[发明专利]一种利用液化天然气冷能脱烃脱碳的系统和方法

权利要求书

1.本发明特征在于：利用LNG冷能为原料气脱烃脱二氧化碳提供冷能，脱除后的低温成品气与原料气换热回收冷量。

2.一种利用液化天然气冷能脱烃脱二氧化碳的方法，其特征在于：该方法包含原料气过滤压缩、原料气净化、轻烃分馏、乙烷二氧化碳冷凝、LNG升压换热、乙烷二氧化碳精馏等过程；原料气经过滤压缩净化后，与处理后低温天然气换热冷凝出C5以上组分，经气液分离器分离后，原料气进一步换热降温液化C4组分，然后进入精馏塔下塔，在下塔中部和底部分别分馏出C3、C4；之后原料气进入上塔底部冷凝复热器降温，液化乙烷、二氧化碳，部分混合液回流下塔保持下塔的精馏工况，其它混合气进入上塔与高压LNG换热形成乙烷干冰混悬液，混悬液在上塔底部冷凝复热器吸热升温液化，然后进入乙烷二氧化碳精馏塔分离，从底部分馏出液态乙烷，顶部获得二氧化碳气体经上塔底部冷凝复热器降温液化，形成液态二氧化碳输出。

3.本发明一种利用液化天然气冷能脱烃脱二氧化碳的系统，利用LNG冷能提供脱烃脱碳过程中各组分液化所需冷能；其特征在于：包含过滤压缩单元、原料气净化单元、轻烃冷凝分馏单元、LNG升压换热单元、乙烷二氧化碳精馏单元。

4.根据权利要求3所述的过滤压缩单元包含过滤器（01）、原料气压缩机（02）、换热器（03）及所流经管道；原料气（101）在过滤器（01）中清除空气中所含的颗粒物杂质，经过原料气压缩机（02）升压至出站要求压力；经过换热器（03）与处理后的气体换热降温，排出冷却过程产生的冷凝水（201）；进入原料气净化单元；

原料气净化单元包含分子筛（04）、纯净原料气（102）；原料气经过滤压缩处理后进入分子筛（04）系统中脱除原料气中的水，变成干燥纯净原料气（102）；为了连续不间断使用，所述分子筛（04）分为两台，交替使用，一台纯化一台再生。

5.根据权利要求3所述的轻烃冷凝分馏单元其特征在于：包含压缩机（05）、膨胀机（12）、换热器（06）、气液分离器（07）、主换热器（08）、精馏塔下塔（09）、精馏塔上塔（10）、冷凝复热器（11）、换热器（15）、冷凝复热器（16）及所流经管道；

纯净原料气进入压缩机（05）压缩至精馏塔所需工作压力，进入换热器（06）与来自膨胀机（12）膨胀后的低温成品气（106）换热，将原料气中C5以上的烃组分冷凝液化，经气液分离器（07）分离，底部C5＋液相（113）成品输出；气液分离器顶部低温原料气（103）流入主换热器（08）与上塔顶部流出的低温高压成品气（105）换热，将原料气中C4组分液化形成气液混合气（104），进入精馏塔下塔（09）精馏；

在精馏塔下塔（09）的底部得到丁烷丁烯等C4液相（112），在精馏塔下塔（09）的中部得到粗丙烷（111），精馏塔下塔（09）塔顶的混合气进入换热器（15）换热降温，然后进入精馏塔上塔（10）底部冷凝复热器（11），吸收上塔底部液态乙烷和干冰混悬液的热量，混合气中的乙烷和二氧化碳液化形成气液混合物，气液混合物一部分送回精馏塔下塔（09）以维持下塔的精馏工况，剩余气液混合物从精馏塔上塔（10）的中部进入，与从精馏塔上塔（10）上部输入的高压液化天然气（109）进行热质交换，将气液混合物中的乙烷进一步液化、二氧化碳冷凝成干冰，形成液态乙烷和干冰混悬液掉落精馏塔上塔（10）底部，在上塔底部与冷凝复热器（11）、冷凝复热器（16）换热吸收下塔混合气及二氧化碳气相（115）的热量，混悬液中干冰液化后，形成乙烷二氧化碳混合液（110）输出；

在精馏塔上塔（10）的顶部得到低温高压成品气（105），流经主换热器（08）换热升温、膨胀机（12）降至出站目标压力，形成低温成品气（106），经过换热器（06）进一步复热后成品气（107）输出。

6.所述的LNG升压换热单元其特征在于：液化天然气（108）经低温LNG泵（13）升压至高于精馏塔上塔（10）的工作压力，形成高压液化天然气（109）进入上塔上部进行热交换，冷凝分馏乙烷二氧化碳。