CN112300827A - 轻烃提取***及提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轻烃提取***及提取方法。轻烃提取***包括脱水装置、预冷装置、轻烃分离装置、干气压缩装置、第一换热装置和节流装置。第一换热装置具有能进行热交换的第一冷源通道和第一介质通道；轻烃分离装置的原料气进口端连接预冷装置的出口端，液相出口端输出轻烃，气相出口端输出气相物质；第一冷源通道的进口端连接气相出口端接收气相物质；第一冷源通道的出口端连通干气压缩装置的进口端，干气压缩装置的出口端连接第一介质通道的进口端，干气压缩装置对气相物质加压后形成CNG；节流装置的进口端连接第一介质通道的出口端，节流装置的出口端连接轻烃分离装置的回收进口端，以使CNG节流降温后向轻烃分离装置提供冷量。

Description

轻烃提取***及提取方法

技术领域

本发明涉及天然气处理技术领域，特别涉及一种轻烃提取***及提取方法。

背景技术

天然气作为一种宝贵的资源在人民生活和工业中有着广泛的应用，天然气中除含有甲烷外，还含有乙烷、丙烷、丁烷等。轻烃是通过冷分离等方法从天然气中提取出的呈液体状态的烃类混合物的总称，其主要成份是丙烷及更重的烃类。轻烃有较大的经济价值，可直接用作燃料或进一步分离成乙烷、丙烷、丁烷、或丙丁烷混合物、轻油等，也可以用作化工原料。

目前，从天然气中提取轻烃一般采用以下三种方法：1、外加冷源制冷。采用外冷源制冷而提取轻烃时，外冷源的制冷温度不够时轻烃的提取率较低。而降低外冷源的制冷温度来提高轻烃的提取率时能耗较高。2、膨胀机制冷。此种方法只适合需要干气压力要求不高的场合，如需要干气压力较高或联产CNG的场合，则能耗较高。3、外加冷源制冷与膨胀机制冷的混合制冷。该方法虽然轻烃的提取率较高但流程复杂，投资较大且***不易操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻烃提取率较高、能耗较低的轻烃提取***及提取方法，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种轻烃提取***，包括脱水装置、预冷装置、轻烃分离装置和干气压缩装置、第一换热装置和节流装置；所述轻烃分离装置具有原料气进口端、回收进口端、气相出口端和液相出口端；所述第一换热装置具有能进行热交换的第一冷源通道和第一介质通道；所述脱水装置的进口端用于连接原料气源，所述脱水装置的出口端与所述预冷装置的进口端连通；所述轻烃分离装置的原料气进口端连接所述预冷装置的出口端，所述液相出口端向外输出轻烃，所述气相出口端输出气相物质；所述第一冷源通道的进口端连接所述气相出口端，以接收所述气相物质；所述第一冷源通道的出口端连通所述干气压缩装置的进口端，所述干气压缩装置的出口端连接所述第一介质通道的进口端，所述干气压缩装置对所述气相物质加压后形成CNG并输送至所述第一介质通道；所述节流装置的进口端连接所述第一介质通道的出口端，所述节流装置的出口端连接所述轻烃分离装置的回收进口端，以使所述CNG节流降温后向所述轻烃分离装置提供冷量。

在其中一实施方式中，还包括第二换热装置；所述第二换热装置具有能进行热交换的第二冷源通道和第二介质通道；所述第二冷源通道的进口端连接所述第一冷源通道的出口端，所述第二冷源通道的出口端连接所述干气压缩装置的进口端，而使得所述第一冷源通道的出口端连通所述干气压缩装置的进口端；所述第二介质通道的进口端连接所述脱水装置的出口端，所述第二介质通道的出口端连接所述预冷装置的进口端，而使得所述脱水装置的出口端与所述预冷装置的进口端连通。

在其中一实施方式中，所述轻烃分离装置包括脱乙烷塔，所述节流装置为节流膨胀阀。

在其中一实施方式中，所述轻烃分离装置还包括设置于所述脱乙烷塔与所述节流装置之间的分离器；所述分离器具有进口端、气相出口端和液相出口端，所述分离器的进口端连接所述节流装置的出口端，以接收节流降温后的液相物质；所述分离器的液相出口端连接所述脱乙烷塔的回收进口端，以将所述分离器分离后的液相物质送至所述脱乙烷塔而为所述脱乙烷塔提供冷量。

在其中一实施方式中，所述轻烃分离装置包括脱甲烷塔、脱乙烷塔和换热设备，所述节流装置为节流膨胀阀；所述轻烃分离装置的所述原料气进口端、气相出口端和所述回收进口端设置于所述脱甲烷塔上，所述轻烃分离装置的所述液相出口端设置于所述脱乙烷塔上；所述脱甲烷塔还具有液相出口端；

所述脱乙烷塔还具有第一进口端和气相出口端；所述换热设备具有能进行热交换的第三冷源通道和第三介质通道；所述第三冷源通道的进口端连接所述脱甲烷塔的液相出口端，以接收所述脱甲烷塔分离后的液相物质；所述第三冷源通道的出口端连接所述脱乙烷塔的第一进口端；所述第三介质通道的进口端连接所述脱乙烷塔的气相出口端，以接收所述脱乙烷塔分离后的气相物质；所述第三介质通道的出口端连接第二冷源通道的进口端。

在其中一实施方式中，所述轻烃分离装置还包括连接在所述第三换热器与所述脱乙烷塔之间的分离器，所述托乙烷塔还具有第二进口端；所述分离器具有进口端、气相出口端和液相出口端，所述分离器的进口端连接所述第三介质通道的出口端，所述分离器的液相出口端连接所述脱乙烷塔的第二进口端，所述分离器的气相出口端连接所述第二冷源通道的进口端。

在其中一实施方式中，所述轻烃分离装置包括脱乙烷塔和分离器，所述节流装置为喷射器；所述轻烃分离装置的所述原料气进口端、所述回收进口端、所述气相出口端和所述液相出口端设置于所述脱乙烷塔上；所述分离器具有气相出口端、液相出口端和进口端；所述节流装置具有进口端、吸入端和出口端；所述脱乙烷塔的所述气相出口端连接所述节流装置的吸入端，向所述节流装置输送气相物质而降压；所述分离器的进口端连接所述节流装置的出口端，以接收所述节流装置节流降温后的液相物质；所述分离器的气相出口端连接所述第一冷源通道的进口端，以向所述第一冷源通道提供所述分离器分离后的气相物质；所述分离器的液相出口端连接所述脱乙烷塔的回收进口端，以向所述脱乙烷塔提供所述分离器分离后的液相物质。

在其中一实施方式中，所述轻烃分离装置包括脱甲烷塔、脱乙烷塔、分离器和换热设备；所述轻烃分离装置的所述原料气进口端、所述气相出口端和所述回收进口端设置于所述脱甲烷塔上，所述轻烃分离装置的所述液相出口端设置于所述脱乙烷塔上；所述脱甲烷塔具有液相出口端；所述脱乙烷塔具有第一进口端、第二进口端和气相出口端；所述分离器具有进口端、气相出口端和液相出口端；所述换热设备具有能进行热交换的第三冷源通道和第三介质通道；所述第三冷源通道的进口端连接所述脱甲烷塔的液相出口端，，以接收所述脱甲烷塔分离后的液相物质；所述第三冷源通道的出口端连接所述脱乙烷塔的第一进口端；所述第三介质通道的进口端连接所述脱乙烷塔的气相出口端，，以接收所述脱乙烷塔分离后的气相物质；所述第三介质通道的出口端连接所述分离器的进口端；所述节流装置为喷射器，其具有吸入端、进口端和出口端，所述节流装置的进口端连接所述第一介质通道的出口端，所述节流装置的吸入端连接所述分离器的气相出口端，所述节流装置的出口端连接所述脱甲烷塔的回收进口端。

在其中一实施方式中，所述干气压缩装置的出口端还连接有CNG提取管路，以向外输出CNG；所述CNG提取管路与所述第一换热装置的第一介质通道并联设置。

本发明还提供一种轻烃提取方法，包括以下步骤：

脱水：对原料气进行脱水；

预冷：对脱水后的原料气进行预冷；

轻烃分离：对预冷后的原料气进行轻烃分离，得到气相物质和轻烃；

其中，所述气相物质经过热量交换、加压后得到CNG，所述CNG进行热量交换降温、节流降温后为轻烃分离过程提供冷量。

在其中一实施方式中，所述预冷步骤中，所述气相物质与脱水后的原料气进行热量交换而为脱水后的原料气预冷提供部分冷量。

在其中一实施方式中，还包括CNG的提取：将所述气相物质经过热量交换及加压后得到CNG并向外输出，完成CNG的提取。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的轻烃提取***包括脱水装置、预冷装置、轻烃分离装置、干气压缩装置、第一换热装置和节流装置。轻烃分离装置的液相出口端输出轻烃，轻烃分离装置的气相出口端输出气相物质。气相物质经干气压缩装置压缩后得到CNG，且气相物质进入第一冷源通道内作为冷源，冷却CNG，利用了气相物质的冷量，节约能源，降低能耗。冷却后的CNG经节流装置的节流降温作用后进入轻烃分离装置，为轻烃分离装置提供冷量，节约能源，降低能耗。且轻烃分离装置内的冷量越多，轻烃分离装置内的温度越低，轻烃的提取率越高。

本发明的轻烃提取方法流程简单，能耗较低，轻烃的提取率较高。

附图说明

图1是本发明轻烃提取***实施例一的结构示意图；

图2是本发明轻烃提取***实施例二的结构示意图；

图3是本发明轻烃提取***实施例三的结构示意图；

图4是本发明轻烃提取***实施例四的结构示意图；

图5是本发明轻烃提取***实施例五的结构示意图；

图6是本发明轻烃提取***实施例六的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、轻烃提取***；11、脱水装置；12、预冷装置；13、轻烃分离装置；14、第一换热装置；16、干气压缩装置；17、节流装置。

2、轻烃提取***；21、脱水装置；22、预冷装置；23、轻烃分离装置；24、第一换热装置；25、第二换热装置；26、干气压缩装置；27、节流装置。

3、轻烃提取***；31、脱水装置；32、预冷装置；33、轻烃分离装置；331、脱乙烷塔；332、分离器；34、第一换热装置；35、第二换热装置；36、干气压缩装置；37、节流装置。

4、轻烃提取***；41、脱水装置；42、预冷装置；43、轻烃分离装置；431、脱乙烷塔；432、分离器；433、减压阀；44、第一换热装置；45、第二换热装置；46、干气压缩装置；47、节流装置。

5、轻烃提取***；51、脱水装置；52、预冷装置；531、脱甲烷塔；532、脱乙烷塔；533、换热设备；534、分离器；54、第一换热装置；55、第二换热装置；56、干气压缩装置；57、节流装置。

6、轻烃提取***；61、脱水装置；62、预冷装置；631、脱甲烷塔；632、脱乙烷塔；633、换热设备；634、分离器；64、第一换热装置；65、第二换热装置；66、干气压缩装置；67、节流装置。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明提供一种轻烃提取***，用于提取原料气中的轻烃(NGL)。原料气可为常规天然气、非常规天然气、炼化尾气、含烃类化工尾气等。通过提取上述天然气中的轻烃，而将轻烃进行利用，不仅可减少环境污染，还能获得良好的经济效益。

本发明还提供一种轻烃提取方法，包括以下步骤：

脱水：对原料气进行脱水；

预冷：对脱水后的原料气进行预冷；

轻烃分离：对预冷后的原料气进行轻烃分离，得到气相物质和轻烃；

其中，气相物质经过热量交换、加压后得到CNG，CNG进行热量交换降温、节流降温后为轻烃分离过程提供冷量。

以下通过各实施例对轻烃提取***详细说明。

第一实施例

参阅图1，本实施例的轻烃提取***1包括脱水装置11、预冷装置12、轻烃分离装置13、第一换热装置14、干气压缩装置16及节流装置17。

脱水装置11用于对原料气进行脱水，避免了水在管道中冷凝而造成管道塞流、避免了水分与原料气中其他成分形成固体化合物，造成堵塞阀门及设备等、避免了水与CO₂、H₂S共同作用造成腐蚀，保证了轻烃提取***1的正常运行。

具体地，脱水装置11具有进口端和出口端，进口端用于连接原料气源而接收原料气，出口端用于与预冷装置12连接而输送脱水后的原料气。

脱水装置11可以为甘醇吸收脱水装置11，固体干燥剂吸附脱水装置11、冷凝脱水装置11或国内外正在研发的膜分离脱水装置11，可根据实际情况而选择。

预冷装置12设置于脱水装置11的下游，用于进行冷却脱水后的原料气。经过预冷装置12冷却后得到预处理后的原料气。本实施例中，预冷装置12为预冷机组，能够使到达预冷装置12的物质的温度降低至-30℃左右。

轻烃分离装置13设置于预冷装置12的下游，用于对预处理后的原料气进行组分分离而得到轻烃。轻烃分离装置13依据各组分的不同性质分离出气相物质和液相物质。其中，气相物质主要包括甲烷和乙烷，液相物质即轻烃，主要包括丙烷。

具体地，轻烃分离装置13具有原料气进口端、回收进口端、气相出口端和液相出口端。原料气进口端与预冷装置12的出口端连接，气相出口端用于输出气相物质，液相出口端用于输出轻烃。

本实施例中，轻烃分离装置13为脱乙烷塔，根据预处理后的原料气中各组分不同的冷凝温度而使各组分分别呈气相和液相而分离。具体地，预处理后的原料气经过脱乙烷塔的分离作用，所有的甲烷、乙烷及剩余少量的丙烷呈气相，从气相出口端输出，大部分的丙烷、丁烷和戊烷呈液相，从液相输出端输出，即轻烃。将液相输出端输出的轻烃储存待用。

第一换热装置14具有能进行热交换的第一冷源通道和第一介质通道，即第一冷源通道内的冷源与第一介质通道内的介质进行热量交换，而使第一冷源通道内的冷源冷却第一介质通道内的介质。

第一冷源通道的进口端与轻烃分离装置13的气相出口端连接，而使轻烃分离装置13分离后的气相物质作为冷源。轻烃分离装置13分离后的气相物质温度较低，利用气相物质作为冷源，充分利用了冷量，节约能耗。

第一介质通道的进口端连接干气压缩装置16的出口端，出口端连接节流装置17的进口端。

干气压缩装置16设于第一换热装置14的下游，用于压缩进入干气压缩装置16内的介质而得到CNG。具体地，干气压缩装置16的进口端与第一冷源通道的出口端连接，即干气压缩装置16接收第一冷源通道的气相物质并进行压缩，干气压缩装置16的出口端与第一介质通道的进口端连接而向第一介质通道输送气相物质。

本实施例中，干气压缩装置16为CNG压缩机，经过CNG压缩机加压后主要输出CNG，其成分主要包括甲烷和乙烷。

干气压缩装置16输出的CNG输送至第一介质通道而与第一冷源通道的气相物质进行能量交换，此时，气相物质从轻烃分离装置13的气相出口端输出，因此气相物质的温度低于CNG的温度，即气相物质冷却CNG，充分利用了气相物质的冷量，节约能耗。且轻烃分离装置13输出的气相物质经与干气压缩装置16输出的CNG进行热量交换后再进入干气压缩装置16。

进一步地，本实施例中，在干气压缩装置16的出口端还连接有一CNG提取管路，用于向外输出CNG，且该CNG提取管路与第一介质子***并联设置。

其他实施例中，还可以在干气压缩装置16的上游设置一支管路。该支管路与干气压缩装置16并联设置。具体地，支管路的进口端与第一冷源通道的出口端连接，支管路的出口端用于与管网连接而供用户使用，而减少干气压缩装置16的能耗。或者，支管路的出口端可以直接与空气连接，而将气相物质直接排向空气中。

节流装置17设置于第一换热装置14的下游，用于对降温后的CNG进行节流降温。具体地，本实施例中，节流装置17为节流膨胀阀(J-T阀)，其进口端与第一介质通道的出口端连接，出口端与轻烃分离装置13的回收进口端连接。节流膨胀阀通过节流降温使CNG膨胀而产生低温。本实施例中，经过节流装置17冷却后，温度能够降至-80℃～-90℃，即液相物质经过冷却后进入轻烃分离装置13而为轻烃分离装置13提供冷量。且轻烃分离装置13内的冷量越多，轻烃分离装置13内的温度越低，轻烃的提取率越高。

本实施例中的轻烃提取***1通过第一换热装置14，充分利用了轻烃分离装置13分离后的气相物质的冷量进行降温冷却，节约能源，降低能耗。通多干气压缩装置16对气相物质加压后得到CNG，再对CNG进行冷却后送至节流装置17，经节流装置17的节流降压后送至轻烃分离装置13而为轻烃分离装置13提供冷量，节约能源。且轻烃分离装置13内的冷量越多，轻烃分离装置13内的温度越低，轻烃的提取率越高。

本实施例中的轻烃提取***1提取轻烃的方法如下：

脱水：采用脱水装置11对原料气进行脱水。

具体地，原料气进入轻烃提取***1后，首先经过脱水装置11进行脱水。

预冷：采用预冷装置12进行预冷。

轻烃分离：采用轻烃分离装置13进行轻烃分离，得到气相物质和轻烃。

其中，气相物质进入第一换热装置14的第一冷源通道，此时第一换热装置14的第一介质通道暂时还未有介质，因此，气相物质直接进入干气压缩装置16，干气压缩装置16对气相物质进行加压得到CNG。

CNG进入第一换热装置14的第一介质通道，第一冷源通道内的气相物质与CNG进行热量交换而冷却CNG。

冷却后的CNG经过节流装置17的节流降温作用而使温度降低至-80℃～-90℃，接着进入轻烃分离装置13，为轻烃分离装置13的分离提供冷量。

轻烃分离装置13分离后的气相物质继续进入第一换热装置14、干气压缩装置16、……，依次循环，充分利用冷量，节约能耗。

CNG的提取：将干气压缩装置16压缩后所得的CNG向外输出，完成CNG的提取。

本实施例的轻烃提取方法利用利用干气压缩装置16对轻烃分离装置13分离的气相物质压缩得到CNG，并利用气相物质的冷量冷却CNG，再经第节流装置17对热量交换后的CNG进行节流降温，并输送至轻烃分离装置13而为轻烃分离装置13提供冷量，充分利用冷量，节约能源，降低能耗。

第二实施例

参阅图2，本实施例的轻烃提取***2与第一实施例的区别在于：本实施例的轻烃提取***2还包括第二换热装置25。

第二换热装置25具有能进行热交换的第二冷源通道和第二介质通道，即第二冷源通道内的冷源与第二介质通道内的介质进行热量交换，而使第二冷源通道内的冷源冷却第二介质通道内的介质。

第二冷源通道的进口端连接第一冷源通道的出口端，第二冷源通道的出口端连接干气压缩装置26的进口端，而使得第一冷源通道的出口端连通干气压缩装置26的进口端。

第二介质通道的进口端连接脱水装置21的出口端，第二介质通道的出口端连接预冷装置22的进口端，而使得脱水装置21的出口端与预冷装置22的进口端连通。

即轻烃分离装置23分离后产生的气相物质作为第一换热装置24的冷源进行热量交换后，其温度依然低于脱水后原料气的温度，因此能够继续作为第二换热装置的冷源，对脱水后原料气进行冷却，不仅充分利用了气相物质的冷量，节约能耗，且对脱水后原料气进行了一定的冷却，使得进入预冷装置22的脱水后原料气已经经过一定程度的预冷，而降低了预冷装置22的能耗。

本实施例中轻烃提取***2的其他特征可参照第一实施例，不再详述。

本实施例中的轻烃提取***2提取轻烃的方法如下：

脱水：采用脱水装置21对原料气进行脱水。

具体地，原料气进入轻烃提取***2后，首先经过脱水装置21进行脱水。

预冷：采用第二换热装置25和预冷装置22进行预冷。

具体地，脱水装置21脱水后的原料气进入第二换热装置25的第二介质通道，此时第二冷源通道暂时还未有冷源，因此，脱水后原料气进入预冷装置22，经过预冷装置22进行预冷。

轻烃分离：采用轻烃分离装置23进行分离，得到气相物质和轻烃。

其中，气相物质进入第一换热装置24的第一冷源通道，此时第一换热装置24的第一介质通道暂时还未有介质，因此，气相物质进入第二换热装置25的第二冷源通道，而与第二介质通道内的脱水后原料气进行热量交换，使进入预冷装置22的脱水后原料气的温度有所降低，而降低了预冷装置22的能耗。

气相物质经过第二换热装置25后进入干气压缩装置26，干气压缩装置26对气相物质进行加压得到CNG。

CNG进入第一换热装置24的第一介质通道，第一冷源通道内的气相物质与CNG进行热量交换而冷却CNG。

冷却后的CNG经过节流装置27的节流降温作用而使温度降低至-80℃～-90℃，接着进入轻烃分离装置23，为轻烃分离装置23的分离提供冷量。

轻烃分离装置23分离后的气相物质继续进入第一换热装置24、第二换热装置25、干气压缩装置26、……，依次循环，充分利用冷量，节约能耗。

CNG的提取：将干气压缩装置26压缩后所得的CNG向外输出，即完成CNG的提取。

本实施例的轻烃提取方法利用利用干气压缩装置26对轻烃分离装置23分离的气相物质压缩得到CNG，并利用气相物质的冷量冷却CNG，再经节流装置27对热量交换后的CNG进行节流降温，并输送至轻烃分离装置23而为轻烃分离装置23提供冷量，充分利用冷量，节约能源，降低能耗。且经过第一换热装置24后的气相物质继续进入第二换热装置25，对脱水后原料气进行冷却，使进入预冷装置22中的脱水后原料气的温度有所降低，而降低了预冷装置22的能耗。

第三实施例

参阅图3，本实施例的轻烃提取***3与第二实施例的区别在于：轻烃分离装置33包括脱乙烷塔331和分离器332。

分离器332具有进口端、气相出口端和液相出口端。

分离器332的进口端连接节流装置37的出口端，以接收节流装置37节流降温后的液相物质，即接收冷量。

分离器332的液相出口端连接脱乙烷塔331的回收进口端，而向脱乙烷塔331输送分离器332分离后的液相物质，即为脱乙烷塔331提供冷量。

分离器332的气相出口端连接第一冷源通道的进口端，以向第一冷源通道提供分离器332分离后的气相物质。

分离器332对进入分离器332内的液体进行分离，而得到气相物质和液相物质。其中，气相物质主要是甲烷和少量乙烷，液相物质主要是乙烷。气相物质从气相出口端输出而进入第一冷源通道，而向第一冷源通道提供冷量。液相物质从液相出口端输出进入脱乙烷塔331。

本实施例相对于第二实施例，轻烃分离***增加了分离器332，进一步提高了分离效率。

本实施例中的轻烃提取***3提取轻烃的具体方法如下：

原料气进入轻烃提取***3后，首先经过脱水装置31进行脱水，然后经过第二换热装置35的第二介质通道，此时第二冷源通道暂时还未有冷源，因此，脱水后的原料气进入预冷装置32，经过预冷装置32进行预冷。

接着，进入轻烃分离装置33的脱乙烷塔331，脱乙烷塔331经过分离作用，产生气相物质和轻烃。气相物质进入第二换热装置35的第二冷源通道，而与第二介质通道内的介质进行热量交换，使进入预冷装置32的物质的温度有所降低，而降低了预冷装置32的能耗。

气相物质经过第二换热装置35后进入干气压缩装置36，干气压缩装置36对气相物质进行加压得到CNG。

CNG进入第一换热装置34的第一介质通道，第一冷源通道内的气相物质与CNG进行热量交换而冷却CNG。

冷却后的CNG经过节流装置37的节流降温作用而使温度降低至-80℃～-90℃，接着进入轻烃分离装置33的分离器332，为分离器332的分离提供冷量。

分离器332分离得到气相物质和液相物质，气相物质输送至第一换热装置的第一冷源通道，为第一冷源通道提供冷源。分离器332分离后的液相物质输送至脱乙烷塔331，为脱乙烷塔331的分离提供冷量。

脱乙烷分离后的气相物质继续进入第二换热装置35、干气压缩装置36、……，依次循环，充分利用冷量，节约能耗。

即经节流装置37冷却后的介质先经分离器332进一步分离后再进入脱乙烷塔331，提高了分离效果。

本实施例中轻烃提取***3的其他特征可参照第二实施例，不再详述。

第四实施例

参阅图4，本实施例的轻烃提取***4与第三实施例的区别在于：轻烃分离装置43包括脱乙烷塔431和分离器432。节流装置47为喷射器。

脱乙烷塔431具有原料气进口端、回收进口端、气相出口端和液相出口端。脱乙烷塔431的原料气进口端连接预冷装置42的出口端，脱乙烷塔431的液相出口端输出轻烃。

分离器432具有进口端、气相出口端和液相出口端。分离器432的气相出口端连接第一冷源通道的进口端而向第一冷源通道提供冷量。分离器432的液相出口端连接脱乙烷塔431的回收进口端而向脱乙烷塔431提供冷量。

进一步地，分离器432的液相出口端与脱乙烷塔431的回收进口端之间设有减压阀433。

节流装置47具有进口端、吸入端和出口端。节流装置47的进口端连接第一介质通道的出口端，节流装置47的吸入端连接脱乙烷塔431的气相出口端，节流装置47的出口端连接分离器432的进口端，而为分离器432提供冷量。相对于第三实施例，该实施例的节流装置47因具有吸入端而能够吸收脱乙烷塔431的气相物质，降低脱乙烷塔431内的压力，提高脱乙烷塔431的分离效果。

本实施中，轻烃提取***4提取轻烃的具体流程如下：

原料气进入轻烃提取***4后，首先经过脱水装置41进行脱水，然后经过第二换热装置45的第二介质通道，此时第二冷源通道暂时还未有冷源，因此，脱水后的原料气进入预冷装置42，经过预冷装置42进行预冷。

接着，进入轻烃分离装置43的脱乙烷塔431，脱乙烷塔431经过分离作用，产生气相物质和轻烃。气相物质进入节流装置47的吸入端，降低了脱乙烷塔431内的压力。

分离器432对进入分离器432内的物质进行分离而得到气相物质和液相物质，分离器432所分离的液相物质通过脱乙烷塔431的回收进口端进入脱乙烷塔431内，为脱乙烷塔431提供冷量。

分离器432分离的气相物质进入第一换热装置44的第一冷源通道，此时第一换热装置44的第一介质通道暂时还未有介质，因此，气相物质进入第二换热装置45的第二冷源通道，而与第二介质通道内的介质进行热量交换，使进入预冷装置42的物质的温度有所降低，而降低了预冷装置42的能耗。

气相物质经过第二换热装置45后进入干气压缩装置46，干气压缩装置46对气相物质进行加压得到CNG。

干气压缩装置46输出的CNG进入第一换热装置44的第一介质通道，第一冷源通道内的气相物质与CNG进行热量交换而冷却该CNG。

冷却后的CNG经过节流装置47的节流降温作用而使温度降低至-80℃～-90℃，接着进入轻烃分离装置43的分离器432，为轻轻分离***的分离提供冷量。

脱乙烷塔431分离后的气相物质继续进入节流装置47、分离器432、第一换热装置44、第二换热装置45、干气压缩装置46、……，依次循环，充分利用冷量，节约能耗。

本实施例中轻烃提取***的其他特征可参照第三实施例，不再详述。

第五实施例

参阅图5，本实施例的轻烃提取***5与第三实施例的区别在于：轻烃分离装置包括脱甲烷塔531、脱乙烷塔532、换热设备533和分离器534。

脱甲烷塔531具有原料气进口端、回收进口端、气相出口端和液相出口端。脱甲烷塔531的原料气进口端连接预冷装置52的出口端，脱甲烷塔531的气相出口端连接第一冷源通道的进口端。脱甲烷塔531的气相出口端输出的气相物质主要成分为甲烷，脱甲烷塔531的液相出口端输出的液相物质主要成份为乙烷和丙烷等。

脱乙烷塔532具有第一进口端、第二进口端、气相出口端和液相出口端。脱乙烷塔532的液相出口端向外输出轻烃。

分离器534具有进口端、气相出口端和液相出口端。分离器534的气相出口端连接第二冷源通道的进口端，而为第二冷源通道提供冷量。分离器534的液相出口端连接脱乙烷塔532的第一进口端而为脱乙烷塔532提供冷量。

换热设备533具有能进行热量交换的第三冷源通道和第三介质通道。第三冷源通道的进口端连接脱甲烷塔531的液相出口端，第三冷源通道的出口端连接脱乙烷塔532的第一进口端。第三介质通道的进口端连接脱乙烷塔532的气相出口端，第三介质通道的出口端连接脱分离器534的进口端。即脱甲烷塔531的液相出口端输出的液相物质冷却脱乙烷塔532的气相出口端的气相物质，充分利用冷量，节约能耗。

本实施例中的轻烃提取***5提取轻烃的具体流程如下：

原料气进入轻烃提取***5后，首先经过脱水装置51进行脱水，然后经过第二换热装置55的第二介质通道，此时第二冷源通道暂时还未有冷源，因此，脱水后的原料气进入预冷装置52，经过预冷装置52进行预冷。

接着，进入轻烃分离装置的脱甲烷塔531，脱甲烷塔531经过分离作用，产生气相物质和液相物质。脱甲烷塔531分离的气相物质进入第一换热装置54的第一冷源通道，此时第一换热装置54的第一介质通道暂时还未有介质，因此，气相物质进入第二换热装置55的第二冷源通道，而与第二介质通道内的介质进行热量交换，使进入预冷装置52的物质的温度有所降低，而降低了预冷装置52的能耗。

脱甲烷塔531的液相物质进入换热设备533的第三冷源通道，此时第三换热装置的第三介质通道暂时还未有介质，因此，脱甲烷塔531的液相物质直接进入脱乙烷塔532。

脱乙烷塔532进行分离而得到气相物质和轻烃，脱乙烷塔532的气相物质进入第三换热装置的第三介质通道，与脱甲烷塔531输出的液相物质进行热量交换，然后进入分离器534。

分离器534进行分离而得到气相物质和液相物质，分离器534输出的气相物质进入第二换热装置55的第二冷源通道而提供冷量。分离器534输出的液相物质进入脱乙烷塔532。

脱甲烷塔531输出的气相物质经过第一换热装置54、第二换热装置55后进入干气压缩装置56，干气压缩装置56对该气相物质进行加压得到CNG。

干气压缩装置56输出的CNG进入第一换热装置54的第一介质通道，第一冷源通道内的气相物质与该CNG进行热量交换而冷却CNG。再经过节流装置57的节流降温作用而进一步冷却CNG，使之降低至-80℃～-90℃，接着进入轻烃分离装置的脱甲烷塔531，为轻烃分离装置的分离提供冷量

脱甲烷塔531分离后的气相物质继续进入第一换热装置54、第二换热装置55、干气压缩装置56、……，依次循环，充分利用冷量，节约能耗。

本实施例中轻烃提取***5的其他特征可参照第三实施例，不再详述。

第六实施例

参阅图6，本实施例的轻烃提取***6包括脱水装置61、预冷装置62、轻烃分离装置、第一换热装置64、第二换热装置65、干气压缩装置66和节流装置67。

与第五实施例的区别是：节流装置67为喷射器。

本实施例中的节流装置67具有进口端、吸入端和出口端。节流装置67的进口端与第一介质通道的出口端连接，节流装置67的出口端连接脱甲烷塔631的回收进口端。

轻烃分离装置包括脱甲烷塔631、脱乙烷塔632、换热设备633和分离器634。轻烃分离装置与第四实施例的区别在于，分离器634的气相出口端连接节流装置67的吸入端。

本实施例中轻烃提取***6提取轻烃的具体方法与第四实施例相同，区别在于：

分离器634的气相出口端与节流装置67的吸入端连接，而使分离器634输出的气相物质进入节流装置67，再进入脱甲烷塔631。

本实施例中轻烃提取***6的其他特征可参照第五实施例，不再详述。

上述各实施例中的轻烃提取***，对于输入同样量的原料气，轻烃提取时的能耗由高到低依次是第一实施例＞第二实施例＞第三实施例＞第四实施例＞第五实施例＞第六实施例。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的轻烃提取***包括脱水装置、预冷装置、轻烃分离装置、干气压缩装置、第一换热装置和节流装置。轻烃分离装置的液相出口端输出轻烃，轻烃分离装置的气相出口端输出气相物质。气相物质经干气压缩装置压缩后得到CNG，且气相物质进入第一冷源通道内作为冷源，冷却CNG，利用了气相物质的冷量，节约能源，降低能耗。冷却后的CNG经节流装置的节流降温作用后进入轻烃分离装置，为轻烃分离装置提供冷量，节约能源，降低能耗。且轻烃分离装置内的冷量越多，轻烃分离装置内的温度越低，烃的提取率越高。

本发明的轻烃提取方法流程简单，能耗较低，轻烃的提取率较高。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种轻烃提取***，其特征在于，包括脱水装置、预冷装置、轻烃分离装置和干气压缩装置、第一换热装置和节流装置；

所述轻烃分离装置具有原料气进口端、回收进口端、气相出口端和液相出口端；

所述第一换热装置具有能进行热交换的第一冷源通道和第一介质通道；

所述脱水装置的进口端用于连接原料气源，所述脱水装置的出口端与所述预冷装置的进口端连通；

所述轻烃分离装置的原料气进口端连接所述预冷装置的出口端，所述液相出口端向外输出轻烃，所述气相出口端输出气相物质；

所述第一冷源通道的进口端连接所述气相出口端，以接收所述气相物质；所述第一冷源通道的出口端连通所述干气压缩装置的进口端，所述干气压缩装置的出口端连接所述第一介质通道的进口端，所述干气压缩装置对所述气相物质加压后形成CNG并输送至所述第一介质通道；

所述节流装置的进口端连接所述第一介质通道的出口端，所述节流装置的出口端连接所述轻烃分离装置的回收进口端，以使所述CNG节流降温后向所述轻烃分离装置提供冷量。

2.根据权利要求1所述的轻烃提取***，其特征在于，还包括第二换热装置；所述第二换热装置具有能进行热交换的第二冷源通道和第二介质通道；

所述第二冷源通道的进口端连接所述第一冷源通道的出口端，所述第二冷源通道的出口端连接所述干气压缩装置的进口端，而使得所述第一冷源通道的出口端连通所述干气压缩装置的进口端；

所述第二介质通道的进口端连接所述脱水装置的出口端，所述第二介质通道的出口端连接所述预冷装置的进口端，而使得所述脱水装置的出口端与所述预冷装置的进口端连通。

3.根据权利要求1所述的轻烃提取***，其特征在于，所述轻烃分离装置包括脱乙烷塔，所述节流装置为节流膨胀阀。

4.根据权利要求3所述的轻烃提取***，其特征在于，所述轻烃分离装置还包括设置于所述脱乙烷塔与所述节流装置之间的分离器；

所述分离器具有进口端、气相出口端和液相出口端，所述分离器的进口端连接所述节流装置的出口端，以接收节流降温后的液相物质；所述分离器的液相出口端连接所述脱乙烷塔的回收进口端，以将所述分离器分离后的液相物质送至所述脱乙烷塔而为所述脱乙烷塔提供冷量。

5.根据权利要求1所述的轻烃提取***，其特征在于，所述轻烃分离装置包括脱甲烷塔、脱乙烷塔和换热设备，所述节流装置为节流膨胀阀；所述轻烃分离装置的所述原料气进口端、气相出口端和所述回收进口端设置于所述脱甲烷塔上，所述轻烃分离装置的所述液相出口端设置于所述脱乙烷塔上；

所述脱甲烷塔还具有液相出口端；

所述脱乙烷塔还具有第一进口端和气相出口端；

所述换热设备具有能进行热交换的第三冷源通道和第三介质通道；

所述第三冷源通道的进口端连接所述脱甲烷塔的液相出口端，以接收所述脱甲烷塔分离后的液相物质；所述第三冷源通道的出口端连接所述脱乙烷塔的第一进口端；

所述第三介质通道的进口端连接所述脱乙烷塔的气相出口端，以接收所述脱乙烷塔分离后的气相物质；所述第三介质通道的出口端连接所述第二冷源通道的进口端。

6.根据权利要求5所述的轻烃提取***，其特征在于，所述轻烃分离装置还包括连接在所述第三换热器与所述脱乙烷塔之间的分离器，所述托乙烷塔还具有第二进口端；

所述分离器具有进口端、气相出口端和液相出口端，所述分离器的进口端连接所述第三介质通道的出口端，所述分离器的液相出口端连接所述脱乙烷塔的第二进口端，所述分离器的气相出口端连接所述第二冷源通道的进口端。

7.根据权利要求1所述的轻烃提取***，其特征在于，所述轻烃分离装置包括脱乙烷塔和分离器，所述节流装置为喷射器；所述轻烃分离装置的所述原料气进口端、所述回收进口端、所述气相出口端和所述液相出口端设置于所述脱乙烷塔上；所述分离器具有气相出口端、液相出口端和进口端；所述节流装置具有进口端、吸入端和出口端；

所述脱乙烷塔的所述气相出口端连接所述节流装置的吸入端，向所述节流装置输送气相物质而降压；

所述分离器的进口端连接所述节流装置的出口端，以接收所述节流装置节流降温后的液相物质；

所述分离器的气相出口端连接所述第一冷源通道的进口端，以向所述第一冷源通道提供所述分离器分离后的气相物质；

所述分离器的液相出口端连接所述脱乙烷塔的回收进口端，以向所述脱乙烷塔提供所述分离器分离后的液相物质。

8.根据权利要求1所述的轻烃提取***，其特征在于，所述轻烃分离装置包括脱甲烷塔、脱乙烷塔、分离器和换热设备；所述轻烃分离装置的所述原料气进口端、所述气相出口端和所述回收进口端设置于所述脱甲烷塔上，所述轻烃分离装置的所述液相出口端设置于所述脱乙烷塔上；

所述脱甲烷塔具有液相出口端；

所述脱乙烷塔具有第一进口端、第二进口端和气相出口端；

所述分离器具有进口端、气相出口端和液相出口端；

所述换热设备具有能进行热交换的第三冷源通道和第三介质通道；

所述第三冷源通道的进口端连接所述脱甲烷塔的液相出口端，，以接收所述脱甲烷塔分离后的液相物质；所述第三冷源通道的出口端连接所述脱乙烷塔的第一进口端；

所述第三介质通道的进口端连接所述脱乙烷塔的气相出口端，，以接收所述脱乙烷塔分离后的气相物质；所述第三介质通道的出口端连接所述分离器的进口端；

所述节流装置为喷射器，其具有吸入端、进口端和出口端，所述节流装置的进口端连接所述第一介质通道的出口端，所述节流装置的吸入端连接所述分离器的气相出口端，所述节流装置的出口端连接所述脱甲烷塔的回收进口端。

9.根据权利要求1所述的轻烃提取***，其特征在于，所述干气压缩装置的出口端还连接有CNG提取管路，以向外输出CNG；所述CNG提取管路与所述第一换热装置的第一介质通道并联设置。

10.一种轻烃提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

脱水：对原料气进行脱水；

预冷：对脱水后的原料气进行预冷；

轻烃分离：对预冷后的原料气进行轻烃分离，得到气相物质和轻烃；

其中，所述气相物质经过热量交换、加压后得到CNG，所述CNG进行热量交换降温、节流降温后为轻烃分离过程提供冷量。

11.根据权利要求10的轻烃提取方法，其特征在于，

所述预冷步骤中，所述气相物质与脱水后的原料气进行热量交换而为脱水后的原料气预冷提供部分冷量。

12.根据权利要求10所述的轻轻提取方法，其特征在于，还包括CNG的提取：将所述气相物质经过热量交换及加压后得到CNG，并向外输出，完成CNG的提取。

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