一種新型天然氣脫重?zé)N裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種新型天然氣脫重?zé)N裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于天然氣液化裝置的天然氣主要有常規(guī)天然氣(油氣藏)和非常規(guī)天然氣(煤層氣、頁(yè)巖氣等)。在天然氣液化過程中，由于原料氣組分相對(duì)復(fù)雜，重?zé)N含量變化較大，在低溫環(huán)境下會(huì)造成液化冷箱中重?zé)N含量增多，若不及時(shí)對(duì)重?zé)N進(jìn)行脫除處理，就會(huì)造成冷箱及管道堵塞與凍結(jié)等問題，因此，必須在冷凝液化之前或者在冷凝過程中將其分離脫除。
[0003]目前，常用的脫重?zé)N技術(shù)主要有:活性炭吸附法、低溫重?zé)N洗滌法等方法?；钚蕴课椒ㄊ抢没钚蕴糠肿游竭x擇能力強(qiáng)以及低分壓下的高吸附特性對(duì)重?zé)N進(jìn)行的吸附去除。中國(guó)專利號(hào):CN201320862991.5公布了一種天然氣脫重?zé)N裝置，該專利所述的工藝采用活性炭、耐水硅膠混合物層等吸附劑的復(fù)合床層脫除原料氣中的重?zé)N，且采用三塔等壓吸附流程脫重?zé)N塔的再生氣來自原料氣。但是，該工藝受到固體吸附劑飽和度、吸附容度及再生程度的限制，不適于大處理量以及重?zé)N含量高的裝置;此外，該工藝增設(shè)了再生氣加熱器，且該裝置的再生氣由原料氣降壓取得，這樣造成了整個(gè)原料氣進(jìn)冷箱的壓力下降，增加了液化過程中的能耗。洗滌法是利用重?zé)N在C2~1-C5具有較高的溶解度，而到達(dá)脫除重?zé)N的一種方法。中國(guó)專利號(hào):CN1743418A提出了重?zé)N吸收脫除天然氣中重?zé)N的方法，該方法采用原料氣自身冷凝出重?zé)N(主要是C2~i_C5)來洗滌原料氣中的重?zé)N。但是，由于洗滌法脫除重?zé)N，受原料氣組分影響較大，當(dāng)原料氣組分中C2~1-C5較少時(shí)，洗滌法效果不理想，并不能徹底脫除重?zé)N。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種新型天然氣脫重?zé)N裝置及方法，該裝置及方法具有較強(qiáng)的操作性、生產(chǎn)成本低;在脫除重?zé)N的同時(shí)又將冷量回收，降低能耗;增加重?zé)N穩(wěn)定塔和尾氣再液化，有利于回收溶解在重?zé)N中CpC4,能獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種新型天然氣脫重?zé)N裝置，它包括換熱器、LNG閃蒸罐、脫重?zé)N洗滌塔、重?zé)N穩(wěn)定塔、LNG循環(huán)栗和MR分離器，所述的換熱器內(nèi)設(shè)置有天然氣通道1、天然氣通道I1、天然氣通道III和重?zé)N循環(huán)通道，所述的換熱器外設(shè)置有天然氣通道IV，所述的天然氣通道I和天然氣通道IV均與脫重?zé)N洗滌塔的入口連接，所述的脫重?zé)N洗滌塔的出口通過天然氣通道II與LNG閃蒸罐的入口連接，所述的LNG閃蒸罐的出口通過LNG循環(huán)通道依次與LNG循環(huán)栗和脫重?zé)N洗滌塔的入口連接，所述的LNG閃蒸罐的出口處還連接有LNG輸出通道和BOG輸出通道，所述的脫重?zé)N洗滌塔的出口還通過重?zé)N循環(huán)通道與重?zé)N穩(wěn)定塔的入口連接，所述的重?zé)N穩(wěn)定塔的出口通過天然氣通道III與LNG閃蒸罐的入口連接，所述的重?zé)N穩(wěn)定塔的出口處還連接有重?zé)N輸出通道。
[0006]優(yōu)選地，所述的換熱器內(nèi)還設(shè)置有氣相冷劑通道、氣液混合相冷劑通道和液相冷劑通道，所述的氣相冷劑通道與MR分離器的入口連接，MR分離器的出口與氣液混合相冷劑通道連接，所述的液相冷劑通道與氣液混合相冷劑通道連通。
[0007]優(yōu)選地，所述的重?zé)N穩(wěn)定塔的頂部設(shè)置有冷凝器，所述的重?zé)N穩(wěn)定塔的底部設(shè)置有再沸器。
[0008]優(yōu)選地，所述的天然氣通道IV上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥a和溫度數(shù)字控制器。
[0009]優(yōu)選地，所述的重?zé)N循環(huán)通道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥h和液位數(shù)字控制器B。
[0010]優(yōu)選地，所述的LNG輸出通道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥f和液位數(shù)字控制器A。
[0011]優(yōu)選地，所述的LNG循環(huán)通道上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥g和流量數(shù)字控制器。
[0012]優(yōu)選地，所述的LNG閃蒸罐中設(shè)置有除沫器。
[0013]優(yōu)選地，所述的脫重?zé)N洗滌塔中設(shè)置有除沫器。
[0014]優(yōu)選地，所述的脫重?zé)N洗滌塔為填料塔或板式塔。
[0015]優(yōu)選地，所述的重?zé)N穩(wěn)定塔為填料塔或板式塔。
[0016]優(yōu)選地，所述的再沸器為內(nèi)置式再沸器、釜式再沸器或熱虹吸式再沸器。
[0017]優(yōu)選地，所述的換熱器為板式換熱器、繞管式換熱器或管殼式換熱器。
[0018]優(yōu)選地，所述的天然氣通道1、天然氣通道I1、天然氣通道II1、重?zé)N循環(huán)通道、氣相冷劑通道、氣液混合相冷劑通道和液相冷劑通道相互平行。
[0019]優(yōu)選地，所述的氣相冷劑通道和液相冷劑通道分別為高壓氣相冷劑通道和高壓液相冷劑通道。
[0020]—種新型天然氣脫重?zé)N的方法，它包括以下步驟:
51、經(jīng)脫酸、干燥合格的天然氣在A點(diǎn)分成兩股，第一股進(jìn)入換熱器內(nèi)的天然氣通道I中進(jìn)行預(yù)冷，第二股經(jīng)過天然氣通道IV與進(jìn)入換熱器內(nèi)被預(yù)冷的第一股天然氣匯合后進(jìn)入脫重?zé)N洗滌塔內(nèi)；
52、天然氣從脫重?zé)N洗滌塔頂部輸出進(jìn)入天然氣通道II內(nèi)冷卻、冷凝、液化后進(jìn)入LNG閃蒸罐內(nèi)；
53、在LNG閃蒸罐分離出的BOG經(jīng)BOG輸出通道輸出；得到的LNG—部分經(jīng)LNG輸出通道輸出，另一部分經(jīng)LNG循環(huán)栗加壓送入脫重?zé)N洗滌塔頂部；
54、被加壓送入脫重?zé)N洗滌塔內(nèi)的LNG經(jīng)所述的脫重?zé)N洗滌塔處理后得到的重?zé)N進(jìn)入重?zé)N循環(huán)通道進(jìn)行復(fù)熱，然后經(jīng)重?zé)N循環(huán)通道輸送到重?zé)N穩(wěn)定塔內(nèi)；
55、經(jīng)重?zé)N穩(wěn)定塔處理得到的CpC4經(jīng)過天然氣通道III被冷卻、冷凝、液化后與步驟S2中得到的液化天然氣一起進(jìn)入LNG閃蒸罐，經(jīng)重?zé)N穩(wěn)定塔處理得到的C5+經(jīng)重?zé)N輸出通道輸出。
[0021]優(yōu)選地，所述的換熱器內(nèi)設(shè)置有氣相冷劑通道、氣液混合相冷劑通道和液相冷劑通道，所述的氣相冷劑依次進(jìn)入氣相冷劑通道內(nèi)冷卻、進(jìn)入MR分離器氣液分離后得到的氣相和液相被輸送到氣液混合相冷劑通道內(nèi)；液相冷劑進(jìn)入液相冷劑通道內(nèi)冷卻后也進(jìn)入氣液混合相冷劑通道內(nèi)。
[0022]優(yōu)選地，所述的步驟S5中經(jīng)重?zé)N穩(wěn)定塔處理得到的CpC4進(jìn)入天然氣通道III被冷卻、冷凝、液化后也可外輸另用。
[0023]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn): 1、有效防止冷箱凍堵:本發(fā)明采用產(chǎn)品LNG經(jīng)加壓后打入脫重?zé)N洗滌塔頂部，對(duì)進(jìn)入脫重?zé)N洗滌塔底部的原料氣進(jìn)行洗滌，可有效的將原料氣中的重?zé)N進(jìn)行脫除，防止冷箱凍堵；
2、降低能耗、降低投資成本:本發(fā)明中原料氣進(jìn)入脫重?zé)N洗滌塔的溫度可通過調(diào)節(jié)閥a進(jìn)行調(diào)節(jié)，替代了常規(guī)重?zé)N洗滌法所采用的蒸發(fā)器，且脫重?zé)N洗滌塔頂部采用低溫的LNG作為洗滌液，替代了常規(guī)重?zé)N洗滌法的冷凝器，與常規(guī)重?zé)N洗滌法裝置相比，液化工廠總能耗降低5%?8%，降低了投資成本;且在脫除重?zé)N的同時(shí)又將冷量回收，進(jìn)一步降低能耗；
3、增獲副產(chǎn)品、經(jīng)濟(jì)可靠:本發(fā)明采用了重?zé)N穩(wěn)定塔將低溫洗滌后的重?zé)N進(jìn)行分離，有利于回收溶解在重?zé)N中的CpC4,得到輕油副產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)可靠，能獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益；
4、提高天然氣液化率:本發(fā)明對(duì)重?zé)N穩(wěn)定塔頂部出來的輕組分進(jìn)行了回收液化，提高了天然氣的液化率，能獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益；
5、此外，該裝置還具有較強(qiáng)操作性、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中換熱器，2- LNG閃蒸罐，3-脫重?zé)N洗滌塔，4-重?zé)N穩(wěn)定塔，5- LNG循環(huán)栗，6-MR分離器，7-調(diào)節(jié)閥a，8-天然氣通道IV，9-重?zé)N循環(huán)通道，10-天然氣通道I，11-氣相冷劑通道，12-氣液混合相冷劑通道，13-液相冷劑通道，14-調(diào)節(jié)閥b，15-調(diào)節(jié)閥C，16-天然氣通道
II,17-天然氣通道III，18-調(diào)節(jié)閥d，19-調(diào)節(jié)閥e，20-液位數(shù)字控制器A，21-調(diào)節(jié)閥f，22-LNG輸出通道，23-調(diào)節(jié)閥g，24-流量數(shù)字控制器，25-B0G輸出通道，26-LNG循環(huán)通道，27-調(diào)節(jié)閥h，28-液位數(shù)字控制器B，29-溫度數(shù)字控制器，30-重?zé)N輸出通道，31-調(diào)節(jié)閥i，32-再沸器，33-冷凝器，34-調(diào)節(jié)閥j。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0026]如圖1所示，一種新型天然氣脫重?zé)N裝置，它包括換熱器1、LNG閃蒸罐2、脫重?zé)N洗滌塔3、重?zé)N穩(wěn)定塔4、LNG循環(huán)栗5和MR分離器6。所述的換熱器I為板式換熱器，所述的脫重?zé)N洗滌塔3為填料塔，所述的重?zé)N穩(wěn)定塔4為板式塔，所述的LNG閃蒸罐2與脫重?zé)N洗滌塔3中均分別設(shè)置有除沫器。
[0027]所述的換熱器I內(nèi)設(shè)置有平行的天然氣通道110、天然氣通道1116、天然氣通道11117、重?zé)N循環(huán)通道9、氣相冷劑通道11、氣液混合相冷劑通道12和液相冷劑通道13，所述的換熱器I外設(shè)置有天然氣通道IV8，所述的氣相冷劑通道11和液相冷劑通道13分別為高壓氣相冷劑通道和高壓液相冷劑通道。
[0028]所述的LNG閃蒸罐2上設(shè)置有LNG入口、BOG氣相出口和LNG液相出口B;所述的脫重?zé)N洗滌塔3上設(shè)置LNG入口 D、天然氣入口 E、重?zé)N出口 G和天然氣出口 F;所述的重?zé)N穩(wěn)定塔4上設(shè)置有重?zé)N入口H、輕質(zhì)油出口 I和天然氣出口 J;所述的MR分離器6上設(shè)置有冷劑入口K、頂部氣相冷劑出口 L和底部液