[发明专利]一种贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产系统和方法

权利要求书

1.一种贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产系统，其特征在于，包括：换热器、低温分离器、重接触塔、脱乙烷装置、脱丁烷装置、第一再沸器、第二再沸器、第一闪蒸罐、第二闪蒸罐、第三闪蒸罐、第四闪蒸罐、第一混合器、第二混合器、第三混合器、三通、多个压缩机、多个膨胀机；

其中，所述换热器设有含氦的原料气进口，原料气经过换热器后进入低温分离器，低温分离器顶部出口与第一膨胀机进口连接，第一膨胀机出口与重接触塔进口连接；低温分离器底部出口通过换热器后与脱乙烷塔装置连接；重接触塔底部出口通过所述换热器后与脱乙烷塔装置连接；脱乙烷塔装置出料口连接脱丁烷装置；经过脱丁烷装置处理后，分离得到液化石油气和稳定轻烃；

所述重接触塔顶部出口经过换热器后与第一闪蒸罐进口连接，第一闪蒸罐底部出口连接第二闪蒸罐进口，第二闪蒸罐底部出口与第三闪蒸罐进口连接；第三闪蒸罐底部出口输出LNG，第三闪蒸罐顶部出口与第一压缩机进口连接，第一压缩机出口与第一混合器进口连接；第二闪蒸罐顶部出口与第一混合器进口连接；所述第一闪蒸罐顶部出口通过换热器后与第四闪蒸罐进口连接；第四闪蒸罐顶部出口通过换热器后输出为粗氦，第四闪蒸罐底部出口通过换热器后与第二混合器的进口连接；第二混合器的出口物流经过压缩、空冷、水冷处理后与第三混合器进口连接；所述第一混合器的出口通过换热器后与第三混合器的进口连接；第三混合器的出口物流经过压缩、空冷、水冷处理后进入三通的进口；三通的第一出口与第二膨胀机进口连接；所述第二膨胀机出口先后两次通过换热器后与第二混合器的进口连接；三通的第二出口物流经过压缩、空冷、水冷后，最终输出为外输气。

2.如权利要求1所述的贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产系统，其特征在于，所述脱乙烷装置包括脱乙烷塔、第一回流罐、第一再沸器；低温分离器底部出口通过换热器后与脱乙烷塔底部进口连接；所述第一膨胀机出口与重接触塔进口连接，重接触塔底部出口通过所述换热器后与脱乙烷塔上部进口连接；脱乙烷塔顶部出口通过所述换热器后与第一回流罐顶部进口连接；所述第一回流罐顶部出口通过所述换热器后与重接触塔顶部进口连接；所述第一回流罐底部出口与脱乙烷塔顶部进口连接；所述脱乙烷塔底部出口连接第一再沸器进口；第一再沸器顶部出口与脱乙烷塔底部进口连接。

3.如权利要求2所述的贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产系统，其特征在于，所述脱丁烷装置包括脱丁烷塔、第二回流罐、第二再沸器；所述脱丁烷塔进口与第一再沸器底部出口连接；所述脱丁烷塔的塔顶出口连接第一空冷器进口，第一空冷器出口连接第二回流罐进口；第二回流罐底部出口与脱丁烷塔顶部进口连接，使一部分排出物进入脱丁烷塔，回流罐的底部出口另一部分排出物作为输出液化石油气；所述脱丁烷塔底部出口与第二再沸器进口连接，第二再沸器的顶部出口与脱丁烷塔底部进口连接，第二再沸器的底部出口经过第一水冷器，输出稳定轻烃。

4.如权利要求1所述的贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产系统，其特征在于，所述第二混合器出口依次连接第二压缩机、第二空冷器、第二水冷器，第二水冷器的出口连接第三混合器。

5.如权利要求1所述的贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产系统，其特征在于，所述第三混合器的出口依次连接第三压缩机、第三空冷器、第三水冷器、第四压缩机、第四空冷器、第四水冷器、第五压缩机、第五空冷器、第五水冷器，第五水冷器出口连接三通的进口。

6.如权利要求1所述的贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产系统，其特征在于，所述三通的第二出口依次连接第六压缩机、第六空冷器、第六水冷器、第七压缩机、第七空冷器、第七水冷器，最终输出为外输气。

7.一种采用如权利要求1-6任意一项所述联产系统进行贫氦天然气轻烃回收与提氦的联产方法，其特征在于，步骤如下：

（1）含氦的原料气经过换热器预冷后进入低温分离器，分离出气液两相，液相物流经过换热器复热后通入脱乙烷塔底部，气相物流膨胀至2050 kPa、温度为-82.99 ℃后进入重接触塔底部，与来自第一回流罐的气相物流逆流接触进行热交换，脱除部分C1、C2后，重接触塔底部出口的物流经过换热器换热至3 ℃，再通入脱乙烷塔顶部，进一步除去C1、C2；脱乙烷塔塔底液相通入脱丁烷塔进行精馏，脱丁烷塔顶气相经冷凝后进入第二回流罐，第二回流罐中一部分回流液作脱丁烷塔顶回流，剩余部分回流液输出为液化石油气，脱丁烷塔底液相经冷凝后输出为稳定轻烃；

（2）重接触塔顶的干气进入换热器预冷至-108 ℃出现气液两相；出换热器后的物流经过节流到380 kPa，温度为-139.8 ℃后通入第一闪蒸罐，气相物流经过换热器换热至-166℃进入第四闪蒸罐，液相物流经过节流到300 kPa、温度为-143.4 ℃后进入第二闪蒸罐；第二闪蒸罐底部液相物流经过节流降温至-156.2 ℃进入第三闪蒸罐；第四闪蒸罐顶部分离出粗氦，第三闪蒸罐底部分离出LNG；

（3）第二闪蒸罐与第三闪蒸罐顶部物流通过第一混合器混合为一股物流，第四闪蒸罐底部物流与三通分离出的循环冷剂在第二混合器内混合为一股物流，第一混合器和第二混合器混合后的物流在第三混合器内混合后，经过压缩机压缩后由三通分成两股物流，一股物流经过压缩机升压、空冷和水冷降温后作为外输气，另一股物流经过膨胀降温后作为自产冷剂循环制冷。