[发明专利]一种混合冷剂制冷生产乙烷的方法和装置

说明书

本发明公开了一种混合冷剂制冷生产乙烷的方法和装置，该方法包括第一步，天然气经主冷箱预冷到‑30至‑80℃后,进入低温分离器分为气、液两相：第二步,液相进入主冷箱复热后回流进入脱甲烷塔中部；第三步，气相分为两部分，一部分气相进入主冷箱过冷液化后作为脱甲烷塔顶的回流液；第四步,另一部分气相进入压缩膨胀机膨胀端膨胀后回流到脱甲烷塔；第五步,同时外输干气气相经过回流复热后进入脱甲烷塔塔顶；第六步,脱甲烷塔塔底液经过脱甲烷塔底重沸器复热后进入脱乙烷塔,而本发明采用混合冷剂制冷生产乙烷，有效利用装置冷热量平衡，提高了脱甲烷塔运行压力和运行温度，有效解决二氧化碳低温冰堵问题，并使乙烷回收率达到95％以上。

技术领域

本发明涉及天然气冷凝分离领域，尤其涉及混合冷剂制冷生产乙烷的方法以及装置。

背景技术

目前，鉴于多数天然气中丰富的烃资源,天然气在外输之前都有必要提取乙烷、液化石油气及轻烃资源,同时天然气中丰富的乙烷资源,作为裂解乙烯的最佳原料,市场需求量大,前景较好,能够有效节约原油消耗,间接实现以气代油，目前天然气乙烷回收工艺主要有低温油吸收法、液相过冷法等,低温油吸收法需要大量的循环溶剂油,且溶剂油有一定的损耗,乙烷收率较低,一般只有80％的乙烷收率,液相过冷法仅有液相回流，过冷能力低，乙烷回收率低，能耗大,已有技术大部分天然气处理厂轻烃回收装置的乙烷回收率仅为80％,回收深度仅为满足外输气烃露点要求,因此还有大部分烃组分未回收利用。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是，本发明提供一种混合冷剂制冷生产乙烷的方法。采用“三元混合制冷加气气液过冷工艺”，可合理匹配不同温位的制冷负荷，提高了脱甲烷塔运行压力和运行温度，有效解决二氧化碳低温冰堵问题，并使乙烷回收率可达到95％以上，C₃+回收率可达到99％以上。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种混合冷剂制冷生产乙烷的方法,经过预处理后的干天然气，1.0至8.0MPa.g，进入液烃回收装置冷箱，经过主冷箱预冷至-30至-80℃后进入低温分离器分为气液两相；液相进入主冷箱冷却后回流进入脱甲烷塔中部；气相分为两部分，一部分气相进入主冷箱过冷液化后作为脱甲烷塔顶的回流液；另一部分气相进入压缩膨胀机膨胀端膨胀至1.0至4.0MPa.g后进入脱甲烷塔中部。脱甲烷塔底液进入脱乙烷塔脱乙烷，脱乙烷塔塔顶气即为产品气。

针对原料天然气中二氧化碳含量较高的气质特点，采用了“三元混合冷剂加气气液过冷”组合制冷工艺，合理匹配不同温位的制冷负荷，提高了脱甲烷塔运行压力和运行温度，有效解决二氧化碳低温冰堵问题。

针对原料天然气中C₂+含量较低的气质特点，采用了“三元混合冷剂加气气液过冷回流”的C₂+回收工艺，使乙烷回收率可达到95％以上，C₃+回收率可达到99％以上。

选用了多股流板翅式冷箱，最小夹点温度接近1至6℃，对数平均温差较低，技术成熟可靠，换热效率高，降低了制冷系统负荷。

采用了引进的带同轴增压的压缩膨胀机制冷技术，机械效率高，运行稳定可靠，降低了贫气增压功率。

采用了脱甲烷塔侧线引出技术，充分利用脱甲烷塔物料的低温冷量，降低了装置制冷负荷，能量利用效率高，节能效果明显。

本发明的三元混合制冷剂可采用甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、氮气、正丁烷、正戊烷、异丁烷、异戊烷中任意三种组合作为制冷剂配方。

本发明还提供一种混合冷剂制冷生产乙烷的装置,包括主冷箱、脱甲烷塔底重沸器、脱甲烷塔顶冷凝器、压缩膨胀机、低温分离器、脱甲烷塔、脱乙烷塔,所述主冷箱依次与低温分离器、压缩膨胀机相连,压缩膨胀机再与主冷箱、脱甲烷塔相连,低温分离器的液相出口与主冷箱相连。脱甲烷塔底重沸器与脱甲烷塔相连。