气体两塔分离装置与方法与流程

1.本发明涉及石油化工的回收利用，特别是涉及一种气体两塔分离装置与方法。


背景技术：

2.在天然气的生产加工过程中，会产生大量的混合气体，这些混合气体包括甲烷、富氢气、混烃等复杂组分。为了保证生产的正常进行，需要对这些混合气体进行提纯处理，以得到lng产品以及纯度较高的有用气体。现有的分离设备结构复杂，效率较低，不太适合小型工厂的生产。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的气体两塔分离装置与方法。
4.本发明的气体两塔分离装置，包括：
5.用于对原料气冷却降温的一级换热器；
6.用于对冷却降温后的原料气再次冷却降温的二级换热器，与一级换热器通过管路连接；
7.用于脱除原料气中的轻组分的脱轻塔，与二级换热器通过管路连接；
8.用于对脱轻塔的塔顶排出的轻组分气体冷却的塔顶冷凝器，与脱轻塔的塔顶通过管路连接；
9.用于对冷却降温后的轻组分气体进行气液分离，使轻组分气体分离出气相和液相的气液分离器，与塔顶冷凝器通过管路连接，气液分离器的液体输出口与所述脱轻塔通过管路连接，气液分离器的气体输出口与气体输出管连接。
10.本发明的气体两塔分离装置，其中，所述气体输出管依次经过二级换热器、一级换热器连接透平膨胀机的进气口，所述透平膨胀机的出气口连接富氢气输出管，所述富氢气输出管经过一级换热器，以使气体输出管内的气体经过二级换热器、一级换热器换热后进入透平膨胀机，经透平膨胀机膨胀降温降压后经过一级换热器换热。
11.本发明的气体两塔分离装置，其中，还包括用于对脱轻塔的顶底排出的重组分进行精馏，使重组分精馏出甲烷为主的轻组分介质与混烃的精馏塔，与脱轻塔的顶底通过第一管路连接。
12.本发明的气体两塔分离装置，其中，所述第一管路上设置有用于对第一管路内的液体进行节流降压降温处理的第一节流阀。
13.本发明的气体两塔分离装置，其中，所述第一管路经过第一节流阀后经过二级换热器与精馏塔连接，以使第一管路内的液体节流降压降温处理后，在二级换热器内换热后流入精馏塔。
14.本发明的气体两塔分离装置，其中，精馏塔的塔顶的气体输出口与气体排出管连接，气体排出管经过二级换热器，以使气体排出管内的气体在二级换热器内换热。
15.本发明的气体两塔分离装置，其中，还包括用于为一级换热器、二级换热器提供冷
量的制冷剂循环管路，所述制冷剂循环管路包括第二管路，所述第二管路与制冷剂进口连接，所述第二管路依次经过一级换热器、精馏塔的塔底换热器、二级换热器后与第二节流阀的进口连接，所述第二节流阀的出口连接第三管路，第三管路依次经过脱轻塔的塔顶冷凝器、二级换热器、一级换热器后与制冷剂出口连接。
16.本发明的气体两塔分离方法，包括：
17.对原料气冷却降温；
18.对冷却降温后的原料气再次冷却降温；
19.脱除原料气中的轻组分；
20.对轻组分气体冷却；
21.用于对冷却降温后的轻组分气体进行气液分离，使轻组分气体分离出气相和液相。
22.本发明的气体两塔分离方法，其中，还包括：
23.使轻组分气体分离出的气相换热升温后膨胀降温降压，利用降温降压后的轻组分气体为换热器提供冷量。
24.本发明的气体两塔分离方法，其中，还包括：
25.对脱轻塔的顶底排出的重组分进行精馏，使重组分精馏出甲烷为主的轻组分介质与混烃。
26.本发明的技术方案结构简单、效率较高，可以对不同价值的组分进行提纯回收，提高了产品的经济价值。
附图说明
27.图1为本发明的气体两塔分离装置的结构示意图。
具体实施方式
28.本发明的气体两塔分离装置，主要包括：精馏塔、换热器、分离器、阀门及相关的管道等。
29.本发明的气体两塔分离装置在工作时，原料经换热器降温后进入脱轻塔，在塔底排出沸点比较高气体组分，如甲烷、乙烷、丙烷等，塔顶排出沸点比较低的富氢气产品，如氦气、氢气、氮气、甲烷等的混合物，塔底排出的产品经节流阀降压降温，再经换热器加热后，进入精馏塔，在精馏塔中，对沸点比较高的气体组分，进一步分离，塔底获得高沸点组分混烃，如乙烷、乙烷、丙烷、丙烯、异丁烷、正丁烷等的混合物，塔顶获得以甲烷为主要成分的轻组分，塔顶排出的轻组分，经换热器进一步降温液化后，获得lng产品。
30.如图1所示，本发明的气体两塔分离装置，包括：
31.用于对原料气冷却降温的一级换热器e1；
32.用于对冷却降温后的原料气再次冷却降温的二级换热器e2，与一级换热器通过管路连接；
33.用于脱除原料气中的轻组分的脱轻塔t1，与二级换热器通过管路连接；
34.用于对脱轻塔的塔顶排出的轻组分气体冷却的塔顶冷凝器e4，与脱轻塔的塔顶通过管路连接；
35.用于对冷却降温后的轻组分气体进行气液分离，使轻组分气体分离出气相和液相的气液分离器v3，与塔顶冷凝器通过管路连接，气液分离器的液体输出口与所述脱轻塔通过管路连接，气液分离器的气体输出口与气体输出管10连接。
36.本发明的气体两塔分离装置，其中，所述气体输出管依次经过二级换热器、一级换热器连接透平膨胀机et的进气口，所述透平膨胀机的出气口连接富氢气输出管11，所述富氢气输出管经过一级换热器，以使气体输出管内的气体经过二级换热器、一级换热器换热后进入透平膨胀机，经透平膨胀机膨胀降温降压后经过一级换热器换热。
37.本发明的气体两塔分离装置，其中，还包括用于对脱轻塔的顶底排出的重组分进行精馏，使重组分精馏出甲烷为主的轻组分介质与混烃的精馏塔t2，与脱轻塔的顶底通过第一管路21连接。
38.本发明的气体两塔分离装置，其中，所述第一管路上设置有用于对第一管路内的液体进行节流降压降温处理的第一节流阀v1。
39.本发明的气体两塔分离装置，其中，所述第一管路21经过第一节流阀后经过二级换热器与精馏塔连接，以使第一管路内的液体节流降压降温处理后，在二级换热器内换热后流入精馏塔。
40.本发明的气体两塔分离装置，其中，精馏塔的塔顶的气体输出口与气体排出管12连接，气体排出管经过二级换热器，以使气体排出管内的气体在二级换热器内换热。
41.本发明的气体两塔分离装置，其中，还包括用于为一级换热器、二级换热器提供冷量的制冷剂循环管路，所述制冷剂循环管路包括第二管路22，所述第二管路与制冷剂进口连接，所述第二管路依次经过一级换热器、精馏塔的塔底换热器e5、二级换热器后与第二节流阀v2的进口连接，所述第二节流阀的出口连接第三管路23，第三管路23依次经过脱轻塔的塔顶冷凝器、二级换热器、一级换热器后与制冷剂出口连接。
42.本发明的气体两塔分离方法，包括：
43.对原料气冷却降温；
44.对冷却降温后的原料气再次冷却降温；
45.脱除原料气中的轻组分；
46.对轻组分气体冷却；
47.用于对冷却降温后的轻组分气体进行气液分离，使轻组分气体分离出气相和液相。
48.本发明的气体两塔分离方法，其中，还包括：
49.使轻组分气体分离出的气相换热升温后膨胀降温降压，利用降温降压后的轻组分气体为换热器提供冷量。
50.本发明的气体两塔分离方法，其中，还包括：
51.对脱轻塔的顶底排出的重组分进行精馏，使重组分精馏出甲烷为主的轻组分介质与混烃。
52.原料气可以是天然气、石油化工尾气、烃类混合物等气体混合物。
53.精馏塔可以是填料塔、板式塔、筛板塔。
54.换热器可以为板翅式换热器，也可以是绕管式换热器。
55.lng可以是甲烷、乙烯、乙烷等的混合物。
56.富氢气以是氦气、氢气、氮气、甲烷等的混合物。
57.利用本发明的气体两塔分离装置，可以获得三种不同规格的产品。本发明的气体两塔分离方法一种高效的气体分离提纯技术。
58.本发明的气体两塔分离装置的工作过程如下：
59.制冷剂进入一级换热器e1降温后，进入精馏塔t2的塔底换热器e5，再进入二级换热器e2，经过第二节流阀v2后，送入脱轻塔t1的塔顶冷凝器e4，然后依次返回二级换热器e2、一级换热器e1，从制冷剂出口排出。
60.原料气经一级换热器e1、二级换热器e2降温后，进入脱轻塔t1塔底，轻组分从脱轻塔塔顶排出，经塔顶冷凝器e4降温、并经气液分离器v3分离后，液相返回脱轻塔，气相经二级换热器e2、一级换热器e1换热后，送入透平膨胀机et，膨胀降温降压后，再返回一级换热器e1，一级换热器排出富氢气。重组分从塔底排出，经过第一节流阀v1降压降温后，送入二级换热器e2，复温后进入二级精馏塔t2，塔底排出混烃产品，从塔顶排出以甲烷为主的轻组分介质，然后经二级换热器e2降温液化后，排出lng产品。
61.本发明的技术方案的优点是：可以将多组分混合气体分离提纯，获取三种不同规格的产品，可以对不同价值的组分进行提纯回收，提高了产品的经济价值。
62.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种气体两塔分离装置，其特征在于，包括：用于对原料气冷却降温的一级换热器；用于对冷却降温后的原料气再次冷却降温的二级换热器，与一级换热器通过管路连接；用于脱除原料气中的轻组分的脱轻塔，与二级换热器通过管路连接；用于对脱轻塔的塔顶排出的轻组分气体冷却的塔顶冷凝器，与脱轻塔的塔顶通过管路连接；用于对冷却降温后的轻组分气体进行气液分离，使轻组分气体分离出气相和液相的气液分离器，与塔顶冷凝器通过管路连接，气液分离器的液体输出口与所述脱轻塔通过管路连接，气液分离器的气体输出口与气体输出管连接。2.如权利要求1所述的气体两塔分离装置，其特征在于，所述气体输出管依次经过二级换热器、一级换热器连接透平膨胀机的进气口，所述透平膨胀机的出气口连接富氢气输出管，所述富氢气输出管经过一级换热器，以使气体输出管内的气体经过二级换热器、一级换热器换热后进入透平膨胀机，经透平膨胀机膨胀降温降压后经过一级换热器换热。3.如权利要求2所述的气体两塔分离装置，其特征在于，还包括用于对脱轻塔的顶底排出的重组分进行精馏，使重组分精馏出甲烷为主的轻组分介质与混烃的精馏塔，与脱轻塔的顶底通过第一管路连接。4.如权利要求3所述的气体两塔分离装置，其特征在于，所述第一管路上设置有用于对第一管路内的液体进行节流降压降温处理的第一节流阀。5.如权利要求4所述的气体两塔分离装置，其特征在于，所述第一管路经过第一节流阀后经过二级换热器与精馏塔连接，以使第一管路内的液体节流降压降温处理后，在二级换热器内换热后流入精馏塔。6.如权利要求5所述的气体两塔分离装置，其特征在于，精馏塔的塔顶的气体输出口与气体排出管连接，气体排出管经过二级换热器，以使气体排出管内的气体在二级换热器内换热。7.如权利要求6所述的气体两塔分离装置，其特征在于，还包括用于为一级换热器、二级换热器提供冷量的制冷剂循环管路，所述制冷剂循环管路包括第二管路，所述第二管路与制冷剂进口连接，所述第二管路依次经过一级换热器、精馏塔的塔底换热器、二级换热器后与第二节流阀的进口连接，所述第二节流阀的出口连接第三管路，第三管路依次经过脱轻塔的塔顶冷凝器、二级换热器、一级换热器后与制冷剂出口连接。8.一种气体两塔分离方法，其特征在于，包括：对原料气冷却降温；对冷却降温后的原料气再次冷却降温；脱除原料气中的轻组分；对轻组分气体冷却；用于对冷却降温后的轻组分气体进行气液分离，使轻组分气体分离出气相和液相。9.如权利要求8所述的气体两塔分离方法，其特征在于，还包括：使轻组分气体分离出的气相换热升温后膨胀降温降压，利用降温降压后的轻组分气体为换热器提供冷量。
10.如权利要求9所述的气体两塔分离方法，其特征在于，还包括：对脱轻塔的顶底排出的重组分进行精馏，使重组分精馏出甲烷为主的轻组分介质与混烃。

技术总结
本发明的气体两塔分离装置与方法。其中本发明的气体两塔分离装置，包括：一级换热器；二级换热器；脱轻塔；塔顶冷凝器；气液分离器，与塔顶冷凝器通过管路连接，气液分离器的液体输出口与所述脱轻塔通过管路连接，气液分离器的气体输出口与气体输出管连接。本发明的气体两塔分离方法，包括：对原料气冷却降温；对冷却降温后的原料气再次冷却降温；脱除原料气中的轻组分；对轻组分气体冷却；用于对冷却降温后的轻组分气体进行气液分离，使轻组分气体分离出气相和液相。本发明的技术方案结构简单、效率较高，可以对不同价值的组分进行提纯回收，提高了产品的经济价值。高了产品的经济价值。


技术研发人员：张武 程进杰
受保护的技术使用者：中科瑞奥能源科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/8/13