[发明专利]一种天然气干燥及液化工艺方法和装置

权利要求书

1.一种天然气干燥及液化方法，其特征在于：脱酸后的原料天然气首先进入冷箱中的板翅式换热器组进行预冷，被冷却至5℃～20℃后出换热器组，进入天然气分水罐从罐底部脱去水分，天然气分水罐顶部气相继续进入吸附干燥系统脱水，脱水后的天然气返回换热器组中冷却至-30℃～-60℃后，出板翅式换热器组而进入重烃分离器进行气液分离，重烃分离器底部获得重烃，由重烃分离器顶部分离出的气相流股继续进入换热器组，并在其中被冷却至-130℃～-166℃后从冷箱内的换热器组中流出，得到液化天然气。

2.根据权利要求1所述的天然气干燥及液化方法，其中在板翅式换热器中采用如下制冷剂循环工艺流程：

从制冷剂压缩系统来的液相制冷剂首先进入冷箱中的换热器组的第一换热通道，在其中被预冷至约-30℃～-80℃，经节流阀节流至0.2～0.8MPaA后进入冷剂返回通道即第三换热通道，与从换热器组的后续第二换热通道返回的制冷剂流股汇合，为换热器组提供冷量后出冷箱；由制冷剂压缩系统来的的气相制冷通过换热器组的第二换热通道即第三换热通道被冷却至-135℃～-169℃，再经节流阀节流至0.2～0.8MPaA后进入换热器组的冷剂返回通道为换热器提供冷量，之后返回制冷剂压缩系统。

3.根据权利要求1或2所述的一种天然气干燥及液化方法，其吸附干燥系统采用两塔或三塔等压吸附干燥工艺，采用分子筛吸附脱水，将水分脱除至常压露点≤-76℃。

4.根据权利要求1或2所述的一种天然气干燥及液化方法，其中，经吸附干燥系统脱水后的天然气进入后续的以活性炭为吸附剂的脱重烃纯化系统脱除重烃后，再进入冷箱系统液化。

5.根据权利要求1-4中任何一项所述的一种天然气干燥及液化方法，其吸附干燥系统采用两塔或三塔等压吸附干燥工艺，其中每一个吸附塔具有用于脱水的至少一个分子筛吸附剂床层和任选的用于脱重烃的至少一个活性炭吸附剂床层；优选每一个吸附塔具有用于脱水的2-16个、优选3-8个分子筛吸附剂床层和任选的用于脱重烃的2-16个、优选3-8个活性炭吸附剂床层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中吸附干燥系统是按照以下方式操作的：经脱酸处理后的富含甲烷混合气体分成两部分，一部分作为工艺气流进入干燥工序，另一部分作为再生气进入再生工序，进入干燥工序的富含甲烷的混合气体经干燥处理，在干燥塔吸附剂复合床层中脱除气体中的水分和任选地脱除C6和C6以上重烃，其中水分脱除至常压露点≤-76℃，C6和C6以上的重烃组分任选被脱除至≤217ppm；进入再生工序的富甲烷的气体作为干燥塔再生过程的再生气体，完成再生过程后，该部分再生气返回系统工艺气流中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于吸附干燥系统是按照以下方式操作的：

经脱酸处理后的富含甲烷的混合气体首先经流量调节阀(V1)分成两路气流；其中第一路气体作为工艺气直接去处于干燥过程的第一干燥塔(T1)或第二干燥塔(T2)，其中第一干燥塔和第二干燥塔交替进行干燥过程和再生过程，处于干燥过程的干燥塔(T1或T2)中装填的干燥剂将气体中的水分吸附下来及任选装填的重烃吸附剂将气体中的重烃吸附下来，经干燥处理后的产品气体常压露点≤-76℃，C6和C6以上的重烃组分任选地被脱除至≤217ppm；

第二路气体作为再生气进入再生过程，其中干燥塔的再生过程包括加热再生和冷吹两个步骤，在加热再生步骤中，该第二路气体首先经第三干燥塔(T3)进行干燥，然后经加热器(E1)升温至例如200-300℃后，加热需要再生的干燥塔(T2或T1)，使吸附剂升温，其中的水分和重烃得以解吸出来，解吸气经冷却(E2)和分液(T4)后再与作为原料气的第一路气体混合，然后去处于干燥过程的干燥塔进行干燥；在冷吹过程中，来自工艺气的再生气体直接去处于再生过程的第二干燥塔(T2)或第一干燥塔(T1)，将干燥塔温度降至常温，然后再经加热器加热后去所述第三干燥塔(T3)，对第三干燥塔中的吸附剂进行加热干燥，再生气体然后经冷却(E2)和分液(T4)后与作为工艺气的另一路气体混合，最后去处于干燥过程的第一干燥塔或第二干燥塔进行干燥。