[發明專利]碳氫化合物氣體處理方法與裝置

有效

• 申請號: 200610099387.6
• 申請日: 2006-07-19
• 公開（公告）號: CN101108978A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 呂應中
• 申請（專利權）人: 呂應中
• 主分類號: C10G5/06
• 分類號: C10G5/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明為一種碳氫化合物氣體(含天然氣)處理方法與裝置，該方法可以高效、節能而廉價地處理含有不同壓力(由1至100大氣壓以上)、溫度(常溫至120以上)、含水量(不限)、與輕油成分濃度(不限)的碳氫化合物氣體，而且在運行過程中，其提取乙烷的回收率可以由95％至2％的大范圍內靈活調節，同時仍能保持丙烷及更高分子輕油成分的最高回收率，以適應市場需求的波動。在目前碳氫化合物氣體價格不斷上升引起輕油利潤率變動時，能夠保證處理廠獲得最大利潤。

背景技術

當今經濟全球化的進程促進了世界經濟的高速發展，加之世界人口增長與生活水平提高，能源消費迅速增加。目前世界石油與碳氫化合物氣體供應已呈高度緊張局面，其價格也不斷上升。在此情況下，由碳氫化合物氣體提取的輕油市場，出現了前所未有的不穩定狀況，其原因在于碳氫化合物氣體提取輕油的過程需要消費大量碳氫化合物氣體，包括用作原料的部分碳氫化合物氣體和供應工藝用電力與熱源所消耗的碳氫化合物氣體，因此輕油生產成本隨碳氫化合物氣體價格的提高而大幅度上升。然而輕油產品中各成分的銷售價格，卻由于其用途不同，各自的漲幅差別頗大。特別是其中作為化工原料的乙烷價格上升緩慢，遠遠趕不上碳氫化合物氣體價格的升幅，以致由碳氫化合物氣體生產乙烷的凈利潤率持續下降。在某些地區，當碳氫化合物氣體價格處于高峰期，乙烷生產的凈利潤率甚至出現虧損。與此相反，可作清潔能源與化工原料兩用的丙烷(液化石油氣的主要成分)價格升幅則不亞于碳氫化合物氣體，其生產利潤反而更加豐厚。

由于輕油市場的這種急劇變化，過去幾十年來素以乙烷高回收率見長而占領了70％碳氫化合物氣體處理市場的深冷處理工藝(Cryogenic?Process)陷入了困境。已建的大批深冷處理廠，被迫改用“乙烷回注”(Ethane?Rejection)方式減產運行；即將深冷分離出來的低溫液態乙烷，重新加熱蒸發為氣體，再加壓送回碳氫化合物氣體管道作為碳氫化合物氣體燃料出售。這樣先降壓深冷液化、后加熱氣化增壓，先提取后回注的乙烷白白耗費了雙倍的能源，最后卻仍然以原料碳氫化合物氣體的價格出售，就成了名副其實的“賠本買賣”。有鑒于此，近年來不少公司曾提出過若干降低乙烷回收率、甚至只能回收丙烷的改進型深冷處理工藝的發明專利，例如美國發明專利4,889,545；5,568,737；5,881,569；4,854,955；5,771,712；5,799,507等。但這類“換湯不換藥”的“改進”，已完全失去深冷處理工藝原有的“高乙烷回收率”優勢。與此同時，深冷處理工藝原有的“高能耗”的缺點卻改進甚微，從而無法挽回其輕油生產利潤下降的尷尬局面。

因此之故，碳氫化合物氣體工業又轉而從改進它輕油生產工藝尋求出路。首先是歷史上曾經一度輝煌的“冷凍重油吸收工藝，”該工藝因其乙烷回收率較低，過去幾十年來原有市場大部分已為深冷處理工藝取代，目前剩余市場占有率僅20％左右，被稱為“夕陽工藝”。由于其本身具有乙烷回收率低的特點，近來反而受到市場青睞，故近年來對吸收工藝頗有一些改進與發明，但主要地發明集中在尋找選擇性較好的合成吸收劑，以替代原來的重油吸收劑，以提高其處理工藝的靈活性與降低能耗，例如美國梅勒(Mehra)博士的一系列發明專利4,421,535；4,511,381；4,526,594；4,578,094；4,698,688；5,561,988；5,687,584等。但由于其中采用的這些新穎的合成的吸收劑不僅價格偏高，而且運行經驗較少，用戶往往持觀望態度，不利于推廣，雖經梅勒博士二十余年的努力，其市場份額仍然甚小，難于挽救近年來輕油生產利潤下降的燃眉之急，故近期內無望成為深冷處理工藝的替代方法。

然而，改進這種本身固有靈活性的溶劑吸收工藝是一個正確的發展方向，并不限于選擇新型吸收劑之一途。例如作者曾經提出的中國專利#01124271(2005年6月批準，美國專利號6553784，2003年4月批準)“碳氫化合物氣體綜合處理裝置”，就是采用含水合物抑制劑溶液進行碳氫化合物氣體冷凍脫水，然后將已冷凍的準干氣進行重油吸收的一種對傳統工藝的改進。據計算機模擬分析結果，表明該發明能明顯降低單位產品的能耗，與深冷處理方法相競爭。但該發明的主要特征側重于碳氫化合物氣體初步冷凍過程的改進，并未涉及冷凍吸收工藝的全過程，仍不能最大限度發揮此種工藝的高度靈活性與節能潛力。