烴的分離和提純，使天然氣所含重烴在液化過程中得以深度分離，工藝性能穩定；同時本實用新型的技術方案使天然氣脫重烴過程與液化過程耦合，工藝簡便，可操作性強。
[0007]本實用新型的優點和積極作用在于:
[0008](I)采用天然氣一段冷卻后設置脫重烴塔的分離工藝實現重烴的分離，能夠滿足重烴組分和含量變化大的天然氣脫重烴需求，工藝性能穩定。
[0009](2)實現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，節約成本，從而產生明顯的經濟效益。
[0010](3)將天然氣中的重烴全部回收并得到合格的重烴產品，基本符合商用LPG產品規格要求，提高了資源利用效率，增加了工藝附加值。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為本實用新型的工藝流程示意圖。
[0012]a.本實用新型的脫重烴系統;b.制冷系統。
[0013]圖中代號含義如下:
[0014]1.冷箱
[0015]2.脫重烴塔
[0016]3.塔頂冷凝器
[0017]4.塔底再沸器
[0018]5.重烴冷卻器
[0019]6.重烴儲罐
【具體實施方式】
[0020]以下結合實施例和附圖對本實用新型做詳細地說明
[0021]實施例1
[0022]本實施例的具體工藝流程請參見圖1。
[0023 ] 一種液化天然氣生產中回收重烴的系統，包括:冷箱I的第一流道A、第二流道B、第三流道C、脫重烴塔2、塔頂冷凝器3、塔底再沸器4、重烴冷卻器5、重烴儲罐6、第一閥門Vl至第六閥門V6以及相應連接管道，其中，冷箱I的第一流道A入口與原料氣天然氣管道連接、出口經第二閥門V2與脫重烴塔2的進料口連接;冷箱I的第二流道B入口與塔頂冷凝器3的殼側氣相出口連接、出口經第六閥門V6與LNG產品管線連接;冷箱I的第三流道C入口與塔頂冷凝器3管程出口連接、出口經第四閥門V4與LNG產品管線連接;塔頂冷凝器3管程入口經第三閥門V3與冷箱I的第二流道B出口的LNG產品管線連接;塔底再沸器4入口與脫重烴塔2側面液相出口連接、出口與脫重烴塔2塔底進料口連接;重烴冷卻器5進口與脫重烴塔2塔底液相出口連接、出口經第五閥門V5與重烴儲罐6連接;重烴儲罐6的頂部氣相出口與燃料氣管線連接、底部液相出口與重烴產品管線連接。以上構成從液化天然氣生產中回收重烴的系統。
[0024]將來自外部的原料天然氣I通入冷箱I的第一流道A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3426kg/h，壓力為4.9MPa，溫度為-30 V，重烴總含量為570ppmv，其中新戊烷含量為lOOppmv，苯含量為30ppmv，C6及以上烴類含量為440ppmv，經冷箱I第一流道A冷卻后溫度降至-68°C得到氣液兩相狀態的天然氣II，天然氣II經第二閥門V2減壓至4.5MPa后進入脫重烴塔2的中部進料口，經脫重烴精餾提純，塔底得到溫度為89 °C、流量為92.93kg/h的重烴I，塔頂冷凝器殼側氣相出口得到溫度為-73°C的天然氣III，其中新戊烷含量為2ppmv，苯含量為Ippmv，C6及以上烴類含量為8ppmv，滿足深冷要求。天然氣III經第二流道B入口進入冷箱I繼續冷卻至-162°C即得到合格的LNG產品I。脫重烴塔2頂部設置塔頂冷凝器3，從LNG產品I中抽出4%經過第三閥門V3減壓至2.3MPa后進入塔頂冷凝器3的管程入口。塔頂冷凝器3的管程出口為氣液兩相的天然氣IV，其溫度為-800C，之后進入冷箱I的第三流道C冷卻至-1620C即得到合格的LNG產品II，其減壓后與其余96 %的LNG產品I 一起送往LNG儲罐。重烴I經過重烴冷卻器5冷卻，再經過第五閥門V5減壓至
1.SMPa后進入重烴儲罐6。重烴儲罐6的底部液相出口得到重烴產品，重烴產品中甲烷的含量為0.1%，乙燒的含量為2%。該過程天然氣收率為99.9%，重經回收率為99.9%，脫重經單位能耗為0.0131^/(11.匪3原料天然氣)。
【主權項】
1.一種液化天然氣生產中回收重烴的系統，其特征在于，該系統包括:冷箱(I)的第一流道(A)、第二流道(B)、第三流道(C)、脫重烴塔(2)、塔頂冷凝器(3)、塔底再沸器(4)、重烴冷卻器(5)、重烴儲罐(6)、第一閥門(Vl)至第六閥門(V6)以及相應連接管道，其中，冷箱(I)的第一流道(A)入口與原料氣天然氣管道連接、出口經第二閥門(V2)與脫重烴塔(2)的進料口連接;冷箱(I)的第二流道(B)入口與塔頂冷凝器(3)的殼側氣相出口連接、出口經第六閥門(V6)與LNG產品管線連接;冷箱(I)的第三流道(C)入口與塔頂冷凝器(3)管程出口連接、出口經第四閥門(V4)與LNG產品管線連接;塔頂冷凝器(3)管程入口經第三閥門(V3)與冷箱(I)的第二流道(B)出口的LNG產品管線連接;塔底再沸器(4)入口與脫重烴塔(2)側面液相出口連接、出口與脫重烴塔(2)塔底進料口連接;重烴冷卻器(5)進口與脫重烴塔(2)塔底液相出口連接、出口經第五閥門(V5)與重烴儲罐(6)連接;重烴儲罐(6)的頂部氣相出口與燃料氣管線連接、底部液相出口與重烴產品管線連接。
【文檔編號】C10L3/10GK205473626SQ201620308083
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】王道廣, 張會軍, 李慧, 王英軍
【申請人】北京安珂羅工程技術有限公司