[发明专利]天然气液化与重烃处理的方法和装置

说明书

技术领域

本发明提供了一种全新的天然气液化与重烃处理的工艺方法和装置，从富含重烃的天然气中脱除重烃，在液化得到液化天然气（LNG）的同时，还可副产液化石油气及轻油产品。

背景技术

天然气作为一次能源在社会各个领域所占比例正逐渐提升，其应用领域已逐渐扩大到发电、汽车用气、工业用气、城市居民用气等方面，市场需求量迅速增加。但受原料条件及用户分布限制，有相当一部分资源无法采用传统的天然气管输供应方式进行管道长距离输送，而更为便捷合理的方法是采用液化的方式，将甲烷转变为液体再采用灵活的运输方式将其送往用户终端。液化天然气（LNG）体积只有同量气体体积的1/625，液化后可以降低贮存和运输成本，且可以提高单位体积的燃值。

在天然气液化的过程中，重烃尤其是C6⁺烃总是先被冷凝下来，如未把重烃先分离掉，则重烃将可能冻结从而堵塞冷箱，因此要求进入冷箱的天然气中重烃含量降至足够低。目前，现有技术中多采用用耐水硅胶、活性炭等吸附剂脱除天然气中的重烃，但当重烃含量较高时会显著增加设备投资；采用此种技术再生气的获取也较困难，且需考虑再生气的去向。附图1所示为另一种现有工艺技术，其使用的装置包括二段式混合工质压缩机、冷却器、气液分离器、节流装置、一组板翅式换热器组和一台LNG储罐。净化后的原料天然气首先进入板翅式换热器组进行预冷，被冷却至-30℃～-60℃后进入重烃分离器进行气液分离，由重烃分离器顶部分离出的气相流股继续进入换热器组的其余各级换热器，并在其中被冷却至-130℃～-166℃，得到的液化天然气送入液化天然气（LNG）储罐中储存，重烃分离器底部分离出部分重烃；但这一方法对苯等芳香烃的脱除效果不佳，随芳香烃含量增加，脱除效果更差，如原料气含有大量的芳香烃（苯的熔点只有5.51度），将导致冷箱冻堵；且这一工艺的重组分脱除效果也难以控制。针对这一情况，本发明提出了一种新的天然气液化及脱重烃的方法，还得到液化天然气（LNG）的同时，还可副产液化石油气（LPG）及轻油。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气液化与重烃处理的工艺方法和装置，将富含重烃的净化合格的天然气（经过脱酸如CO₂等、脱汞、脱水合格后的天然气）中的甲烷组分液化生产液化天然气（LNG），不但将其中的重烃组分脱除，并且进一步将重烃组分分离为可利用的液化石油气（LPG）及轻油副产品，经济合理、工艺路线先进；另外，本发明所述工艺可适应原料气中含有苯等芳香烃的情况，将苯等芳香烃随重烃组分脱除，防止冷箱冻堵。

在本申请中，术语“任选”表示有或没有。

在本申请中所使用的原料气是净化后的原料天然气(或称作原料气或称作原料天然气)，例如是经过脱酸(如CO₂等)、脱汞、脱水后的天然气。

在本申请中C1、C2、C3、C4、C5、C6等分别表示相应碳原子数的烃类(或链烷烃类)。

本发明的第一方面涉及一种天然气液化与重烃处理装置，该装置包括：低温液化装置和重烃处理装置；

低温液化装置包括一个冷箱、一个冷剂分离器、一个重烃分离器、一个重烃增压泵、一个氮气闪蒸罐、一个制冷剂压缩系统和四台节流装置；重烃处理装置包括一个重烃洗涤塔、一个脱乙烷塔、一个精馏塔和两台节流装置；

其中，该制冷剂压缩系统包括一台二段式混合冷剂压缩机、分别与所述混合冷剂压缩机的第一段和第二段连接的第一台冷却器和第二台冷却器、分别与所述第一台冷却器和第二台冷却器连接的第一台气液分离器和第二台气液分离器和与所述两台气液分离器当中的第一台连接的一台液体泵，该液体泵的出口端经由管道连接到第二台冷却器的入口端；

其中，制冷剂压缩系统两台气液分离器中的第一台气液分离器的气相端与混合冷剂压缩机的第二压缩段连接，第一台气液分离器的液相端经由液体泵与第二压缩段的出口管道汇合后连接到所述两台冷却器中的第二台冷却器，第二台气液分离器的气相端和液相端经由两根管道分别与所述冷箱的两个换热通道即第一换热通道的一端和第二换热通道的一端连接；

所述氮气闪蒸罐包括入口、气相出口、液相出口；

所述冷剂分离器包括入口端，顶部气相端和，底部液相端；