[发明专利]天然气低温提氦系统及方法

摘要

本发明公开了一种天然气低温提氦系统及方法，采用后膨胀+氮循环制冷两塔分离技术，充分回收装置自身冷量来预冷原料天然气，不仅能适用含氦量极低的天然气，同时具有能耗低、氦气回收率高、投资省、操作灵活、变工况适应能力强等特征。本发明的积极效果是：本发明中含氦天然气经过预冷系统、低温精馏系统提取天然气中少量的氦气，氦气提浓过程中所需的超低温度冷源由独立的氮循环制冷系统提供，该独立系统调节手段丰富，同时不受上游操作的影响，采用后膨胀制冷系统，不仅使系统操作压力较现有工艺高，在相同的制冷温度下，可使产品氦气浓度更高。

主权项

一种天然气低温提氦系统，其特征在于：包括原料气冷却器、一级提浓塔、二级提浓塔、深冷器、膨胀机组、氮气压缩机和氮气缓冲罐，其中：原料气冷却器左侧进口接含氦净化天然气，原料气冷却器底部出口与进口分别通过管线与一级提浓塔塔底的蒸发器进口与出口连接；原料气冷却器右侧出口通过管线与一级提浓塔中部进口连接；原料气冷却器右侧中部进口通过管线分别与一级提浓塔塔顶冷凝器上部出口、深冷器底部的低压气出口连接；原料气冷却器左侧中部出口接下游系统；原料气冷却器右侧下部进口通过管线与一级提浓塔塔底出口连接；原料气冷却器上部的出口与进口分别通过管线与膨胀机组的透平膨胀机进口与出口连接；原料气冷却器左侧的出口与膨胀机组的同轴压缩机进口连接，同轴压缩机出口接入下游系统；一级提浓塔塔底出口通过管线与塔顶冷凝器进口连接，一级提浓塔塔顶冷凝器出口通过管线与二级提浓塔塔底蒸发器进口连接，塔底蒸发器出口接深冷器底部进口，深冷器中部出口接入二级提浓塔中部进口；二级提浓塔塔顶冷凝器出口接深冷器左侧上部进口，深冷器右侧上部出口为产品粗氦出口；二级提浓塔塔底部出口通过管线深冷器左侧下部进口连接；氮气缓冲罐、氮气压缩机和深冷器依次连接，深冷器左侧中部进口与二级提浓塔塔顶冷凝器的低温氮气出口连接；深冷器左侧下部出口与二级提浓塔塔顶冷凝器进口连接，深冷器右侧中部出口接氮气缓冲罐进口。