[发明专利]一种冷干气循环回收乙烷装置和方法

说明书

本发明公开了一种冷干气循环回收乙烷装置，包括冷箱、低温分离器、脱甲烷塔和膨胀机，所述冷箱与天然气进气管道和低温分离器连接，所述低温分离器的底部液相出口与脱甲烷塔连接，所述低温分离器的顶部气相出口与膨胀机连接，经膨胀后的气相通过管道与脱甲烷塔连接，所述脱甲烷塔的顶部气相出口分为两路。本发明通过利用膨胀机增压端将脱甲烷塔顶部出口一部分低温干气增压，经冷凝后作为脱甲烷塔顶部回流，并采用混合冷剂制冷循环为系统提供冷量，大大提高了乙烷回收率，有效降低了脱甲烷塔顶出口气相中乙烷含量，乙烷回收率≥99mol％。本发明是一种回收乙烷及液化石油气等组分的工艺，适用于天然气、煤层气、焦炉煤气等烃类混合物的一种或多种。

技术领域

本发明属于天然气处理技术领域，特别涉及一种冷干气循环回收乙烷装置和方法。

背景技术

天然气中含有大量的乙烷，将其回收后用于生产乙烯，具有良好经济效益。目前从天然气中回收乙烷的工艺主要采用气体过冷工艺(GSP)及液体过冷工艺(LSP)，以及为了获取更高的乙烷收率在此基础上开发的乙烷回收工艺，例如部分干气循环工艺(RSV)和冷干气回流工艺(CRR)等。部分干气循环工艺(RSV)是利用脱除乙烷后的外输干气压缩机，将部分的外输干气作为脱甲烷塔回流提高回收率，对于不需要设置外输压缩机的工况适用性较差；冷干气回流工艺(CRR)是将部分脱甲烷塔顶气增压后作为脱甲烷塔回流提高乙烷回收率，需要单独设置压缩机对脱甲烷塔塔顶低温干气进行增压，增加了投资。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够有效提高乙烷回收率，从而降低脱甲烷塔顶出口气相中乙烷含量的冷干气循环回收乙烷装置和方法。

本发明采用的技术方案是：一种冷干气循环回收乙烷装置，其特征在于：包括冷箱、低温分离器、脱甲烷塔和膨胀机，所述冷箱内的预冷段进口端与天然气进气管道连接，其出口端通过管道与低温分离器连接，所述低温分离器的底部液相出口通过设置有第一节流阀的管道与脱甲烷塔连接，所述低温分离器的顶部气相出口通过管道与膨胀机连接，经膨胀后的气相通过管道与脱甲烷塔连接，所述脱甲烷塔的顶部气相出口分为两路，一路通过管道与冷箱内对应的复热段进口端连接，所述冷箱内对应的复热段出口端通过管道至后工序，另一路通过管道与膨胀机连接，经增压后的气相通过管道与冷箱内对应的冷却段进口端连接，所述冷箱内对应的冷却段出口端通过设置有第三节流阀的管道与脱甲烷塔上部连接。

本发明所述的冷干气循环乙烷回收装置，其所述冷箱与冷剂制冷单元连接，所述冷剂制冷单元包括冷却器和冷剂压缩机，所述冷却器与冷箱内对应的冷却段连接，所述冷箱内对应的冷却段通过设置有第四节流阀的管道与冷箱内对应的复热段连接，所述冷箱内对应的复热段通过管道与冷剂压缩机连接，所述冷剂压缩机通过管道与冷却器连接，形成冷剂制冷循环回路。

本发明所述的冷干气循环乙烷回收装置，其所述脱甲烷塔中部液相出口通过管道与冷箱内的加热段进口端连接，所述冷箱内的加热段出口端通过管道与脱甲烷塔中部液相入口连接。

本发明所述的冷干气循环乙烷回收装置，其所述脱甲烷塔的下部液相出口通过设置有脱甲烷塔重沸器的管道与脱甲烷塔的下部液相入口连接，所述脱甲烷塔的底部液相出口通过管道至后工序。

本发明所述的冷干气循环乙烷回收装置，其所述脱甲烷塔为板式塔或填料塔。

本发明所述的冷干气循环乙烷回收装置，其所述低温分离器的顶部气相出口分为两路，一路通过管道与膨胀机连接，经膨胀后的气相通过管道与脱甲烷塔连接，另一路通过管道与冷箱内对应的冷却段进口端连接，所述冷箱内对应的冷却段出口端通过设置有第二节流阀的管道与脱甲烷塔上部连接。

一种冷干气循环回收乙烷方法，其特征在于：包括如下步骤：