[发明专利]一种天然气加工利用工艺

说明书

技术领域

本发明属于天然气加工技术领域，涉及一种天然气的加工利用工艺。

背景技术

液化天然气（LNG）生产工艺由天然气净化和天然气冷凝液化两部分组成。其原料主要来自油气田或长输管道。原料天然气的主要成分是甲烷，还含有少量重烃、二氧化碳、硫化氢、水、汞等杂质。对于生产LNG首先必须将二氧化碳、水分、重烃、汞等脱除，以避免二氧化碳、水分、重烃等在低温下冻结堵塞下游管道和设备，以及硫、汞等对设备产生的腐蚀。

生产LNG液化时对气体的净化要求较高，尤其是对重烃含量的要求非常高，因为重烃含量高不利于储存，容易造成翻滚现象，在天然气的液化装置中容易堵塞主换热器、阻塞管道、节流阀门和装车泵。进入液化系统前的重烃含量必须低于10ppm，后续液化工艺才不会产生阻塞的问题。

在LNG生产中，脱水和脱重烃工艺常采用固体吸附法，并采用两塔或三塔流程。在两塔流程中，一塔进行脱水/脱重烃操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。三塔流程可采用一塔吸附、一塔再生、另一塔冷却或二塔吸附、一塔再生及冷却的切换程序。再生气通常直接采用净化后的天然气作为再生气。

在脱水工艺的再生阶段，再生气直接采用一部分脱水后的干气作为再生气，经天然气加热炉加热到约320℃后进入脱水塔，解吸（烘干）吸附剂吸附的H₂O，出脱水塔后再经冷却器冷却到常温，并经再生气分离器分离后返回到装置入口与原料气混合后进入原料压缩工艺，同原料一起进入净化工艺。

在脱重烃工艺的再生阶段，采用一部分脱重烃后的天然气作为再生气，再生气经天然气加热炉加热到约220℃后自脱重烃塔底进入脱重烃塔，解吸吸附剂吸附的重烃，解吸下来的重烃随再生气由脱重烃塔顶出塔，再经冷却器冷却到常温后经减压后进入燃料总管。

脱水工艺使用后的再生气可直接返回到装置入口与原料气混合，进行净化处理，而脱重烃工艺中的再生气再生吸附剂后，其中的重烃含量高，若返回到装置入口与原料混合，天然气中的重烃有累积效应，对后续处理造成很大的压力。因此，脱重烃工艺中的使用过的再生气不能直接回用，只能将其送至火炬管网点燃放空或作为加热燃料，这无疑造成了资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种天然气加工工艺，该工艺将再生脱重烃吸附剂后不能回用的再生气回收利用，用于生产压缩天然气（CNG）。避免了液化天然气厂天然气资源的浪费。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种天然气加工利用工艺，包括以下步骤：

来自长输管道的天然气经压力调节阀调节后，进入原料气压缩机压缩至4.6~5.0MPa，冷却至≤40℃，然后经分离器分离后将天然气导入净化系统。

净化系统包括脱碳、脱水、脱重烃、脱汞工序。

脱碳工序采用溶液吸附法脱除天然气中的CO₂气体。利用MDEA（N-甲基二乙醇胺）溶液脱除天然气中的CO₂气体。

脱水工序采用3A分子筛吸附法脱除天然气中的H₂O。利用分子筛吸附剂脱水至1ppm。

脱水后的天然气一部分作为分子筛吸附剂的再生气，回到脱水塔再生分子筛吸附剂，另一部分进入脱重烃工序。

脱重烃工序采用固体吸附法，利用煤质颗粒活性炭脱除天然气中的重烃。脱重烃后的天然气，一部分作为脱重烃吸附剂的再生气，一部分进入脱汞工序。

脱汞工序也采用固体吸附法，可用的吸附剂为浸泡硫化物活性炭。

再生分子筛吸附剂后的再生气送回到原料气压缩工艺，与原料气混合，进行净化处理。再生脱重烃吸附剂后的再生气送入天然气压缩工艺中，加压到20 MPa ~23MPa，作为CNG产品。

最终净化后的天然气CO₂含量低于40 ppm，H₂S含量低于4 ppm，H₂O含量小于1ppm，重烃含量低于10ppm，Hg低于0.01μg /m³，甲烷≥97%。送入天然气液化工艺，经换热后液化，冷量由氟利昂冷冻机组和增压透平膨胀机提供，生产LNG产品。

附图说明

图1是本发明一种天然气加工利用工艺的工艺流程图。

图中各编号所代表的意义如下：

1-1：原料气压缩；1-2：脱碳；1-3：脱水；1-4：脱重烃；1-5：脱汞；1-6：液化；1-7：天然气压缩。