天然气冷冻脱水脱烃系统及天然气冷冻脱水脱烃的方法

摘要

本发明提供一种天然气冷冻脱水脱烃系统及方法。天然气冷冻脱水脱烃系统包括控制器、预冷换热器、气液分离器、换热装置、制冷装置和抽真空装置，预冷换热器与气液分离器连接；换热装置至少包括换热器I、换热器II、过滤分离装置I和过滤分离装置II，换热器I和换热器II的出液口通过切换装置分别与容器或大气连通；制冷装置通过切换装置分别与换热器I和换热器II连接，制冷装置与控制器连接；抽真空装置通过切换装置分别与换热器I和换热器II的出液口连接，抽真空装置与控制器连接。本发明的天然气冷冻脱水脱烃系统通过制冷装置和抽真空装置对换热器进行彻底除霜，可防止管道冻堵，不需要添加抑制剂，从而降低了运行成本，且装置可设置得较小。

说明书

技术领域

本发明涉及天然气冷冻脱水脱烃的技术领域，特别涉及一种天然气冷冻脱水脱烃系统及天然气冷冻脱水脱烃的方法。

背景技术

刚开采出来的天然气和油田伴生气，一般含有大量水气，对它们进行输送时，输送到环境温度相对较低的位置，水会直接结冻或与天然气形成水合物，一方面降低了集输气管道的流通能力，严重时会造成管线、阀门、仪表等的堵塞，从而影响集输气管道的安全经济运行；同时还会加速集输气管道的腐蚀。为了防止水合物生成，减小设备及管道等的腐蚀，通常在进行输送前对天然气和油田伴生气进行脱水脱烃处理。

为了满足输气要求的脱水脱烃，其露点要求较低，如GB17820-2012《天然气》就规定了“在交接点压力下，水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃”，由此可见，对输送天然气的露点要求其实并不高，只是“浅脱”。

常用的天然气脱水脱烃方法包括分子筛吸附法、三甘醇脱水法或添加抑制剂的冷冻脱水法。这三种方法各有优缺点，如分子筛吸附法一般适用于需要低露点的场合，其可以达到的露点一般为-40℃~-80℃，分子筛的再生能耗较大，再生气的再循环利用较为困难；三甘醇脱水法适用于大气量的场合，建设成本和运行成本都较大，对于气量较小的天然气孤井不太适合；添加抑制剂的冷冻脱水法比较适合天然气输送时“浅脱”的要求，但是抑制剂的再生或者消耗会增加运行成本，抑制剂的再生系统使装置较为庞大，且由于制冷剂与气体（天然气）换热时换热系数较小，换热器需设计较大，故换热器的制冷剂侧需填充较多的制冷剂，容易造成回油不畅，损坏制冷机。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种天然气冷冻脱水脱烃系统，以解决现有技术中采用添加抑制剂的冷冻脱水法对天然气进行脱水脱烃，抑制剂的再生或者消耗会增加运行成本，且抑制剂的再生系统使装置较为庞大，不便于运输的技术性问题。

本发明的第二目的在于提供一种天然气冷冻脱水脱烃的方法。

本发明的第三目的在于提供一种油气回收设备。

本发明的第四目的在于提供一种油气回收方法。

本发明目的通过以下的技术方案实现：

一种天然气冷冻脱水脱烃系统，包括控制器、预冷换热器、气液分离器、换热装置、制冷装置和抽真空装置，其中，

所述预冷换热器与所述气液分离器连接；

所述换热装置至少包括换热器I、换热器II、过滤分离装置I和过滤分离装置II，所述气液分离器分别通过切换装置与所述换热器I和换热器II连接，所述换热器I的出气口与所述过滤分离装置I连接，所述换热器II的出气口与所述过滤分离装置II连接，所述换热器I和所述换热器II的出气口分别通过切换装置与泄压装置连通；

所述制冷装置用于给所述换热器I和所述换热器II提供冷源和热源，所述制冷装置分别通过切换装置与所述换热器I和所述换热器II连接，所述制冷装置与所述控制器连接；

所述抽真空装置用于对所述换热器I和所述换热器II进行抽真空，所述抽真空装置分别通过切换装置与所述换热器I和所述换热器II的出气口连接，所述抽真空装置与所述控制器连接。

优选地，所述抽真空装置包括真空泵，所述真空泵分别通过切换装置与所述换热器I和换热器II的出气口连接，所述真空泵与所述控制器连接。

优选地，所述制冷装置包括蓄热罐、热液泵、冷凝器I、节流阀、蒸发器、压缩机、冷液泵和蓄冷罐，其中，

所述蓄热罐和所述蓄冷罐内装有载冷剂；

所述蓄热罐通过所述热液泵与所述冷凝器I的载冷剂进口连接，所述冷凝器I的载冷剂出口与换热装置连接，所述冷凝器I的制冷剂出口通过所述节流阀与所述蒸发器的制冷剂进口连接，所述蒸发器的制冷剂出口通过所述压缩机与所述冷凝器I的制冷剂进口连接，所述蓄冷罐通过所述冷液泵与所述蒸发器的载冷剂进口连接，所述蒸发器的载冷剂出口与所述换热装置连接；

所述冷凝器I的载冷剂进口与所述冷凝器I的载冷剂出口相连通，所述冷凝器I的制冷剂进口与所述冷凝器I的制冷剂出口相连通；所述蒸发器的载冷剂进口与所述蒸发器的载冷剂出口相连通，所述蒸发器的制冷剂进口与所述蒸发器的制冷剂出口相连通；所述控制器分别与所述热液泵、所述节流阀、所述压缩机和所述冷液泵连接。

优选地，所述冷凝器I的载冷剂出口通过切换装置与所述蓄热罐连接，所述蒸发器的载冷剂出口通过切换装置与所述蓄冷罐连接。

优选地，所述制冷装置还包括平衡阀，所述蓄热罐内设有液位报警器I，所述蓄冷罐内设有液位报警器II，所述蓄热罐通过所述平衡阀与所述蓄冷罐连接，所述控制器分别与所述液位报警器I、所述液位报警器II和所述平衡阀连接。

优选地，所述制冷装置还包括冷凝器II，所述冷凝器II分别与所述冷凝器I的制冷剂出口、所述节流阀连接。

优选地，所述换热器I和换热器II的出气口分别通过切换装置与所述预冷换热器连接。

优选地，还包括压差变送器，所述压差变送器用于测量所述换热器I和换热器II的进气口与出气口之间的压差，所述压差变送器分别与所述换热器I、换热器II的进气口和出气口连接，所述压差变送器与所述控制器连接。

优选地，所述过滤分离装置I和所述过滤分离装置II均为过滤器。

优选地，所述泄压装置选自容器、污水池或污水管道的其中一种，所述容器、所述污水池或所述污水管道与大气连通或不连通。

优选地，所述换热器I和换热器II的出气口与所述泄压装置连通的管道上设有加热装置；所述抽真空装置与所述换热器I和换热器II的出气口连接的管道上设有加热装置。

一种天然气冷冻脱水脱烃的方法，包括以下步骤：

步骤a：经过预处理的天然气进入预冷换热器进行热交换，使天然气的温度降至0~25℃，之后进入气液分离器进行气液分离，分离出来的气体通过切换阀进入换热器I进行热交换，气体在换热器I内被降至-80~+10℃，之后在换热器I内进行气液分离，低温的气体被送出；换热器I的出气口安装有过滤分离装置I，固态物质被过滤分离装置I拦截；其中，所述换热器I的热交换过程包括以下步骤：

冷液泵启动，通过所述冷液泵将蓄冷罐内的载冷剂泵入蒸发器内，载冷剂在蒸发器内被降温形成低温的载冷剂，低温的载冷剂经切换阀从所述换热器I的载冷剂进口进入所述换热器I，使所述换热器I内的天然气降温过饱和，析出水和/或烃；载冷剂再从所述换热器I的载冷剂出口经切换阀回到所述蓄冷罐；

步骤b：由所述换热器I切换到所述换热器II的切换过程，包括以下步骤：

将所述换热器I的进气口和出气口关闭，将所述换热器II的进气口和出气口打开，使从气液分离器分离出来的气体通过切换阀进入换热器II进行热交换，所述换热器II的热交换过程与所述换热器I的热交换过程相同；同时，所述换热器I进入除霜程序，所述换热器I的除霜程序包括以下步骤：

融霜及泄压排水阶段：热液泵启动，通过所述热液泵将蓄热罐内的载冷剂泵入冷凝器I内，载冷剂在冷凝器I内被升温形成高温的载冷剂，高温的载冷剂通过切换阀经所述换热器I的载冷剂出口进入所述换热器I，使所述换热器I升温，其内部的水合物和/或冰融化形成液态水和/或烃，将液态水和/或烃从所述换热器I的出气口排出；在所述换热器I内放出了热量的高温的载冷剂再通过切换阀经所述换热器I的载冷剂进口回到所述蓄热罐；

抽真空阶段：将所述换热器I的出气口与真空泵连通，启动真空泵，对所述换热器I进行抽真空，使所述换热器I内部的水合物、冰和/或其它凝结的固体介质完全蒸发或升华脱出，即完成除霜程序。

一种油气回收设备，包括控制器、预冷换热器、气液分离器I、换热装置、气液分离器II、活性炭吸附装置、制冷装置和抽真空装置，其中，

所述预冷换热器与所述气液分离器I连接；

所述换热装置至少包括换热器I、换热器II、过滤分离装置I和过滤分离装置II，所述气液分离器I分别通过切换装置与所述换热器I和换热器II连接，所述换热器I的出气口与所述过滤分离装置I连接，所述换热器II的出气口与所述过滤分离装置II连接，所述换热器I和所述换热器II的出气口分别通过切换装置与泄压装置连接，所述换热器I和所述换热器II的出气口分别通过切换装置与所述气液分离器II连接；

所述制冷装置用于给所述换热器I和所述换热器II提供冷源和热源，所述制冷装置分别通过切换装置与所述换热器I和所述换热器II连接，所述制冷装置与所述控制器连接；

所述抽真空装置用于对所述换热器I和所述换热器II进行抽真空，所述抽真空装置分别通过切换装置与所述换热器I和所述换热器II的出气口连接，所述抽真空装置与所述控制器连接；

所述气液分离器II与所述活性炭吸附装置连接。

优选地，所述制冷装置包括蓄热罐、热液泵、冷凝器I、节流阀、蒸发器、压缩机、冷液泵和蓄冷罐，其中，

所述蓄热罐和所述蓄冷罐内装有载冷剂；

所述蓄热罐通过所述热液泵与所述冷凝器I的载冷剂进口连接，所述冷凝器I的载冷剂出口与换热装置连接，所述冷凝器I的制冷剂出口通过所述节流阀与所述蒸发器的制冷剂进口连接，所述蒸发器的制冷剂出口通过所述压缩机与所述冷凝器I的制冷剂进口连接，所述蓄冷罐通过所述冷液泵与所述蒸发器的载冷剂进口连接，所述蒸发器的载冷剂出口与所述换热装置连接；

所述冷凝器I的载冷剂进口与所述冷凝器I的载冷剂出口相连通，所述冷凝器I的制冷剂进口与所述冷凝器I的制冷剂出口相连通；所述蒸发器的载冷剂进口与所述蒸发器的载冷剂出口相连通，所述蒸发器的制冷剂进口与所述蒸发器的制冷剂出口相连通；所述控制器分别与所述热液泵、所述节流阀、所述压缩机和所述冷液泵连接。

优选地，所述冷凝器I的载冷剂出口通过切换装置与所述蓄热罐连接，所述蒸发器的载冷剂出口通过切换装置与所述蓄冷罐连接。

优选地，所述制冷装置还包括平衡阀，所述蓄热罐内设有液位报警器I，所述蓄冷罐内设有液位报警器II，所述蓄热罐通过所述平衡阀与所述蓄冷罐连接，所述控制器分别与所述液位报警器I、所述液位报警器II和所述平衡阀连接；所述制冷装置还包括冷凝器II，所述冷凝器II分别与所述冷凝器I的制冷剂出口、所述节流阀连接。

优选地，所述换热器I和换热器II的出气口与所述泄压装置连接的管道上设有加热装置；所述抽真空装置与所述换热器I和换热器II的出气口连接的管道上设有加热装置。

一种油气回收方法，包括以下步骤：

步骤a：将油气引入预冷换热器进行热交换，使油气的温度降至3~7℃，之后进入气液分离器I进行气液分离，分离出来的气体通过切换阀经换热器I的进气口进入所述换热器I进行热交换，气体在换热器I内被降至-80~-10℃，之后经所述换热器I的出气口进入气液分离器II进行气液分离，分离出来的气体进入活性炭吸附装置进行脱烃处理；换热器I的出气口安装有过滤分离装置I，固态物质被过滤分离装置I拦截；其中，所述换热器I的热交换过程包括以下步骤：

冷液泵启动，通过所述冷液泵将蓄冷罐内的载冷剂泵入蒸发器内，载冷剂在蒸发器内被降温形成低温的载冷剂，低温的载冷剂经切换阀从所述换热器I的载冷剂进口进入所述换热器I，使所述换热器I内的油气降温过饱和，析出水和/或烃；载冷剂再从所述换热器I的载冷剂出口经切换阀回到所述蓄冷罐；

步骤b：由所述换热器I切换到所述换热器II的切换过程，包括以下步骤：

将所述换热器I的进气口和出气口关闭，将所述换热器II的进气口和出气口打开，使从气液分离器I分离出来的气体通过切换阀经所述换热器II的进气口进入所述换热器II进行热交换，所述换热器II的热交换过程与所述换热器I的热交换过程相同；同时，所述换热器I进入除霜程序，所述换热器I的除霜程序包括以下步骤：

融霜及排水阶段：热液泵启动，通过所述热液泵将蓄热罐内的载冷剂泵入冷凝器I内，载冷剂在冷凝器I内被升温形成高温的载冷剂，高温的载冷剂通过切换阀经所述换热器I的载冷剂出口进入所述换热器I，使所述换热器I升温，其内部的水合物和/或冰融化形成液态水和/或烃，将液态水和/或烃从所述换热器I的出气口排出；在所述换热器I内放出了热量的高温的载冷剂再通过切换阀经所述换热器I的载冷剂进口回到所述蓄热罐；

抽真空阶段：将所述换热器I的出气口与真空泵连通，启动真空泵，对所述换热器I进行抽真空，使所述换热器I内部的水合物、冰和/或其它凝结的固体介质完全蒸发或升华脱出，即完成除霜程序。

一种油气回收方法，包括以下步骤：

步骤a：将油气经切换阀I引入活性炭吸附装置I进行脱烃处理，活性炭吸附装置I脱烃一段时间之后，关闭所述切换阀I，同时将油气经切换阀II引入活性炭吸附装置II进行脱烃处理；之后用真空泵对活性炭吸附装置I中的烃类物质进行抽吸，抽吸出来的烃类物质通过切换阀经换热器I的进气口进入所述换热器I进行热交换，气体在换热器I内被降至-80~20℃，之后经所述换热器I的出气口进入气液分离器进行气液分离，分离出来的气体进入活性炭吸附装置II进行脱烃处理；换热器I的出气口安装有过滤分离装置I，固态物质被过滤分离装置I拦截；其中，所述换热器I的热交换过程包括以下步骤：

冷液泵启动，通过所述冷液泵将蓄冷罐内的载冷剂泵入蒸发器内，载冷剂在蒸发器内被降温形成低温的载冷剂，低温的载冷剂经切换阀从所述换热器I的载冷剂进口进入所述换热器I，使所述换热器I内的油气降温过饱和，析出水和/或烃；载冷剂再从所述换热器I的载冷剂出口经切换阀回到所述蓄冷罐；

步骤b：由所述换热器I切换到所述换热器II的切换过程，包括以下步骤：

将所述换热器I的进气口和出气口关闭，将所述换热器II的进气口和出气口打开，使所述真空泵抽吸出来的烃类物质通过切换阀经所述换热器II的进气口进入所述换热器II进行热交换，所述换热器II的热交换过程与所述换热器I的热交换过程相同；同时，所述换热器I进入除霜程序，所述换热器I的除霜程序包括以下步骤：

融霜及排水阶段：热液泵启动，通过所述热液泵将蓄热罐内的载冷剂泵入冷凝器I内，载冷剂在冷凝器I内被升温形成高温的载冷剂，高温的载冷剂通过切换阀经所述换热器I的载冷剂出口进入所述换热器I，使所述换热器I升温，其内部的水合物和/或冰融化形成液态水和/或烃，将液态水和/或烃从所述换热器I的出气口排出；在所述换热器I内放出了热量的高温的载冷剂再通过切换阀经所述换热器I的载冷剂进口回到所述蓄热罐；

抽真空阶段：将所述换热器I的出气口与所述真空泵连通，启动所述真空泵，对所述换热器I进行抽真空，使所述换热器I内部的水合物、冰和/或其它凝结的固体介质完全蒸发或升华脱出，即完成除霜程序。

一种油气回收方法，包括以下步骤：

步骤a：将油气引入预冷换热器进行热交换，之后进入气液分离器I进行气液分离，分离出来的气体经切换阀I进入活性炭吸附装置I进行脱烃处理，活性炭吸附装置I脱烃一段时间之后，关闭切换阀I，同时将油气经切换阀II引入活性炭吸附装置II进行脱烃处理；之后用真空泵对活性炭吸附装置I中的烃类物质进行抽吸，抽吸出来的烃类物质通过切换阀经换热器I的进气口进入所述换热器I进行热交换，气体在换热器I内被降至-80~20℃，之后经所述换热器I的出气口进入气液分离器II进行气液分离，分离出来的气体进入活性炭吸附装置II进行脱烃处理；换热器I的出气口安装有过滤分离装置I，固态物质被过滤分离装置I拦截；其中，所述换热器I的热交换过程包括以下步骤：

冷液泵启动，通过所述冷液泵将蓄冷罐内的载冷剂泵入蒸发器内，载冷剂在蒸发器内被降温形成低温的载冷剂，低温的载冷剂经切换阀从所述换热器I的载冷剂进口进入所述换热器I，使所述换热器I内的油气降温过饱和，析出水和/或烃；载冷剂再从所述换热器I的载冷剂出口经切换阀回到所述蓄冷罐；

步骤b：由所述换热器I切换到所述换热器II的切换过程，包括以下步骤：

将所述换热器I的进气口和出气口关闭，将所述换热器II的进气口和出气口打开，使所述真空泵抽吸出来的烃类物质通过切换阀经所述换热器II的进气口进入所述换热器II进行热交换，所述换热器II的热交换过程与所述换热器I的热交换过程相同；同时，所述换热器I进入除霜程序，所述换热器I的除霜程序包括以下步骤：

融霜及排水阶段：热液泵启动，通过所述热液泵将蓄热罐内的载冷剂泵入冷凝器I内，载冷剂在冷凝器I内被升温形成高温的载冷剂，高温的载冷剂通过切换阀经所述换热器I的载冷剂出口进入所述换热器I，使所述换热器I升温，其内部的水合物和/或冰融化形成液态水和/或烃，将液态水和/或烃从所述换热器I的出气口排出；在所述换热器I内放出了热量的高温的载冷剂再通过切换阀经所述换热器I的载冷剂进口回到所述蓄热罐；

抽真空阶段：将所述换热器I的出气口与所述真空泵连通，启动所述真空泵，对所述换热器I进行抽真空，使所述换热器I内部的水合物、冰和/或其它凝结的固体介质完全蒸发或升华脱出，即完成除霜程序。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

1、本发明的天然气冷冻脱水脱烃系统通过制冷装置和抽真空装置对换热器进行彻底除霜，可防止管道冻堵，不需要添加抑制剂，从而降低了运行成本，且装置可设置得较小；

2、本发明的制冷装置通过设置装有载冷剂的蓄热罐和蓄冷罐使得制冷剂侧不需要填充过多的制冷剂，可避免发生回油不畅的现象。

附图说明

图1为实施例1的天然气冷冻脱水脱烃系统的结构示意图；

图2为实施例3的油气回收设备的结构示意图；

图3为实施例5的油气回收方法所使用的油气回收设备的结构示意图；

图4为实施例6的油气回收方法所使用的油气回收设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。为了使本领域的技术人员能够清楚、完整的知晓本发明的内容并可以实施本发明的技术方案，实施例中公开了大量的细节。但是，很显然地，没有这些细节本领域的技术人员也能够实施本发明的技术方案，达到本发明的目的，实现本发明的效果。这些细节是发明人经过大量的实验而选择的最优的实施方式，并不用来限制本发明的保护范围。本发明的保护范围以权利要求书的内容为准，本领域的技术人员根据本申请文件公开的内容无需创造性劳动而得到的技术方案也在本发明的保护范围内。

实施例1

请参阅图1，本实施例提供一种天然气冷冻脱水脱烃系统，包括控制器、预冷换热器1、气液分离器2、换热装置、制冷装置和抽真空装置，其中，

所述预冷换热器1与所述气液分离器2连接；

所述换热装置至少包括换热器I31、换热器II33、过滤分离装置I32和过滤分离装置II34，所述气液分离器2分别通过切换阀802、803与所述换热器I31和换热器II33连接，所述换热器I31的出气口与所述过滤分离装置I32连接，所述换热器II33的出气口与所述过滤分离装置II34连接，所述换热器I31和所述换热器II33的出气口分别通过切换阀806、807、808与泄压装置连通；

所述制冷装置用于给所述换热器I31和所述换热器II33提供冷源和热源，所述制冷装置分别通过切换阀与所述换热器I31和所述换热器II33连接，所述制冷装置与所述控制器连接；

所述抽真空装置用于对所述换热器I31和所述换热器II33进行抽真空，所述抽真空装置分别通过切换阀806、807与所述换热器I31和所述换热器II33的出气口连接，所述抽真空装置与所述控制器连接。本发明的天然气冷冻脱水脱烃系统通过制冷装置和抽真空装置对换热器进行彻底除霜，可防止管道冻堵，不需要添加抑制剂，从而降低了运行成本，且装置可设置得较小。

其中，所述过滤分离装置I32和所述过滤分离装置II34均为过滤器。所述过滤分离装置I32可以设置在所述换热器I31的出气口处，也可以设置在与所述换热器I31的出气口连通的管道上。所述过滤分离装置II34可以设置在所述换热器II33的出气口处，也可以设置在与所述换热器II33的出气口连通的管道上。所述过滤分离装置I32和所述过滤分离装置II34用于拦截冷凝下来的固态物质。在本实例中，所述换热装置只包括两个，即换热器I31和换热器II33，可以根据需要设置为三个或三个以上。

作为一种实施方式，所述抽真空装置包括真空泵4，所述真空泵4分别通过切换阀806、807与所述换热器I31和换热器II33的出气口连接，所述真空泵4与所述控制器连接。通过设置所述真空泵4可对所述换热器I31和所述换热器II33进行抽真空。

作为一种优选的实施方式，所述真空泵4与所述换热器I31和换热器II32的出气口连接的管道上设有加热装置，加热装置可为伴热带6，可防止管道冻堵。

作为一种实施方式，所述制冷装置包括蓄热罐51、热液泵52、冷凝器I53、节流阀55、蒸发器56、压缩机57、冷液泵58和蓄冷罐59，其中，

所述蓄热罐51和所述蓄冷罐59内装有载冷剂；

所述蓄热罐51通过所述热液泵52与所述冷凝器I53的载冷剂进口连接，所述冷凝器I53的载冷剂出口分别通过切换阀与所述换热器I31和换热器II33连接，所述冷凝器I53的制冷剂出口通过所述节流阀55与所述蒸发器56的制冷剂进口连接，所述蒸发器56的制冷剂出口通过所述压缩机57与所述冷凝器I53的制冷剂进口连接，所述蓄冷罐59通过所述冷液泵58与所述蒸发器56的载冷剂进口连接，所述蒸发器56的载冷剂出口分别通过切换阀与所述换热器I31和换热器II33连接；

所述冷凝器I53的载冷剂进口与所述冷凝器I53的载冷剂出口相连通，所述冷凝器I53的制冷剂进口与所述冷凝器I53的制冷剂出口相连通；所述蒸发器56的载冷剂进口与所述蒸发器56的载冷剂出口相连通，所述蒸发器56的制冷剂进口与所述蒸发器56的制冷剂出口相连通；所述控制器分别与所述热液泵52、所述节流阀55、所述压缩机57和所述冷液泵58连接。本发明的制冷装置通过设置装有载冷剂的蓄热罐和蓄冷罐使得制冷剂侧不需要填充过多的制冷剂，可避免发生回油不畅的现象。

其中，载冷剂可以采用现有技术中的任意一种载冷剂，如可耐受高低温的醇类或者硅油等。通过设置所述蓄热罐51和所述蓄冷罐59使得制冷机的冷热源都得到了利用，利用率高。制冷机与液态的载冷剂换热时，属于传统制冷，可以采用传统板式换热器，传热系数高，回油好，制冷机性能稳定，同时利用了制冷机的冷量和热量，又可以蓄冷蓄热，节约了能源。根据露点要求，要求不高时制冷机可以停机，不需要制冷机24小时连续运行，提高了制冷机的稳定性。

作为一种优选的实施方式，所述冷凝器I53的载冷剂出口通过切换阀817与所述蓄热罐51连接，所述蒸发器56的载冷剂出口通过切换阀819与所述蓄冷罐59连接。当不需要除霜和制冷时，可以通过打开切换阀817或切换阀819启动内循环，所述蓄热罐51和所述蓄冷罐59可存储能量，避免能量浪费。内循环是为了维持蓄冷罐和蓄热罐中载冷剂的温度，而又不向天然气的换热器输出热量（或冷量）而启动的，蓄冷罐和蓄热罐可以使载冷剂储存暂时不用的热量或冷量。例如，要对换热器输出冷量，而暂时不需要输出热量时，就可以启动热液系统的内循环，让载冷剂升温，储存热量，而不输出热量。

所述蓄热罐51的温度可控制在30~100℃间，所述蓄冷罐59的温度根据天然气露点的需要设置，一般控制在-85~10℃之间。

作为一种优选的实施方式，所述制冷装置还包括平衡阀818，所述蓄热罐51内设有液位报警器I，所述蓄冷罐59内设有液位报警器II，所述蓄热罐51通过所述平衡阀818与所述蓄冷罐59连接，所述控制器分别与所述液位报警器I、所述液位报警器II和所述平衡阀818连接。当所述液位报警器I、所述液位报警器II中的任何一个液位报警器报警后，控制器给平衡阀818发送信号使平衡阀818打开，所述蓄热罐51、所述蓄冷罐59中的载冷剂由液位高的流向液位低的，最终使两个储罐的液位一致，以提高两个储罐的安全性。

作为一种优选的实施方式，所述制冷装置还包括冷凝器II54，所述冷凝器II54分别与所述冷凝器I53的制冷剂出口、所述节流阀55连接。当蓄热罐51中的载冷剂不能完全冷凝制冷剂时，需要通过所述冷凝器II54来进行冷却。

作为一种优选的实施方式，所述换热器I31和换热器II33的出气口分别通过切换阀与所述预冷换热器1连接。从所述换热器I31和换热器II33出来的气体经过所述预冷换热器1进行换热可充分利用分离出来的气体的冷量，提高能量的利用率，节约能源。

作为一种优选的实施方式，还包括压差变送器7，所述压差变送器7用于测量所述换热器I31和换热器II33的进气口与出气口之间的压差，所述压差变送器7分别与所述换热器I31、换热器II33的进气口和出气口连接，所述压差变送器7与所述控制器连接。通过设置所述压差变送器7可便于测量所述换热器I31和换热器II33的进气口与出气口之间的压差，当所述换热器I31和换热器II33的进气口与出气口之间的压差超过设定值时，所述压差变送器7给所述控制器发送信号通过所述控制器控制所述换热器I31与换热器II33之间的工作状态的切换。

进一步地，所述泄压装置选自容器、污水池或污水管道的其中一种，所述容器、所述污水池或所述污水管道与大气连通或不连通。在本实施例中，所述泄压装置为污水管道，所述换热器I31和所述换热器II33的出气口分别通过切换阀806、807、808与污水管道连通。

作为一种优选的实施方式，所述换热器I31和换热器II33的出气口与污水管道连通的管道上设有加热装置，加热装置可为伴热带6，可防止管道冻堵。

实施例2

请参阅图1，本实施例提供一种天然气冷冻脱水脱烃的方法，包括以下步骤：

步骤a：经过预处理（分离掉大部分游离水和颗粒杂质）的天然气进入预冷换热器1进行热交换，使天然气的温度降至0~25℃（该温度范围为天然气水合物形成点之上5℃左右），之后进入气液分离器2进行气液分离，分离出来的气体通过切换阀802进入换热器I31进行热交换，气体在换热器I31内被降至-80~+10℃（比所要求水露点或烃露点低5~20℃），之后在换热器I31内进行气液分离，低温的气体被送出，低温的气体可直接输送或进入预冷换热器1进行热交换之后再输送，通过调节阀801可自动控制进入预冷换热器1的低温气体的量，使预冷的天然气不会在预冷换热器1内形成水合物；换热器I31的出气口安装有过滤分离装置I32，固态物质被过滤分离装置I32拦截；其中，所述换热器I31的热交换过程包括以下步骤：

冷液泵58启动，通过所述冷液泵58将蓄冷罐59内的载冷剂泵入蒸发器56内，载冷剂在蒸发器56内被降温形成低温的载冷剂，低温的载冷剂经切换阀811从所述换热器I31的载冷剂进口进入所述换热器I31，使所述换热器I31内的天然气降温过饱和，析出水和/或烃；载冷剂再从所述换热器I31的载冷剂出口经切换阀809回到所述蓄冷罐59；

为了提高换热器II33的换热效果，可以对换热器II33进行预冷，预冷过程包括以下步骤：

所述换热器I31工作一段时间后，从所述蒸发器56出来的低温的载冷剂经切换阀816进入所述换热器II33，使所述换热器II33预冷，载冷剂再经切换阀814回到所述蓄冷罐59；

步骤b：由所述换热器I31切换到所述换热器II33的切换过程，包括以下步骤：

当所述换热器I31结霜到达一定时间或者所述换热器I31的进气口与出气口之间的压差超限时，将所述换热器I31的进气口的切换阀802和出气口的切换阀804关闭，将所述换热器II33的进气口的切换阀803和出气口的切换阀805打开，使从气液分离器2分离出来的气体通过切换阀803进入换热器II33进行热交换，所述换热器II33的热交换过程与所述换热器I31的热交换过程相同；同时，所述换热器I31进入除霜程序，所述换热器I31的除霜程序包括以下步骤：

融霜及泄压排水阶段：热液泵52启动，通过所述热液泵52将蓄热罐51内的载冷剂泵入冷凝器I53内，载冷剂在冷凝器I53内被升温形成高温的载冷剂，高温的载冷剂通过切换阀810经所述换热器I31的载冷剂出口进入所述换热器I31，使所述换热器I31升温，其内部的水合物和/或冰融化形成液态水和/或烃，将所述换热器I31的出气口通过切换阀806、808与污水管道连通；所述换热器I31内部本来为正压（天然气进入换热器时一般具有一定压力），切换阀806、808打开后，所述换热器I31内部与大气相通，可能存在的附着在换热器上的蜡质等瞬间升华，随着液态水被排出；或当所述换热器I31的出液口通过切换阀806、808与容器连通时，液态水被排出；在所述换热器I31内放出了热量的高温的载冷剂再通过切换阀812经所述换热器I的载冷剂进口回到所述蓄热罐51；

抽真空阶段：将所述换热器I31的出气口与真空泵4连通，启动真空泵4，对所述换热器I进行抽真空，使所述换热器I内部的水合物、冰和/或其它凝结的固体介质完全蒸发或升华脱出，即完成除霜程序。

天然气中的水在低温的干燥表面逐渐结霜，霜可以被吹动，不会立刻引起换热器的堵塞，若经历了融霜阶段，化成的水不能完全清除，则降温时在低温的过滤器上会马上结成冰，迅速堵塞换热器和过滤器。而在本发明中，先泄压排水，再真空脱水，保证了换热器内部几乎完全没有游离水，再次降温制冷时过滤器和换热器不会被迅速堵塞。

实施例3

本实施例提供一种油气回收设备，包括控制器、预冷换热器2、气液分离器I3、换热装置、气液分离器II5、活性炭吸附装置6、制冷装置和抽真空装置，其中，

所述预冷换热器2与所述气液分离器I3连接；

所述换热装置至少包括换热器I41、换热器II43、过滤分离装置I42和过滤分离装置II44，所述气液分离器I3分别通过切换阀102、103与所述换热器I41和换热器II43连接，所述换热器I41的出气口与所述过滤分离装置I42连接，所述换热器II43的出气口与所述过滤分离装置II44连接，所述换热器I41和所述换热器II43的出气口分别通过切换阀与泄压装置连接，所述换热器I和所述换热器II的出气口分别通过切换阀108、109与所述气液分离器II5连接；

所述制冷装置用于给所述换热器I41和所述换热器II43提供冷源和热源，所述制冷装置分别通过切换阀与所述换热器I41和所述换热器II43连接，所述制冷装置与所述控制器连接；

所述抽真空装置用于对所述换热器I41和所述换热器II43进行抽真空，所述抽真空装置分别通过切换装置与所述换热器I41和所述换热器II43的出气口连接，所述抽真空装置与所述控制器连接；

所述气液分离器II5与所述活性炭吸附装置6连接。

本发明的油气回收设备通过制冷装置和抽真空装置对换热器进行彻底除霜，可防止管道冻堵，不需要添加抑制剂，从而降低了运行成本。

其中，所述过滤分离装置I42和所述过滤分离装置II44均为过滤器。所述过滤分离装置I42可以设置在所述换热器I41的出气口处，也可以设置在与所述换热器I41的出气口连通的管道上。所述过滤分离装置II44可以设置在所述换热器II43的出气口处，也可以设置在与所述换热器II43的出气口连通的管道上。所述过滤分离装置I42和所述过滤分离装置II44用于拦截冷凝下来的固态物质。在本实例中，所述换热装置只包括两个，即换热器I41和换热器II43，可以根据需要设置为三个或三个以上。

作为一种实施方式，所述制冷装置包括蓄热罐81、热液泵82、冷凝器I83、节流阀85、蒸发器86、压缩机87、冷液泵88和蓄冷罐89，其中，

所述蓄热罐81和所述蓄冷罐89内装有载冷剂；

所述蓄热罐81通过所述热液泵82与所述冷凝器I83的载冷剂进口连接，所述冷凝器I83的载冷剂出口分别通过切换阀与所述换热器I41和所述换热器II43连接，所述冷凝器I83的制冷剂出口通过所述节流阀85与所述蒸发器86的制冷剂进口连接，所述蒸发器86的制冷剂出口通过所述压缩机87与所述冷凝器I83的制冷剂进口连接，所述蓄冷罐89通过所述冷液泵88与所述蒸发器86的载冷剂进口连接，所述蒸发器86的载冷剂出口分别通过切换阀与所述换热器I41和所述换热器II43连接；

所述冷凝器I83的载冷剂进口与所述冷凝器I83的载冷剂出口相连通，所述冷凝器I83的制冷剂进口与所述冷凝器I83的制冷剂出口相连通；所述蒸发器86的载冷剂进口与所述蒸发器86的载冷剂出口相连通，所述蒸发器86的制冷剂进口与所述蒸发器86的制冷剂出口相连通；所述控制器分别与所述热液泵82、所述节流阀85、所述压缩机87和所述冷液泵88连接。

其中，载冷剂可以采用现有技术中的任意一种载冷剂，如可耐受高低温的醇类或者硅油等。通过设置所述蓄热罐81和所述蓄冷罐89使得制冷机的冷热源都得到了利用，利用率高。制冷机与液态的载冷剂换热时，属于传统制冷，可以采用传统板式换热器，传热系数高，回油好，制冷机性能稳定，同时利用了制冷机的冷量和热量，又可以蓄冷蓄热，节约了能源。根据露点要求，要求不高时制冷机可以停机，不需要制冷机24小时连续运行，提高了制冷机的稳定性。

作为一种优选的实施方式，所述冷凝器I83的载冷剂出口通过切换阀116与所述蓄热罐81连接，所述蒸发器86的载冷剂出口通过切换阀118与所述蓄冷罐89连接。当不需要除霜和制冷时，可以通过打开切换阀116或切换阀118启动内循环，所述蓄热罐81和所述蓄冷罐89可存储能量，避免能量浪费。内循环是为了维持蓄冷罐和蓄热罐中载冷剂的温度，而又不向天然气的换热器输出热量（或冷量）而启动的，蓄冷罐和蓄热罐可以使载冷剂储存暂时不用的热量或冷量。例如，要对换热器输出冷量，而暂时不需要输出热量时，就可以启动热液系统的内循环，让载冷剂升温，储存热量，而不输出热量。

作为一种优选的实施方式，所述制冷装置还包括平衡阀117，所述蓄热罐81内设有液位报警器I，所述蓄冷罐89内设有液位报警器II，所述蓄热罐81通过所述平衡阀117与所述蓄冷罐89连接，所述控制器分别与所述液位报警器I、所述液位报警器II和所述平衡阀117连接。当所述液位报警器I、所述液位报警器II中的任何一个液位报警器报警后，控制器给平衡阀117发送信号使平衡阀117打开，所述蓄热罐81、所述蓄冷罐89中的载冷剂由液位高的流向液位低的，最终使两个储罐的液位一致，以提高两个储罐的安全性。

作为一种优选的实施方式，所述制冷装置还包括冷凝器II84，所述冷凝器II84分别与所述冷凝器I83的制冷剂出口、所述节流阀85连接。当蓄热罐81中的载冷剂不能完全冷凝制冷剂时，需要通过所述冷凝器II84来进行冷却。

作为一种实施方式，所述抽真空装置包括真空泵7，所述真空泵7分别通过切换阀104、105与所述换热器I41和换热器II43的出气口连接，所述真空泵7与所述控制器连接。通过设置所述真空泵7可对所述换热器I41和所述换热器II43进行抽真空。

作为一种优选的实施方式，所述气液分离器II5通过切换阀与所述预冷换热器连接。从所述气液分离器II5出来的气体经过所述预冷换热器2进行换热可充分利用分离出来的气体的冷量，提高能量的利用率，节约能源。

作为一种优选的实施方式，还包括压差变送器9，所述压差变送器9用于测量所述换热器I41和换热器II43的进气口与出气口之间的压差，所述压差变送器9分别与所述换热器I41、换热器II43的进气口和出气口连接，所述压差变送器9与所述控制器连接。通过设置所述压差变送器9可便于测量所述换热器I41和换热器II43的进气口与出气口之间的压差，当所述换热器I41和换热器II43的进气口与出气口之间的压差超过设定值时，所述压差变送器9给所述控制器发送信号通过所述控制器控制所述换热器I41与换热器II43之间的工作状态的切换。

作为一种优选的实施方式，所述换热器I41和换热器II43的出气口与所述泄压装置连通的管道上设有加热装置，加热装置可为伴热带，可防止管道冻堵。在本实施例中，所述泄压装置为所述气液分离器I3，也可为其它的容器、污水池或污水管道。

作为一种优选的实施方式，所述真空泵7与所述换热器I41和换热器II43的出气口连接的管道上设有加热装置，加热装置可为伴热带，可防止管道冻堵。

实施例4

请参阅图2，本实施例提供一种油气回收方法，包括以下步骤：

步骤a：将油气经引风机1引入预冷换热器2进行热交换，使油气的温度降至3~7℃，之后进入气液分离器I3进行气液分离，分离出来的气体通过切换阀102经换热器I41的进气口进入所述换热器I41进行热交换，气体在换热器I41内被降至-80~-10℃，之后经所述换热器I41的出气口进入气液分离器II5进行气液分离，分离出来的气体经调节阀101直接进入活性炭吸附装置6进行脱烃处理，之后直接排出；或分离出来的气体先进入预冷换热器2进行热交换，之后再进入活性炭吸附装置6进行脱烃处理；换热器I41的出气口安装有过滤分离装置I42，固态物质被过滤分离装置I42拦截；其中，所述换热器I41的热交换过程包括以下步骤：

冷液泵88启动，通过所述冷液泵88将蓄冷罐89内的载冷剂泵入蒸发器86内，载冷剂在蒸发器86内被降温形成低温的载冷剂，低温的载冷剂经切换阀113从所述换热器I41的载冷剂进口进入所述换热器I41，使所述换热器I41内的油气降温过饱和，析出水和/或烃；载冷剂再从所述换热器I41的载冷剂出口经切换阀111回到所述蓄冷罐89；

为了提高换热器II43的换热效果，可以对换热器II43进行预冷，预冷过程包括以下步骤：

所述换热器I41工作一段时间后，从所述蒸发器86出来的低温的载冷剂经切换阀115进入所述换热器II43，使所述换热器II43预冷，载冷剂再经切换阀114回到所述蓄冷罐89；

步骤b：由所述换热器I切换到所述换热器II的切换过程，包括以下步骤：

将所述换热器I41的进气口的切换阀102和出气口的切换阀108关闭，将所述换热器II43的进气口的切换阀103和出气口的切换阀109打开，使从气液分离器I3分离出来的气体通过切换阀103经所述换热器II43的进气口进入所述换热器II43进行热交换，所述换热器II43的热交换过程与所述换热器I41的热交换过程相同；同时，所述换热器I41进入除霜程序，所述换热器I41的除霜程序包括以下步骤：

融霜及排水阶段：热液泵82启动，通过所述热液泵82将蓄热罐81内的载冷剂泵入冷凝器I83内，载冷剂在冷凝器I83内被升温形成高温的载冷剂，高温的载冷剂通过切换阀110经所述换热器I41的载冷剂出口进入所述换热器I41，使所述换热器I41升温，其内部的水合物和/或冰融化形成液态水和/或烃，将液态水和/或烃从所述换热器I的出气口排出经切换阀106后进入气液分离器I3；在所述换热器I41内放出了热量的高温的载冷剂再通过切换阀112经所述换热器I41的载冷剂进口回到所述蓄热罐81；

抽真空阶段：将所述换热器I的出气口经切换阀104与真空泵7连通，启动真空泵7，对所述换热器I41进行抽真空，使所述换热器I41内部的水合物、冰和/或其它凝结的固体介质完全蒸发或升华脱出，即完成除霜程序。

油气中的水在低温的干燥表面逐渐结霜，霜可以被吹动，不会立刻引起换热器的堵塞，若经历了融霜阶段，化成的水不能完全清除，则降温时在低温的过滤器上会马上结成冰，迅速堵塞换热器和过滤器。而在本发明中，先泄压排水，再真空脱水，保证了换热器内部几乎完全没有游离水，再次降温制冷时过滤器和换热器不会被迅速堵塞，不需要添加抑制剂，从而降低了运行成本。

实施例5

请参阅图3，本实施例提供一种油气回收方法，包括以下步骤：

步骤a：将油气用引风机1经切换阀I101引入活性炭吸附装置I31进行脱烃处理，活性炭吸附装置I31脱烃一段时间之后，关闭所述切换阀I101，同时将油气经切换阀II103引入活性炭吸附装置II32进行脱烃处理；之后用真空泵6经切换阀102对活性炭吸附装置I31中的烃类物质进行抽吸，抽吸出来的烃类物质通过切换阀104经换热器I41的进气口进入所述换热器I41进行热交换，气体在换热器I内被降至-80~20℃，之后经所述换热器I41的出气口的切换阀105进入气液分离器22进行气液分离，分离出来的气体进入活性炭吸附装置II32进行脱烃处理；换热器I41的出气口安装有过滤分离装置I42，固态物质被过滤分离装置I42拦截；其中，所述换热器I41的热交换过程包括以下步骤：

冷液泵78启动，通过所述冷液泵78将蓄冷罐79内的载冷剂泵入蒸发器76内，载冷剂在蒸发器76内被降温形成低温的载冷剂，低温的载冷剂经切换阀114从所述换热器I41的载冷剂进口进入所述换热器I41，使所述换热器I41内的油气降温过饱和，析出水和/或烃；载冷剂再从所述换热器I41的载冷剂出口经切换阀112回到所述蓄冷罐79；

为了提高换热器II43的换热效果，可以对换热器II43进行预冷，预冷过程包括以下步骤：

所述换热器I41工作一段时间后，从所述蒸发器76出来的低温的载冷剂经切换阀116进入所述换热器II43，使所述换热器II43预冷，载冷剂再经切换阀115回到所述蓄冷罐79；

步骤b：由所述换热器I41切换到所述换热器II43的切换过程，包括以下步骤：

将所述换热器I41的进气口的切换阀104和出气口的切换阀105关闭，将所述换热器II43的进气口的切换阀108和出气口的切换阀120打开，使真空泵6抽吸出来的烃类物质通过切换阀108进入所述换热器II43进行热交换，所述换热器II43的热交换过程与所述换热器I41的热交换过程相同；同时，所述换热器I41进入除霜程序，所述换热器I41的除霜程序包括以下步骤：

融霜及排水阶段：热液泵72启动，通过所述热液泵72将蓄热罐71内的载冷剂泵入冷凝器I73内，载冷剂在冷凝器I73内被升温形成高温的载冷剂，高温的载冷剂通过切换阀111经所述换热器I41的载冷剂出口进入所述换热器I41，使所述换热器I41升温，其内部的水合物和/或冰融化形成液态水和/或烃，将液态水和/或烃从所述换热器I41的出气口的切换阀107排出至暂存容器21；在所述换热器I41内放出了热量的高温的载冷剂再通过切换阀113经所述换热器I41的载冷剂进口回到所述蓄热罐71；

抽真空阶段：将所述换热器I41的出气口经切换阀106与所述真空泵6连通，启动所述真空泵6，对所述换热器I41进行抽真空，使所述换热器I41内部的水合物、冰和/或其它凝结的固体介质完全蒸发或升华脱出，即完成除霜程序。

实施例6

请参阅图4，本实施例提供一种油气回收方法，包括以下步骤：

步骤a：将油气经引风机1引入预冷换热器2进行热交换，之后进入气液分离器I31进行气液分离，分离出来的气体经切换阀I101进入活性炭吸附装置I51进行脱烃处理，活性炭吸附装置I51脱烃一段时间之后，关闭切换阀I101，同时将油气经切换阀II103引入活性炭吸附装置II52进行脱烃处理；之后用真空泵7对活性炭吸附装置I51中的烃类物质进行抽吸，抽吸出来的烃类物质通过切换阀104经换热器I41的进气口进入所述换热器I41进行热交换，气体在换热器I41内被降至-80~20℃，之后经所述换热器I41的出气口进入气液分离器II32进行气液分离，分离出来的气体进入活性炭吸附装置II52进行脱烃处理；换热器I41的出气口安装有过滤分离装置I42，固态物质被过滤分离装置I42拦截；其中，所述换热器I41的热交换过程包括以下步骤：

冷液泵88启动，通过所述冷液泵88将蓄冷罐89内的载冷剂泵入蒸发器86内，载冷剂在蒸发器86内被降温形成低温的载冷剂，低温的载冷剂经切换阀114从所述换热器I41的载冷剂进口进入所述换热器I41，使所述换热器I41内的油气降温过饱和，析出水和/或烃；载冷剂再从所述换热器I41的载冷剂出口经切换阀112回到所述蓄冷罐89；

为了提高换热器II43的换热效果，可以对换热器II43进行预冷，预冷过程包括以下步骤：

所述换热器I41工作一段时间后，从所述蒸发器86出来的低温的载冷剂经切换阀116进入所述换热器II43，使所述换热器II43预冷，载冷剂再经切换阀115回到所述蓄冷罐89；

步骤b：由所述换热器I41切换到所述换热器II43的切换过程，包括以下步骤：

将所述换热器I41的进气口的切换阀104和出气口的切换阀105关闭，将所述换热器II43的进气口的切换阀108和出气口的切换阀109打开，使真空泵7抽吸出来的烃类物质通过切换阀108经所述换热器II43的进气口进入所述换热器II43进行热交换，所述换热器II43的热交换过程与所述换热器I41的热交换过程相同；同时，所述换热器I41进入除霜程序，所述换热器I41的除霜程序包括以下步骤：

融霜及排水阶段：热液泵82启动，通过所述热液泵82将蓄热罐81内的载冷剂泵入冷凝器I83内，载冷剂在冷凝器I83内被升温形成高温的载冷剂，高温的载冷剂通过切换阀111经所述换热器I41的载冷剂出口进入所述换热器I41，使所述换热器I41升温，其内部的水合物和/或冰融化形成液态水和/或烃，将液态水和/或烃从所述换热器I的出气口的切换阀106排出至气液分离器I31；在所述换热器I41内放出了热量的高温的载冷剂再通过切换阀113经所述换热器I41的载冷剂进口回到所述蓄热罐81；

抽真空阶段：将所述换热器I41的出气口经切换阀107与所述真空泵7连通，启动所述真空泵7，对所述换热器I41进行抽真空，使所述换热器I41内部的水合物、冰和/或其它凝结的固体介质完全蒸发或升华脱出，即完成除霜程序。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。