[发明专利]一种冷干气循环回收乙烷装置和方法

权利要求书

1.一种冷干气循环回收乙烷装置，其特征在于：包括冷箱(2)、低温分离器(4)、脱甲烷塔(8)和膨胀机(10)，所述冷箱(2)内的预冷段进口端与天然气进气管道(1)连接，其出口端通过管道与低温分离器(4)连接，所述低温分离器(4)的底部液相出口通过设置有第一节流阀(6)的管道与脱甲烷塔(8)连接，所述低温分离器(4)的顶部气相出口通过管道与膨胀机(10)连接，经膨胀后的气相通过管道与脱甲烷塔(8)连接，所述脱甲烷塔(8)的顶部气相出口分为两路，一路通过管道与冷箱(2)内对应的复热段进口端连接，所述冷箱(2)内对应的复热段出口端通过管道至后工序，另一路通过管道与膨胀机(10)连接，经增压后的气相通过管道与冷箱(2)内对应的冷却段进口端连接，所述冷箱(2)内对应的冷却段出口端通过设置有第三节流阀(20)的管道与脱甲烷塔(8)上部连接。

2.根据权利要求1所述的冷干气循环乙烷回收装置，其特征在于：所述冷箱(2)与冷剂制冷单元连接，所述冷剂制冷单元包括冷却器(36)和冷剂压缩机(34)，所述冷却器(36)与冷箱(2)内对应的冷却段连接，所述冷箱(2)内对应的冷却段通过设置有第四节流阀(31)的管道与冷箱(2)内对应的复热段连接，所述冷箱(2)内对应的复热段通过管道与冷剂压缩机(34)连接，所述冷剂压缩机(34)通过管道与冷却器(36)连接，形成冷剂制冷循环回路。

3.根据权利要求1所述的冷干气循环乙烷回收装置，其特征在于：所述脱甲烷塔(8)中部液相出口通过管道与冷箱(2)内的加热段进口端连接，所述冷箱(2)内的加热段出口端通过管道与脱甲烷塔(8)中部液相入口连接。

4.根据权利要求1所述的冷干气循环乙烷回收装置，其特征在于：所述脱甲烷塔(8)的下部液相出口通过设置有脱甲烷塔重沸器(26)的管道与脱甲烷塔(8)的下部液相入口连接，所述脱甲烷塔(8)的底部液相出口通过管道至后工序。

5.根据权利要求1所述的冷干气循环乙烷回收装置，其特征在于：所述脱甲烷塔(8)为板式塔或填料塔。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的冷干气循环乙烷回收装置，其特征在于：所述低温分离器(4)的顶部气相出口分为两路，一路通过管道与膨胀机(10)连接，经膨胀后的气相通过管道与脱甲烷塔(8)连接，另一路通过管道与冷箱(2)内对应的冷却段进口端连接，所述冷箱(2)内对应的冷却段出口端通过设置有第二节流阀(14)的管道与脱甲烷塔(8)上部连接。

7.一种冷干气循环回收乙烷方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，来自天然气进气管道的天然气进入冷箱预冷至-55～-85℃后进入低温分离器进行气液分离，分离后的液相经第一节流阀节流至1000kPa.a～3000kPa.a后进入脱甲烷塔中部，分离后的气相进入膨胀机膨胀至1000kPa.a～3000kPa.a后进入脱甲烷塔中上部，脱甲烷塔顶部出口的气相分为两路，其中：一路60％～80％物流进入冷箱复热至25～45℃后进入下一工序处理，另一路20～40％物流进入膨胀机增压至1500kPa.a～4500kPa.a后进入冷箱冷却至-95～-120℃，经过第三节流阀节流至1000kPa.a～3000kPa.a后进入脱甲烷塔上部；

第二步、自冷却器来的混合冷剂进入冷箱冷却至-95～-120℃后经过第四节流阀节流至300～500kPa.a后进入冷箱复热至35～45℃，经混合冷剂压缩机增压至2500kPa.a～4500kPa.a后，再经冷却器冷却至40～50℃后进入冷箱，形成混合冷剂制冷循环为冷箱提供所需冷量。

8.根据权利要求7所述的冷干气循环回收乙烷方法，其特征在于：在第一步中，低温分离器顶部出口的气相分为两路，其中：一路1％～30％物流进入冷箱冷却至-95～-120℃，经过第二节流阀节流至1000kPa.a～3000kPa.a进入脱甲烷塔上部，另一路70～99％物流进入膨胀机膨胀至1000kPa.a～3000kPa.a后进入脱甲烷塔中上部。