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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110627609A(43)申请公布日2019.12.31(21)申请号201910931304.2(22)申请日2019.09.27(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人张世坚敬加强蒋洪覃敏(51)Int.Cl.C07C7/09(2006.01)C07C9/06(2006.01)F25B9/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种结合混合冷剂和丙烷辅助制冷的乙烷回收方法(57)摘要本发明公开一种结合混合冷剂和丙烷辅助制冷的乙烷回收方法,涉及天然气加工技术领域。本发明建立在常规乙烷回收流程基础上,针对低压富气乙烷回收流程所需预冷温位低的特点,采用混合冷剂循环将原料气预冷至-70℃以下,保证在低压富气工况下流程回收率高(>95%)。混合冷剂在冷箱中可提供一段较宽的连续制冷温位区间,不仅有效提高流程热集成度,降低制冷压缩机能耗,且结构简单,易于设计和操控。丙烷制冷系统对冷箱E11和脱乙烷塔塔顶气冷凝提供相同的中压温位,整个丙烷制冷循环仅采用一级增压,调控方便,压缩机能耗低。本发明换热结构巧妙,多次利用制冷剂气化制冷冷却其他热流的同时对自身进行过冷,增大了制冷效率,降低了制冷循环结构复杂度。CN110627609ACN110627609A权利要求书1/2页1.一种结合混合冷剂和丙烷辅助制冷的乙烷回收方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S100、原料气直接经冷箱(E12)预冷后流入低温分离器(V11)进行预分离,分离气相分为两股,大部分通过透平膨胀机膨胀制冷后进入脱甲烷塔(T11)中上部,另一股分离气混合部分T11分离液相(该重烃具有防止脱甲烷塔上部发生CO2冻堵的作用)进入冷箱(E13)深冷节流后进入T11上部,另一部分E13分离液节流后进入T11中部;步骤S200、T11塔顶外输干气为冷箱E13、E12提供冷量后进入透平膨胀机增压端(K12),再经过外输压缩机(K13)增压空冷后外输至下游;步骤S300、部分外输干气经过冷箱E11、E12、E13冷却并节流深冷后进入T11顶部作为塔顶回流,T11侧线抽3股物流分别为E11、E12、E13提供冷量;+步骤S400、T11塔底C2凝液在冷箱(E11)中复热后进入脱乙烷塔(T12)分馏,T12塔顶气+一部分作为乙烷产品,一部分经冷箱(E14)完全冷却成液相后作为T12塔顶回流,T12塔底C3凝液进入后续的分馏处理单元;步骤S500、经过压缩和冷却的气相混合冷剂经冷箱(E11)预冷后进入冷箱(E12)深冷至约-73℃形成过饱和液态混合冷剂,完全液化的混合冷剂节流降温后返回E12,为原料气、回流干气和高温高压混合冷剂提供冷量,之后进入混合冷剂压缩机(K15)增压至700kPa左右,经空冷器(A13)冷却至50℃后再经压缩机(K16)增压至约2250kPa,压缩后的高温混合冷剂经过空冷和水冷后进入下一轮制冷;步骤S600、过冷液相丙烷节流至约390kPa后进入分离器(V14),分离液相分为两股为两处供冷,大部分分离液为脱乙烷塔冷凝器(E14)供冷,少部分为冷箱(E11)供冷,两股受热完全气化的丙烷返回分离器V14,V14分离气相进入丙烷压缩机(K14)增压至1800kPa左右,经空冷和水冷后进入冷箱(E11)被过冷至15℃,之后进入下一轮制冷。2.根据权利要求1所述的一种结合混合冷剂和丙烷辅助制冷的乙烷回收方法,其特征在于,低温分离器(V11)部分分离液相混合少量V11分离气相后进入脱乙烷塔上部,防止脱甲烷塔顶部塔板发生CO2冻堵事故。3.根据权利要求1所述的一种结合混合冷剂和丙烷辅助制冷的乙烷回收方法,其特征在于,混合冷剂为冷箱(E12)供冷,原料气不再经过冷箱(E11)预冷,由于回流干气温度较高(50℃),与原料气在同一冷箱中换热易影响冷箱热集成度,故回流干气在E11中先预冷至-5℃左右,再进入冷箱E12和E13深冷。4.根据权利要求1所述的一种结合混合冷剂和丙烷辅助制冷的乙烷回收方法,其特征在于,混合冷剂为非共沸制冷剂,在冷箱中可提供一个较宽的制冷温位区间,流程中混合冷剂仅在E12中供冷,且只气化供冷一次,不像丙烷或其他单一制冷剂循环需要通过提供多级制冷温位来提高换热集成度,混合冷剂循环结构相比其他制冷循环大大简化。5.根据权利要求1所述的一种结合混合冷剂和丙烷辅助制冷的乙烷回收方法,其特征在于,丙烷制冷循环未对原料气进行预冷,仅对E11和脱乙烷塔冷凝器(E14)两处提供了相同的中压制冷温位,只需一台丙烷压缩机,同时还为E11中的高温液相丙烷进行过冷,可显著降低丙烷循环量,降低丙烷制冷循环压缩机功耗。6.根据权利要求1所述的一种结