利用液氮制冷回收油田伴生氣中輕烴的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種油田伴生氣中輕烴的回收設(shè)備，具體涉及對(duì)小型氣源站油田伴生天然氣中的輕烴的分離回收設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田伴生天然氣中，除主要成分014外，常含有(:2!16、C3H8, C3H6, C4Hltl以及C 4以上的輕烴成分。這些輕烴組分，在未凈化處理的情況下壓縮、裝車，既不利于生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)的安全，也浪費(fèi)了大量的輕烴，而傳統(tǒng)的各種輕烴回收工藝需要較多的設(shè)備、動(dòng)力，不適于小型氣源站的具體條件。
[0003]CN101857812B公開了一種油田伴生氣的中壓淺冷凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用2?4MPa的凈化壓力，O?-20°C的凈化溫度即可完成輕烴的凈化分離，對(duì)油田伴生天然氣中的輕烴進(jìn)行回收并合理利用。該系統(tǒng)的提出雖然在一定程度上簡(jiǎn)化了設(shè)備、降低了能耗，但是仍然不能適用于小型氣源站。
[0004]鑒于上述技術(shù)背景，有必要提供一種新的輕烴回收設(shè)備，進(jìn)一步降低投資和運(yùn)行成本，更加適用于小型氣源站油田伴生氣中輕烴的回收。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于小型氣源站油田伴生氣中的輕烴回收的專用設(shè)備。
[0006]本實(shí)用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]首先，提供一種換熱冷箱，包括箱體和設(shè)于箱體內(nèi)的液態(tài)氮換熱器、氣態(tài)氮換熱器及干氣換熱器，箱體表面進(jìn)一步設(shè)有原料氣入口、一級(jí)換熱氣體出口、一級(jí)低溫分離氣體入口、三級(jí)換熱氣體出口、干氣入口、干氣出口、液氮入口和氣氮出口 ；所述的原料氣入口通過管線連接干氣換熱器并最終與一級(jí)換熱氣體出口連通；所述的一級(jí)低溫分離氣體入口通過管線依次連接液態(tài)氮換熱器和氣態(tài)氮換熱器，并最終與三級(jí)換熱氣體出口連通；所述的干氣入口通過管線連接干氣換熱器并最終與干氣出口連通；所述的液氮入口通過管線依次連接液態(tài)氮換熱器和氣態(tài)氮換熱器，并最終與氣氮出口連通。
[0008]在此基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種液氮制冷回收油田伴生氣中輕烴的專用成套設(shè)備，主要包括水分離器、氣體壓縮機(jī)、干燥橇塊、本實(shí)用新型所述的換熱冷箱、低溫分離罐和液氮儲(chǔ)罐；
[0009]所述的水分離器設(shè)有原料氣進(jìn)口、脫水原料氣出口和排水口 ；具體結(jié)構(gòu)可以如CN101857812B說明書圖2所示；
[0010]所述的氣體壓縮機(jī)設(shè)有脫水原料氣進(jìn)口、一級(jí)壓縮氣出口、一級(jí)壓縮氣進(jìn)口、二級(jí)壓縮氣出口、清潔干氣入口和壓縮干氣出口 ；
[0011]所述的干燥橇塊設(shè)有壓縮氣體進(jìn)口和干燥氣體出口，其內(nèi)部構(gòu)造可以如CN101857812B說明書第
[0077]段及其圖4所述；
[0012]所述的低溫分離罐包括第一低溫分離罐和第二低溫分離罐，兩罐彼此獨(dú)立但結(jié)構(gòu)相同，均設(shè)有氣相進(jìn)口、氣相出口和輕烴排放口 ；
[0013]上述各設(shè)備之間，水分離器的脫水原料氣出口經(jīng)管道與氣體壓縮機(jī)的脫水原料氣進(jìn)口連通；氣體壓縮機(jī)的一級(jí)壓縮氣出口經(jīng)管道與氣體壓縮機(jī)的一級(jí)壓縮氣進(jìn)口連通；氣體壓縮機(jī)的二級(jí)壓縮氣出口經(jīng)管道與干燥橇塊的壓縮氣體進(jìn)口連通；干燥橇塊的干燥氣體出口經(jīng)管道與換熱冷箱的原料氣入口連通；換熱冷箱的一級(jí)換熱氣體出口經(jīng)管道與第一低溫分離罐的氣相進(jìn)口連通；第一低溫分離罐的氣相出口與換熱冷箱的一級(jí)低溫分離氣體入口連通；換熱冷箱的三級(jí)換熱氣體出口經(jīng)管道與第二低溫分離罐的氣相入口連通；第二低溫分離罐的氣相出口經(jīng)管道與換熱冷箱的干氣入口連通；換熱冷箱的干氣出口經(jīng)管道與氣體壓縮機(jī)的清潔干氣入口連接；氣體壓縮機(jī)的清潔干氣入口與壓縮干氣出口相通；液氮儲(chǔ)罐設(shè)有液氮出口，通過管道與換熱冷箱的液氮入口連通。
[0014]本實(shí)用新型所述的成套設(shè)備，具體工作過程如下:
[0015]I)來自油田的原料氣從原料氣進(jìn)口進(jìn)入水分離器，在0.1-0.3MPa壓力下分離除去原料氣中的水分，從脫水原料氣出口出水分離器，然后從脫水原料氣進(jìn)口進(jìn)入氣體壓縮機(jī)，經(jīng)兩級(jí)壓縮后從二級(jí)壓縮氣出口排出，二級(jí)壓縮氣出口壓力為1.0?1.5MPa，然后壓縮氣體再?gòu)膲嚎s氣體進(jìn)口進(jìn)入干燥橇塊干燥至水露點(diǎn)低于-50°C，從干燥氣體出口排出；
[0016]2)步驟I)排出的干燥原料氣從原料氣入口進(jìn)入換熱冷箱，在干氣換熱器內(nèi)與完成輕烴回收后的干氣換熱，完成第一次冷卻后從一級(jí)換熱氣體出口排出，再?gòu)臍庀嗳肟谶M(jìn)入第一低溫分離罐，在-20-0°C下進(jìn)行第一次低溫氣液分離，得到氣體和液態(tài)輕烴，輕烴從第一低溫分離罐的輕烴排放口定期排放，氣體從氣相出口排出；
[0017]3)液態(tài)氮從液氮儲(chǔ)罐中導(dǎo)出，從液氮入口進(jìn)入換熱冷箱，步驟2)排出的氣體從一級(jí)低溫分離氣體入口再次進(jìn)入換熱冷箱，先在液態(tài)氮換熱器內(nèi)與液態(tài)氮換熱完成第二次冷卻，換熱后的液態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)氮進(jìn)入氣態(tài)氮換熱器；
[0018]4)步驟3)第二次冷卻后的氣體再進(jìn)入氣態(tài)氮換熱器內(nèi)與氣態(tài)氮換熱，完成第三次冷卻，氣態(tài)氮從氣氮出口排出至大氣放空，完成三級(jí)換熱的氣體最終達(dá)到_20°C?_60°C，從三級(jí)換熱氣體出口排出；
[0019]5)步驟4)換熱冷箱三級(jí)換熱氣體出口排出的氣體從氣相入口進(jìn)入第二低溫分離罐，在-20?-60°C下進(jìn)行第二次低溫氣液分離，得到干氣體和液態(tài)輕烴，輕烴從第二低溫分離罐的輕烴排放口定期排放，干氣從第二低溫分離罐的氣相出口排出，返回步驟2)，從干氣入口進(jìn)入換熱冷箱，在干氣換熱器內(nèi)與干燥原料氣換熱，從換熱冷箱的干氣出口排出，完成輕烴的回收。
[0020]本實(shí)用新型采用液氮作為冷劑提出了新型冷劑制冷工藝，而且利用液氮進(jìn)行多級(jí)換熱，液氮的冷量被充分地利用了兩次，經(jīng)液氮換熱后的氣體又與剛進(jìn)入冷箱的氣體進(jìn)行換熱，由此顯著地提高了換熱效率。尤其是采用本實(shí)用新型所述的換熱冷箱進(jìn)行換熱時(shí)，由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，因而可以進(jìn)一步提高換熱效率?？傊?，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的專用設(shè)備能夠在更加簡(jiǎn)化的工藝和設(shè)備、更低的能耗下對(duì)油田伴生天然氣中的輕烴進(jìn)行回收并合理利用，解決了從小型氣源站油田半生氣中回收輕烴的諸多實(shí)際問題。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的成套設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖及其工作流程。
[0022]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1所使用的換熱冷箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1所使用的低溫分離罐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中標(biāo)號(hào)說明如下:
[0025]I水分離器 101原料氣進(jìn)口102脫水原料氣出口 103排水口
[0026]2氣體壓縮機(jī)201脫水原料氣進(jìn)口 202 —級(jí)壓縮氣出口 203 —級(jí)壓縮氣進(jìn)口
[0027]204 二級(jí)壓縮氣出口205清潔干氣入口206壓縮干氣出口
[0028]3干燥撬塊301壓縮氣體進(jìn)口302干燥氣體出口
[0029]4換熱冷箱401原料氣入口 402 —級(jí)低溫分離氣體入口 403干氣入口
[0030]404液氮入口405干氣出口406氣氮出口
[0031]407 —級(jí)換熱氣體出口408三級(jí)換熱氣體出口409液態(tài)氮換熱器
[0032]410氣態(tài)氮換熱器411干氣換熱器
[0033]5低溫分離罐501氣相出口502氣相進(jìn)口 503輕烴排放口
[0034]6低溫分離罐601氣相出口602氣相進(jìn)口 603輕烴排放口
[0035]7液氮儲(chǔ)罐701液氮出口
【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施例1
[0037]—種利用液氮制冷回收油田伴生氣中輕烴的成套專用設(shè)備，如圖1所示，所述設(shè)備主要包括水分離器1、氣體壓縮機(jī)2、干燥橇塊3、換熱冷箱4、第一低溫分離罐5、第二低溫分離罐6和液氮儲(chǔ)罐7 ;
[0038]所述的水分離器I設(shè)有原料氣進(jìn)口 101、脫水原料氣出口 102和排水口 103 ;具體結(jié)構(gòu)如CN101857812B說明書圖2所示；所述的氣體壓縮機(jī)2設(shè)有脫水原料氣進(jìn)口 201、一級(jí)壓縮氣出口 202