[发明专利]一种从天然气中脱除重烃的方法和系统

说明书

本发明涉及一种从天然气中脱除重烃的方法和系统。本发明的方法首先将天然气经冷箱1冷却后送入脱甲烷塔2进行精馏分离重烃，精馏分离后的气相进入脱甲烷塔冷凝器4，在脱甲烷塔冷凝器4气相部分冷凝，冷凝的液相返回脱甲烷塔2，未冷凝的气相返回冷箱1进一步深冷得到LNG产品I。从脱甲烷塔2塔底引出的液相减压后送入脱乙烷塔3再次进行精馏进一步分离。脱乙烷塔3顶部气相物流满足深冷要求后返回冷箱1进一步深冷得到LNG产品II。分离的液相从脱乙烷塔底再沸器5的液相出口引出，经过重烃冷却器6冷却并减压后得到重烃产品。本发明的方法将冷箱1出口LNG产品I抽出一股为脱重烃过程提供冷量，并使脱重烃工艺耦合在天然气液化过程中，工艺集成度高，本发明的方法稳定性好，适用性广泛，具有很强的可操作性。

技术领域

本发明涉及液化天然气生产领域，特别涉及一种从天然气中脱除重烃的方法和系统。

背景技术

液化天然气领域中，重烃通常是指C5及以上烃类。由于烃类分子量自小到大时其沸点也由低到高变化，因而在液化天然气过程中，重烃总是先被冷凝下来。若是未把重烃预先分离出来，则在天然气深冷过程中将存在重烃冻结而堵塞设备的风险。为保证天然气液化系统特别是冷箱的正常工作，必需采取措施在天然气进入冷箱或冷箱深冷工段前将其中的重烃脱除。

目前，天然气脱重烃的方法有：(1)吸附法：该方法利用固体吸附的原理脱除天然气中重烃，中国专利CN101508923B提出一种吸附法天然气脱水脱重烃的装置和工艺，其优点是装置简单，重烃脱除率高，同时还可以脱除天然气中的水分，但该方法受到固体吸附剂饱和吸附容量的限制，不适于处理重烃含量高的天然气，况且固体吸附剂再生温度高达220℃，燃料气量达到所处理天然气量的5％，工艺能耗高。(2)吸收法：该方法采用“相似相溶”原理以有机溶剂吸收天然气中的重烃，专利CN1209448C中提出了以异戊烷脱除天然气中苯的方法，净化后的天然气中苯含量能够降低至10ppm以下，尤其适合于处理量小或苯含量低的天然气装置。但这种方法流程复杂，吸收剂再生时也消耗大量能量。(3)冷凝分离法：该方法将天然气预冷至-30～-60℃后经重烃分离器一级或多级分离，该方法对苯等芳香烃分离效果不佳，仅适用于处理芳香烃含量很低的天然气。中国专利CN103031169A和CN103351896A均在该此基础上提出了改进方案，通过设置重烃洗涤塔及脱乙烷塔和/或精馏塔分离重烃，改进后的方案提高了工艺脱重烃性能，但由于需增设三个以上分离塔，大大增加工艺的复杂性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，降低液化用天然气(已脱酸性气、脱水、脱汞的天然气)脱重烃过程的能耗，简化天然气脱重烃工艺，并将富含重烃的脱重烃过程与天然气液化过程耦合；从而提供一种从天然气中脱除重烃的方法，该方法不仅从富含重烃的天然气中回收了LPG产品，增加工艺附加值，而且满足了重烃组分和含量变化大的天然气对重烃脱除的需求，增强了工艺的适应性。

本发明的方法通过设置两个深冷精馏塔将富含重烃天然气的脱重烃过程与液化过程耦合从而将天然气中的重烃脱除，该方法包括以下步骤：

1)原料气天然气I首先进入冷箱1第一流道A1冷却至-45～-80℃，得到天然气II；

2)天然气II经过第一阀门V1减压至3.4～6MPa后从脱甲烷塔2的底部进料口进入塔中精馏，底部得到温度为-45～-82℃的液相I，顶部精馏分离后的气相经脱甲烷塔冷凝器4部分冷凝后，冷凝得到的液相返回到脱甲烷塔2作为回流，脱甲烷塔冷凝器4顶部得到温度为-50～-85℃的天然气III；

3)天然气III返回冷箱(1)的第二流道(A2)进一步深冷至-153～-167℃得到LNG产品I：

4)将步骤3)得到的LNG产品I分出1％～10％经第二阀门V2减压后送入脱甲烷塔冷凝器4的管程，换热提供冷量后得到-55～-90℃的天然气IV；