用于分离烃的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于分离烃的方法和装置。通过热交换器将进料LNG加热且部分蒸发以获得气‑液两相物流；在第一蒸馏塔处将气‑液两相物流的全部或液相分离成富含甲烷的第一塔顶蒸气与富含乙烷和C3+组分的第一塔底液体；通过第二蒸馏塔将第一塔底液体分离成富含乙烷的第二塔顶蒸气和富含C3+组分的第二塔底液体；将第二塔顶蒸气冷却并且完全或部分地冷凝以获得冷凝液体；将通过分割冷凝液体获得的两个以上物流中的一个与第一塔顶蒸气混合；通过靠热交换器与进料LNG的热交换使混合物流完全冷凝以获得液体物流；将液体物流的全部或一部分作为产物LNG排出；将所分割的物流中的另一个回流到第二蒸馏塔；并且将第二塔底液体作为富含C3+组分的液体馏分排出。

METHODS AND EQUIPMENT FOR SEPARATION OF HYDROCARBONS

The invention discloses a method and device for separating hydrocarbons. The feed LNG is heated and partially evaporated by heat exchanger to obtain gas-liquid two-phase flow; the whole or liquid phase of gas-liquid two-phase flow is separated into methane-rich first tower top vapor and C 3+ rich first tower bottom liquid at the first distillation column; the first tower bottom liquid is separated into ethane-rich second tower top vapor and C 3+ rich second tower top vapor through the second distillation column. Second tower bottom liquid; second tower top vapor is cooled and condensated completely or partially to obtain condensate; one of the two or more logistics obtained by splitting condensate is mixed with the first tower top vapor; the mixture flow is condensated completely by heat exchange between heat exchanger and feed LNG to obtain liquid logistics; all or part of the liquid logistics is discharged as product LNG. The other part of the separated material is refluxed to the second distillation column, and the liquid at the bottom of the second column is discharged as a liquid fraction rich in C3+.

【技术实现步骤摘要】
用于分离烃的方法和装置本申请基于2017年11月1日提交的日本专利申请号2017-211791，并要求其优先权，该日本专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。
本专利技术涉及用于分离烃的方法和装置，其中所述方法和装置用于从液化天然气(LNG)中分离至少包括丙烷(在下文中有时称为“C3+NGL”。NGL：天然气液体)在内的具有3个以上碳原子的烃。
技术介绍
LNG在由生产国液化和出口后在消费国的LNG接收终端中接收和储存在LNG罐中。为了在最终用户中采用LNG作为燃料气体，将LNG通过泵加压，然后蒸发，并且送出到天然气管道。甲烷是LNG中的烃组分中的主要部分。LNG还含有乙烷和更重的具有3个以上碳原子的烃，包括丙烷。当LNG含有大量更重的烃时，LNG的热值变高，因此LNG可能不满足在各区域中的用户所需的管道天然气规格。另一方面，由于可以使用更重的烃作为石化工厂中的原料，与在采用它们作为城市燃气(citygas)或热电厂的燃料的情况相比，它们可以具有更高的市场价值。因此，可能需要在将进料LNG送到天然气管道之前，将更重的烃从在LNG接收终端接收的进料LNG中分离并且回收。因此，将进料LNG分离以获得C3+NGL，和富含甲烷和乙烷的LNG(该LNG在下文中可以称为“产物LNG”)。在用于从进料LNG中分离C3+NGL的方法中使用蒸馏塔。从蒸馏塔的塔顶获得产物LNG。为了将该蒸馏塔的塔顶蒸气送到天然气管道，将塔顶蒸气加压到管道压力，然后返回到LNG终端。当将该蒸馏塔的塔顶蒸气送回到LNG接收终端时，与在压缩气相中的蒸气的情况相比，在将蒸气液化，然后用泵将所得液体加压的情况下的加压所需的能量更低。美国专利号6,510,706、美国专利号2,952,984和美国专利号7,216,507中公开了用于从进料LNG中分离烃的方法，其中所述方法可以在不使用压缩机的情况下使蒸馏塔的塔顶蒸气完全冷凝。在美国专利号6,510,706中公开的用于从进料LNG中分离烃的方法中，使用进料LNG的一部分作为蒸馏塔的回流液体。因此，不能获得充足的回流效果，并且丙烷回收率较低。在美国专利号2,952,984中，由于使用冷凝的蒸馏塔的塔顶蒸气作为回流液体，回流效果高，并且可以获得高丙烷回收率。然而，由于仅使用了一个蒸馏塔，所以蒸馏塔中的蒸气负荷较高。因此，蒸馏塔的直径变大。在美国专利号7,216,507中，在蒸馏装置中使用两个蒸馏塔。因此，与其中在蒸馏装置中仅使用一个塔的情况相比，可以降低第一塔中的蒸气负荷。在本文中，作为用于使用两个蒸馏塔从进料LNG中分离烃的方法，相对于进料LNG物流位于上游的蒸馏塔可以称为“第一蒸馏塔”或“第一塔”，并且相对于进料LNG物流位于下游的蒸馏塔可以称为“第二蒸馏塔”或“第二塔”。然而，在美国专利号7,216,507中，通过升高第一塔的工作压力来使第一塔的塔顶蒸气完全冷凝。第一塔是在分离装置中具有最大体积的单元，因为其处理在进料LNG中作为主要组分含有的甲烷。因此，优选的是降低第一塔的工作压力。当工作压力低时，提高了分离效率，并且降低了塔中的负荷。另外，可以减小所需的构成蒸馏塔的压力容器的壁厚。因此，一直需要改善的用于分离烃的方法，其中将进料LNG分离成产物LNG(富含甲烷和乙烷的液体馏分)和富含C3+NGL(具有3个以上碳原子的烃，至少包括丙烷)的液体馏分。本专利技术的一个目的是提供一种用于分离烃的方法，其中将进料LNG分离成产物LNG和富含C3+NGL的液体馏分，并且其中可以同时实现以下i至iv。本专利技术的另一个目的是提供一种用于分离烃的装置，其中将进料LNG分离成产物LNG和富含C3+NGL的液体馏分，并且其中可以同时实现以下i至iv。i)能够通过使用两个蒸馏塔防止第一塔中的蒸气负荷升高。ii)能够使第一塔的塔顶蒸气完全冷凝而无需压缩机。iii)能够使用少量的效用(utility)(外部供应的热量)实现高的丙烷回收率。iv)能够使第一塔的工作压力较低。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供：一种用于分离烃的方法，其中将含有甲烷、乙烷和至少包括丙烷在内的具有3个以上碳原子的烃的进料液化天然气分离成富含甲烷和乙烷的液体馏分与富含所述具有3个以上碳原子的烃的液体馏分，所述方法包括：(a)将所述进料液化天然气在热交换器中加热以部分地蒸发所述进料液化天然气，从而获得气-液两相物流；(b)将所述气-液两相物流的全部或液相供应到第一蒸馏塔，并且通过所述第一蒸馏塔将所供应的所述气-液两相物流的全部或液相分离成富含甲烷的第一塔顶蒸气和富含乙烷和所述具有3个以上碳原子的烃的第一塔底液体；(c)通过第二蒸馏塔将所述第一塔底液体分离成富含乙烷的第二塔顶蒸气和富含所述具有3个以上碳原子的烃中的第二塔底液体；(d)将所述第二塔顶蒸气冷却以使所述第二塔顶蒸气的全部或一部分冷凝，从而获得冷凝液体；(e)将所述冷凝液体分割成两个以上物流，并且获得所分割的物流中的一个与所述第一塔顶蒸气的混合物流；(f)通过在所述换热器中与所述进料液化天然气交换热量使由步骤(e)获得的所述混合物流完全冷凝，以获得液体物流；(g)将由步骤(f)获得的所述液体物流的全部或一部分作为所述富含甲烷和乙烷的液体馏分排出；(h)将在步骤(e)中通过分割所述冷凝液体获得的两个以上物流中的另一个供应到所述第二蒸馏塔作为回流液体；和(i)将所述第二塔底液体作为富含所述具有3个以上碳原子的烃中的液体馏分排出。本专利技术的另一个方面提供：一种用于分离烃的装置，其中将含有甲烷、乙烷和至少包括丙烷在内的具有3个以上碳原子的烃的进料液化天然气分离成富含甲烷和乙烷的液体馏分与富含所述具有3个以上碳原子的烃的液体馏分，所述装置包括：热交换器，所述热交换器配置成将所述进料液化天然气加热以部分地蒸发所述进料液化天然气，从而获得气-液两相物流；第一蒸馏塔，所述气-液两相物流的全部或液相供应到所述第一蒸馏塔，并且所述第一蒸馏塔被配置成将所供应的所述气-液两相物流的全部或液相分离成富含甲烷的第一塔顶蒸气与富含乙烷和所述具有3个以上碳原子的烃的第一塔底液体；第二蒸馏塔，所述第二蒸馏塔被配置成将所述第一塔底液体分离成富含乙烷的第二塔顶蒸气和富含所述具有3个以上碳原子的烃的第二塔底液体；冷凝器，所述冷凝器被配置成将所述第二塔顶蒸气冷却以使所述第二塔顶蒸气的全部或一部分冷凝，从而获得冷凝液体；和管线，所述管线用于将所述冷凝液体分割成两个以上物流，并且用于获得所分割的物流中的一个与所述第一塔顶蒸气的混合物流，其中所述热交换器被配置成通过与所述进料液化天然气交换热量使所述混合物流完全冷凝，从而获得液体物流，并且其中所述装置还包括：第一排出管线，所述第一排出管线用于将由所述热交换器获得的所述液体物流的全部或一部分作为所述富含甲烷和乙烷的液体馏分排出；回流管线，所述回流管线用于将通过分割所述冷凝液体获得的两个以上物流中的另一个供应到所述第二蒸馏塔作为回流液体；和第二排出管线，所述第二排出管线用于将所述第二塔底液体作为富含所述具有3个以上碳原子的烃的液体馏分排出。本专利技术的一个方面提供一种用于分离烃的方法，其中将进料LNG分离成产物LNG和富含C3+NGL的液体馏分，并且其中可以同时实现上述i至iv。本专利技术的另一个方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分离烃的方法，其中将含有甲烷、乙烷和至少包括丙烷在内的具有3个以上碳原子的烃的进料液化天然气分离成富含甲烷和乙烷的液体馏分与富含所述具有3个以上碳原子的烃的液体馏分，所述方法包括：(a)将所述进料液化天然气在热交换器中加热以部分地蒸发所述进料液化天然气，从而获得气‑液两相物流；(b)将所述气‑液两相物流的全部或液相供应到第一蒸馏塔，并且通过所述第一蒸馏塔将所供应的所述气‑液两相物流的全部或液相分离成富含甲烷的第一塔顶蒸气与富含乙烷和所述具有3个以上碳原子的烃的第一塔底液体；(c)通过第二蒸馏塔将所述第一塔底液体分离成富含乙烷的第二塔顶蒸气和富含所述具有3个以上碳原子的烃的第二塔底液体；(d)将所述第二塔顶蒸气冷却以使所述第二塔顶蒸气的全部或一部分冷凝，从而获得冷凝液体；(e)将所述冷凝液体分割成两个以上物流，并且获得所分割的物流中的一个与所述第一塔顶蒸气的混合物流；(f)通过在所述换热器中与所述进料液化天然气交换热量，使由步骤(e)获得的所述混合物流完全冷凝，以获得液体物流；(g)将由步骤(f)获得的所述液体物流的全部或一部分作为所述富含甲烷和乙烷的液体馏分排出；(h)将在步骤(e)中通过分割所述冷凝液体获得的两个以上物流中的另一个供应到所述第二蒸馏塔作为回流液体；和(i)将所述第二塔底液体作为富含所述具有3个以上碳原子的烃的液体馏分排出。...

【技术特征摘要】
2017.11.01 JP 2017-2117911.一种用于分离烃的方法，其中将含有甲烷、乙烷和至少包括丙烷在内的具有3个以上碳原子的烃的进料液化天然气分离成富含甲烷和乙烷的液体馏分与富含所述具有3个以上碳原子的烃的液体馏分，所述方法包括：(a)将所述进料液化天然气在热交换器中加热以部分地蒸发所述进料液化天然气，从而获得气-液两相物流；(b)将所述气-液两相物流的全部或液相供应到第一蒸馏塔，并且通过所述第一蒸馏塔将所供应的所述气-液两相物流的全部或液相分离成富含甲烷的第一塔顶蒸气与富含乙烷和所述具有3个以上碳原子的烃的第一塔底液体；(c)通过第二蒸馏塔将所述第一塔底液体分离成富含乙烷的第二塔顶蒸气和富含所述具有3个以上碳原子的烃的第二塔底液体；(d)将所述第二塔顶蒸气冷却以使所述第二塔顶蒸气的全部或一部分冷凝，从而获得冷凝液体；(e)将所述冷凝液体分割成两个以上物流，并且获得所分割的物流中的一个与所述第一塔顶蒸气的混合物流；(f)通过在所述换热器中与所述进料液化天然气交换热量，使由步骤(e)获得的所述混合物流完全冷凝，以获得液体物流；(g)将由步骤(f)获得的所述液体物流的全部或一部分作为所述富含甲烷和乙烷的液体馏分排出；(h)将在步骤(e)中通过分割所述冷凝液体获得的两个以上物流中的另一个供应到所述第二蒸馏塔作为回流液体；和(i)将所述第二塔底液体作为富含所述具有3个以上碳原子的烃的液体馏分排出。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(d)中使所述第二塔顶蒸气过冷。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将由步骤(f)获得的所述液体物流的一部分作为步骤(g)中的所述富含甲烷和乙烷的液体馏分排出；并且其中所述方法包括：(j)将由步骤(f)获得的所述液体物流的剩余部分供应到所述第一蒸馏塔作为回流液体。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，所述方法包括：(k)进行由步骤(a)获得的所述气-液两相物流的气-液分离，将由所述气-液分离获得的液相供应到步骤(b)中的所述第一蒸馏塔，和将由所述气-液分离获得的气相混合到所述第一塔顶蒸气中。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使用在所述第一蒸馏塔内部的流体的冷热量将加热介质冷却，并且使用经冷却的加热介质进行步骤(d)中的所述冷却。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中通过靠热交换将在所述第一蒸馏塔内部的流体的冷热量直接提供给所述第二塔顶蒸气来进行步骤(d)中的所述冷却。7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中步骤(d)中的所述冷却使用外部制冷剂进行。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，所述方法包括：在步骤(b)之前使用与步骤(a)中使用的所述热交换器分开的另一热交换器来加热由步骤(a)获得的所述气-液两相物流。9.一种用于分离烃的装置，其中将含有甲烷、乙烷和至少包括丙烷在内的具有3个以上碳原子的烃的进料液化天然气分离成富含甲烷和乙烷的液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：山森康之，张小雪，
申请(专利权)人：东洋工程株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP