本發明涉及耦合利用空氣冷量制冷的天然氣脫水脫烴工藝，是一種淺冷空氣冷量耦合天然氣脫水脫烴工藝及裝置。
背景技術：
1、天然氣作為一種清潔高效能源，不僅可以優化能源結構，緩解供需矛盾，而且對于提高城市品位、改善環境、提高人民生活質量和實現可持續發展都將起到十分重要的作用。氣田開采的天然氣在輸入成品氣管網前，通常需要經過脫水、脫烴工藝處理，以滿足成品氣烴、水露點的要求。常用的天然氣脫水、脫烴處理工藝有j-t閥節流制冷及丙烷外冷兩種：當原料氣來氣壓力高，有壓力能可利用時，優先考慮采用j-t閥節流制冷工藝；當原料氣來氣壓力較低，無壓力能可利用時，優先考慮采用丙烷外冷工藝。對于采用衰竭式開采的氣田，前期地層壓力高通常可采用j-t閥節流制冷，但隨著開采的不斷深入，后期存在地層壓力衰減，造成j-t閥節流壓差不足的問題。此外，調峰型地下儲氣庫在采氣期地層壓力隨著采出氣量的增加下降趨勢尤為明顯。為滿足外輸氣烴、水露點達標，氣田在開采后期或地下儲氣庫往往需要進行壓縮機增壓提高采出氣壓力以滿足j-t閥節流壓差或增設丙烷外冷裝置，需要消耗大量的能耗，日益嚴苛的節能減碳發展要求。因此，有必要研發出一種可有效降低氣田開采后期或調峰型地下儲氣庫脫水、脫烴能耗的新型工藝技術。
技術實現思路
1、本發明提供了一種淺冷空氣冷量耦合天然氣脫水脫烴工藝及裝置，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有j-t閥節流制冷、丙烷外冷脫水、脫烴工藝在氣田開采后期或調峰型地下儲氣庫中運用存在高能耗問題。
2、本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種淺冷空氣冷量耦合天然氣脫水脫烴工藝，包括以下步驟：
3、第一步：來自生產分離器的原料氣，經過一次注入乙二醇后，一部分原料氣進入前冷換熱器冷卻，另一部分原料氣進入液烴換熱器冷卻；
4、第二步：來自前冷換熱器的原料氣進入空冷器，利用冬季空氣中的冷量冷卻；
5、第三步：來自空冷器的原料氣經過二次注入乙二醇后，進入后冷換熱器，進一步冷卻；
6、第四步：來自后冷換熱器的原料氣進入j-t閥或丙烷蒸發器繼續冷卻；
7、第五步：來自j-t閥或丙烷蒸發器的低溫氣進入低溫分離器進行氣、液分離，分離出的液相去液烴換熱器，分離出的低溫干氣進入后冷換熱器；
8、第六步：低溫分離器分離出的低溫干氣進入后冷換熱器復熱；
9、第七步：來自后冷換熱器的干氣進入前冷換熱器，進一步復熱后去下游；
10、第八步：低溫分離器分離出的低溫凝液進入液烴換熱器復熱后去下游。
11、下面是對上述發明技術方案之一的進一步優化或/和改進：
12、上述淺冷空氣冷量耦合天然氣脫水脫烴工藝，具體包括以下步驟：
13、第一步：來自生產分離器的原料氣，經過一次注入乙二醇后，一部分原料氣進入前冷換熱器冷卻至10℃至25℃，另一部分原料氣進入液烴換熱器冷卻至10℃至25℃；
14、第二步：來自前冷換熱器的原料氣進入空冷器，利用冬季空氣中的冷量冷卻至-5℃至0℃；
15、第三步：來自空冷器的原料氣經過二次注入乙二醇后，進入后冷換熱器，進一步冷卻至-10℃至-5℃；
16、第四步：來自后冷換熱器的原料氣進入j-t閥或丙烷蒸發器冷卻至-15℃至-10℃；
17、第五步：來自j-t閥或丙烷蒸發器的低溫氣進入低溫分離器進行氣、液分離，分離出的液相去液烴換熱器，分離出的低溫干氣進入后冷換熱器；
18、第六步：低溫分離器分離出的低溫干氣溫度為-15℃至-10℃，進入后冷換熱器復熱至0℃至5℃；
19、第七步：來自后冷換熱器的干氣進入前冷換熱器，進一步復熱至10℃至30℃后去下游；
20、第八步：低溫分離器分離出的低溫凝液溫度為-15℃至-10℃，進入液烴換熱器復熱至25℃至30℃后去下游。
21、本發明的技術方案之二是通過以下措施來實現的：一種實施技術方案之一所述淺冷空氣冷量耦合天然氣脫水脫烴工藝的裝置，包括前冷換熱器、空冷器、后冷換熱器、低溫分離器、液烴換熱器和j-t閥或丙烷蒸發器，前冷換熱器的原料氣進口連通有原料氣管線，前冷換熱器的原料氣出口與空冷器進口之間連通有前冷管線，空冷器出口與后冷換熱器的進口之間連通有空冷管線，后冷換熱器的出口與和j-t閥或丙烷蒸發器的進口連通有后冷管線，j-t閥或丙烷蒸發器的出口與低溫分離器進口之間連通；低溫分離器頂部出口與后冷換熱器的干氣進口通過低溫分離管線連通，后冷換熱器的干氣出口與前冷換熱器的干氣進口通過一次復溫干氣管線連通，前冷換熱器的干氣出口連通有二次復溫干氣管線；原料氣管線與液烴換熱器的原料氣進口之間通過原料氣支管線連通，液烴換熱器的原料氣出口與前冷管線之間連通有冷卻支管線；低溫分離器的底部出口與液烴換熱器的液相入口通過低溫液烴管線連通，液烴換熱器的液相出口連通有復溫液烴管線。
22、下面是對上述發明技術方案之二的進一步優化或/和改進：
23、上述原料氣管線上設置有第一注醇霧化器，第一注醇霧化器進口連通有乙二醇防凍液管線。
24、上述后冷管線上設置有第二注醇霧化器，第二注醇霧化器進口連通有乙二醇防凍液管線。
25、與現有技術相比，本發明的積極效果是：
26、1）相比于現有j-t閥節流制冷及輔助壓縮機增壓工藝，不增加換熱器總換熱面積，在達到相同烴、水露點條件下，本工藝技術在冬季運行期間可有效降低j-t閥節流壓差1.5mpa以上，以此可降低壓縮機增壓能耗65%以上；
27、2）相比于現有丙烷外冷工藝，不增加換熱器總換熱面積，在達到相同烴、水露點條件下，本工藝技術在冬季運行期間可有效降低丙烷制冷能耗55%以上。
28、由此，顯著降低氣田開采后期或調峰型地下儲氣庫采出氣脫水、脫烴處理的能耗。
1.一種淺冷空氣冷量耦合天然氣脫水脫烴工藝，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的淺冷空氣冷量耦合天然氣脫水脫烴工藝，其特征在于具體包括以下步驟：
3.一種實施權利要求1或2所述的淺冷空氣冷量耦合天然氣脫水脫烴工藝的裝置，其特征在于包括前冷換熱器、空冷器、后冷換熱器、低溫分離器、液烴換熱器和j-t閥或丙烷蒸發器，前冷換熱器的原料氣進口連通有原料氣管線，前冷換熱器的原料氣出口與空冷器進口之間連通有前冷管線，空冷器出口與后冷換熱器的進口之間連通有空冷管線，后冷換熱器的出口與和j-t閥或丙烷蒸發器的進口連通有后冷管線，j-t閥或丙烷蒸發器的出口與低溫分離器進口之間連通；低溫分離器頂部出口與后冷換熱器的干氣進口通過低溫分離管線連通，后冷換熱器的干氣出口與前冷換熱器的干氣進口通過一次復溫干氣管線連通，前冷換熱器的干氣出口連通有二次復溫干氣管線；原料氣管線與液烴換熱器的原料氣進口之間通過原料氣支管線連通，液烴換熱器的原料氣出口與前冷管線之間連通有冷卻支管線；低溫分離器的底部出口與液烴換熱器的液相入口通過低溫液烴管線連通，液烴換熱器的液相出口連通有復溫液烴管線。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于原料氣管線上設置有第一注醇霧化器。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于第一注醇霧化器進口連通有乙二醇防凍液管線。
6.根據權利要求3或4或5所述的裝置，其特征在于后冷管線上設置有第二注醇霧化器。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于第二注醇霧化器進口連通有乙二醇防凍液管線。