[发明专利]油田伴生气的中压浅冷净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及对油田伴生天然气中轻烃进行浅冷净化、回收的系统。

背景技术

在油田伴生天然气中，除主要成分CH₄外，常含有C₂H₆、C₃H₈、C₃H₆、C₄H₁₀以及C₄以上的轻烃成分。现有技术中对油田伴生天然气的利用，一般未将这些成分分离而直接送下游用户使用，这些组分虽然附加值高，但在使用时这些组分不能气化，既不能利用其高附加值，又使天然气存在带液等问题而影响天然气的使用。

目前天然气净化主要采取深度冷冻方法，深度冷冻方法采用低压、绝热膨胀，需要的净化温度在-70℃以下，压力低于0.8MPa，此方法消耗冷量大、流程长，运行费用高。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种油田伴生气的中压浅冷净化系统，使用2～4MPa的净化压力，0～-20℃的净化温度即可完成轻烃的净化分离，对油田伴生天然气中的轻烃进行回收并合理利用，达到既解决天然气中存在的问题，又降低能量消耗、提高收益的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种油田伴生气的中压浅冷净化系统，由水分离器、气体压缩机、干燥撬块、水冷器、交换器、制冷器、外冷却器、轻烃分离器、轻烃储罐组成，其特征是：所述水分离器的气体进口经过一号气体管道与油田伴生天然气管道连接，水分离器的气体出口经过二号气体管道与气体压缩机的第一级进口连通，气体压缩机的第一级出口经过三号气体管道与气体压缩机的第二级进口连通，气体压缩机的第二级出口经过四号气体管道与干燥撬块的气体进口连通，干燥撬块的气体出口经过五号气体管道与气体压缩机的第三级进口连通，气体压缩机的第三级出口经过六号气体管道与水冷器的气体进口连通，水冷器的气体出口经过七号气体管道与交换器的壳程进口连通，交换器的壳程出口经过八号气体管道与外冷却器的管程进口连通，外冷却器的管程出口经过汽液输送管道与轻烃分离器的冷却气进口连通，轻烃分离器的冷却气出口经过冷却气管道与交换器的管程进口连通，交换器的管程出口与净化天然气体输送管道连通，外冷却器的壳程进口经过冷却剂下行管道与制冷器的冷却剂出口连通，外冷却器的壳程出口经过冷却剂上行管道与制冷器的冷却剂进口连通，轻烃分离器的轻烃排放口经轻烃输送管道与轻烃储罐的轻烃进口连通，轻烃储罐的轻烃出口与轻烃输出管道连接，轻烃储罐的气相排放口经过气相回收管道与干燥撬块的气体进口连通；所述干燥撬块由一号、二号吸附塔、内冷却器、汽液分离器、循环风机和电加热器组成，一号、二号吸附塔的顶部分别设置有一号、二号脱水进气口，一号、二号吸附塔的底部分别设置有一号、二号脱水出气口，一号、二号脱水进气口分别经过脱水进气管道与干燥撬块的气体进口连接，一号、二号脱水出气口分别经过脱水出气管道与干燥撬块的气体出口连接，内冷却器的进气口与再生气下行管道连通，内冷却器的出气口经过再生管道与汽液分离器的进气口连通，汽液分离器的出气口与循环管道连接，循环管道与再生气上行管道连接，循环风机设置在循环管道上，电加热器设置在再生气上行管道上，干燥撬块的气体出口通过补气管道与再生气上行管道连接；一号、二号脱水进气口分别经过旁通管道与再生气下行管道连接，一号、二号脱水出气口分别经过旁通管道与再生气上行管道连接。

本发明的原理如下：

首先对天然气进行脱水干燥；进入轻烃回收系统的天然气须经过脱水干燥，以避免回收轻烃时出现冻堵现象。然后对天然气进行压缩；再进行冷却降温；最后，对天然气中的轻烃进行回收。

天然气脱水干燥由干燥撬块完成，天然气经气体压缩机二级压缩后，由气体管道进入干燥撬块。干燥撬块内设置有一号、二号吸附塔，两塔兼起吸附和再生作用。当一号吸附塔吸附时，二号吸附塔再生；二号吸附塔吸附时，一号吸附塔再生，循环进行。吸附压力为0.6～1.4MPa，温度为20-30℃。再生压力为0.2～0.5MPa，温度为小于150℃。完成一个循环后(循环时间根据干燥撬块处理能力、所需处理气量决定)进行倒塔。干燥脱水后的天然气露点可达-60℃，满足轻烃回收工艺要求，进入气体压缩机三级进口继续加压。

天然气的脱水干燥、轻烃回收需在加压的工艺条件下进行。加压由气体压缩机完成。中压浅冷工艺所需压力为2～4MPa。加压到4MPa左右时采用三级压缩，气体压缩机为国内现有设备。