一种碳氢化合物气体处理方法，包含：碳氢化合物气体分两步冷冻：首先利用低温回流残气与低温回流富集油对原料碳氢化合物气体进行初步冷冻，并产生准干气；将该轻油的部分冷凝液分离并回注到已冷却的准干气内，再深度冷冻，以进一步脱水并使其中轻油成分充分冷凝；分离、提纯，脱除其中的甲烷与过量的乙烷；采用可变乙烷回收率的吸收工艺生产富集油；采用可变乙烷排放量的提纯方法同时脱除富集油中的甲烷与过量的乙烷；采用最大限度能源整合方法回收余热进行富集油分馏与吸收剂再生；采用低温冷凝油注入轻油蒸汽的混合液化方法以降低轻油产品液化能耗，取得最终产品－液态轻油。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种碳氢化合物气体(含天然气)处理方法与装置，该方法可以高效、节能而廉价地处理含有不同压力(由1至100大气压以上)、温度(常温至120以上)、含水量(不限)、与轻油成分浓度(不限)的碳氢化合物气体，而且在运行过程中，其提取乙烷的回收率可以由95％至2％的大范围内灵活调节，同时仍能保持丙烷及更高分子轻油成分的最高回收率，以适应市场需求的波动。在目前碳氢化合物气体价格不断上升引起轻油利润率变动时，能够保证处理厂获得最大利润。
技术介绍
当今经济全球化的进程促进了世界经济的高速发展，加之世界人口增长与生活水平提高，能源消费迅速增加。目前世界石油与碳氢化合物气体供应已呈高度紧张局面，其价格也不断上升。在此情况下，由碳氢化合物气体提取的轻油市场，出现了前所未有的不稳定状况，其原因在于碳氢化合物气体-->提取轻油的过程需要消费大量碳氢化合物气体，包括用作原料的部分碳氢化合物气体和供应工艺用电力与热源所消耗的碳氢化合物气体，因此轻油生产成本随碳氢化合物气体价格的提高而大幅度上升。然而轻油产品中各成分的销售价格，却由于其用途不同，各自的涨幅差别颇大。特别是其中作为化工原料的乙烷价格上升缓慢，远远赶不上碳氢化合物气体价格的升幅，以致由碳氢化合物气体生产乙烷的净利润率持续下降。在某些地区，当碳氢化合物气体价格处于高峰期，乙烷生产的净利润率甚至出现亏损。与此相反，可作清洁能源与化工原料两用的丙烷(液化石油气的主要成分)价格升幅则不亚于碳氢化合物气体，其生产利润反而更加丰厚。由于轻油市场的这种急剧变化，过去几十年来素以乙烷高回收率见长而占领了70％碳氢化合物气体处理市场的深冷处理工艺(Cryogenic Process)陷入了困境。已建的大批深冷处理厂，被迫改用“乙烷回注”(Ethane Rejection)方式减产运行；即将深冷分离出来的低温液态乙烷，重新加热蒸发为气体，再加压送回碳氢化合物气体管道作为碳氢化合物气体燃料出售。这样先降压深冷液化、后加热气化增压，先提取后回注的乙烷白白耗费了双倍的能源，最后却仍然以原料碳氢化合物气体的价格出售，就成了名副其实的“赔本买卖”。有鉴于此，近年来不少公司曾提出过若干降低乙烷回收率、甚至只能回收丙烷的改进型深冷处理工艺的专利技术专利，例-->如美国专利技术专利4,889,545；5,568,737；5,881,569；4,854,955；5,771,712；5,799,507等。但这类“换汤不换药”的“改进”，已完全失去深冷处理工艺原有的“高乙烷回收率”优势。与此同时，深冷处理工艺原有的“高能耗”的缺点却改进甚微，从而无法挽回其轻油生产利润下降的尴尬局面。因此之故，碳氢化合物气体工业又转而从改进它轻油生产工艺寻求出路。首先是历史上曾经一度辉煌的“冷冻重油吸收工艺，”该工艺因其乙烷回收率较低，过去几十年来原有市场大部分已为深冷处理工艺取代，目前剩余市场占有率仅20％左右，被称为“夕阳工艺”。由于其本身具有乙烷回收率低的特点，近来反而受到市场青睐，故近年来对吸收工艺颇有一些改进与专利技术，但主要地专利技术集中在寻找选择性较好的合成吸收剂，以替代原来的重油吸收剂，以提高其处理工艺的灵活性与降低能耗，例如美国梅勒(Mehra)博士的一系列专利技术专利4,421,535；4,511,381；4,526,594；4,578,094；4,698,688；5,561,988；5,687,584等。但由于其中采用的这些新颖的合成的吸收剂不仅价格偏高，而且运行经验较少，用户往往持观望态度，不利于推广，虽经梅勒博士二十余年的努力，其市场份额仍然甚小，难于挽救近年来轻油生产利润下降的燃眉之急，故近期内无望成为深冷处理工艺的替代方法。-->然而，改进这种本身固有灵活性的溶剂吸收工艺是一个正确的发展方向，并不限于选择新型吸收剂之一途。例如作者曾经提出的中国专利#01124271(2005年6月批准，美国专利号6553784，2003年4月批准)“碳氢化合物气体综合处理装置”，就是采用含水合物抑制剂溶液进行碳氢化合物气体冷冻脱水，然后将已冷冻的準干气进行重油吸收的一种对传统工艺的改进。据计算机模拟分析结果，表明该专利技术能明显降低单位产品的能耗，与深冷处理方法相竞争。但该专利技术的主要特征侧重于碳氢化合物气体初步冷冻过程的改进，并未涉及冷冻吸收工艺的全过程，仍不能最大限度发挥此种工艺的高度灵活性与节能潜力。因此之故，为满足碳氢化合物气体工业的迫切需要，有必要寻求一种能够按轻油市场价格的波动，随时调整乙烷回收率的“高度灵活”处理工艺，并能够通过对冷冻吸收工艺全过程进行深度能源整合，大幅度降低能耗，以期在轻油生产中获得最大利润，同时最大限度地利用已成熟的冷冻重油吸收剂工艺的经验，使新工艺的成本低，能耗小，便利推广。碳氢化合物气体，除常用的天然气外，还包括其它多种工业与民用气体如炼油厂与炼焦厂的多种气体副产品、煤制气、煤层气、沼气等，近年来由于能源紧张等原因，这些天然气以外的碳氢化合物气体也有很大发展。这类气体也同样需要进行处理，提取其中轻油和其它高附加值的成分。但由于后一类气-->体一般压力低、含水量高等特点，不利于采用深冷膨胀法，更需要有一种“高度灵活”的处理工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳氢化合物气体处理方法，可以高效、节能、廉价地处理各种不同压力(由1至100大气压以上)温度(常温至120以上)、含水量(不限)与轻油成分浓度(不限)的碳氢化合物气体，而且在运行过程中，其提取乙烷的回收率可以由95％至2％的大范围内灵活调节，同时仍能保持丙烷及更高分子轻油成分的最高回收率(95％以上)。本专利技术的另一目的在于，提供一种碳氢化合物气体处理装置，其可大幅度降低产品能耗，在目前碳氢化合物气体价格不断上升引起轻油利润率变动时，能够保证处理厂的运行获得最大利润。本专利技术一种碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，该方法包含以下主要工艺步骤：(1)碳氢化合物气体分两步冷冻：首先利用低温回流残气与低温回流富集油对原料碳氢化合物气体进行初步冷冻，以实现同时脱水与轻油成分的部分冷凝，并产生準干气；(2)将该轻油的部分冷凝液分离并回注到已冷却的準干气内，再采用冷冻机提供的冷源进行深度冷冻，以进一步脱水-->并使其中轻油成分充分冷凝；(3)分离该轻油冷凝液并进行提纯，脱除其中的甲烷与过量的乙烷，成为低温冷凝油；(4)采用可变乙烷回收率的吸收工艺生产富集油；(5)采用可变乙烷排放量的提纯方法同时脱除富集油中的甲烷与过量的乙烷；(6)采用最大限度能源整合方法回收余热进行富集油分馏与吸收剂再生；(7)采用低温冷凝油注入轻油蒸汽的混合液化方法以降低轻油产品液化能耗，取得最终产品—液态轻油。其中步骤(6)中采用的能源整合方法，包括以下步骤，以达到最大限度节能目的：(1)利用高温再生吸收剂回流作为富集油分馏与提纯的热源；(2)利用高温轻油蒸汽的热量回收作为提纯富集油的热源。其中步骤(1)所述的碳氢化合物气体分两步冷冻：第一步为采用由低温回流残气与回流富集油冷却一种含水合物抑制剂的水溶液，然后使该低温水溶液与原料碳氢化合物气体直接接触放热，进行碳氢化合物气体的初步冷冻脱水，并产生準干气；第二步采用由冷冻机提供的冷冻液进行深度冷冻。-->其中步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，该方法包含以下主要工艺步骤：（１）碳氢化合物气体分两步冷冻：首先利用低温回流残气与低温回流富集油对原料碳氢化合物气体进行初步冷冻，以实现同时脱水与轻油成分的部分冷凝，并产生準干气；（２）将该轻油的部分冷凝液分离并回注到已冷却的準干气内，再采用冷冻机提供的冷源进行深度冷冻，以进一步脱水并使其中轻油成分充分冷凝；（３）分离该轻油冷凝液并进行提纯，脱除其中的甲烷与过量的乙烷，成为低温冷凝油；（４）采用可变乙烷回收率的吸收工艺生产富集油；（５）采用可变乙烷排放量的提纯方法同时脱除富集油中的甲烷与过量的乙烷；（６）采用最大限度能源整合方法回收余热进行富集油分馏与吸收剂再生；（７）采用低温冷凝油注入轻油蒸汽的混合液化方法以降低轻油产品液化能耗，取得最终产品－液态轻油。
【技术特征摘要】
1.一种碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，该方法包含以下主要工艺步骤：(1)碳氢化合物气体分两步冷冻：首先利用低温回流残气与低温回流富集油对原料碳氢化合物气体进行初步冷冻，以实现同时脱水与轻油成分的部分冷凝，并产生準干气；(2)将该轻油的部分冷凝液分离并回注到已冷却的準干气内，再采用冷冻机提供的冷源进行深度冷冻，以进一步脱水并使其中轻油成分充分冷凝；(3)分离该轻油冷凝液并进行提纯，脱除其中的甲烷与过量的乙烷，成为低温冷凝油；(4)采用可变乙烷回收率的吸收工艺生产富集油；(5)采用可变乙烷排放量的提纯方法同时脱除富集油中的甲烷与过量的乙烷；(6)采用最大限度能源整合方法回收余热进行富集油分馏与吸收剂再生；(7)采用低温冷凝油注入轻油蒸汽的混合液化方法以降低轻油产品液化能耗，取得最终产品-液态轻油。2.如权利要求1所述的碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，其中步骤(6)中采用的能源整合方法，包括以下步骤，以达到最大限度节能目的：(1)利用高温再生吸收剂回流作为富集油分馏与提纯的热源；(2)利用高温轻油蒸汽的热量回收作为提纯富集油的热源。3.如权利要求1所述的碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，其中步骤(1)所述的碳氢化合物气体分两步冷冻：第一步为采用由低温回流残气与回流富集油冷却一种含水合物抑制剂的水溶液，然后使该低温水溶液与原料碳氢化合物气体直接接触放热，进行碳氢化合物气体 的初步冷冻脱水，并产生準干气；第二步采用由冷冻机提供的冷冻液进行深度冷冻。4.如权利要求1所述的碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，其中步骤(4)采用的可变乙烷回收率吸收工艺，以改变吸收剂流量的方法来实现改变富集油内的乙烷回收率。5.如权利要求1所述的碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，其中步骤(5)采用的可变乙烷排放量的提纯方法，以改变提纯塔的压力和底部温度的方法来实现脱除甲烷与超出需要量的乙烷。6.如权利要求3所述的碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，其中的分两步冷冻的两个冷冻步骤之间，采用吸附式吸水剂将第一步冷冻脱水生成的準干气进一步脱水成为干气，然后再进行干气的第二步冷冻。7.如权利要求6所述的碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，其中在两个冷冻步骤之间采用吸附式吸水剂生成干气，所生成的干气压力高于残气输气管网的压力时，采用气体膨胀机将干气膨胀，使之过冷到低于冷冻吸收工艺所需的低温，以取代冷冻机提供的冷源。8.如权利要求1所述的碳氢化合物气体处理方法，其特征在于，其中该方法中碳氢化合物气体的初步冷冻脱水工艺，可自成系统，作为冷冻脱水工艺单独使用；即利用其输出的低温準干气及冷冻机为冷源，对原料碳氢化合物气体进行冷冻，使之成为符合输气管含湿量标准的干气产品输出。9.如权利要求1所述的碳氢化合物气体处理方...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕应中，
申请(专利权)人：吕应中，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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