[实用新型]一种采用阶式制冷的天然气乙烷回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及轻烃回收领域，尤其是乙烷回收领域，具体为一种采用阶式制冷在天然气回收乙烷的工艺装置，适用于各种原料气压力，针对乙烷回收工厂的原料气压力小于5MPa的气质条件，既具有较高的乙烷回收率，又有节省投资和降低能耗的优点。

背景技术

乙烷是优质的急冷热裂解制乙烯的原料，具有烯烃收率高，副产品很少，工艺较简单，相应的投资减少，建设周期短，投资回报快等诸多优势，在中东和美国得到了大量利用，而我国由于自身石油储量较为贫瘠，乙烯进口量逐年攀升，在低成本高利润的刺激下，烯烃原料轻质化的需求越发强烈，而乙烷大量存在于外输的产品天然气中，目前利用率较低，根据最新的需求，为更高效地利用天然气，实现天然气产品多元化，大力发展乙烷回收技术具有重要意义。

目前天然气乙烷回收工厂主要多数采用“丙烷/丙烯预冷+膨胀机制冷”工艺。因为采用单组分制冷剂预冷，原料气预冷温度较低，主要依靠膨胀制冷提供冷量，当原料气压力不太高，不能提供足够的冷量时，乙烷收率则相对较低，不够经济。而“阶式制冷+膨胀机制冷工艺”既可以提供较低的预冷温度又可提高乙烷收率，适用于各种原料气压力，针对原料气压力不高时，可以解决投资高，能耗大，操作复杂的问题。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种采用阶式制冷的天然气乙烷回收装置，具有能耗低、开车容易，单台压缩机功率较低，降低投资和操作简单灵活的优点。

本实用新型的技术方案是：一种采用阶式制冷的天然气乙烷回收装置，包括冷箱、低温分离器、脱甲烷塔、脱乙烷塔、丙烷换热系统和乙烯换热系统，其中：冷箱的天然气出口与低温分离器连接，低温分离器的液相出口依次与脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱乙烷塔顶冷凝器、脱乙烷塔塔顶回流罐、丙烷换热系统、乙烯换热系统相连；脱甲烷塔的塔顶气相依次与冷箱、膨胀机和产品气压缩机相连；乙烯换热系统的天然气出口与脱甲烷塔顶部入口相连；丙烷压缩机、丙烷冷凝器、丙烷换热系统循环连接；乙烯压缩机、丙烷换热系统、乙烯换热系统循环连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：适用于乙烷回收工厂各种原料气压力条件，针对压力小于5MPa的乙烷回收工厂，本实用新型可将单组分制冷剂多级节流，提高制冷效率，在一定程度上减小了乙烷回收装置制冷部分的制冷剂压缩机负荷。具有设计简单，采购容易，单台压缩机功率较低，降低投资、能耗低和操作简单灵活的优点。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本装置的工艺原理流程图。

具体实施方式

一种采用阶式制冷的天然气乙烷回收装置，如图1所示，包括：冷箱1、低温分离器2、膨胀机3、脱甲烷塔4、脱甲烷塔塔底重沸器5、脱乙烷塔6、脱乙烷塔顶冷凝器7、脱乙烷塔塔顶回流罐8、脱乙烷塔塔顶回流泵9、脱乙烷塔塔底重沸器10、产品气压缩机11、丙烷压缩机12、丙烷冷凝器13、丙烷换热系统14、乙烯压缩机15、乙烯换热系统16。一种采用阶式制冷的天然气乙烷回收装置主要分为三部分，分别为：精馏部分，丙烷制冷部分和乙烯制冷部分。

一、精馏部分：该部分将原料气天然气进行精馏分离为乙烷产品，C₃+和产品天然气。

冷箱1是乙烷回收装置原料气预冷和低温气过冷的场所，冷箱1依次与低温分离器2、膨胀机3、脱甲烷塔4和产品气压缩机11连接。

低温分离器2出口的液相与脱甲烷塔4直接相连；脱甲烷塔4出口的液相与脱乙烷塔6直接相连；脱乙烷塔6与脱乙烷塔顶冷凝器7、脱乙烷塔顶回流罐8、脱乙烷塔顶回流泵9依次相连；脱乙烷塔顶回流泵9的出口与脱乙烷塔6塔顶入口相连；脱甲烷塔4底部设有脱甲烷塔底重沸器5，用于为脱甲烷塔4底部提供热量；脱乙烷塔6底部设有脱乙烷塔底重沸器10，用于为脱乙烷塔6底部提供热量。

二、丙烷制冷部分：该部分主要为产品乙烷液化及过冷提供冷量。

脱乙烷塔塔顶回流罐8出口的气相为乙烷产品，与丙烷换热系统14和乙烯换热系统16相连冷凝为液体后输送至乙烷储罐。

丙烷压缩机12出口气体依次与丙烷冷凝器13、丙烷换热系统14相连形成丙烷制冷系统循环。

三、乙烯制冷部分：该部分主要为回流的产品气液化及过冷提供冷量。

产品气压缩机11出口大部分直接外输，剩余部分需要冷凝为脱甲烷塔4提供冷量，因此依次与丙烷换热系统14和乙烯换热系统16相连，冷凝为液体后再与脱甲烷塔4相连。