一种针对低压富气乙烷回收的组合制冷方法.pdf

(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CN110617640A(43)申请公布日2019.12.27(21)申请号201910921633.9(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.F25B9/00(2006.01)C07C7/09(2006.01)C07C9/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种针对低压富气乙烷回收的组合制冷方法(57)摘要本发明公开一种针对低压富气乙烷回收的组合制冷方法，涉及天然气加工技术领域。本发明的方法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，采用两级乙烯制冷循环为原料气预冷冷箱提供两级低温位，有效保证低压富气工况下的高乙烷回收率(＞95％)，同时多温位制冷显著提高冷箱热集成度，降低制冷循环能耗。该发明考虑了制冷剂对脱乙烷塔塔顶气的冷凝液化过程，两级丙烷制冷系统为脱乙烷塔塔顶气提供中压温位、为高温高压乙烯制冷剂过冷和原料气预冷提供低压温位。丙烷制冷循环的多位制冷，有效降低了乙烯制冷剂的循环量，乙烯与丙烷制冷循环组合式的制冷方法为低压富气乙烷回收实现高效节能提供了新的制冷选择。CN110617640ACN110617640A权利要求书1/1页1.一种针对低压富气乙烷回收的组合制冷方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤S100、原料气经冷箱(E11)和冷箱(E12)预冷后流入低温分离器(V11)进行预分离，分离气相和液相经过膨胀或节流制冷后进入脱甲烷塔(E11)分馏，T11塔顶外输干气为冷箱E13、E12、E11提供冷量后通过增压外输至下游，部分外输干气经过冷箱E11、E12、E13冷却节流后进入T11顶部作为塔顶回流，同时T11侧线抽3股物流分别为E11、E12、E13提供冷量；+步骤S200、T11塔底C2凝液与乙烷产品和丙烷制冷剂在冷箱(E15)中换热，升温后进入脱乙烷塔(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S300、经丙烷制冷循环冷却的过饱和乙烯节流后进入缓冲罐(V16)，分离液相节流降温后进入缓冲罐(V17),V17分离液相一部分进入冷箱(E12)换热，完全气化后回到V17，另一部分进一步节流至更低压力后进入缓冲罐(V18)，V18分离液进入E12为原料气提供低温位冷量，完全气化后再回到V18，V18分离气相经过压缩机(K16)增压后与V17分离气相混合后进入压缩机(K17)增压，部分丙烷制冷剂将增压后的乙烯过冷，之后乙烯制冷剂进入下一轮制冷；步骤S400、冷却至过饱和的丙烷节流至中压(300～500kPa)后进入丙烷缓冲罐(V14)，V14分离液相分为两股，一股为冷箱(E14)提供冷量，完全气化后回到V14，另一股分离液相进一步节流至低压(常压～200kPa)后进入缓冲罐(V15)，V15分离液相分为两股，分别为冷箱(E12)和乙烯冷凝器(E16)供冷，经受热完全气化后回到V15，V15分离气相经压缩机(K14)增压至中压与V14分离气混合后进入压缩机(K15)压缩至1800kPa左右，再经空冷和水冷至+40℃后进入冷箱(E15)，进一步被脱甲烷塔底C2凝液和乙烷产品冷却，过冷后的液相丙烷进入下一轮制冷循环。2.根据权利要求1所述的一种针对低压富气乙烷回收的组合制冷方法，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精馏段，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所述的一种针对低压富气乙烷回收的组合制冷方法，其特征在于，原料气在冷箱(E11)中预冷冷量主要由脱乙烷塔底侧线重沸器提供，而组合制冷剂集中在冷箱(E12)中为原料气进行深度预冷。4.根据权利要求1所述的一种针对低压富气乙烷回收的组合制冷方法，其特征在于，乙烯制冷循环采用两级节流制冷，分别在冷箱(E12)中进行两次气化制冷，提供两个制冷温位，同时高温高压乙烯在冷箱(E16)中被丙烷制冷剂过冷至全液相。5.根据权利要求1所述的一种针对低压富气乙烷回收的组合制冷方法，其特征在于，丙烷制冷系统分别对脱乙烷塔塔顶冷凝器(E14)、乙烯冷凝器(E16)、原料气预冷冷箱(E12)三处提供冷量，为E14提供中压温位，为E12和E16提供低压温位。6.根据权利要求1所述的一种带自冷循环适用于富气的乙烷回收方法，其特征在于，低+温脱甲烷塔塔底C2凝液和脱乙烷塔顶乙烷产品在冷箱(E15)中对过冷后的液态丙烷进一步深冷，降低丙烷节流后的气化率，增大后续丙烷气化制冷量。