[实用新型]一种页岩气脱水脱重烃的装置

说明书

技术领域

本实用新型提供了一种页岩气脱水脱重烃装置，从含水含重烃的页岩气中脱除水分及重烃，还可副产液化石油气（LPG）及轻油副产品。

背景技术

页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，具体而言，是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，可生成于有机成因的各种阶段。世界页岩气资源量为457万亿立方米，同常规天然气资源量相当，其中页岩气技术可采资源量为187万亿立方米，经济价值巨大，具有很大的发展潜力。目前，我国页岩气开发处于气藏勘探和初步开采试点阶段。截至2012年4月，我国共确定33个页岩气有利区，页岩气完井58口，其中水平井15口。随着页岩气勘探权逐步向民间开放，未来十年页岩气开发将得到快速发展。然而页岩气作为一个新兴的非常规能源，其处理技术还相对较少，随着新能源的开发，对页岩气的处理技术的开发需求也日益增加。

中国专利CN103031168A提出了一种从富含甲烷的混合气体中生产液化天然气的脱水脱重烃工艺，该专利所述的工艺采用分子筛、活性氧化铝和耐水硅胶等吸附剂的复合床层脱除富甲烷混合气体中的水和重烃，采用三塔等压吸附流程，吸附塔再生气取自工艺气体。采用复合床吸附流程，重烃可被部分脱除，脱除的程度取决于吸附剂的负荷和再生程度。但仅采用吸附剂不可能使重烃的含量降低到很低的要求，尤其当需要脱除的重烃量较大时，可能会因重烃无法脱除至合理深度造成冷箱冻堵，故通常采用吸附脱重烃配合低温分离的技术。

中国专利CN103031169A提出了一种天然气液化与重烃处理的方法和装置，采用自身冷凝液洗涤重烃。常温的原料天然气直接进入重烃洗涤塔，经自天然气中低温分离出的C3、C4等重烃洗涤，天然气中C6及C6以上的重烃得以深度脱除。由于这一工艺依靠天然气自身的重烃冷凝液洗涤重烃，故天然气自身的重烃含量直接影响到重烃脱除系统能否正常运行。为保证合适的重烃冷凝液量维持洗涤塔的连续操作，可在流程中采取调温措施控制天然气的预冷温度以调整天然气冷凝液量。另外，当重烃冷凝液量较少时，还可引入异戊烷洗涤天然气中的重烃，通过改变系统的气液平衡来达到重烃冷凝并脱除的目的，但是会造成一定量的异戊烷消耗。由于需要针对原料气中重烃含量适时切换流程，传统的重烃洗涤工艺操作较为繁琐。

实用新型内容

本实用新型提供了一种适用于页岩气的全新的脱水脱重烃装置。本实用新型提供的装置采用的方法将页岩气中的水分和重烃脱除，并进一步将重烃组分分离为可利用的液化石油气（LPG）及轻油副产品，经济可行、工艺路线先进；经脱水脱重烃后的页岩气常压露点降至≤-76℃，C6及C6以上的重烃组分脱除至LNG可溶解的程度，例如≤150ppm，优选≤100ppm，更优选≤80ppm，更优选≤50ppm。

本实用新型的技术方案概括如下：

一种页岩气脱水脱重烃装置，其装置包括脱水系统及脱重烃和重烃处理系统；

其中

脱水系统包括：吸附干燥装置，一个原料气入口通道，一个脱水原料气出口通道，一个再生气入口通道，一个再生气出口通道；

脱重烃和重烃处理系统包括：一台重烃分离器、一台重烃洗涤塔、一台脱乙烷塔、一台精馏塔、一台板翅换热器、一台轻烃换热器、一台节流装置、一台轻油冷却器及一台重烃泵；

所述板翅换热器至少包括以下几个换热通道：第一换热通道、第二换热通道、第三换热通道、第四换热通道和用于为换热器提供冷量的冷剂换热通道；

所述重烃分离器包括一个脱水原料气入口通道，一个重烃出口通道和一个轻烃出口通道；

所述重烃洗涤塔包括一个气相入口通道，一个混合相入口通道，一个气相出口通道，一个重烃出口通道；

所述脱乙烷塔包括第一液相入口通道、第二液相入口通道，一个气相出口通道，一个重烃出口通道；

所述精馏塔包括一个重烃入口通道，一个液化石油气出口通道，一个轻油出口通道；

所述轻烃换热器至少包括第一和第二两个换热通道；轻烃换热器的第一换热通道的入口端与重烃洗涤塔的气相出口通道连接，轻烃换热器的第一换热通道的出口端分成两路，分别与所述板翅换热器的第一换热通道的入口端和第二换热通道的入口端连接，轻烃换热器的第二换热通道的入口端与所述脱乙烷塔的气相出口通道连接，轻烃换热器的第二换热通道的出口端与所述重烃洗涤塔的混合相入口通道连接；

所述板翅换热器的第一换热通道的出口端分为两路，一路连接脱水系统的再生气入口通道，另一路去界区外；

所述板翅换热器的第二换热通道的出口端连接至下游管网（例如天然气液化系统）；