CN205825585U - 从富甲烷气体中脱除轻烃的工艺设备 - Google Patents

Abstract

从富甲烷气体中脱除轻烃的工艺设备,经过三次逐级换热制冷和复热，并经过二级气液分离，充分利用工艺内的热量和冷量完成脱轻烃工艺。通过对天然气液态烃、干气的回热优化换热流程，降低制冷能耗，仅使用氟利昂或液氨等冷剂提供部分冷源，即高效节能的使富甲烷原料气最终在‑30～‑50℃的低温下脱除轻烃；提高了轻烃回收率，优化脱轻烃制冷流程，节能减排降耗效益显著，同时保持了***简洁，占地少的优点。

Description

从富甲烷气体中脱除轻烃的工艺设备

技术领域

本实用新型涉及天然气生产领域，尤其是从富甲烷气体中脱除轻烃的工艺设备。

背景技术

甲烷是结构最简单的碳氢化合物。广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑井气之中，是优质气体燃料，也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。从分子的层面上来说，甲烷是一种比二氧化碳更加活跃的温室气体，但它在大气中数量较少。油田伴生气、井口气等富甲烷气体，除含有甲烷外，通常还有较多的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷以及碳含量更高的烃类。为了使压缩天然气符合国家车用的质量标准，必须将其中的烃类尽可能脱除，否自会造成烃露点过高，使用过程中会出现液态烃堵塞等不利情况。

轻烃回收工艺是将丙烷以上的烃类进行充分的回收，回收的混合轻烃即混烃，重要的化工原料，直接作为商品外卖，可以进一步分离得到乙烷、液化石油气以及C5以上重烃等等；同时，经过脱除轻烃后的天然气中甲烷含量更高，也才较有可能符合国家车用压缩天然气的质量标准。但是，现有技术中尚未公开较为有效的轻烃脱除设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供从富甲烷气体中脱除轻烃的工艺设备，以完成通过低温浅冷工艺从富甲烷气体中脱除混合轻烃的工艺，其冷量通过多次回热、膨胀机制冷、外部氟利昂或液氨制冷的优化组合，达到了节能、高效的目的。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括一级换热器、二级换热器、一级气液分离罐、三级换热器、二级气液分离罐、膨胀机、气体混合装置、减压阀、混烃储罐、原料气管和常温脱轻烃后干气引出管；原料气管引入一级换热器的板翅中，然后由一级换热器引出至二级换热器的板翅中，再连接进入一级气液分离罐，一级气液分离罐顶部连接进入三级换热器的板翅中，一级气液分离罐底部连接进入二级换热器，一级气液分离罐顶部气体部分进入三级换热器再连接进入二级气液分离罐，二级气液分离罐顶部气体连接进入膨胀机后连接进入三级换热器，三级换热器冷流体再分别连接经过一级换热器冷流体回热后与来自二 级气液分离罐底部的液相部分同时连接气体混合装置,三级换热器气相部分连接常温脱轻烃后干气引出管引出，气体混合装置再依次连接减压阀和混烃储罐。

尤其是，混烃储罐顶部连接到乙烷或液化石油气出管，底部连接到重烃出管。

本实用新型的优点和效果：通过对天然气液态烃、干气的回热优化换热流程，降低制冷能耗，仅使用氟利昂或液氨等冷剂提供部分冷源，即高效节能的使富甲烷原料气最终达到了-30～-50℃的低温；并且通过富甲烷气体促使膨胀机自身膨胀，达到更低温度，提高了轻烃回收率，优化脱轻烃制冷流程，节能减排降耗效益显著，同时保持***简洁，占地少。

附图说明

图1为本实用新型实施例1结构示意图。

附图标记包括：

一级换热器1、二级换热器2、一级气液分离罐3、三级换热器4、二级气液分离罐5、膨胀机6、气体混合装置7、减压阀8、混烃储罐9、原料气管10、常温脱轻烃后干气引出管11、低温氟利昂或液氨引进管12、氟利昂气或氨气引出管13、乙烷或液化石油气出管14、重烃出管15、压缩机16。

具体实施方式

本实用新型原理在于，经过三次逐级换热制冷和复热，并经过二级气液分离，充分利用工艺内的热量和冷量完成脱轻烃工艺。

本实用新型包括：一级换热器1、二级换热器2、一级气液分离罐3、三级换热器4、二级气液分离罐5、膨胀机6、气体混合装置7、减压阀8、混烃储罐9、原料气管10和常温脱轻烃后干气引出管11。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如附图1所示，原料气管10引入一级换热器1的板翅中，然后由一级换热器1引出至二级换热器2的板翅中，再连接进入一级气液分离罐3，一级气液分离罐3顶部连接进入三级换热器4的板翅中，一级气液分离罐3底部连接进入二级换热器2，一级气液分离罐3顶部气体部分进入三级换热器4再连接进入二级气液分离罐5，二级气液分离罐5顶部气体连接进入膨胀机6后连接进入三级换热器4，三级换热器4冷流体再分别连接经过一级换热器1冷流体回热后与来自二级 气液分离罐5底部的液相部分同时连接气体混合装置7,三级换热器4气相部分连接常温脱轻烃后干气引出管11引出，气体混合装置7再依次连接减压阀8和混烃储罐9。

前述中，二级换热器2冷流体腔旁路连接低温氟利昂或液氨引进管12和氟利昂气或氨气引出管13。进一步的，膨胀机6与压缩机16连接并联合工作，低温氟利昂或液氨引进管12和氟利昂气或氨气引出管13旁路连接到压缩机16。

前述中，混烃储罐9顶部连接到乙烷或液化石油气出管14，底部连接到重烃出管15。

本实用新型中，富甲烷气体常温下以压力1～5MPa从原料气管10首先进入一级换热器1冷箱经过降温至-10～-20℃预冷至-15℃左右后，一级换热器1由返流的液态烃和低温干气提供冷量，预冷后的原料气随后进入二级换热器2冷箱降温继续冷却至-20～-40℃至-35℃左右，然后再进入一级气液分离罐3中分离液相烃类，该部分液相烃类即液态混烃作为冷源，返回至一级换热器、二级换热器为其提供部分冷量，液态混烃先后经过二级换热器2和一级换热器1吸热换热后为常温轻烃汇入气体混合装置7，二级换热器2由低温氟利昂或液氨提供部分冷量，低温氟利昂或液氨从低温氟利昂或液氨引进管12进入二级换热器2吸热换热后由氟利昂气或氨气引出管13输出。

一级气液分离罐3中分离出的低温气体进入三级换热器4冷箱进一步降温冷却至-40～-80℃左右，再次经过二级气液分离罐5分离后，气相部分进入膨胀机6膨胀减压制冷并得到低温干气，随后低温干气作为冷源依次经三级换热器4冷箱和一级换热器1冷箱回热至常温，由常温脱轻烃后干气引出管11引出脱轻烃产品。

从二级气液分离罐5分离出的低温液态烃作为冷源依次从三级换热器4冷箱和一级换热器1冷箱回热至常温后汇入气体混合装置7，经过气体混合装置7的常温液态烃再经过减压阀8减压至指定压力，然后进入混烃储罐9中保存，经混烃储罐9进一步分离得到乙烷、液化石油气以及C5以上重烃分别从乙烷或液化石油气出管14和重烃出管15输出，与膨胀机6联合工作的压缩机16在膨胀机6膨胀制冷同时维持氟利昂气或氨气引出管13到低温氟利昂或液氨引进管12的循环工作。

本实用新型中，原料气经过第一第二第三三个冷却器冷却，仅从第二换热器引入-20℃左右的冷量，就达到了第三换热器-50℃的温度，使脱轻体效果更好。

Claims (3)

1.从富甲烷气体中脱除轻烃的工艺设备,包括一级换热器(1)、二级换热器(2)、一级气液分离罐(3)、三级换热器(4)、二级气液分离罐(5)、膨胀机(6)、气体混合装置(7)、减压阀(8)、混烃储罐(9)、原料气管(10)和常温脱轻烃后干气引出管(11)；其特征在于，原料气管(10)引入一级换热器(1)的板翅中，然后由一级换热器(1)引出至二级换热器(2)的板翅中，再连接进入一级气液分离罐(3)，一级气液分离罐(3)顶部连接进入三级换热器(4)的板翅中，一级气液分离罐(3)底部连接进入二级换热器(2)，一级气液分离罐(3)顶部气体部分进入三级换热器(4)再连接进入二级气液分离罐(5)，二级气液分离罐(5)顶部气体连接进入膨胀机(6)后连接进入三级换热器(4)，三级换热器(4)冷流体再分别连接经过一级换热器(1)冷流体回热后与来自二级气液分离罐(5)底部的液相部分同时连接气体混合装置(7),三级换热器(4)气相部分连接常温脱轻烃后干气引出管(11)引出，气体混合装置(7)再依次连接减压阀(8)和混烃储罐(9)。

2.如权利要求1所述的从富甲烷气体中脱除轻烃的工艺设备，其特征在于，二级换热器(2)其中一个流道连接低温氟利昂或液氨引进管(12)和氟利昂气或氨气引出管(13)。

3.如权利要求1所述的从富甲烷气体中脱除轻烃的工艺设备，其特征在于，混烃储罐(9)顶部连接到乙烷或液化石油气排出管线(14)，底部连接到重烃排出管线(15)。