石油伴生气液化回收系统的制作方法

    专利2022-07-12  90


    本实用新型涉及天然气领域,更具体地说,本实用新型涉及石油伴生气液化回收系统。



    背景技术:

    目前,石油伴生气是油田在开采过程中,油层间伴随石油一起溢出的气体(含部分溶于石油中的天然气),除含有较多甲烷、乙烷外,还含有少量易挥发的液态烃(丙烷、丁烷)和微量的二氧化碳、氮、硫化氢、惰性气体等。石油伴生气含量因区块不同而有差别,一般甲烷占80%(31%-90%)以上,乙烷4%~10%,丙烷3%~8%,丁烷及戊烷系2%~5%。伴生气的回收处理指将中间(乙烷、丙烷、丁烷)和碳氢重组分从气体中分离出来,进一步加工成纯组分或天然气混合液(ngl或lpg);或者伴生气回收凝液后脱硫脱碳可生产达标的商品天然气(cng或lng)。通常情况下,石油伴生气可作燃料,属于可利用能源。但是,由于受到技术手段的制约,加之在油田开采过程中伴生气相对难以控制,很大一部分伴生气被排空或烧掉。

    现有石油伴生气液化回收系统,在脱乙烷塔工艺部分,冷能耗较大,需要额外的冷能提供给脱乙烷塔分离乙烷及甲烷。



    技术实现要素:

    为了克服现有技术的上述缺陷,本实用新型的实施例提供石油伴生气液化回收系统,直接利用压力转化为冷能进行回收利用,进行物质分离及为汤姆逊效应提供冷量。

    为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:石油伴生气液化回收系统,包括原料气压缩机,冷剂压缩机、回流压缩机、脱酸、脱水装置,换热器,脱乙烷塔,lpg塔、平衡闪蒸罐和j-t节流阀,所述原料气压缩机包括第一原料气压缩机、第二原料气压缩机和第三原料气压缩机,所述换热器包括第一换热器,第二换热器,第三换热器,第四换热器,第五换热器、第六换热器、第七换热器、第八换热器、第九换热器和第十换热器,所述平衡闪蒸罐包括第一平衡闪蒸罐和第二平衡闪蒸罐,所述j-t节流阀包括第一j-t节流阀、第二j-t节流阀和第三j-t节流阀;

    所述第一原料气压缩机的出口与第二原料气压缩机的进口连接,所述第二原料气压缩机的出口与第三原料气压缩机的进口连接,所述第三原料气压缩机的出口与所述脱水装置的进口连接,所述脱酸、脱水装置出口与第四换热器的进口连接,所述第四换热器的出口与平衡闪蒸罐的进口连接,所述平衡闪蒸罐的气相出口与第五换热器的进口连接,第五换热器的出口与所述第一j-t节流阀的进口连接,所述第一j-t节流阀的出口与第二平衡闪蒸罐的进口连接,得到产品lng及bog;所述第一平衡闪蒸罐的液相出口与所述第二j-t阀节流的进口连接,所述第二j-t阀节流的出口与第六换热器的进口,所述第六换热器的出口与所述脱乙烷塔的进口连接,所述脱乙烷塔的第一出口与所述回流压缩机的进口连接,所述脱乙烷塔的第二出口与所述lpg塔的进口连接。

    进一步,所述脱酸、脱水装置用于脱去石油伴生气中的co2和水。

    进一步,所述第四换热器的温度在-60℃。

    进一步,所述气相进入第五换热器,逐级冷却至-150℃。

    进一步,脱乙烷塔的第一出口为塔顶产物,所述塔顶产物为脱除组分中的乙烷及甲烷组分。

    进一步,所述脱乙烷塔的第二出口为塔底产物,所述塔底产物进入lpg塔中。

    本实用新型的技术效果和优点:本系统不需额外冷量补充,用自身高压节流产生的冷量进行低温分离,从而能源节约,提高经济收益。

    附图说明

    图1为系统流程示意图。

    附图标记为:k-101:第一原料气压缩机,k-102:第二原料气压缩机,k-103:第三原料气压缩机,k-104:冷剂压缩机,k-105:回流压缩机;e-101:第一换热器,e-102:第二换热器,e-103:第三换热器,e-104:第四换热器,e-105:第五换热器,e-106:第六换热器,e-107:第七换热器,e-108:第八换热器,e-109:第九换热器,e-110:第十换热器,x-100:脱酸、脱水装置;t-101:脱乙烷塔;t-102:lpg塔;v-101:第一平衡闪蒸罐,v-102:第二平衡闪蒸罐,jt-101:第一j-t节流阀,jt-102:第二j-t节流阀,jt-103:第三j-t节流阀。

    具体实施方式

    下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

    如附图1所示的石油伴生气液化回收系统,包括原料气压缩机,冷剂压缩机、回流压缩机k-105、脱酸、脱水装置x-100,换热器,脱乙烷塔t-101,lpg塔、平衡闪蒸罐和j-t节流阀,所述原料气压缩机包括第一原料气压缩机k-101、第二原料气压缩机k-102和第三原料气压缩机k-103,所述换热器包括第一换热器e-101,第二换热器e-102,第三换热器e-103,第四换热器e-104,第五换热器e-105、第六换热器e-106、第七换热器e-107、第八换热器e-108、第九换热器e-109和第十换热器e-110,所述平衡闪蒸罐包括第一平衡闪蒸罐v-101和第二平衡闪蒸罐v-102,所述j-t节流阀包括第一j-t节流阀jt-101、第二j-t节流阀jt-102和第三j-t节流阀jt-103;

    所述第一原料气压缩机k-101的出口与第二原料气压缩机k-102的进口连接,所述第二原料气压缩机k-102的出口与第三原料气压缩机k-103的进口连接,所述第三原料气压缩机k-103的出口与所述脱水装置x-100的进口连接,所述脱酸、脱水装置x-100出口与第四换热器e-104的进口连接,所述第四换热器e-104的出口与平衡闪蒸罐v-101的进口连接,所述平衡闪蒸罐v-101的气相11出口与第五换热器e-105的进口连接,第五换热器e-105的出口与所述第一j-t节流阀jt-101的进口连接,所述第一j-t节流阀jt-101的出口与第二平衡闪蒸罐v-102的进口连接,得到产品lng15及bog14;所述第一平衡闪蒸罐v-101的液相16出口与所述第二j-t阀节流jt-102的进口连接,所述第二j-t阀节流jt-102的出口与第六换热器e-106的进口,所述第六换热器e-106的出口与所述脱乙烷塔t-101的进口连接,所述脱乙烷塔t-101的第一出口与所述回流压缩机k-105的进口连接,所述脱乙烷塔t-101的第二出口与所述lpg塔t-102的进口连接。

    所述脱酸、脱水装置x-100用于脱去石油伴生气中的co2和水。

    所述第四换热器e-104的温度在-60℃。

    所述气相11进入第五换热器e-105,逐级冷却至-150℃。

    所述脱乙烷塔t-101的第一出口为塔顶产物25,所述塔顶产物25为脱除组分中的乙烷及甲烷组分。

    所述脱乙烷塔t-101的第二出口为塔底产物20,所述塔底产物20进入lpg塔中。

    实际使用时,原料气1经第一原料气压缩机k-101、第二原料气压缩机k-102和第三原料气压缩机k-103多级压缩并冷却后,依次经过脱酸、脱水装置x-100,脱去石油伴生气中的co2和水,得到纯净的原料气7进入第四换热器e-104,在第四换热器e-104得到冷量,在第四换热器e-104冷却至-60℃时,进入第一平衡闪蒸罐v-101,分离出气液两项,气相11继续进入后续第五换热器e-105进行过冷液化,逐级冷却至-150℃,过冷后的原料气12经第一j-t节流阀jt-101节流膨胀,产生产品lng15及bog14;第一平衡闪蒸罐v-101分离出的液相16部分经过第二j-t节流阀节流jt-102,其中液相部分,主要由c3 成分构成,这类成分由于组分较重,沸点较高容易被分离,被分离出的液相通过第二j-t节流阀jt-102产生冷量,产生冷量经过第六换热器e-106从中间位置进入脱乙烷塔t-101,在脱乙烷塔中,塔顶产物25为脱除组分中的乙烷及甲烷组分,脱离出的甲烷及乙烷25经回流压缩机k-105增压4~5mpa,回输至原料气管路,脱乙烷塔中的塔顶冷量来自第二j-t节流阀jt-102节流产生的冷量,脱乙烷塔塔底产物20进入lpg塔中,塔底产物20主要由c3 以上组分构成,塔底产品继续进入lpg塔t-102进行处理分离出lpg产品22及ngl产品24,完成整个系统循环,该系统脱乙烷塔流程中,不需额外冷量补充,用自身高压节流产生的冷量进行低温分离,从而节约能源。

    本系统可应用于石油伴生气液化回收工艺,传统开采过程中,多被直接排放或通过火炬燃烧;在常规液化工艺中,液化工艺流程只能通过简单的低温分离,分离出较少的c3 成分,伴生气液化工艺流程系统可应用于伴生气收回,提高经济收益,可将c3 以上的烃类物质分离并回收,分离出lng、lpg及ngl,使其具有更好的经济价值。

    最后说明的是,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。


    技术特征:

    1.石油伴生气液化回收系统,包括原料气压缩机,冷剂压缩机、回流压缩机(k-105)、脱酸、脱水装置(x-100),换热器,脱乙烷塔(t-101),lpg塔、平衡闪蒸罐和j-t节流阀,其特征在于,所述原料气压缩机包括第一原料气压缩机(k-101)、第二原料气压缩机(k-102)和第三原料气压缩机(k-103),所述换热器包括第一换热器(e-101),第二换热器(e-102),第三换热器(e-103),第四换热器(e-104),第五换热器(e-105)、第六换热器(e-106)、第七换热器(e-107)、第八换热器(e-108)、第九换热器(e-109)和第十换热器(e-110),所述平衡闪蒸罐包括第一平衡闪蒸罐(v-101)和第二平衡闪蒸罐(v-102),所述j-t节流阀包括第一j-t节流阀(jt-101)、第二j-t节流阀(jt-102)和第三j-t节流阀(jt-103);

    所述第一原料气压缩机(k-101)的出口与第二原料气压缩机(k-102)的进口连接,所述第二原料气压缩机(k-102)的出口与第三原料气压缩机(k-103)的进口连接,所述第三原料气压缩机(k-103)的出口与所述脱水装置(x-100)的进口连接,所述脱酸、脱水装置(x-100)出口与第四换热器(e-104)的进口连接,所述第四换热器(e-104)的出口与平衡闪蒸罐(v-101)的进口连接,所述平衡闪蒸罐(v-101)的气相(11)出口与第五换热器(e-105)的进口连接,第五换热器(e-105)的出口与所述第一j-t节流阀(jt-101)的进口连接,所述第一j-t节流阀(jt-101)的出口与第二平衡闪蒸罐(v-102)的进口连接,得到产品lng(15)及bog(14);所述第一平衡闪蒸罐(v-101)的液相(16)出口与所述第二j-t阀节流(jt-102)的进口连接,所述第二j-t阀节流(jt-102)的出口与第六换热器(e-106)的进口,所述第六换热器(e-106)的出口与所述脱乙烷塔(t-101)的进口连接,所述脱乙烷塔(t-101)的第一出口与所述回流压缩机(k-105)的进口连接,所述脱乙烷塔(t-101)的第二出口与所述lpg塔(t-102)的进口连接。

    2.根据权利要求1所述的石油伴生气液化回收系统,其特征在于,所述脱酸、脱水装置(x-100)用于脱去石油伴生气中的co2和水。

    3.根据权利要求1所述的石油伴生气液化回收系统,其特征在于,所述第四换热器(e-104)的温度在-60℃。

    4.根据权利要求1所述的石油伴生气液化回收系统,其特征在于,所述气相(11)进入第五换热器(e-105),逐级冷却至-150℃。

    5.根据权利要求1所述的石油伴生气液化回收系统,其特征在于,所述脱乙烷塔(t-101)的第一出口为塔顶产物(25),所述塔顶产物(25)为脱除组分中的乙烷及甲烷组分。

    6.根据权利要求1所述的石油伴生气液化回收系统,其特征在于,所述脱乙烷塔(t-101)的第二出口为塔底产物(20),所述塔底产物(20)进入lpg塔中。

    技术总结
    本实用新型公开了石油伴生气液化回收系统,具体涉及天然气净化处理技术领域,包括原料气压缩机,冷剂压缩机、回流压缩机K‑105、脱酸、脱水装置X‑100,换热器,脱乙烷塔T‑101,LPG塔、平衡闪蒸罐和J‑T节流阀,各设备通过管路进行连接组成系统,该系统直接利用压力转化为冷能进行回收利用,进行物质分离及为汤姆逊效应提供冷量,不需要额外的冷量,从而得到能源节约,提高经济收益。

    技术研发人员:孙兆虎;程逵炜
    受保护的技术使用者:北京宏科庆能科技有限公司
    技术研发日:2020.04.14
    技术公布日:2021.03.12

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