本技术属于煤层气生产领域,具体而言,涉及一种煤层气冷箱重烃脱除系统。
背景技术:
1、对于利用管输煤层气来进行lng(液化煤层气)生产的工厂来说,由于上游气源来源的多样性、掺混比例的非恒定及其他用户用气量随季节等外界因素的波动等,造成这类lng工厂在开车及正常生产运行中始终存在着气源组分偏离设计值,且随时可能发生新的变化的问题,这在华油煤层气有限公司的多个lng工厂中都已发生,个别工厂甚至出现以日为基准的频繁变化。
2、而这些组分变化中尤以重烃变化对系统影响较大,例如,芳香烃、环烷烃及碳数高的烷烃等在低温下极易造成冷箱冷剂回路“冻堵”;对于重烃的处理一般先采用吸附再采用冷凝分离的方法,这样导致重烃分离罐中的“溶剂”较少,冷箱中部可能需要较低的温度才能达到重烃分离标准、确保装置平稳运行,因此有些情况下单位产品能耗较高;同时,在对冷箱中的冷凝剂的选择一般是采用补充外部冷凝剂,这样大大增加了脱除重烃的成本。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本实用新型采用了如下技术方案:
2、一种煤层气冷箱重烃脱除系统,包括:
3、冷箱,用于冷凝进入冷箱的煤层气;所述冷箱中设置有独立设置的流道a1、流道a2和流道a3;
4、脱重烃塔,所述脱重烃塔的进口端通过第一管道与所述冷箱的流道a1的出口端连接,用于对来自所述冷箱的出口煤层气进行气液分离;
5、所述脱重烃塔的顶部气相出口连接有第二管道,所述第二管道远离所述脱重烃塔的一端连接有第一支管和第二支管;所述第二支管与所述冷箱的流道a2的进口端连接;
6、重烃收集罐,所述重烃收集罐通过第三管道与所述脱重烃塔的底部液相出口连接;
7、复温器,所述复温器的进口端与所述第一支管连接,用于对来自所述脱重烃塔的顶部气相出口的低温煤层气进行复温;所述复温器的出口端连接有第四管道;
8、重烃吸附器,所述重烃吸附器的顶部进口通过第一循环管与所述第四管道远离所述复温器的一端连接;用于脱除煤层气中剩余的芳香烃、环烷烃及其他会导致冷箱冻堵的组分;所述重烃吸附器的底部出口连接有第二循环管;
9、所述第二循环管远离所述重烃吸附器的一端连接有第一流道和第二流道;所述第一流道远离所述第二循环管连接有第一支流管和第二支流管;所述第一支流管的另一端与所述冷箱的流道a3的进口端连接,用于对脱重烃的煤层气进行冷凝;
10、加热器,所述加热器的进口端与所述第二支流管连接,所述加热器的出口端与所述第二流道连接,用于加热来自重烃吸附器底部出口的部分再生气,并将加热后的再生气逆流送入需加热的所述重烃吸附器;
11、重烃换热器,所述重烃换热器的第一进口端通过第三流道与所述第一循环管远离所述重烃吸附器的一端连接,用于部分冷凝来自重烃吸附器顶部出口的再生气;
12、重烃分离罐,所述重烃分离罐通过第四流道与所述重烃换热器的第一出口端连接,用于对所述重烃换热器出来的再生气进行气、液分离;所述重烃分离罐的底部出口与所述重烃收集罐连接;
13、高压节能器,所述高压节能器与所述重烃分离罐的顶部出口连接,用于对重烃分离罐的气相进行复温;
14、冷分离器,所述冷分离器通过第一管路与所述冷箱的流道a2的出口端连接;冷分离器的顶部出口与所述第一支流管连接;冷分离器的底部出口连接有第二管路,所述第二管路远离所述冷分离器的一端连接有第一支路和第二支路;所述第一支路与所述脱重烃塔连接,所述第二支路与所述冷箱的冷凝剂进口端连接。
15、进一步地,还包括低压节能器,所述低压节能器的第一进口端通过第五流道与所述重烃分离罐的底部出口连接,所述低压节能的第一出口端通过第六流道与所述重烃收集罐连接。
16、进一步地,所述低压节能器的第二进口端通过第七流道与所述冷箱的冷凝剂出口端连接,所述低压节能的第二出口端通过第八流道与所述高压节能器的第二进口端连接;所述高压节能器的第二出口端通过第九流道与所述重烃换热器的第二进口端连接,所述重烃换热器的第二出口端通过第十流道与所述第二支路连接。
17、进一步地,所述脱重烃塔的底部设置有脱重烃塔底再沸器。
18、进一步地,所述第一流道上设置有粉尘过滤器,用于吸附细粉等杂质。
19、进一步地,所述第二管路设置有冷液泵,用于帮助输送冷分离器的冷凝液。
20、进一步地,所述第二支路通过第三支路与冷分离器连接。
21、进一步地,所述第三流道上设置有冷却器,用于对第三流道的气体进行降温。
22、进一步地,所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道、所述第一支管、所述第二支管、所述第一流道、所述第二流道、所述第三流道、所述第四流道、所述第五流道、所述第六流道、所述第七流道、所述第八流道、所述第九流道、所述第十流道、所述第一支流道、所述第二支流道、所述第一管路、所述第二管路、所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路上均设置有阀门。
23、本实用新型的有益效果:
24、本实用新型采用冷凝分离结合物理吸附的设计方案,先利用冷凝分离的方法去除溶解度大且易冷凝的组分,再利用工业成熟的变温吸附技术去除其他不易冷凝、溶解度小且极易引起冷箱冻堵的组分,如此不仅有效脱除了管道煤层气中的重烃,而且减轻了重烃吸附器的吸附压力;同时,设置有冷分离器,将部分煤层气进行转化形成冷凝剂,通过冷液泵输送到冷箱与脱重烃塔中,从而降低了设备的投资及能耗,对工厂的安全高效生产、提高经济效益和节约资源等具有重要意义;该重烃脱除系统对重烃吸附器再生气的处理也进行了设计,通过冷却器、重烃换热器、重烃分离罐、高压节能器、低压节能器,利用冷凝剂节流后产生的冷量,将再生气降温至c6+重烃组分的临界温度后,液化分离重烃,分离“干净”的再生气中的气相部分继续利用去再生脱水单元的分子筛,从而有效地利用了煤层气,节能降耗。
1.一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,还包括低压节能器,所述低压节能器的第一进口端通过第五流道与所述重烃分离罐的底部出口连接,所述低压节能的第一出口端通过第六流道与所述重烃收集罐连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,所述低压节能器的第二进口端通过第七流道与所述冷箱的冷凝剂出口端连接,所述低压节能的第二出口端通过第八流道与所述高压节能器的第二进口端连接;所述高压节能器的第二出口端通过第九流道与所述重烃换热器的第二进口端连接,所述重烃换热器的第二出口端通过第十流道与所述第二支路连接。
4.根据权利要求1所述的一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,所述脱重烃塔的底部设置有脱重烃塔底再沸器。
5.根据权利要求1所述的一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,所述第一流道上设置有粉尘过滤器,用于吸附细粉杂质。
6.根据权利要求1所述的一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,所述第二管路设置有冷液泵,用于帮助输送冷分离器的冷凝液。
7.根据权利要求3所述的一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,所述第二支路通过第三支路与所述冷分离器连接。
8.根据权利要求1所述的一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,所述第三流道上设置有冷却器,用于对第三流道的气体进行降温。
9.根据权利要求7所述的一种煤层气冷箱重烃脱除系统,其特征在于,所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道、所述第四管道、所述第一支管、所述第二支管、所述第一流道、所述第二流道、所述第三流道、所述第四流道、所述第五流道、所述第六流道、所述第七流道、所述第八流道、所述第九流道、所述第十流道、所述第一支流管、所述第二支流管、所述第一管路、所述第二管路、所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路上均设置有阀门。
