[发明专利]一种能量集成利用的天然气乙烷回收装置及方法

权利要求书

1.一种能量集成利用的天然气乙烷回收装置，其特征在于：冷箱依次与低温分离器、膨胀机、脱甲烷塔和脱甲烷塔重沸器连接；脱甲烷塔顶部出口的气相依次与冷箱、膨胀机增压端和产品气压缩机相连，脱甲烷塔底部出口的液相与脱乙烷塔直接相连；脱乙烷塔依次与脱乙烷塔顶冷凝器、脱乙烷塔顶回流罐相连，脱乙烷塔顶回流罐的液相出口、脱乙烷塔顶回流泵和脱乙烷塔塔顶入口依次相连；所述脱甲烷塔重沸器分别与主丙烷制冷系统和辅助丙烷制冷系统连接，所述主丙烷制冷系统与冷箱连接，所述辅助丙烷制冷系统与脱乙烷塔顶冷凝器连接。

2.根据权利要求1所述的一种能量集成利用的天然气乙烷回收装置，其特征在于：所述辅助丙烷制冷系统包括螺杆式丙烷压缩机、螺杆机吸入罐和丙烷缓冲罐，其中：所述螺杆式丙烷压缩机的出口与脱甲烷塔重沸器连接，脱甲烷塔重沸器的丙烷出口与丙烷缓冲罐的入口连接，丙烷缓冲罐的出口与脱乙烷塔顶冷凝器相连，脱乙烷塔顶冷凝器顶部的丙烷出口与螺杆机吸入罐的入口连接，螺杆机吸入罐的出口与螺杆式丙烷压缩机的入口连接。

3.根据权利要求2所述的一种能量集成利用的天然气乙烷回收装置，其特征在于：所述主丙烷制冷系统包括依次连接的离心式丙烷压缩机、丙烷冷凝器、丙烷接收罐和丙烷经济器，在丙烷接收罐和丙烷经济器之间设置J-T阀，所述丙烷经济器液相出口依次与冷箱、丙烷吸入罐和离心式丙烷压缩机的低压吸入口相连，在丙烷经济器的液相出口和冷箱之间设置J-T阀；所述丙烷经济器气相出口与离心式丙烷压缩机的中压吸入口相连。

4.根据权利要求3所述的一种能量集成利用的天然气乙烷回收装置，其特征在于：所述离心式丙烷压缩机的丙烷出口依次与脱甲烷塔重沸器、丙烷收集罐和丙烷经济器相连；在丙烷收集罐和丙烷经济器之间设置J-T阀。

5.根据权利要求1所述的一种能量集成利用的天然气乙烷回收装置，其特征在于：低温分离器出口的气相分别与冷箱和膨胀机的膨胀端相连。

6.根据权利要求5所述的一种能量集成利用的天然气乙烷回收装置，其特征在于：脱甲烷塔出口的气相依次与冷箱、膨胀机的压缩端和产品气压缩机相连。

7.根据权利要求6所述的一种能量集成利用的天然气乙烷回收装置，其特征在于：产品气压缩机依次与冷箱和脱甲烷塔相连，在冷箱和脱甲烷塔之间设置J-T阀。

8.一种能量集成利用的天然气乙烷回收方法，其特征在于：包括如下步骤：干燥天然气经过冷箱预冷至-45～-70℃，部分冷凝后进入低温分离器进行气液分离，分离出的大部分气相经膨胀机膨胀至2～4MPa.g后直接进入脱甲烷塔，剩余部分气相继续进入冷箱冷凝并过冷至-85～-110℃、节流至2～4MPa.g后进入脱甲烷塔上部；分离出的液相节流至2～4MPa.g后直接进入脱甲烷塔；脱甲烷塔顶部出口气相进入冷箱复热至8～38℃后进入膨胀机增压端增压至2.5～4.5MPa.g后再通过产品气压缩机增压至外输压力，然后大部分外输，少部分返回冷箱，经冷凝并过冷至-85～-110℃后，节流至2～4MPa.g后进入脱甲烷塔顶部；脱甲烷塔塔底出来的脱甲烷油直接进入脱乙烷塔，经过脱乙烷塔分馏后，塔顶出来的气相经过脱乙烷塔顶冷凝器部分冷凝至-8～14℃后，通过脱乙烷塔顶回流罐进行气液分离，分离出的液相通过脱乙烷塔顶回流泵增压后返回脱乙烷塔顶部作塔顶回流液；为脱甲烷塔底部提供热量的脱甲烷塔重沸器所需热源由辅助丙烷制冷系统提供，同时辅助丙烷制冷系统出口的液相丙烷进入脱乙烷塔顶冷凝器为脱乙烷塔顶气相冷凝提供冷量。