[发明专利]一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法

说明书

本发明属于天然气处理工艺技术领域，涉及一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法。所述方法中原料气经过主冷箱冷却后进入低温分离器进行气液分离，分离后气相进行膨胀降温后进入脱甲烷塔中上部，分离后液相经气液分离，闪蒸分离器的液相分别进入脱甲烷塔中部和甲烷塔上部，脱甲烷塔塔顶气相依次经过换热升温后，再经增压后气体经空冷器冷却后外输,部分外输气经换热冷却并节流后回流至脱甲烷塔顶部,脱甲烷塔底的凝液产品进入后续处理单元进行处理,本发明适用于原料气气质较富且压力较高的乙烷回收装置，其方法具有乙烷回收率高、系统能耗低、流程简单等特点。

技术领域

本发明属于天然气的加工工艺技术领域，涉及一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法。

背景技术

随着国内油气田逐步意识到乙烷产品带来的巨大经济价值，对高效乙烷回收流程的研究与开发变得尤为重要。目前最为典型的乙烷回收流程为部分干气再循环(RSV)工艺，当对较富天然气进行乙烷回收时通常需要制冷剂辅助制冷以提高乙烷回收率。适用于富气乙烷回收的部分干气再循环工艺，其流程对于气质较贫的原料气具有高乙烷回收率的特点，可通过调节外输气回流量调节乙烷回收率，并且低温分离时原料气冷凝率低，进入膨胀机的气量大，膨胀机产生的冷量多，乙烷回收装置具有较高的经济性。此工艺在国外得到广泛运用，目前国内正在筹划的大型乙烷回收装置均采用的部分干气再循环工艺，但当针对较富气质时，能耗会大幅上升，而回收率会下降。

在针对较富气质进行乙烷回收过程中，原料气在冷箱冷却后进入低温分离器，大量甲烷在低温分离器中冷凝进入脱甲烷塔中部，造成脱甲烷塔分离负荷增加，也会造成低温分离器分离的气相减少，导致透平膨胀的气相量减少，透平膨胀功减小，外输压缩功增大。原料气气质较富也使预冷制冷负荷增大，制冷剂循环量大，制冷压缩机能耗高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，所述方法可提高乙烷回收率，提高了冷箱热集成效果，降低了压缩机压缩功率，乙烷回收装置的经济效益得到有效提升。

本发明所采用的技术方案是，一种带闪蒸分离器的富气乙烷回收方法，包括以下步骤：

步骤一：原料气经过主冷箱1冷却后进入低温分离器2进行气液分离；

步骤二：低温分离器2分离的气相全部进入透平膨胀机膨胀端5进行膨胀降温后进入脱甲烷塔7中上部，低温分离器2分离的液相经过节流阀降压降温后经主冷箱1后进入闪蒸分离器4气液分离；

步骤三：闪蒸分离器4的液相一部分进入脱甲烷塔7中部，另一部分与闪蒸分离器4气相混合进入过冷箱3深冷再节流后进入脱甲烷塔7上部；本步骤中的液相进入脱甲烷塔7中部的一部分在摩尔百分数80％-90％范围变化，根据原料气气质贫富程度不同而不同，气质较富则一部分较高，而深冷再节流后进入脱甲烷塔7上部的另一部分在摩尔百分数10％-20％范围；

步骤四：脱甲烷塔7塔顶气相依次经过过冷箱3、主冷箱1换热升温后，再依次经过透平膨胀机增压端10、外输压缩机11中增压；

步骤五：增压后气体经空冷器9冷却后外输；

步骤六：部分外输气依次经水冷器8、主冷箱1及过冷箱3换热冷却并节流后回流至脱甲烷塔7顶部；本步骤中的回流至脱甲烷塔7顶部的外输气的一部分摩尔百分比为10％-20％；

步骤七：脱甲烷塔7底的凝液产品进入后续处理单元进行处理。

优选的，步骤七中所述后续处理单元包括脱乙烷塔。

优选的，所述方法中，脱甲烷塔7下部侧线抽出两股进入主冷箱1换热升温后各自流入侧线抽出位置的下一块塔板上。

优选的，所述方法中，外加制冷剂进入主冷箱1等温相变。

优选的，所述外加制冷剂为丙烷，所述等温相变为提供-15℃和-37℃温位的冷量。