[发明专利]一种带吸收塔适用于富气的乙烷回收方法

说明书

本发明公开一种带吸收塔适用于富气的乙烷回收方法，其原料气经过第一冷箱冷却后进入分离器进行预分离；分离器分离的气相进入第二冷箱中进一步冷却后进入低温分离器；低温分离器分离的气相全部进入透平膨胀机的膨胀端进行膨胀制冷后进入脱甲烷塔中上部，吸收塔塔底部分凝液在第一冷箱中复热后大量气化，之后进入吸收塔底部，另一部分凝液直接接入脱甲烷塔中部；吸收塔塔顶气相出料深冷后再节流降温进入脱甲烷塔上部；脱甲烷塔塔顶气相经过换热升温、增压后，最后经空冷器冷却后外输；脱甲烷塔底的凝液产品进入后续的脱乙烷塔等分馏处理单元进行处理。本发明中富集有更多甲烷的塔顶进料可使脱甲烷塔上部的吸收制冷效果更佳，提高乙烷的回收率。

技术领域

本发明涉及天然气的加工工艺技术领域，具体为一种带吸收塔适用于富气的乙烷回收方法。

背景技术

随着国内油气田逐步意识到乙烷产品带来的巨大经济价值，对高效乙烷回收流程的研究与开发变得尤为重要。目前最为典型的乙烷回收流程为部分干气再循环(RSV)工艺，当对较富天然气进行乙烷回收时通常需要制冷剂辅助制冷以提高乙烷回收率。适用于富气乙烷回收的部分干气再循环工艺如图2所示，其流程特征有，脱水后原料气进入冷箱预冷后进入低温分离器。分离液烃节流后进入脱甲烷塔中部，分离气相大部分通过透平膨胀机膨胀端膨胀制冷后进入脱甲烷塔中上部，少部分低温分离器分离气相经过冷箱和节流阀深冷后进入脱甲烷塔上部。脱甲烷塔塔顶外输气为冷箱和提供冷量后进入透平膨胀机增压端和外输压缩机增压再经空冷器冷却后外输。少部分外输干气(5％～15％)经冷箱和冷却后作为脱甲烷塔顶部回流进入脱甲烷塔。脱甲烷塔中下部侧线抽出一股物流对原料气进行预冷，增压后的高温制冷剂作为脱甲烷塔的重沸器为塔底抽出物流加热。脱甲烷塔的塔底凝液产品进入后续的脱乙烷塔等分馏处理单元。

此工艺具有高乙烷回收率的特点，在国外得到广泛运用，目前国内正在筹划的大型乙烷回收装置均采用的部分干气再循环工艺，但主要针对较贫气质。当针对较富气质时，能耗会大幅上升，而回收率会下降。

在针对较富气质进行乙烷回收过程中，部分干气再循环工艺采用一级冷却，原料气在冷箱中预冷后直接进入低温分离器，大量甲烷在低温分离器中冷凝后进入脱甲烷塔中部，造成脱甲烷塔分离负荷增加。一级分离使得制冷剂需要对所有原料气进行冷却，制冷剂循环量大，制冷压缩机能耗高。一级分离也会造成低温分离器中的分离气相减少，同时需要一部分低温分离器分离气相通过冷箱深冷后为脱甲烷塔上部吸收段提供物料，以提高回收率，两种原因都导致透平膨胀的气相量减少，透平膨胀功减小，外输压缩功增大。

为了克服部分干气再循环工艺流程的不足，降低其能耗和提升其回收率，本发明针对较富天然气进行乙烷回收，开发了一种带吸收塔适用于富气的乙烷回收高效流程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以提高乙烷回收率的带吸收塔适用于富气的乙烷回收方法。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种带吸收塔适用于富气乙烷回收的方法，其特征在于原料气经过第一冷箱冷却后进入分离器进行预分离；分离器分离的气相进入第二冷箱中进一步冷却后进入低温分离器；低温分离器分离的气相全部进入透平膨胀机的膨胀端进行膨胀制冷后进入脱甲烷塔中上部；预分离器分离液相节流后进入脱甲烷塔下部。低温分离器分离液相分为两部分，一部分与吸收塔等气相出料相混合以提高流程的抗CO₂冻堵能力，另一部分进入吸收塔顶部，吸收塔塔底部分凝液在第一冷箱中复热后大量气化，之后进入吸收塔底部，吸收塔另一部分凝液直接接入脱甲烷塔中部；吸收塔塔顶气相出料在第三冷箱中深冷后再节流降温进入脱甲烷塔上部；脱甲烷塔塔顶气相依次经过第三冷箱、第二冷箱、第一冷箱换热升温后，再经过透平膨胀机增压端、外输压缩机中增压后，最后经空冷器冷却后外输；脱甲烷塔底的凝液产品进入后续的脱乙烷塔等分馏处理单元进行处理。

进一步的技术方案是，所述部分外输气再经第一冷箱、第二冷箱、第三冷箱冷却并节流后进入脱甲烷塔顶部。