[发明专利]管道天然气重烃脱除单元及重烃脱除方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是涉及管道天然气液化装置的一体化弹性重烃脱除单元，及其脱除重烃的工艺方法。

背景技术

目前，我国现行的天然气国家标准对重烃含量或烃露点没有做明确要求，但随着我国天然气进口量的日益提高，参考国外天然气售气标准，对重烃含量加以限制，将会是今后的趋势。

对于利用管输天然气来进行LNG(液化天然气)生产的工厂来说，由于上游气源来源的多样性、掺混比例的非恒定及其他用户用气量随季节等外界因素的波动等，造成这类LNG工厂在开车及正常生产运行中始终存在着气源组分偏离设计值，且随时可能发生新的变化的问题，这在华油天然气有限公司的多个LNG工厂中都已发生，个别工厂甚至出现以日为基准的频繁变化。而这些组分变化中尤以重烃变化对系统影响较大，例如，芳香烃、环烷烃及碳数高的烷烃等在低温下极易造成冷箱冷剂回路“冻堵”，表1列出了LNG生产需要脱除的重烃组分及纯质下的凝固点温度：

表1 LNG生产需脱除的重烃组分及凝固点温度

烃类名称凝固点温度℃环己烷(Cyclohexane)6.55苯(Benzene)5.53正癸烷(n-Decane)C10-29.63正壬烷(n-Nonane)C9-53.48正辛烷(n-Octane)C8-56.76正庚烷(n-Heptane)C7-90.55甲苯(Toluene)-94.98正己烷(n-Hexane)C6-95.31

考虑到目前国内的管输天然气液化装置的规模特点(10万标方/天～200万标方/天)，部分冷凝分离罐重烃脱除设计得到了最广泛的应用，其基本结构及工艺如图1所示，主要设备包括：

冷箱1，液化天然气工厂的核心设备，是冷剂和天然气的换热器，通过冷剂侧的冷能降低天然气的温度至液化点以下，将天然气液化。

重烃分离罐2，天然气通过冷箱1上部降温至重组分(部分C₂-C₅)的临界温度，将部分的C2-C5以液相的形式析出。脱除重组分后的气相返回至冷箱1液化。

冷剂缓冲罐3，经过压缩降温后的冷剂在冷剂缓冲罐3内进行气液分离，气相冷剂直接进入冷箱1，液相冷剂通过冷剂泵4泵送至冷箱1。

冷剂泵4，将冷剂缓冲罐3中的液相冷剂增压后通过低压重烃换热器5、高压重烃换热器6后进入冷箱1。

低压重烃换热器5，利用液相冷剂将降压后的重烃洗涤塔洗涤出的重组分升温，同时冷却液相冷剂。

高压重烃换热器6，利用液相冷剂将高压的重烃洗涤塔洗涤出的重组分升温，同时冷却液相冷剂。

重烃储罐7，用于存储从天然气中脱除的重烃。