一種淺冷輕烴回收工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種淺冷輕烴回收工藝方法，原料氣經(jīng)過(guò)分離后，進(jìn)壓縮機(jī)壓縮，冷卻后分離進(jìn)壓縮機(jī)增壓，增壓后在分離出氣體和液烴；氣體進(jìn)四股流板翅式換熱器第一管程；經(jīng)過(guò)冷卻后，經(jīng)低溫分離器進(jìn)四股板翅式流換熱器第二管程，換熱后干氣外輸；液烴經(jīng)分配器分成二股，一股液烴進(jìn)四股流板翅式換熱器第三管程，循環(huán)回分離器；第二股液烴經(jīng)進(jìn)四股流板翅式換熱器第四管程；換熱后進(jìn)脫乙烷塔；分離器通過(guò)液烴泵脫乙烷塔；脫乙烷塔塔頂氣體進(jìn)分離器；脫乙烷塔塔底混烴進(jìn)液化氣塔；液化氣塔塔頂外輸液化氣；液化氣塔塔底外輸輕油；該方法比常規(guī)的淺冷冷凝+冷油吸收法節(jié)省能耗63.3％。
【專利說(shuō)明】一種淺冷輕烴回收工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輕烴回收方法，特別是一種伴生氣的淺冷回收制冷工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般情況下，淺冷輕烴回收工藝是采用冷凝法，或者冷凝+冷油吸收法。其具體工藝流程為:從聯(lián)合站三相分離器分出的伴生氣或者從接轉(zhuǎn)站氣液分離器出來(lái)的伴生氣(溫度25°C，壓力0.3MPa)，經(jīng)過(guò)油氣分離器分離出部分凝液后，進(jìn)入一級(jí)壓縮機(jī)經(jīng)行壓縮，壓縮完成后進(jìn)行分離冷卻(溫度40°C，壓力0.98MPa)，然后進(jìn)入二級(jí)壓縮機(jī)經(jīng)行壓縮冷卻(溫度40°C，壓力2.2MPa)，壓縮完成后進(jìn)入丙烷制冷系統(tǒng)，制冷后(溫度5°C，壓力2.17MPa)進(jìn)入脫乙烷塔。
[0003]通常脫乙烷塔的壓力控制在1.7MPa-1.72MPa之間。設(shè)定塔頂乙烷的百分比為6%。從塔底出來(lái)的混烴(溫度79.3°C，壓力1.72MPa)先經(jīng)過(guò)液烴換熱器換熱再(溫度83°C，壓力1.71MPa)進(jìn)入液化氣塔，塔頂?shù)呢殮廨斨帘閾Q熱器進(jìn)行冷卻。
[0004]液化氣塔的壓力控制在1.3-1.32MPa之間。設(shè)定塔底的溫度為150°C，設(shè)定塔頂參數(shù)(iC5，nC5)的限定含量為3%。經(jīng)過(guò)精餾閃蒸后，塔頂?shù)囊夯瘹?40°C，1.28MPa)外輸至罐區(qū)。塔底的輕油(150°C，1.32MPa)先經(jīng)過(guò)液烴換熱器冷卻，再經(jīng)空冷器冷卻(溫度40°C，壓力1.29MPa)后產(chǎn)品分成兩部分:一部分作為產(chǎn)品外輸至罐區(qū)；另一部分經(jīng)過(guò)丙烷換熱器冷卻后變?yōu)槔鋬鲇?_25°C，1.28MPa)，進(jìn)入吸收塔頂部。脫乙烷塔頂出來(lái)的貧氣經(jīng)過(guò)丙烷蒸發(fā)器冷卻后(_25°C，1.69MPa)進(jìn)入吸收塔的底部。
[0005]吸收塔壓力控制在1.2MPa-l.25MPa，溫度控制在-25°C。冷油在吸收塔里經(jīng)過(guò)完全的傳質(zhì)傳熱，充分吸收塔頂氣體。吸收后貧氣里的C3含量由原來(lái)的7.5%，變成0.46%。吸收塔頂?shù)母蓺饨?jīng)過(guò)節(jié)流與原料氣換熱后(溫度34.28°C，壓力0.39MPa)外輸。吸收了多數(shù)丙烷的冷油(溫度-13.54°C，壓力1.28MPa)經(jīng)過(guò)冷油泵增壓到1.9MPa，輸送至脫乙烷塔頂。
[0006]在淺冷輕烴回收工藝中，最主要的流程是對(duì)原料氣進(jìn)行丙烷或者氨冷卻。具體流程為:丙烷氣體進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮后，經(jīng)過(guò)冷卻器吸取壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，丙烷液化到該壓力下的露點(diǎn)，液化丙烷進(jìn)入熱虹吸丙烷儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐內(nèi)液體丙烷進(jìn)入經(jīng)濟(jì)器，以提高丙烷氣化吸熱的效率。經(jīng)濟(jì)器出來(lái)的丙烷經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，節(jié)流降溫后進(jìn)入丙烷儲(chǔ)罐。液體丙烷進(jìn)入原料氣換熱器，帶走原料氣的熱量，從而達(dá)到降溫的目的。經(jīng)過(guò)換熱氣化后的丙烷蒸氣通過(guò)丙烷液儲(chǔ)罐進(jìn)入壓縮機(jī)，并開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。
[0007]可以看出:丙烷制冷的工作原理包含丙烷壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器四個(gè)熱力設(shè)備。包含壓縮、冷凝、節(jié)流和吸熱蒸發(fā)四個(gè)主要熱力過(guò)程。采用該流程不但使得丙烷制冷循環(huán)需要設(shè)備多，投資大，能耗高；而且占用廠區(qū)內(nèi)一定的空間。因此，從節(jié)能降耗方面來(lái)講，采取新型輕烴淺冷回收工藝可使伴生氣獲得低溫，并且獲得最低的能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種淺冷輕烴回收工藝方法，采用四股流板翅式換熱器和節(jié)流閥，通過(guò)裝置中自產(chǎn)液烴不斷冷卻和節(jié)流，從而獲得低溫，將伴生氣冷卻至_25°C的低溫，該工藝方法不僅節(jié)省了工廠的投資，而且節(jié)省了能源；經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。
[0009]本發(fā)明所述的一種淺冷輕烴回收工藝方法，
[0010]原料氣，溫度25°C，壓力0.3MPa，經(jīng)過(guò)第一分離器分離后，原料氣進(jìn)入第一壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，壓縮后原料氣進(jìn)入第一冷卻器，原料氣經(jīng)冷卻至溫度40°C，壓力0.98MPa后，通過(guò)第一混合器進(jìn)入第二分離器分離，分離后原料氣進(jìn)入第二壓縮機(jī)進(jìn)行增壓，增壓后原料氣進(jìn)入第二冷卻器冷卻至溫度40°C，壓力2.09MPa后進(jìn)入第三分離器，分離出氣體和液烴；溫度40°C，壓力2.09MPa的氣體進(jìn)入四股流板翅式換熱器第一管程；經(jīng)過(guò)冷卻后，氣體溫度_22°C，壓力2.07MPa，進(jìn)入低溫分離器；低溫分離器出口氣相經(jīng)過(guò)第一節(jié)流閥節(jié)流后，溫度-39.69°C，壓力0.4MPa，進(jìn)入四股板翅式流換熱器第二管程提供冷量，換熱后干氣外輸；出口干氣溫度25°C，壓力0.38MPa，外輸至下游，外輸干氣中的甲烷和乙烷含量為88.5% ;
[0011]從低溫分離器出來(lái)的液烴，經(jīng)過(guò)分配器分成二股，一股通過(guò)第二節(jié)流閥，溫度-32.34°C，壓力1.0MPa的液烴進(jìn)入四股流板翅式換熱器第三管程給原料氣提供冷量，換熱后，溫度35°C，壓力0.98MPa的液烴進(jìn)入第一混合器；第二股液烴經(jīng)第三節(jié)流閥節(jié)流后，溫度-24.72°C，壓力1.7MPa進(jìn)入到四股流板翅式換熱器第四管程，給原料氣提供冷量；換熱后液烴溫度35.88°C，壓力1.68MPa，進(jìn)入第三混合器；第一分離器、第二分離器通過(guò)第一液烴泵、第二液烴泵進(jìn)入第三混合器，第三分離器液烴進(jìn)入第三混合器；第三混合器的混合液烴進(jìn)入脫乙烷塔，脫乙烷塔塔頂氣體通過(guò)第四節(jié)流閥進(jìn)入第一混合器；脫乙烷塔塔底混烴進(jìn)入液化氣塔；液化氣塔塔頂氣經(jīng)第三冷卻器外輸液化氣；液化氣塔塔底輕油經(jīng)第四冷卻器外輸輕油。
[0012]與壓縮機(jī)二級(jí)出口分離器分離的液烴(溫度40°C，壓力2.09MPa)混合后進(jìn)入脫乙烷塔。
[0013]該工藝通過(guò)自產(chǎn)液烴節(jié)流制冷對(duì)原料氣進(jìn)行反復(fù)冷卻，最終制冷溫度最低可達(dá)到_25°C。該工藝方法沒(méi)有用傳統(tǒng)的丙烷制冷或氨制冷方法，不僅節(jié)省占地面積，設(shè)備投資，更重要的是很大程度節(jié)省了能耗，通過(guò)能耗對(duì)比分析，節(jié)約的能耗比常規(guī)的淺冷冷凝+冷油吸收法省調(diào)了 63.3%的能耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0014]圖1淺冷輕烴回收工藝流程圖
[0015]其中，1、原料氣；2、第一分離器；3、第一壓縮機(jī)；4、第一冷卻器；5、第一混合器；6、第二分離器；7、第二壓縮機(jī)；8、第二冷卻器；9、第三分離器；10、四股流板翅式換熱器；11、低溫分離器；12、第一節(jié)流閥；13、第二節(jié)流閥；14、第三節(jié)流閥；15、分配器；16、第三混合器；17、第四節(jié)流閥；18、脫乙烷塔；19、混烴；20、液化氣塔；21第三冷卻器；22、第四冷卻器；23、外輸輕油；24、外輸液化氣；25、第一液烴泵；26、第二液烴泵；27、外輸干氣
【具體實(shí)施方式】
[0016]表I是長(zhǎng)慶油田姬一聯(lián)合站伴生氣組分表
[0017]表I伴生氣組分表
[0018]組成 Cl Cl C3 1-C4 n-C4 1-C5 n-C5 組分 0.4074 0.1333 0.2409 0.0314 0.0846 0.0207 0.0182
(%)________
組成 C6 C7 C8 TN7 CQ2 H2Q 合計(jì) 組分 0.0434 0.0029 0.0019 0.0132 0.002 0.000 1.0000
(%)________
[0019](表中數(shù)據(jù)為長(zhǎng)慶油田姬一聯(lián)組分表，溫度25°C，壓力0.3MPa，流量55.69Kmol/h)
[0020]如圖1所不,原料氣1(溫度25°C,壓力0.3MPa)經(jīng)過(guò)第一分離器2分離后，原料氣進(jìn)入第一壓縮機(jī)3進(jìn)行壓縮，壓縮后原料氣進(jìn)入第一冷卻器4，原料氣經(jīng)冷卻至溫度40°C，壓力0.98MPa后，通過(guò)第一混合器5進(jìn)入第二分離器6分離，分離后原料氣進(jìn)入第二壓縮機(jī)7進(jìn)行增壓，增壓后原料氣進(jìn)入第二冷卻器8冷卻至溫度40°C，壓力2.09MPa后，進(jìn)入第三分離器9，分離出氣體和液烴；溫度40°C，壓力2.09MPa的氣體進(jìn)入四股流板翅式換熱器10第一管程；經(jīng)過(guò)冷卻后，氣體溫度_22°C，壓力2.07MPa，進(jìn)入低溫分離器11 ;低溫分離器11出口氣相經(jīng)過(guò)第一節(jié)流閥12節(jié)流后，溫度-39.69°C，壓力0.4MPa，進(jìn)入四股板翅式流換熱器第二管程提供冷量，換熱后干氣27外輸；出口干氣溫度25°C,壓力0.38MPa,外輸至下游，外輸干氣中的甲燒和乙燒含量為88.5% ；
[0021]從低溫分離器11出來(lái)的液烴，經(jīng)過(guò)分配器15分成二股，一股通過(guò)第二節(jié)流閥13，溫度-32.34°C，壓力1.0MPa的液烴進(jìn)入過(guò)四股流板翅式換熱器10第三管程給原料氣提供冷量，換熱后，溫度35°C，壓力0.98MPa的液烴進(jìn)入第一混合器5 ;第二股液烴經(jīng)第三節(jié)流閥節(jié)流后，溫度-24.72°C，壓力1.7MPa進(jìn)入到四股流板翅式換熱器第四管程，給原料氣提供冷量；換熱后液烴溫度35.88°C，壓力1.68MPa，進(jìn)入第三混合器16 ;第一分離器2、第二分離器6通過(guò)第一液烴泵、第二液烴泵進(jìn)入第三混合器16，第三分離器9液烴進(jìn)入第三混合器16 ;第三混合器16的混合液烴進(jìn)入脫`乙烷塔18，脫乙烷塔塔氣體通過(guò)第四節(jié)流閥17進(jìn)入第一混合器5 ;脫乙烷塔塔底混烴19進(jìn)入液化氣塔20 ;液化氣塔塔頂氣經(jīng)第三冷卻器21外輸液化氣24 ;液化氣塔塔底輕油經(jīng)第四冷卻器22外輸輕油。
[0022]與壓縮機(jī)二級(jí)出口分離器分離的液烴(溫度40°C，壓力2.09MPa)混合后進(jìn)入脫乙烷塔。
[0023]所述的脫乙烷塔塔頂壓力設(shè)置在1.35MPa，塔底壓力設(shè)置在1.4MPa。設(shè)置塔底加熱溫度在60°C.經(jīng)過(guò)塔內(nèi)蒸餾后，塔底液化氣溫度為37.8°C時(shí)的飽和蒸汽壓為0.94MPa。
[0024]所述的塔底液化氣含量(C3，iC4, nC4)為79.7%，達(dá)到了液化氣外輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。
[0025]所述的塔頂貧氣(溫度33.09°C，壓力1.35MPa)由于富含大量丙烷，約為45%，打循環(huán)回到二級(jí)壓縮機(jī)入口再進(jìn)行壓縮、冷凝。
[0026]表2傳統(tǒng)淺冷輕烴回收與新型淺冷回收工藝能耗對(duì)比表
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種淺冷輕烴回收工藝方法，其特征在于: 原料氣，溫度25°C，壓力0.3MPa，經(jīng)過(guò)第一分離器分離后，原料氣進(jìn)入第一壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，壓縮后原料氣進(jìn)入第一冷卻器，原料氣經(jīng)冷卻至溫度40°C，壓力0.98MPa后，通過(guò)第一混合器進(jìn)入第二分離器分離，分離后原料氣進(jìn)入第二壓縮機(jī)進(jìn)行增壓，增壓后原料氣進(jìn)入第二冷卻器冷卻至溫度40°C，壓力2.09MPa后進(jìn)入第三分離器，分離出氣體和液烴；溫度40°C，壓力2.09MPa的氣體進(jìn)入四股流板翅式換熱器第一管程；經(jīng)過(guò)冷卻后，氣體溫度_22°C，壓力2.07MPa，進(jìn)入低溫分離器；低溫分離器出口氣相經(jīng)過(guò)第一節(jié)流閥節(jié)流后，溫度-39.69°C，壓力0.4MPa，進(jìn)入四股板翅式流換熱器第二管程提供冷量，換熱后干氣外輸；出口干氣溫度25°C，壓力0.38MPa，外輸至下游； 從低溫分離器出來(lái)的液烴，經(jīng)過(guò)分配器分成二股，一股通過(guò)第二節(jié)流閥，溫度-32.34°C，壓力1.0MPa的液烴進(jìn)入四股流板翅式換熱器第三管程給原料氣提供冷量，換熱后，溫度35°C，壓力0.98MPa的液烴進(jìn)入第一混合器；第二股液烴經(jīng)第三節(jié)流閥節(jié)流后，溫度-24.72°C，壓力1.7MPa進(jìn)入到四股流板翅式換熱器第四管程，給原料氣提供冷量；換熱后液烴溫度35.88°C，壓力1.68MPa，進(jìn)入第三混合器；第一分離器、第二分離器通過(guò)第一液烴泵、第二液烴泵進(jìn)入第三混合器，第三分離器液烴進(jìn)入第三混合器；第三混合器的混合液烴進(jìn)入脫乙烷塔，脫乙烷塔塔頂氣體通過(guò)第四節(jié)流閥進(jìn)入第一混合器；脫乙烷塔塔底混烴進(jìn)入液化氣塔；液化氣塔塔頂氣經(jīng)第三冷卻器外輸液化氣；液化氣塔塔底輕油經(jīng)第四冷卻器外輸輕油。
【文檔編號(hào)】F25J3/08GK103822438SQ201210464242
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】王勇, 王文武, 郭亞紅 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司