专利名称：天然气回收工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种原料天然气的回收工艺，尤其是一种工艺简单，能同时回收轻烃和天然气的回收工艺。
背景技术：
公知的，对于边远散井的天然气，由于气量小，分散，不便于建造管道进行集中处理，大部分探井后就无法开采。许多的散井气压低，储量不稳，不便于建造固定装置开采；少量有一定压力，重组份含量高的气源，常采用三甘醇脱水，利用原料气的压力，采用节流阀节流降压降温来收混烃，收烃后的天然气由于水露点和烃露点不达标，无法进一步形成产品而放空；节流降压形成的低温气体完全无法回收利用，而且会冻堵节流阀，影响生产。另有许多的油气处理装置都有放 空燃烧的天然气，一方面污染环境，另一方面造成能源浪费，企业承担双重经济负担。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以同时回收天然气和轻烃，提高轻烃回收率，降低单位产品能耗的天然气回收工艺。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:天然气回收工艺，包括以下步骤:A原料气通入入口分离器去除游离烃和水，再进入低压粉尘过滤器进行过滤，去除机械杂质，得到过滤后的原料气；B过滤后的原料气进入原料气压缩机加压，再经过风冷，得到加压后的原料气；C加压后的原料气进入常温分离器B，分离掉游离烃和水，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；D分离后的原料气进入气气换热器，进行热交换处理预冷，预冷后的原料气进入高温冰机进行冷却处理；E冷却后的原料气进入常温分离器A，二次分离掉游离烃和水，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；F分离后的原料气通过脱水单元进行深度脱水，直到水分< IOppm得到干燥原料气; G干燥原料气进入高压粉尘过滤器进行过滤；H过滤后的干燥原料气进入板式换热器；预冷至-10°C ；I预冷后的原料气进入低温冰机，冷却至_35°C，得到低温湿气；J低温湿气进入低温分离器，进行气液分离，得到混烃和水的混合物以及低温混烃和低温干气。K分离得到的低温干气首先经过板式换热器换热处理后，再返回气气换热器与C步骤中分离后的原料气进行换热处理，低温干气被复热到常温；然后进入CNG压缩机继续压缩，达到压缩天然气储存标准进行存储；分离得到的低温混烃经过板式换热器，进行换热处理，复热至常温；复热至常温的混烃进入常温分离器C进行分离，分离得到常温混烃和闪蒸气；L常温分离器C分离得到的常温混烃送入混烃贮槽存储，常温分离器C分离得到的闪蒸气送入原料气压缩机。进一步的，所述步骤A、C和E中得到的混烃和水的混合物与步骤B、K中压缩机收集的混烃和水的混合物汇聚，用三相分离器进行油、气、水的分离，得到混烃，气体和水，混烃进入混烃贮槽进行存储，气体返回原料气压缩机，水排入污水池。
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优选的方式，所述步骤B中过滤后的原料气进入原料气压缩机加压，加压到
5.5MPa0优选的方式，所述步骤F中的深度脱水工艺采用分子筛脱水。优选的方式，所述步骤B中的原料气压缩机采用三级压缩机组。优选的方式，所述步骤K中的CNG压缩机采用两级压缩机组。优选的方式，所述步骤K中的CNG压缩机和步骤B所述的原料气压缩机为同轴压缩机。进一步的，所述步骤L中常温混烃送入混烃贮槽存储，混烃贮槽产生的闪蒸气送入原料气压缩机。本发明的有益效果是:工艺方案采用进气冷却后脱水、低温分馏的工艺步骤。这样往返于压缩机和工艺设备之间的管道少，同时也便于撬装，提高压缩机组的可靠性，便于机组的长周期运行。通过制冷、低温分离获得的低温混烃和低温干气与原料气通过板式换热器进行换热，一方面可将原料气预冷，降低制冷系统热负荷；另一方面也可将混烃复热到贮存温度，减少混烃贮存过程的闪蒸气量；同时也可使天然气常温状态进CNG压缩机，保证CNG压缩机正常工作。从而提高回收率，降低能耗，保证设备的正常持久运行。并且该工艺方案能够同时回收轻烃和天然气，提高回收率。进一步的操作压力设定为5.5MPa，可以使原料气的降温曲线与制冷剂的制冷曲线相匹配，使单位产品能耗最小，回收率高。
图1是本发明的简化工艺流程图；图2是本发明所用设备连接关系简化示意图；图3是实施例的集成撬的内部连接关系简化示意图；图4是实施例中过滤单元各个进出口示意图；图5是实施例中换热单元各个进出口示意图；图6是实施例中分离器单元各个进出口示意图；图7是本发明实施例的工艺流程图；图8是本发明实施例所用设备示意图；图中标示:1_集成撬，11-脱水单元，Ila-脱水单元入口，Ilb-脱水单元出口，12-过滤单元，121-低压粉尘过滤器，121a-低压粉尘过滤器入口，121b-低压粉尘过滤器出口，122-高压粉尘过滤器，122a-高压粉尘过滤器入口，122b-高压粉尘过滤器出口，13-分尚器单兀，131-入口分尚器，131a_入口分尚器入口，131b-入口分尚器出口，132-常温分离器A, 132a-常温分离器A入口，132b-常温分离器A出口，132c-常温分离器A排污口，133-低温分离器，133a-低温湿气入口，133b-液相出口，133c-低温干气出口，133d-低温分离器排污口，134-常温分离器B，134a-常温分离器B入口，134b-常温分离器B出口，134c-常温分离器B排污口，135-常温分离器C，135a-常温分离器C入口，135b-分离器混烃出口，135c-闪蒸气出口，14-气气换热器，141a-分离原料气入口，141b-分离原料气出口，141c-复热干气入口，141d-复热干气出口，15-板式换热器，151a-干气入口，151b-干气出口，151c-换热器复热干气出口，151d-换热器液相出口，151e-换热器复热干气入口，151f-换热器液相入口，161-仪表空气入口，162-放空总管，163-原料气入口，164-氦气入口，165-排污口，171-冷却原料气入口，172-预冷原料气出口，173-低温干气入口，174-预冷干气出口，181-过滤原料气出口，182-加压原料气入口，183-集成撬干气出口，191-混烃出口，192-闪蒸气入口，2-制冷机组撬，2a-高温冰机，21-高温冰机仪表空气入口，22-高温冰机出口，23-高温冰机入口，2b-低温冰机，24-低温冰机仪表空气入口，25-低温冰机出口，26-低温冰机入口，3-混烃储存装车撬，4-混烃储存装车撬A，41-混烃储存装车撬A闪蒸气出口，42-混烃储存装 车撬A混烃入口，43-混烃储存装车撬A仪表空气入口，44-混烃储存装车撬A排污口，45-混烃储存装车撬A放空总管，46-混烃储存装车撬A液相出口、47-混烃储存装车撬A气相入口，5-混烃储存装车撬B，51-混烃储存装车撬B闪蒸气出口，52-混烃储存装车撬B混烃入口，53-混烃储存装车撬B仪表空气入口，54-混烃储存装车撬B排污口，55-混烃储存装车撬B放空总管，56-混烃储存装车撬B液相出口、57-混烃储存装车撬B气相入口，6-仪表风撬，61-仪表空气出口，7-压缩机撬，7a-原料气压缩机，7b_CNG压缩机，7c-加气柱，71-原料气压缩机入口，72-原料气压缩机出口，73-CNG压缩机入口，74-压缩机组撬排污口，75-放空口，76-CNG压缩机出口，8-装车鹤撬，81-液相接口，82-气相接口，9-三相分离器，IOa-采集柜，IOb-脱水单元仪控柜。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1为本发明的工艺简化流程图a原料气首先通过调压、计量、分离，分离掉游离的水和烃，再进行精密过滤，去除机工杂质；b过滤后的原料气进入压缩机组撬7，并经过压缩机组撬7加压，再进行风冷，通过分离器分离掉游离的水和烃；得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；c分离后的原料气通过脱水单元11进行深度脱水，直到水分< IOppm得到干燥原料气；d干燥原料气经过过滤器过滤，再经过换热器预冷至-10°C后进入制冷机，将原料气降温到一 35°C进入低温分离器133进行气液分离；得到低温混烃与低温干气；e低温分离器133分离得到的低温干气首先经过板式换热器15换热处理后，再返回气气换热器14与D步骤中分离后的原料气进行换热处理，低温干气被复热到常温；然后进入CNG压缩机7b继续压缩，达到压缩天然气储存标准进行存储；低温分离器133分离得到的低温混烃经过板式换热器15，进行换热处理，复热至常温；复热至常温的混烃进入常温分离器135进行分离；分离得到常温混烃和闪蒸气；f常温分离器135分离得到的常温混烃送入混烃贮槽存储，常温分离器135分离得到的闪蒸气进入CNG压缩机7a。工艺流程简图中的步骤a包括以下步骤:al原料气调压，计量；a2原料气进入入口分离器滤131去游离水和烃；a3分离后的原料气进入低压粉尘过滤器121进行精密过滤，去除机械杂质；工艺流程简图中的步骤b包括以下步骤:bl过滤后的原料气进入原料气压缩机7a加压，再经过风冷，得到加压后的原料气;b2加压后的原料气进入常温分离器B134，分离掉游离烃和水；得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；b3分离后的原料气进入气气换热器14，交换热量预冷，然后进入高温冰机2a进行冷却处理；b4冷却后的原料气进入常温分离器A132，分离掉游离烃和水，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；工艺流程简图中的步骤d包括以下步骤:dl脱水后的干燥原料气进入高压粉尘过滤器122进行过滤；
d2过滤后的干燥原料气进入板式换热器15 ;预冷至-10°C ；d3预冷后的原料气进入低温冰机2b，冷却至_35°C ;得到低温湿气；d4低温湿气进入低温分离器133，进行气液分离，得到低温混烃和低温干气。如图7所示，本发明的天然气回收工艺，包括以下步骤:A原料气通入入口分离器(131)去除游离烃和水，再进入低压粉尘过滤器(121)进行过滤,去除机械杂质,得到过滤后的原料气；B过滤后的原料气进入原料气压缩机7a加压，再经过风冷，得到加压后的原料气；C加压后的原料气进入常温分离器B134，分离掉游离烃和水，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；D分离后的原料气进入气气换热器14，进行热交换处理预冷，预冷后的原料气进入高温冰机2a进行冷却处理；E冷却后的原料气进入常温分离器A132，二次分离掉游离烃和水，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；F分离后的原料气通过脱水单元11进行深度脱水，直到水分< IOppm得到干燥原料气；G干燥原料气进入高压粉尘过滤器122进行过滤；H过滤后的干燥原料气进入板式换热器15 ;预冷至-10°C ；I预冷后的原料气进入低温冰机2b，冷却至_35°C ;得到低温湿气；J低温湿气进入低温分离器133，进行气液分离，得到混烃和水的混合物以及低温混烃和低温干气。K分离得到的低温干气首先经过板式换热器15换热处理后，再返回气气换热器14与D步骤中分离后的原料气进行换热处理，低温干气被复热到常温；然后进入CNG压缩机7b继续压缩，达到压缩天然气储存标准进行存储；分离得到的低温混烃经过板式换热器15，进行换热处理，复热至常温；复热至常温的混烃进入常温分离器C135进行分离，分离得到常温混烃和闪蒸气；L常温分离器C135分离得到的常温混烃送入混烃贮槽存储，常温分离器C135分离得到的闪蒸气送入原料气压缩机7a。步骤A中的入口分离器131是指普通常用的通过重力作用进行分离的分离器。步骤B中所述的原料气压缩机7a是活塞压缩机，压缩机型号一种M型结构的活塞压缩机。采用变频和吸气顶开结构来适应井口气量、压力的变动，在步骤C和E中所述的游离烃和水是指原料气中以小液滴形式存在的混烃和水。在步骤B中对加压后的原料气进行风冷，采用风冷可以适应偏远、无水、无电的环境。不需要能耗，节约能源。在步骤D中所述的分离后的原料气进入气气换热器14进行热交换处理预冷是指，原料气进入气气换热器14与K步骤中板式换热器15换热处理后的干气进行热交换处理预冷，预冷后的原料气进入高温冰机2a进行冷却处理。气气换热器14为管式换热器，壳式换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料(主要是金属材料)制造，能在高温、高压下使用。步骤H中干燥原料气遇冷至-10°C是由于通过换热器热交换计算得出的结果。这样可以优化热负荷，使原料气的冷却曲线与天然气的等压相变曲线相适应，使换热效率最闻，单位广品能耗最低。步骤I中预冷后的原料气在低温冰机2b处被冷却至_35°C，是因为原料气在
5.5MPa下，冷却至_35°C可以使原料气中C3以上的混烃成分冷凝成液体，得到混烃，又可以使C3以下的轻成分液化率小 ，减小混烃储存时的蒸发气(BOG)的量。综合平衡单位产品能耗、制冷耗功、储存、混烃储存时的蒸发气(BOG)量等因素。在步骤K中所述的CNG压缩机7a是指天然气压缩机。低温干气被复热到常温；然后进入CNG压缩机7b继续压缩，达到压缩天然气储存标准进行存储；压缩天然气存储标准是指压缩天然气的压强为20 23MPa，一般情况下压缩天然气存储标准选用23MPa。为了使得原料气中的游离烃和水能够的到最大限度的分离，如图7所示步骤B到步骤E对原料气进行了两次常温分离，能够使得分离后的原料气中含有游离烃和水的量较少，提高气体的纯净度，减小后续脱水单元11的工作负荷，同时在步骤D中对过滤干燥原料气和低温分离器133分离得到的气体进行气体换热。从而使得低温分离器133分离得到的气体恢复常温，同时降低过滤干燥原料气的温度，降低了能耗。在整个工艺步骤中的原料气进行了两次换热处理，其中第一次换热在换热器A14处，分离后的原料气进入换热器A14进行热交换处理。经过低压粉尘过滤器121过滤、原料气压缩机7a压缩和常温分离器B134分离后的原料气与后续步骤中经过换热器B15换热得到的复热干气进行热交换。常温分离器B134分离后的原料气被冷却预冷，过换热器B15换热得到的复热干气被复热到常温。第二次换热在换热器B15处，经过常温分离器A132分离，脱水单元11脱水，高压粉尘过滤器122过滤后的原料气与经过制冷机B2b冷却，低温分离器133分离得到的低温干气、低温混烃进行热量交换。低温分离器133分离出来的低温混烃和低温干气两股冷流使得经高压过滤器122过滤后的原料气被预冷，两股冷流被复热。通过换热器实现温度较高的原料气与温度较低的干气、混烃进行换热处理，从而使原料气中的重组分冷凝成液态混烃，使干气复热，再加上可靠的绝热，可以使整个过程没有能量损耗，能量利用率最高。如图2和图7所示在步骤H和I中，过滤干燥原料气在冷却的过程中首先通过板式换热器15预冷，然后再由低温冰机2b进行冷却。从而使得冷却设备的负荷较小，对设备的要求较低，设备的使用寿命较长，因此可以降低设备投入。由于天然气成份复杂，压力和温度的变化都会引起相变，所以每次出现有相变，出现液态的烃和水的节点上，都要进行分离。在上述工艺过程中的原料气经过5次分离，用到3个常温分离器、一个入口分离器131和一个低温分离器133，首先经过入口分离器131进行第一次分离，去游离烃和水；然后经过低压过滤器121过滤，原料气压缩机7a压缩，到常温分离器B134进行第二次分离，分离掉游离烃和水，分离后的原料气经过冷却处理，再经过常温分离器A132进行第三次分离，分离掉游离烃和水。分离得到的原料气在后续步骤中经过低温冰机B2b冷却后，在低温分离器133进行第四次分离，分离得到低温干气和低温混烃。低温干气在换热器A14中被复热到常温，经过CNG压缩机7b压缩，最终送入CNG存储罐。CNG存储罐是指天然气储罐。低温混烃被复热后在常温分离器C135处进行了第五次分离，得到混烃和闪蒸气，混烃送入混烃储存装车撬3，闪蒸气进入CNG压缩机7b。经过多次对原料气进行分离去杂质，使得对原料气的分离充分，能够尽可能的回收原料气中的重组分，提高了轻烃的回收率。同时得到的产品混烃和天然气烃露点和水露点达到国家标准，使产品纯度较高，杂质较少，保证了产品质量。为了使冷量得到充分利用，其中一种优选的方式为如图1所示步骤K在气气换热器14处利用板式换热器B15复热的干气与原料气的温差进行换热处理，降低原料气温度，减小冷却负荷，同时可以保证复热干气达到常温，确保CNG压缩机工作正常，减小压给缩机负荷。同时可以充分利用冷量，使能量利用率最高，有效降低了系统能耗，降低了单位产品成本，减小的设备初期投资。在步骤L中在混烃贮槽中产生的闪蒸气，经过调压阀进入CNG压缩机7a。可以进一步提高原料气的回收率，减少废气排放，降低对环境的破坏。本工艺方案最终获得的产品为混烃和CNG干气，CNG是指压缩天然气。其中混烃的水露点根据GB18047-2000《车用压缩天然气》中水露点的要求:在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压 力下，水露点不应高于_13°C;当最低气温低于_8°C，水露点比最低气温低5°C。在我国西北和东北，极端低温可达_40°C，要求水露点低于-45°C ;本系统CNG天然气干气水露点可达_63°C，高于CNG国家标准。同时可以提高原料气的回收率，对散井原料气的气压低，组分、压力、气量不稳定的工况，具有很好的适应性。同时在步骤中D和K中工艺过程中的使用板式换热器，实现天然气多股流的高效换热，使工艺流程简化，设备投入减少，能量利用率高，降低了产品成本。为了降低单位产品的能耗，整个系统的操作压力一般设定为4.5 5.5MPa。一种优选的方式为步骤B中过滤后的原料气进入原料气压缩机7a加压，加压到5.5aMPa。“MPa”表示压强单位兆帕。从而使得整个系统的操作压力为5.5MPa。操作压力设定为5.5MPa可以使原料气的降温曲线与制冷剂的制冷曲线相匹配，使换热效率最高，单位产品能耗最小，回收率高。为了进一步提高回收率，对各分离器分离排出的混烃和水的混合物以及压缩机收集到的带水混烃进行进一步处理回收。一种优选的方式为如图2所示，步骤C、E和J中得到的混烃和水的混合物与步骤B、K中压缩机收集的混烃和水的混合物汇聚，用三相分离器9进行油、气、水的分离，得到混烃，气体和水，混烃进行存储，气体返回原料气压缩机7a，水排入污水池。从而可以提高回收率，减少废气排放，降低对环境的危害。对原料气进行脱水，可以采用多种方法比如三甘醇脱水，分子筛脱水等，一种优选的方式为在步骤F中脱水单元11处的深度脱水工艺采用分子筛脱水。分子筛脱水适用于小气量，高精度的脱水要求，脱水精度可达0.3ppm。“ppm”是指用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度，也称百万分比浓度。0.3 !11表示百万分之0.3。可以在国内极寒地区使CNG产品达到并超过国家规定的含水量要求:根据GB18047-2000《车用压缩天然气》中以水露点的要求:在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于_13°C ;当最低气温低于_8°C，水露点比最低气温低5°C。使用三甘醇脱水，工艺复杂，操作难度大，脱水深度不能适应-45 V水露点要求，对小气量的工况不宜选用。原料气压缩机7a是指活塞压缩机,压缩机型号为一种M型结构的活塞压缩机,米用变频和吸气顶开结构来适应井口气量、压力的变动，活塞力自动平衡，机组运行平稳，便于无基础安装。原料气压缩机7a可以为单级压缩或多级压缩。一种优选的方式为步骤B中的原料气压缩机7a采用三级压缩机组。采用三级压缩可以对原料气体的压强要求进行逐级压缩，逐步达到所需冷却分离操作压力。降低压缩机的负荷，对设备的要求较低，易于实现。CNG压缩机7b是指天然气压缩机，天然气压缩机也可以采用单级压缩或者多级压缩。一种优选的方式为·所述步骤K中的CNG压缩机7b采用两级压缩机组。采用两级压缩可以保证压缩时间较短的情况下，达到工艺要求的压力，同时也能降低压缩机的负载，对设备的要求较低，损坏较小。原料气压缩机7a与CNG压缩机7b可以为同轴压缩机或者不同轴压缩机，同时也可以选用多种压缩机，其中的一种优选方案为CNG压缩机7b和原料气压缩机7a为同轴压缩机。采用与原料气压缩机同轴的CNG压缩机7b，使机组结构紧凑，便于撬装，可适应用户对CNG干气用于充瓶或进管网的不同需求。原料气压缩机7a和CNG压缩机7b采同5级压缩，原料气压缩机7a和CNG压缩机7b同轴结构，原料气用I级、2级和3级完成，CNG用4级、5级完成，从而可以使得压缩机组结构紧凑。在对混烃进行储存的过程中由于温度的变化混烃贮槽中会产生一定量的闪蒸气。为了对其进行回收利用，一种优选的处理方式为如图1所示步骤L中常温混烃送入混烃贮槽存储，混烃贮槽产生的闪蒸气送入原料气压缩机7a，被加压回收利用。由于混烃贮槽内闪蒸气中的丙烷含量高于原料气，本工艺将闪蒸气经一个调压阀返回到原料气压缩机7a予以回收。闪蒸气的回收利用能够显著提高丙烷的回收率，从而提高天然气的回收率。实施例如图2、3、4、5、6和8所示本实施例实现天然气回收工艺采用的设备包括，压缩机撬7、集成撬1、制冷机组撬2、混烃储存装车撬A4、混烃储存装车撬B5、加气柱7c、仪表风撬
6、装车鹤管8、三相分离器9。集成撬I包括脱水单元11、过滤单元12、分离器单元13、气气换热器14、板式换热器15。压缩机撬7包括原料气压缩机7a和CNG压缩机7b。分离器单元13包括，入口分离器131、常温分离器A132、低温分离器133、常温分离器B134、常温分离器C135 ;过滤单元12包括，低压粉尘过滤器121、高压粉尘过滤器122 ；制冷机组撬2包括，高温冰机2a、低温冰机2b。入口分离器131的入口分离器出口 131b与低压粉尘过滤器121的低压粉尘过滤器入口 121a连接，低压粉尘过滤器的出口 121b与压缩机组撬7的原料气压缩机入口 71连接，压缩机组撬7的原料气压缩机出口 72与常温分离器B入口 134a连接，常温分离器B出口 134b与换热器A的分离原料气入口 141a连接，分离原料气出口 14b与高温冰机入口 23连接，高温冰机出口 22与常温分离器A入口 132a连接，常温分离器A出口 132b与脱水单元入口 Ila连接，脱水单元出口 Ilb与高压粉尘过滤器入口 122a连接，高压粉尘过滤器出口 122b与板式换热器15的干气入口 151a连接，干气出口 151b与低温冰机入口 26连接，低温冰机出口 25与低温湿气入口 133a连接，低温分离器133的液相出口 133b和低温干气出口 133c分别与换热器B15的换热器液相入口 151f和换热器复热干气入口 151e连接，换热器复热干气出口 151c与气气换热器14的复热干气入口 141c连接，气气换热器14的复热干气出口 141d与压缩机组撬7的CNG压缩机入口 73连接。板式换热器15的换热器液相出口 151d与常温分离器C入口 135a连接，常温分离器C135的分离混烃出口 135 b与混烃储存装车撬3的混烃储存装车撬A混烃入口 42和混烃储存装车撬B混烃入口 52连接。CNG加气柱7c的入口与CNG压缩机出口 76连接，CNG加气柱7c的出口与CNG槽车相连接。如图7所示原料气沿图中箭头方向实施工艺方案；如图2、3、4、5和6，原料气由原料气入口 163、入口分离器入口 131a，进入入口分离器13进行分离，去除部分游离烃和水；去除游离烃和水后的原料气经过入口分离器出口131b、低压粉尘过滤器入口 121a进入低压粉尘过滤器121进行精密过滤；过滤后的原料气经过低压粉尘过滤器出口 121b、原料气压缩机入口 71，进入原料气压缩机7a加压；并经过原料气压缩机7a加压到5.5MPa,并通过自身的冷却器冷却到40 45°C，得到加压后的原料气；加压后的原料气经过原料气压缩机出口 72、加压原料气入口 182和常温分离器B入口 134a进入常温分离器B134，分离掉游离烃和水；得到混烃与水的混合物和分离后的原料气；分离后的原料气经过常温分离器B出口 134b、分离原料气入口 141a进入气气换热器14，分离后的原料气与经过板式换热器15换热的复热干气交换热量预冷，预冷后的原料气经过分离原料气出口 141b、预冷原料气出口 172、高温冰机入口 23进入高温冰机2a进行冷却处理；冷却后的原料气经过高温冰机出口 22、冷却原料气入口 171、常温分离器A入口132a进入常温分离器A132，二次分离掉游离烃，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气;分离后的原料气经过常温分离器A出口 132b、脱水单元入口 Ila进入脱水单元11进行分子筛脱水，直到水分< IOppm得到干燥原料气；干燥原料气经过脱水单元出口 lib、高压粉尘过滤器入口 122a进入高压粉尘过滤器122进行过滤；过滤后的干燥原料气经过高压过滤器出口 122b、干气入口 151a进入板式换热器15 ;过滤后的干燥原料气与低温分离器133中分离得到低温干气和低温混烃两股冷流进行热交换，预冷至-10 °C ；预冷后的原料气通过干气出口 151b、预冷干气入口 174、低温冰机入口 26进入低温冰机2b，冷却至-35°C，得到低温湿气；得到的低温湿气通过低温冰机出口 25、预冷干气出口 173、低温湿气入口 133a进入低温分离器133，进行气液分离，得到低温干气和低温混烃。分离得到的低温干气经过低温干气出口 133c、换热器复热干气入口 151e、进入板式换热器15,经过换热器复热干气出口 151c、复热干气入口 141c进入气气换热器14交换热量，气体自身被复热到常温；然后经过复热干气出口 141d、集成撬干气出口 183、CNG压缩机入口 73进入CNG压缩机7b，压缩到23MPa后，经过CNG压缩机出口 76排出进行存储。分离得到的低温混烃经过液相出口 133b、换热器液相入口 151f进入板式换热器15，进行换热处理，复热至常温；复热至常温的混烃经过换热器液相出口 151d、常温分离器C入口 135a进入常温分离器C135进行气液分离；分离得到常温混烃和闪蒸气。常温分离器C135分离得到的常温混烃由分离器混烃出口 135b排出、经过混烃出口 191和混烃储存装车撬A混烃入口 42或/和混烃出口 191和混烃储存装车撬B混烃入口 52送入混烃储存装车撬A4或/和混烃储存装车撬B5进行存储，常温分离器C135分离得到的闪蒸气通过闪蒸气出口 135c和调压阀、过滤原料气出口 181和原料气压缩机进口 71进入原料气压缩机7a与原料气混合进行回收。在混烃储存装车撬3上连接有装车鹤管8，装车鹤管8的液相接口 81与混烃储存装车撬A液相出口 46和混烃储存装车撬B液相出口 56连接。气相接口 82与混烃储存装车撬A气相入口 47、混烃储存装车撬B气相入口 57连接。装车鹤管8主要用于混烃的装车转运。装车鹤管8中产生的闪蒸气通过气相接口 82返回混烃储存装车撬A4或/和混烃储存装车撬B5与在返回混烃储存装车撬A4或/和混烃储存装车撬B5中产生的闪蒸气混合，由混烃储存装车撬A闪蒸气出口 41、混烃储存装车撬B闪蒸气出口 51排出，在闪蒸气入口192处汇合与常温分离器C135中分离产生的闪蒸气混合，经过过滤原料气出口 181、原料气压缩机进口 71送入原料气压缩机7a。在常温分离器A132、低温分离器133和常温分离器B134分离得到的混烃和水的混合物，分别通过常温分离器A排污口 132c、低温分离器排污口 133d和常温分离器B排污口 134c在排污口 165处与压缩机组撬排污口 74汇聚，并通过导管连接到三相分离器9。三相分离器9对常温分离器A132、低温分离器133和常温分离器B134分离得到的混烃和水的混合物以及压缩机组撬7中收集到的烃和水的混合物进行油、气、水的三相分离，得到混烃，气体和水，混烃送入贮藏罐进行存储，气体返回原料气压缩机进口 71进入原料气压缩机7a，水排入污水池。在整个工艺过程中仪表空气入口 161、高温冰机仪表空气入口 21、低温冰机机仪表空气入口 24，撬混烃储存装车撬A仪表空气入口 43和混烃储存装车撬B仪表空气入口 53与仪表风撬6的仪表空气出口 61连接通入仪表空气。仪表空气出口 61与设备各个仪表空气入口连接，保证整个过程中各个仪表的正常运行，从而确保设备的正常运行。在集成撬I上还设置有氦气入口 164，在工艺过程中提供设备需要的氦气。在集成撬I上设置的放空总管162和压缩机组撬7上设置的放空口 75连通对废气进行统一处理。在整个系统工作的过程中，集成撬I上设置有采集柜IOa与脱水单元仪控柜10b，采集柜IOa为自控部分，将现场各个检测点的信号汇总，通过PLC的分析计算，全部变为数字信号，通过一根通讯电缆与上位机(DCS)相联，并将上位机的动作指令传送给各个动作机构，检测各动作机构的执行结果检测回传，完成闭环控制。脱水单元仪控柜IOb为脱水单元11的自控柜，完成脱水系统的检测，分析、切换，并与上位机通讯，完成上位机的指令。通过在集成撬I上设置采集柜IOa与脱水单元仪控柜10b，对整个系统的工艺流程可以实现自动化实施，提高了整个系统的自动化程度，提高了生产效率，降低了工人劳动强度，降低了生产成本。
由于边远散井多地处偏远，尤其在新疆等缺水地方，一般没有条件对压缩后天然气进行水冷，理想的办法是用空气来冷却。空气的气温极端高温下不会超过40°C，这时压缩后的天然气经空气冷却后，不会超过45°C，这是原料气可能达到的最高温度，也是本系统最大的热负荷，以这个参数来设计制冷负荷，可确保装置在极端高温下也能正常工作；如果环境气温低于40°C，系统冷量富裕，可以通过系统内的调节手段将制冷负荷降低，充分利用环境的温度，使系统能耗进一步降低。所以本实施例所述的原料气进入原料气压缩机7a加压，经过原料气压缩机7a加压到5.5MPa,并通过自身的冷却器冷却加压后原料气的进行风冷，所以实施例中冷却温度设定为40 45°C。
权利要求
1.天然气回收工艺，其特征在于，包括以下步骤: A原料气通入入口分离器(131)去除游离烃和水，再进入低压粉尘过滤器(121)进行过滤,去除机械杂质,得到过滤后的原料气； B过滤后的原料气进入原料气压缩机(7a)加压，再经过风冷，得到加压后的原料气； C加压后的原料气进入常温分离器B (134)，分离掉游离烃和水，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气； D分离后的原料气进入气气换热器(14)进行换热处理预冷，预冷后的原料气进入高温冰机(2a)进行冷却处理； E冷却后的原料气进入常温分离器A (132)，二次分离掉游离烃和水，得到混烃与水的混合物和分离后的原料气； F分离后的原料气通过脱水单元(11)进行深度脱水，直到水分< IOppm得到干燥原料气; G干燥原料气进入高压粉尘过滤器(122)进行过滤； H过滤后的干燥原料气进入板式换热器(15);预冷至-10°C ； I预冷后的原料气进入低温冰机(2b)，冷却至-35°C ;得到低温湿气； J低温湿气进入低温分离器(133)，进行气液分离，得到混烃和水的混合物以及低温混烃和低温干气。
K分离得到的低温干气首先经过板式换热器(15)换热处理后，再返回气气换热器(14)与C步骤中分离后的原料气进行换热处理，低温干气被复热到常温；然后进入CNG压缩机(7b)继续压缩，达到压缩天然气储存标准进行存储；分离得到的低温混烃经过板式换热器(15)，进行换热处理，复热至常温；复热至常温的混烃进入常温分离器C (135)进行分离，分离得到常温混烃和闪蒸气； L常温分离器C (135)分离得到的常温混烃送入混烃贮槽存储，常温分离器C (135)分离得到的闪蒸气送入原料气压缩机(7a)。
2.如权利要求1所述的天然气回收工艺，其特征在于:所述步骤B中过滤后的原料气进入原料气压缩机(7a)加压，加压到5.5MPa。
3.如权利要求1所述的天然气回收工艺，其特征在于:所述步骤C、E和J中得到的混烃和水的混合物与步骤B、K中压缩机收集的混烃和水的混合物汇聚，用三相分离器(9)进行油、气、水的分离，得到混烃、气体和水，混烃进行存储，气体返回原料气压缩机(7a)，水排入污水池。
4.如权利要求1所述的天然气回收工艺，其特征在于:所述步骤F中的深度脱水工艺采用分子筛脱水。
5.如权利要求1所述的天然气回收工艺，其特征在于:所述步骤B中的原料气压缩机(7a)采用三级压缩机组。
6.如权利要求1所述的天然气回收工艺，其特征在于:所述步骤K中的CNG压缩机(7b)采用两级压缩机组。
7.如权利要求1所述的天然气回收工艺，其特征在于:所述步骤K中的CNG压缩机(7b)和步骤B中所述的原料气压缩机(7a)为同轴压缩机。
8.如权利要求1至7任意一项权利要求所述的天然气回收工艺，其特征在于:所述步骤L中常温混 烃送入混烃贮槽存储，混烃贮槽产生的闪蒸气送入原料气压缩机(7a)。
全文摘要
本发明公开了一种天然气回收工艺，该天然气回收工艺可以提高轻烃回收率、减少能耗。该工艺，包括以下步骤原料气顺次经过分离器、过滤器进行分离、过滤后；进入压缩机压缩，再进行风冷，然后通过分离器分离掉部分水和重烃；再通过脱水单元进行深度脱水，直到水分＜10ppm；然后进行过滤，再通过换热器预冷至-10℃、制冷机降温到－35℃，然后进行冷却分离；分离得到的混烃通过换热器复热到常温后送到混烃贮罐；分离得到的气体返回换热器交换热量，气体被复热到常温；然后进入CNG压缩机压缩后存储。采用该工艺，可以对气压低，储量不稳的原料气进行收集，回收效率高，回收成本低，回收设备简单，操作简便，能耗低。
文档编号C10L3/10GK103146450SQ20131010821
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者江代彬, 蔡以勇, 付南, 张卫忠 申请人:四川金科深冷设备工程有限公司