[發明專利]從高壓液態乙烷源的低壓乙烷液化和提純

在審

• 申請號: 201480081701.0
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN107208963A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: D·A·肯尼迪;T·里昂;C·揚特
• 申請（專利權）人: 通用電氣石油和天然氣公司
• 主分類號: F25J3/00
• 分類號: F25J3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴志軍,張昱

本發明的領域

本發明大體上涉及乙烷處理，且更具體而言但不作為限制，涉及用于液化和提純高壓乙烷流的穩態過程。

背景

乙烷是天然氣液(NGL)，其主要用作用于石化產品和用于乙烯塑料制造的原料。通常在處理裝置從天然氣除去乙烷和其它天然氣液，且在管線中傳輸至購買人。因為在大氣壓下乙烷在大約-127°F處汽化，所以必需對乙烷加壓以用于在實際溫度下通過管線裝運(例如，在70°F，800磅/平方英寸)。

最近，通過船運將乙烷傳輸至海外市場變得可期望。由于在高壓下傳輸液體的復雜性，期望的是在冷卻條件下在接近大氣壓處傳輸乙烷。本發明的優選實施例針對用于產生接近大氣壓處且低于沸點溫度的液化的乙烷流的有效過程的改進方法。

本發明的概要

在優選實施例中，本發明包括用于液化和提純高壓乙烷流的裝置和操作方法。在優選實施例中，該方法包括以下步驟：使乙烷流脫水，冷卻脫水的乙烷流以產生接近大氣壓處的液化的乙烷流，和將液化的乙烷蒸汽輸送至乙烷存儲設備。冷卻脫水的乙烷流的步驟包括以下步驟：使丙烯冷卻劑通過第一冷卻回路，使脫水的乙烷供給流通過第一冷卻回路，使乙烯冷卻劑通過第二冷卻回路，使脫水的乙烷供給流通過第二冷卻回路，使混合冷卻劑通過第三冷卻回路，和使脫水的乙烷供給流通過第三冷卻回路。該過程可選地包括額外的步驟：從乙烷存儲設備收集蒸發氣體和將蒸發氣體輸送至氣體管線。

在另一方面，裝置和操作的方法包括一種用于通過多個級聯冷卻回路冷卻乙烷供給流的方法。該方法包括：使丙烯冷卻劑通過第一冷卻回路，使乙烷供給流通過第一冷卻回路，使乙烯冷卻劑通過第二冷卻回路，使乙烷供給流通過第二冷卻回路，使混合冷卻劑通過第三冷卻回路，和使乙烷供給流通過第三冷卻回路。

在還有另一方面，優選實施例包括一種用于液化和提純高壓乙烷供給流的方法，其包括以下步驟：使乙烷供給流脫水，冷卻脫水的乙烷供給流，和使冷卻的乙烷供給流的一部分脫甲烷。冷卻脫水的乙烷供給流的步驟還包括使脫水的乙烷供給流通過多個級聯冷卻回路。

附圖的簡要描述

圖1提供了乙烷液化和提純過程的優選實施例的過程流程圖。

圖2提供了根據優選實施例構造的脫水單元的過程流程圖。

圖3提供了圖1的過程的優選冷卻方案的過程流程圖。

圖4是用于圖1的液化和提純過程的優選實施例的管道和儀器圖。

優選實施例的詳細描述

本發明的優選實施例包括用于液化和提純高壓乙烷流的改進的裝置和操作方法。裝置和過程非常適合于從高壓供應管線供給的天然氣液(NGL)產生接近大氣壓的冷卻的液態乙烷。

首先參照圖1，其中示出了功能流程圖，繪出了構造成用于液化和提純高壓管線乙烷的供給流102的處理裝置100的優選實施例。在特別優選的實施例中，乙烷供給流102是大約800磅/平方英寸的壓力下和大約70°F的溫度下的大約95％純度的乙烷。裝置100大體上包括脫水單元104、冷卻復合體106、乙烷存儲108和脫甲烷塔模塊110。冷卻之后，來自乙烷存儲108和脫甲烷塔模塊110的液態乙烷流供給至液化的乙烷終端112或下游存儲，且來自脫甲烷塔模塊110的氣態甲烷供給至天然氣管線114。除了乙烷供給流102之外，裝置100優選地還需要冷卻水、冷卻油、電功率和燃料氣體的源。在特別優選的實施例中，裝置100構造成以穩態方式操作，以產生大約-155°F的溫度下和大約0.5磅/平方英寸的壓力下的大致純的液化乙烷。從裝置100回收的甲烷被壓縮且傳輸至天然氣管線114。

轉向圖2，其中示出了脫水單元104的功能性描繪。源管線中的乙烷供給流102可充滿水且包含甲烷和少量其它天然氣液(包括丙烷、乙烯和丙烯)。期望從乙烷供給流102除去水、甲烷及其它天然氣液。

脫水單元104優選地包括液-液分離器116以及一個或多個脫水器分子床118。供給流102首先通過液-液分離器116以除去任何自由水，且然后在進入該一個或多個床118之前通過流量計120。床118從供給流102除去任何剩余的水以產生脫水的液態乙烷流122。