[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

说明书

本发明公开了一种利用液化天然气冷能脱烃脱碳的系统和方法，属于液化天然气冷能利用领域。包含原料气过滤压缩净化、重组分冷凝、轻烃分馏、乙烷二氧化碳冷凝、LNG升压换热等过程；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,降低脱烃脱碳冷耗，可利用本发明处理气井气、油田伴生气或者其它需脱烃脱碳的应用项目，降低处理厂能耗，提高经济效益。

技术领域

本发明属于液化天然气冷能利用领域，涉及一种利用液化天然气冷能脱烃脱碳的系统。

背景技术

近年来，中国天然气的进口和开采均保持快速发展，可利用LNG的冷能处理开采的天然气；2018年中国LNG进口5378万吨，同比上涨41.2%，液化天然气的进口和消费都保持快速增长；同时中国在加大油气勘探开采力度，2019年12月份中国发布《关于推进矿产资源管理改革若干的意见（试行）》，探索开放油气勘察开采市场，中国天然气的开采开发也将快速发展；随着2019年国家石油天然气管网集团有限公司的成立，天然气开采、进口、发展应用将进入新的阶段，本发明涉及一种利用液化天然气冷能脱烃、脱二氧化碳（简称脱烃脱碳）的方法，可利用液化天然气的冷能处理开采的天然气、油田伴生气或者其它需脱烃脱碳的应用项目，降低处理厂能耗，提高经济效益。

液化天然气冷能可以用于空气分离、制冰、轻烃精馏、二氧化碳捕集和低温冷库等领域，节约生产过程的能耗。目前广东、福建、浙江、江苏等LNG接收站都有用海水气化LNG补充到高压输配管网的需求，液化天然气冷能并没有充分利用，同时沿海分布有油气田开采项目；本系统过利用液化天然气气化过程释放的冷能处理开采的天然气或者油田伴生气，提高LNG冷能利用效率。

发明内容

本发明在新的应用领域利用液化天然气冷能，提供一种利用液化天然气冷能脱烃脱碳的方法，回收LNG高品位冷能；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；本方法的原料气先经过滤器过滤后，经压缩机升压，然后原料气经分子筛净化后进入膨胀机压缩端进一步升压至精馏塔工作压力，与处理后的低温天然气换热冷凝出C5以上重组分，然后原料气进一步换热降温液化C4组分，进入精馏塔下塔（09），在下塔中部和底部分别分馏出C3、C4；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进行热质交换冷凝乙烷和固态二氧化碳，形成乙烷干冰混悬液，乙烷干冰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。在此方法中，当原料气压力高于出站目标压力要求时，则不需要压缩机（03）；当原料气压力能够满足精馏塔处理压力要求时，则不需要膨胀机（12）压缩机（05）。

本发明还提供一种利用液化天然气冷能脱烃脱碳的系统，利用LNG冷能提供脱烃脱碳过程中各组分液化所需冷能。本发明的目的通过下述方案实现：附图表述一种利用液化天然气冷能脱烃脱碳的系统，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。

1）过滤压缩单元：

所述原料气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）中清除所含的颗粒物杂质，经过原料气压缩机（02）升压；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。

2）原料气净化单元：

所述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。