[发明专利]撬装式井口气四塔分离回收装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及井口气分离回收装置及方法，更具体地说，涉及一种撬装式井口气四塔分离回收装置及方法。

背景技术

井口气主要是指不适合建输气管线的边远地区的小站伴生气、边远井以及零散的低产气井的放空气，也包括油气集输处理站场的火炬放空气等。这部分井口气由于产量低、压力下降快等开发难点，用常规的天然气处理工艺开采，工程投资及运行成本较高，不经济。

目前，井口气回收作为一项经济、环保的技术，其市场化进程不断加快，各个科研单位及公司也开发了不同的工艺方法，需要综合考虑各种技术及经济成本，结合国内成熟的精馏、压缩等技术，优选能耗低效率高的回收技术，并形成撬装式回收装置推向市场。

由于C₃⁺以上重组份相对于C₁、C₂轻组份，具有更高的应用价值和经济效益，因此开展以回收重组份为目的的轻烃回收，具有十分重要的意义。国内不少油田开展的天然气或伴生气回收，主要是进行液烃即LPG的回收，其中丙烷的平均回收率不足60％。国外开展的轻烃回收，大多数是以回收C₂⁺为目的的深冷装置，一般丙烷回收率可达90％以上，乙烷回收率可达80％以上。目前国内在撬装式装置上实现井口气高效率的分离回收，具有较大的难度。

近年来，随着能源危机的加剧，世界范围内的节能降耗呼声越来越高，一些小气量的撬装式轻烃分离回收装置研发成果开始面世。胜利油田开发出用于海上油轮的撬装式油气分离装置，在原油进入油舱之前对油气进行二次分离。中原油田采用撬装式L-CNG汽车加气装置，集LNG储存、高压LNG汽化、售气计量为一体。上海交通大学研制了撬装型LNG装置，采用N₂-CH₄膨胀机液化流程进行天然气液化。华北油田研制了撬装式透平膨胀制冷轻烃回收装置，用于回收井口气中丙烷以上的重烃部分。国内这些撬装式分离回收装置主要针对油气的简单分离和油气资源中丙烷以上重烃组分的回收。为此需要开发撬装式分离回收装置及设备对井口气进行有效回收，节约能源，以避免放空及燃料处理中产生的环境污染问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的井口气回收设备的撬装整体化程度较低，回收效率较低等缺陷，提供一种撬装式井口气四塔分离回收装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种撬装式井口气四塔分离回收装置，其包括相互连通的甲烷精馏塔、乙烷精馏塔、丙烷精馏塔和重组份精馏塔；其中，所述甲烷精馏塔用于接收经脱硫除杂和压缩制冷后的进口气的气体组份，在所述甲烷精馏塔的塔顶得到纯度至少为95％的甲烷，并将所述甲烷精馏塔的塔釜出料输入到所述乙烷精馏塔；在所述乙烷精馏塔的塔顶得到纯度至少为95％的乙烷，并将所述乙烷精馏塔的塔釜出料输入所述丙烷精馏塔；在所述丙烷精馏塔的塔顶得到纯度至少为90％的丙烷，并将所述丙烷精馏塔的塔釜出料输入所述重组份精馏塔；在所述重组份精馏塔的塔顶得到纯度至少为90％的丁烷，并在所述重组份精馏塔的塔釜得到纯度至少为90％的轻油。

在本发明所述的撬装式井口气四塔分离回收装置中，在所述甲烷精馏塔中以1.5～21.7MPa的操作压力和-100℃～25℃的操作温度，对所述气体组份进行分离回收；在所述乙烷精馏塔中以2.6～2.8MPa的操作压力和-10℃～120℃的操作温度，对所述甲烷精馏塔的塔釜出料进行分离回收。

在本发明所述的撬装式井口气四塔分离回收装置中，在所述丙烷精馏塔中以1.5～1.7MPa的操作压力和40℃～130℃的操作温度，对所述乙烷精馏塔的塔釜出料进行分离回收。

在本发明所述的撬装式井口气四塔分离回收装置中，在所述重组份精馏塔中以1.5～1.7MPa的操作压力和90℃～170℃的操作温度，对所述丙烷精馏塔的塔釜出料进行分离回收。

在本发明所述的撬装式井口气四塔分离回收装置中，还包括与所述甲烷精馏塔相连通的脱硫反应分离器；将所述井口气和碱液输入到所述脱硫反应分离器中进行脱硫除杂。

在本发明所述的撬装式井口气四塔分离回收装置中，在所述脱硫反应分离器和所述甲烷精馏塔之间还依次连通有压缩机、换热器和气液分离罐，以对脱硫除杂的井口气进行压缩制冷。

根据本发明的另一个方面，提供一种撬装式井口气四塔分离回收方法，其包括以下步骤：