天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统及方法与流程

本发明属于轻烃回收，涉及天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，还涉及天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配方法。

背景技术：

1、我国乙烯原料主要来自石脑油，而石脑油全部来自石油，近年来石油价格居高不下，提高了乙烯生产成本，而以进口乙烷作为生产乙烯重要原料的建设项目，乙烷供应容易受限，削弱了我国乙烷制乙烯竞争力，为我国乙烯市场带来了变数。随着对乙烷需求增大，目前，天然气以轻烃回收居多，从天然气中提取乙烷将作为天然气凝液回收技术发展的新趋势，天然气乙烷回收作为中国石油体制增效的项目，实现天然气行业上下游一体化高效发展。

2、国内现有的天然气脱烃装置大都处理量小，一般在200万方/天以下，一座天然气脱烃处理厂最多1列或2列装置，且仅回收丙烷(c3)及以上组分，不回收乙烷(c2)，对于大型天然气处理总厂，则需要多列装置同时运行，如200亿方/年处理规模，需要四列每套1500万方/天天然气乙烷回收装置，多列装置同时运行，势必会引气压力流量不平稳，压力关联反复波动的现象，不利于装置的平稳运行，因此采用合理的技术调节每列装置的流量和压力至关重要。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，解决了现有天然气回收乙烷装置存在的压力、流量的频繁波动，存在运行不稳定的问题。

2、本发明的另一个目的是提供天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配方法。

3、本发明所采用的技术方案是，天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，包括多个单列天然气乙烷回收装置，多个单列天然气乙烷回收装置并联，多个单列天然气乙烷回收装置均连接汇管，原料气通过汇管进入到每个单列天然气乙烷回收装置分管，每个单列天然气乙烷回收装置内部进行流量和压力控制。

4、本发明的特点还在于，

5、每个单列天然气乙烷回收装置包括冷箱，冷箱连通膨胀机、低温分离器，低温分离器连接脱甲烷塔，甲烷塔连接冷箱，原料气通过汇管进入到各列分管，经过冷箱去往低温分离器，低温分离器分出的液体进入脱甲烷塔底端，脱甲烷塔内气体一部分重回冷箱过冷。

6、低温分离器分别连接液位控制器和j-t阀，低温分离器连接脱甲烷塔的管线上设置液量调节阀，当压力不超过4.1mpa时，低温分离器分出气相通过j-t阀进入脱甲烷塔；低温分离器中液相通过液量调节阀连接脱甲烷塔底部，液位通过液位控制器控制液量调节阀自动调节。

7、膨胀机包括膨胀机增压端、膨胀机膨胀端、膨胀机控制模块，当压力不超过4.1mpa时，低温分离器连接膨胀机膨胀端进口，膨胀机膨胀端连接脱甲烷塔输入口，低温分离器内气体一部分去往膨胀机膨胀端，经膨胀制冷后到脱甲烷塔进口，脱甲烷塔输出端通过脱甲烷塔输出管线连接至冷箱输入口；冷箱输出口通过管线连接至膨胀机增压端输入口，膨胀机增压端输出口通过管线连接至离心压缩机，各列离心压缩机输出口均通过管线连接外输汇管。

8、膨胀机膨胀端的输出管线上连接第三压力变送器，膨胀机膨胀端输出管线连接至脱甲烷塔输入口，由膨胀端进气管线输入到膨胀机膨胀端，气体经膨胀机膨胀端处理后输送到脱甲烷塔内，第三压力变送器检测进塔气体的压力。

9、脱甲烷塔输出管线上依次连接第二压力变送器和调压阀；第二压力变送器检测出塔气体的压力。

10、汇管上设置第一压力变送器、第一流量变送器。

11、膨胀机膨胀端上连接导叶阀，导叶阀控制膨胀机导叶开度。

12、原料气通过汇管进入到各列分管，单列分管上设置第二流量变送器，第二流量变送器用来监测各列天然气乙烷回收装置进口流量；第一压力变送器、第一流量变送器、第二流量变送器、导叶阀、调压阀、第二压力变送器、第三压力变送器、j-t阀、液位控制器、液量调节阀均与膨胀机控制模块电信号相连。

13、本发明所采用的另一种技术方案是，天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配方法，采用上述天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，具体步骤为：通过膨胀机控制模块来控制各列天然气乙烷回收装置的流量和压力信号，当选择流量控制时，设定每列流量fi＝f/m，其中fi为流量控制设定值，f为第一流量变送器显示流量值，m为天然气乙烷回收装置列数；当选择压力控制时，压力进行分程控制，分程控制设定值为4.1mpa，第三压力变送器数值当反馈值pc1≥4.1mpa，膨胀机控制模块调节输出信号同时调节j-t阀开度，从而控制通过本列膨胀机的天然气压力，压力不超过4.1mpa；第三压力变送器测得入口压力pc1，pc1<4.1mpa，通过调整导叶阀开度控制压力大小；

14、第二压力变送器检测脱甲烷塔输出管线中的天然气压力，并输送给膨胀机控制模块，膨胀机控制模块根据pid算法通过控制膨胀机增压端转速来改变各列脱甲烷塔输出管线中的天然气压力；

15、当第二压力变动器测得脱甲烷塔出口压力数值pc2＞3.2mpa，并输送给膨胀机控制模块，膨胀机控制模块调节输出信号同时调节导叶阀开度。

16、本发明的有益效果是：本发明天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，包括并联的多个单列天然气乙烷回收装置，每列天然气乙烷回收装置均包括脱甲烷塔、膨胀机膨胀端、膨胀机增压端、膨胀机控制模块，导叶以及j-t阀。膨胀机控制模块对膨胀机导叶-jt阀控制联动保护，选择控制、分程控制以及超池控制多种控制，实现多列天然气回收乙烷装置原料气进气流量一致，避免了压力的频繁波动，保证多列天然气乙烷回收装置平稳运行。

技术特征：

1.天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，包括多个单列天然气乙烷回收装置，多个单列天然气乙烷回收装置并联，多个单列天然气乙烷回收装置均连接汇管，原料气通过汇管进入到每个单列天然气乙烷回收装置分管，每个单列天然气乙烷回收装置内部进行流量和压力控制。

2.根据权利要求1所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，所述每个单列天然气乙烷回收装置包括冷箱(4)，冷箱(4)连通膨胀机、低温分离器(5)，低温分离器(5)连接脱甲烷塔(13)，甲烷塔(13)连接冷箱(4)，原料气通过汇管进入到各列分管，经过冷箱(4)去往低温分离器(5)，低温分离器(5)分出的液体进入脱甲烷塔(13)底端，脱甲烷塔(13)内气体一部分重回冷箱(4)过冷。

3.根据权利要求2所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，所述低温分离器(5)分别连接液位控制器(15)和j-t阀(12)，低温分离器(5)连接脱甲烷塔(13)的管线上设置液量调节阀(14)，当压力不超过4.1mpa时，低温分离器(5)分出气相通过j-t阀(12)进入脱甲烷塔(13)；低温分离器(5)中液相通过液量调节阀(14)连接脱甲烷塔(13)底部，液位通过液位控制器(15)控制液量调节阀(14)自动调节。

4.根据权利要求3所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，所述膨胀机包括膨胀机增压端(6)、膨胀机膨胀端(7)、膨胀机控制模块(16)，当压力不超过4.1mpa时，低温分离器(5)连接膨胀机膨胀端(7)进口，膨胀机膨胀端(7)连接脱甲烷塔(13)输入口，低温分离器(5)内气体一部分去往膨胀机膨胀端(7)，经膨胀制冷后到脱甲烷塔(13)进口，脱甲烷塔(13)输出端通过脱甲烷塔输出管线连接至冷箱(4)输入口；冷箱(4)输出口通过管线连接至膨胀机增压端(6)输入口，膨胀机增压端(6)输出口通过管线连接至离心压缩机，各列离心压缩机输出口均通过管线连接外输汇管。

5.根据权利要求4所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，所述膨胀机膨胀端(7)的输出管线上连接第三压力变送器(11)，膨胀机膨胀端(7)输出管线连接至脱甲烷塔(13)输入口，由膨胀端进气管线输入到膨胀机膨胀端(7)，气体经膨胀机膨胀端(7)处理后输送到脱甲烷塔(13)内，第三压力变送器(11)检测进塔气体的压力。

6.根据权利要求5所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，所述脱甲烷塔(13)输出管线上依次连接第二压力变送器(10)和调压阀(9)；第二压力变送器(10)检测出塔气体的压力。

7.根据权利要求6所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，所述汇管上设置第一压力变送器(1)、第一流量变送器(2)。

8.根据权利要求7所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，所述膨胀机膨胀端(7)上连接导叶阀(8)，导叶阀(8)控制膨胀机导叶开度。

9.根据权利要求8所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，其特征在于，所述原料气通过汇管进入到各列分管，单列分管上设置第二流量变送器(3)，第二流量变送器(3)用来监测各列天然气乙烷回收装置进口流量；第一压力变送器(1)、第一流量变送器(2)、第二流量变送器(3)、导叶阀(8)、调压阀(9)、第二压力变送器(10)、第三压力变送器(11)、j-t阀(12)、液位控制器(15)、液量调节阀(14)均与膨胀机控制模块(16)电信号相连。

10.天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配方法，采用上述权利要求9所述的天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，具体步骤为：通过膨胀机控制模块(16)来控制各列天然气乙烷回收装置的流量和压力信号，当选择流量控制时，设定每列流量fi＝f/m，其中fi为流量控制设定值，f为第一流量变送器显示流量值，m为天然气乙烷回收装置列数；当选择压力控制时，压力进行分程控制，分程控制设定值为4.1mpa，第三压力变送器(11)数值当反馈值pc1≥4.1mpa，膨胀机控制模块(16)调节输出信号同时调节j-t阀(12)开度，从而控制通过本列膨胀机的天然气压力，压力不超过4.1mpa；第三压力变送器(11)测得入口压力pc1，pc1<4.1mpa，通过调整导叶阀(8)开度控制压力大小；

技术总结本发明公开了天然气乙烷回收工程多列装置压力、流量分配系统，包括多个单列天然气乙烷回收装置，多个单列天然气乙烷回收装置并联，多个单列天然气乙烷回收装置均连接汇管，原料气通过汇管进入到每个单列天然气乙烷回收装置分管，每个单列天然气乙烷回收装置内部进行流量和压力控制，实现多列天然气回收乙烷装置原料气进气流量一致，避免了压力的频繁波动，保证多列天然气乙烷回收装置平稳运行。技术研发人员：陈锦秀,刘子兵,马勇,邱鹏,卢鹏飞,张文超,周子栋,张振宇,何蕾,蔺海川,吴柯,石宇昕受保护的技术使用者：长庆工程设计有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23