[發(fā)明專利]烴氣體處理

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180002401.5
• 申請日: 2011-03-21
• 公開（公告）號: CN102695934A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設計）人: A·F·約翰克;W·L·劉易斯;L·D·泰勒;J·D·威爾金森;J·T·林奇;H·M·赫德森;K·T·奎拉爾
• 申請（專利權）人: 奧特洛夫工程有限公司;S.M.E.產(chǎn)品有限合伙公司
• 主分類號: F25J3/00
• 分類號: F25J3/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙培訓

技術領域

可以從多種氣體中回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和/或重烴，這些氣體如天然氣、煉廠氣和由其它烴材料(如煤、原油、石腦油、油頁巖、焦油砂及褐煤)獲得的合成氣流。天然氣通常具有較大比例的甲烷和乙烷，即甲烷和乙烷合起來占天然氣的至少50摩爾％。天然氣還含有相對較少量的重烴(如丙烷、丁烷、戊烷等)以及氫、氮、二氧化碳及其它氣體。

本發(fā)明一般地涉及從這種氣流中回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和重烴。對按本發(fā)明要進行處理的氣流進行典型分析，近似摩爾百分比的結果是90.3％的甲烷、4.0％的乙烷及其它C₂組分、1.7％的丙烷及其它C₃組分、0.3％的異丁烷、0.5％的正丁烷和0.8％的戊烷及以上的烴，余者由氮和二氧化碳組成。有時還存在含硫氣體。

背景技術

天然氣及其天然氣液體(NGL)成分兩者的價格在歷史上的周期性波動有時會使乙烷、乙烯、丙烷、丙烯及重組分作為液體產(chǎn)品的增值縮減。這就造成需要開發(fā)能夠更有效地回收這些產(chǎn)品的工藝以及能夠以較低的資本投入進行有效回收的工藝。用于分離這些材料的現(xiàn)有工藝包括基于氣體的冷卻及制冷、油吸收和冷凍油吸收的工藝。另外，由于能在膨脹并從工藝氣體中獲取熱量的同時產(chǎn)生動力的經(jīng)濟型設備的有效性原因，低溫工藝已經(jīng)得到普及。根據(jù)氣源壓力、氣體的富度(乙烷、乙烯和重烴含量)以及所需最終產(chǎn)品的情況，可以采取這些工藝中的每一種或它們的聯(lián)合工藝。

低溫膨脹工藝對于天然氣液體回收來說目前一般是優(yōu)選的，因為該工藝可提供最大程度的簡單性，易于啟動，操作靈活，效率良好，安全且可靠性良好。美國專利3,292,380；4,061,481；4,140,504；4,157,904；4,171,964；4,185,978；4,251,249；4,278,457；4,519,824；4,617,039；4,687,499；4,689,063；4,690,702；4,854,955；4,869,740；4,889,545；5,275,005；5,555,748；5,566,554；5,568,737；5,771,712；5,799,507；5,881,569；5,890,378；5,983,664；6,182,469；6,578,379；6,712,880；6,915,662；7,191,617；7,219,513；再公告的美國專利No.33,408；以及共同待決的申請11/430,412；11/839,693；11/971,491；12/206,230；12/689,616；12/717,394；12/750,862；12/772,472；12/781,259；12/868,993；12/869,007；12/869,139；12/979,563；13/048,315；和13/051,682描述了相關的工藝(雖然本發(fā)明的描述在有些情況下是基于與引用的美國專利中所述不同的工藝條件)。

在典型的低溫膨脹回收工藝中，在壓力下的進料氣流通過與其它工藝料流和/或外部制冷源(如丙烷壓縮制冷系統(tǒng))進行熱交換而被冷卻。隨著氣體被冷卻，液體可以被冷凝，并作為含一些所需的C₂+組分的高壓液體收集在一個或多個分離器中。根據(jù)氣體的富度和所形成的液體量的情況，可以使高壓液體膨脹到較低的壓力并分餾。在液體膨脹期間發(fā)生的氣化導致料流的進一步冷卻。在一些情況下，為了進一步降低源于膨脹的溫度，在膨脹之前預冷卻高壓液體是可取的。包括液體和蒸氣的混合物的膨脹料流在蒸餾(脫甲烷裝置或脫乙烷裝置)塔中被分餾。在塔中，蒸餾膨脹冷卻的料流以將殘余甲烷、氮及其它揮發(fā)性氣體作為塔頂蒸氣與作為底部液體產(chǎn)品的所需C₂組分、C₃組分和重烴組分分離，或者將殘余甲烷、C₂組分、氮及其它揮發(fā)性氣體作為塔頂蒸氣與作為底部液體產(chǎn)品的所需C₃組分和重烴組分分離。

如果進料氣體沒有完全冷凝(一般是沒有完全冷凝的)，則可以將從部分冷凝中剩余的蒸氣分成兩個料流。使一部分蒸氣通過做功膨脹機或發(fā)動機或膨脹閥達到較低的壓力，在所述較低的壓力下，由于料流的進一步冷卻，更多的液體被冷凝。膨脹后的壓力基本上與蒸餾塔的操作壓力相同。將由膨脹產(chǎn)生的蒸氣-液體合并相作為進料提供給塔。