[發明專利]用于深度的進料氣體烴露點調整的構造和方法

在審

• 申請號: 201280076044.1
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN104736504A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: J.馬克
• 申請（專利權）人: 氟石科技公司
• 主分類號: C07C7/09
• 分類號: C07C7/09;C10L3/10;F25J3/00;C07C9/08;C07C9/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王倫偉;徐厚才

發明領域

本發明的領域是從進料氣體中去除和回收天然氣液體（NGL），以滿足管道烴露點和熱值的規格。

發明背景

在本領域中已知眾多的從天然氣中回收C2，C3，和更重質組分的方法和系統，然而它們的全部或幾乎全部是為了NGL的高回收率（即，超過90%）而被構造，且需要使用渦輪膨脹機和深度冷凍（refrigeration），其是昂貴的且僅當存在相當大的下游市場時其才是經濟上合算的。隨著對冷凝物部分（即，C5和更重質組分）需求增加以及對LPG（即C2，C3，和C4）組分的需求減少，高回收率所需要的高資金投入和運行成本通常是不能夠合算的。另一方面，為了傳輸中的安全，需要管道運行設備來生產商品氣體（sales?gas）以滿足在烴露點和熱值方面的管道規格。在大多數情況下，需要從進料氣體中回收超過98%的C4和更重質的烴，而C3的回收率可低至60%。鑒于需求的改變，目前已知的能夠達到超過90%的C3回收率的NGL處理設施過于復雜，且從經濟角度來看通常是不能夠合算的。

例如，眾多具有對進料氣體的高NGL回收率的NGL處理設施包括低溫分餾和渦輪膨脹過程，如在?U.S.?Pat.?No.4,157,904（Campbell等）,?No.4,251,249（Gulsby），No.4,617,039（Buck），No.4,690,702（Paradowski等），No.5,275,005?（Campbell等），No.5,799,507（Wilkinson等），和No.5,890,378（Rambo?等），以及U.S.?Pat.?App.?No.?2002/0166336（Wilkinson等），和WO?2011/126710（Johnke等）中描述的。通過引用它們的全部內容的方式來結合在此討論的這些和全部其他外部資料。在結合的文獻中對術語的定義或使用與在此提供的對該術語的定義不一致或相反的地方，應用在此提供的對該術語的定義且不應用所述文獻中對該術語的定義。

然而，盡管全部的這些過程可達到非常高的NGL回收率，仍然存在一些困難。其中，NGL回收過程使用高膨脹比率的渦輪膨脹機從而產生低水平的冷凍，其需要對殘余氣體的再壓縮。此外，當處理具有相對高水平的C5+烴的富氣體物流時，經常需要另外的外部冷凍。通常，此類處理構造是復雜的且難以運行的。例如，Campbell等在U.S.?Pat.?No.?6,182,469中描述了其中使用冷殘余氣體和中間再沸器（side?reboiler）在熱交換器中將進料氣體冷卻（cool）的設施，如在現有技術圖1中所表述的。然后在分離器中分離經冷凝的進料氣體的液體并將其進料至脫甲烷塔。可替代地，如由Sorensen在U.S.?Pat.?No.?5,953,935中描述的，可添加吸收器到脫甲烷塔的上游，如在現有技術圖2中所表述的。在此類構造中，將來自進料分離器和吸收器底部的液體進料至脫甲烷塔。在此類構造中為進一步增加NGL的回收率，通過用脫甲烷塔頂部蒸氣使其變冷（chill）來冷卻和回流吸收器的頂部流出物。

在還進一步已知的構造中，如在?U.S.?Pat.?No.?6,244,070（Lee等）和U.S.?Pat.?No.?5,890,377（Foglietta）中描述的，將再沸器的功能整合至使進料變冷中，且在這些構造中，將來自中間分離器的液體進料至下游脫甲烷塔中的各個位置以用于NGL回收。這些過程還包括向NGL過程提供冷卻的各種手段。在現有技術圖3和4中表述了示例性的遵循此類方案的已知構造。

盡管此類復雜的構造適合于達到超過95%的高C2和C3回收率，由于它們的相對高的膨脹比率和用于添加的冷凍的能量需求，對于C4+和適度的C3回收率（例如60至75%）來說它們趨向于是不具有成本效益的。因此，盡管已知從進料氣體中回收NGL的各種構造和方法，當需要適度的C3回收率時它們中的全部或幾乎全部均遭遇一種或多種缺點。因此，仍然存在對提供用于改進的NGL回收的方法和構造的需要。

發明內容

本發明主題是針對從氣體物流中回收C4和更重質烴，以及對C3的適度的回收率（多至75%）的構造和方法，以滿足由氣體物流產生的管道氣體的烴露點和熱值的規格。