[实用新型]利用液氮制冷回收油田伴生气中轻烃的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油田伴生气中轻烃的回收设备，具体涉及对小型气源站油田伴生天然气中的轻烃的分离回收设备。

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。这些轻烃组分，在未净化处理的情况下压缩、装车，既不利于生产、储运的安全，也浪费了大量的轻烃，而传统的各种轻烃回收工艺需要较多的设备、动力，不适于小型气源站的具体条件。

CN101857812B公开了一种油田伴生气的中压浅冷净化系统，该系统使用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。该系统的提出虽然在一定程度上简化了设备、降低了能耗，但是仍然不能适用于小型气源站。

鉴于上述技术背景，有必要提供一种新的轻烃回收设备，进一步降低投资和运行成本，更加适用于小型气源站油田伴生气中轻烃的回收。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种适用于小型气源站油田伴生气中的轻烃回收的专用设备。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

首先，提供一种换热冷箱，包括箱体和设于箱体内的液态氮换热器、气态氮换热器及干气换热器，箱体表面进一步设有原料气入口、一级换热气体出口、一级低温分离气体入口、三级换热气体出口、干气入口、干气出口、液氮入口和气氮出口；所述的原料气入口通过管线连接干气换热器并最终与一级换热气体出口连通；所述的一级低温分离气体入口通过管线依次连接液态氮换热器和气态氮换热器，并最终与三级换热气体出口连通；所述的干气入口通过管线连接干气换热器并最终与干气出口连通；所述的液氮入口通过管线依次连接液态氮换热器和气态氮换热器，并最终与气氮出口连通。

在此基础上，本实用新型进一步提供一种液氮制冷回收油田伴生气中轻烃的专用成套设备，主要包括水分离器、气体压缩机、干燥橇块、本实用新型所述的换热冷箱、低温分离罐和液氮储罐；

所述的水分离器设有原料气进口、脱水原料气出口和排水口；具体结构可以如CN101857812B说明书图2所示；

所述的气体压缩机设有脱水原料气进口、一级压缩气出口、一级压缩气进口、二级压缩气出口、清洁干气入口和压缩干气出口；

所述的干燥橇块设有压缩气体进口和干燥气体出口，其内部构造可以如CN101857812B说明书第[0077]段及其图4所述；

所述的低温分离罐包括第一低温分离罐和第二低温分离罐，两罐彼此独立但结构相同，均设有气相进口、气相出口和轻烃排放口；

上述各设备之间，水分离器的脱水原料气出口经管道与气体压缩机的脱水原料气进口连通；气体压缩机的一级压缩气出口经管道与气体压缩机的一级压缩气进口连通；气体压缩机的二级压缩气出口经管道与干燥橇块的压缩气体进口连通；干燥橇块的干燥气体出口经管道与换热冷箱的原料气入口连通；换热冷箱的一级换热气体出口经管道与第一低温分离罐的气相进口连通；第一低温分离罐的气相出口与换热冷箱的一级低温分离气体入口连通；换热冷箱的三级换热气体出口经管道与第二低温分离罐的气相入口连通；第二低温分离罐的气相出口经管道与换热冷箱的干气入口连通；换热冷箱的干气出口经管道与气体压缩机的清洁干气入口连接；气体压缩机的清洁干气入口与压缩干气出口相通；液氮储罐设有液氮出口，通过管道与换热冷箱的液氮入口连通。

本实用新型所述的成套设备，具体工作过程如下：

1)来自油田的原料气从原料气进口进入水分离器，在0.1-0.3MPa压力下分离除去原料气中的水分，从脱水原料气出口出水分离器，然后从脱水原料气进口进入气体压缩机，经两级压缩后从二级压缩气出口排出，二级压缩气出口压力为1.0～1.5MPa，然后压缩气体再从压缩气体进口进入干燥橇块干燥至水露点低于-50℃，从干燥气体出口排出；

2)步骤1)排出的干燥原料气从原料气入口进入换热冷箱，在干气换热器内与完成轻烃回收后的干气换热，完成第一次冷却后从一级换热气体出口排出，再从气相入口进入第一低温分离罐，在-20-0℃下进行第一次低温气液分离，得到气体和液态轻烃，轻烃从第一低温分离罐的轻烃排放口定期排放，气体从气相出口排出；