从初始天然气流中提取乙烷的方法和相应的设备技术

从初始天然气流中提取乙烷的方法和相应的设备。这种方法包括以下步骤：回收和压缩来自分离塔(34)的顶流(98)以形成压缩净化天然气流(102)；在液化单元(24)中对压缩净化天然气流(102)进行液化以形成加压液化天然气流(120)；对加压液化天然气流(120)进行闪蒸膨胀并回收于储存器(66)中；回收和压缩来自膨胀的闪蒸气流(126)；将压缩闪蒸气流(132)分离成燃料流(20)和再循环流(134)；对再循环流(134)进行冷却和膨胀，然后将冷却和膨胀的再循环流引入分离塔(34)的顶层级。入分离塔(34)的顶层级。入分离塔(34)的顶层级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从初始天然气流中提取乙烷的方法和相应的设备


[0001]本专利技术涉及一种从初始天然气流中提取乙烷的方法，该方法包括以下步骤：
[0002]‑
在至少一个第一上游热交换器中冷却初始天然气流，以形成冷却天然气流；
[0003]‑
将冷却天然气流分离成液流和气流；
[0004]‑
膨胀所述液流并将来自液流的至少一股流在第一高度处引入用于分离甲烷和C2+烃的分离塔；
[0005]‑
由气流形成涡轮进料流；
[0006]‑
在动态膨胀涡轮中膨胀所述涡轮进料流，并将来自动态膨胀涡轮的膨胀流在第二高度处引入分离塔；
[0007]‑
将从分离塔回收的富含C2+烃的底流引入分馏塔，并从分馏塔回收乙烷流；
[0008]‑
回收并压缩来自分离塔的顶流的至少一部分以形成压缩净化天然气流；
[0009]‑
在液化单元中对压缩净化天然气流进行液化以形成加压液化天然气流；
[0010]‑
对加压液化天然气流进行闪蒸膨胀，并在储存器中回收膨胀液化天然气；
[0011]‑
回收来自所述加压液化天然气流膨胀的至少一股闪蒸气流；
[0012]‑
压缩所述至少一股闪蒸气流。

技术介绍

[0013]这种方法特别是用于从初始天然气中提取乙烷和C3+烃，同时产生加压处理后的天然气，加压处理后的天然气然后在被膨胀以储存之前被液化。
[0014]乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和较重烃可以从例如天然气、炼油厂气体和从其他烃源如煤、原油、石脑油获得的合成气体的气体中提取。
[0015]天然气通常含有大部分的甲烷和乙烷(例如，甲烷和乙烷构成气体的至少50mol％)。天然气还可以含有数量更可忽略不计的较重烃如丙烷、丁烷、戊烷以及还有氢气、氮气和二氧化碳。
[0016]这里描述的专利技术更特别的是涉及从天然气中回收乙烷、丙烷和较重烃。除天然气中的重质烃如乙烷、丙烷和丁烷能以高纯度分别贩卖而获得很高价值的事实外，这些烃可能会在运输过程中冷凝或在液化交换器中冻结(对于最重的烃)。
[0017]上述情况可能导致发生事故，如运输设施中出现液塞或液化厂关闭以疏通冻结的交换器。
[0018]文献US 6 578 379描述了一种从天然气流中回收乙烷和丙烷的非常有效的方法。这种方法通常以非常有效的方式运行，特别是以便获得天然气进料中所含的乙烷的非常高的提取率(例如大于99mol％)，同时最小化能耗。
[0019]为获得这样的提取率，已知使用乙烷极贫流作为主回流即用于甲烷和乙烷分离塔的最高回流。
[0020]为此，从来自甲烷和乙烷分离塔顶部的再压缩气体中提取再流通流。所述再流通流以与来自塔顶部的气体逆流的方式被冷却，然后被膨胀以形成引入塔顶部处的主回流。
[0021]然而，在某些操作条件下，主回流的质量可能在温度和/或组成方面会发生恶化。
[0022]例如，如果主回流变得贫甲烷，则塔中的乙烷分离率就会下降，在塔顶部处产生的顶流的质量就会进一步恶化，从而加剧主回流中的甲烷贫化。则出现“滚雪球”效应，从而导致乙烷提取率大幅下降。特别是如果液体被夹裹在塔的上板上，就可能会出现这种情况。

技术实现思路

[0023]本专利技术的一目的是提供一种灵活和非常有效的从初始天然气流中提取乙烷和C3+烃的方法，其中在分离塔顶流质量发生波动时乙烷提取率根本不受影响或只受轻微影响。
[0024]为此，本专利技术的主题是一种上述类型的方法，其特征在于以下步骤：
[0025]‑
将压缩闪蒸气流分离成燃料流和再循环流；
[0026]‑
冷却并至少部分地膨胀所述再循环流，然后将冷却和膨胀的再循环流引入分离塔的顶层级。
[0027]根据本专利技术的方法可以包括单独采用或根据任何技术上可能的组合采用的一个或多个以下特征：
[0028]‑
再循环流的甲烷浓度大于90mol％，特别是大于95mol％；
[0029]‑
再循环流的引入是在从分离塔的顶部开始的第一层级处进行的；
[0030]‑
再循环流被引入第一上游热交换器中并在第一上游热交换器中通过与来自分离塔的顶流进行热交换而被冷却；
[0031]‑
所述方法包括将气流分离成引入动态膨胀涡轮的涡轮进料流、和回流，回流在第二上游热交换器中被冷却并经静态膨胀后在比再循环流更低处被引入分离塔；
[0032]‑
再循环流的冷却包括使再循环流流经第二热交换器；
[0033]‑
再循环流的膨胀包括使再循环流流动经过静态膨胀阀；
[0034]‑
顶部的压缩净化天然气的至少一部分布置成在下游热交换器中与闪蒸气流交换热量；
[0035]‑
所述方法包括在液化单元上游从压缩净化天然气流中提取再流通流，再流通流被冷却、膨胀并引入分离塔；
[0036]‑
加压液化天然气流在动态或静态膨胀部件中膨胀，然后被引入闪蒸罐，以被分离成闪蒸气流和引入储存器的膨胀液化天然气；
[0037]‑
当膨胀液化天然气被引入储存器时，在储存器中形成至少一股闪蒸气流；
[0038]‑
加压液化天然气流不流经闪蒸罐而直接被引入储存器；
[0039]‑
来自分离塔的顶流的压缩在与动态膨胀涡轮相连的至少一个第一压缩机中、然后在压缩机械中进行，以便形成压缩净化天然气流，所述压缩机械依次包括第二压缩机、用于第二压缩机中压缩过的气体的冷却器和第三压缩机；
[0040]‑
来自分馏塔的顶流被冷却并部分冷凝，然后被引入顶罐，乙烷流在顶罐的顶部处被回收，顶罐的底流作为回流被重新引入分馏塔；
[0041]‑
来自冷却天然气流分离的全部气流没有分离而都形成送到动态膨胀涡轮的涡轮进料流。
[0042]本专利技术还涉及一种用于从初始天然气流中提取乙烷的设备，包括：
[0043]‑
至少一个第一上游热交换器，适于冷却初始天然气流，以形成冷却天然气流；
[0044]‑
分离器，用于将冷却天然气流分离成液流和气流；
[0045]‑
膨胀液流的部件；
[0046]‑
分离甲烷和C2+烃的分离塔和将来自膨胀的液流的至少一股流在第一高度处引入分离塔的系统；
[0047]‑
由气流形成涡轮进料流的系统；
[0048]‑
适于膨胀所述涡轮进料流的动态膨胀涡轮、以及将来自动态膨胀涡轮的膨胀流在第二高度处引入分离塔的系统，
[0049]‑
分馏塔、将来自分离塔的富含C2+烃的底流引入分馏塔的系统、以及从分馏塔回收乙烷流的系统；
[0050]‑
回收和压缩来自分离塔的顶流的至少一部分以形成压缩净化天然气流的系统；
[0051]‑
所述压缩净化天然气流用的液化单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从初始天然气流(12)中提取乙烷的方法，包括以下步骤：
‑
在至少一个第一上游热交换器(28)中冷却初始天然气流(12)，以形成冷却天然气流(80)；
‑
将冷却天然气流(80)分离成液流(82)和气流(84)；
‑
膨胀所述液流(82)并将来自液流(82)的至少一股流在第一高度(N1)处引入用于分离甲烷和C2+烃的分离塔(34)；
‑
由气流(84)形成涡轮进料流(90)；
‑
在动态膨胀涡轮(36)中膨胀所述涡轮进料流(90)，并将来自动态膨胀涡轮(36)的膨胀流(94)在第二高度(N2)处引入分离塔(34)；
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将从分离塔(34)回收的富含C2+烃的底流引入分馏塔(48)，并从分馏塔(48)回收乙烷流(14)；
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回收并压缩来自分离塔(34)的顶流(98)的至少一部分以形成压缩净化天然气流(102)；
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在液化单元(24)中对压缩净化天然气流(102)进行液化以形成加压液化天然气流(120)；
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对加压液化天然气流(120)进行闪蒸膨胀，并在储存器(66)中回收膨胀液化天然气(18)；
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回收来自所述加压液化天然气流(120)膨胀的至少一股闪蒸气流(126；162)；
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压缩所述至少一股闪蒸气流(126；162)，其特征在于以下步骤：
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将压缩闪蒸气流(132；164)分离成燃料流(20)和再循环流(134)；
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至少部分地冷却并膨胀所述再循环流(134)，然后将冷却和膨胀的再循环流引入分离塔(34)的顶层级。2.根据权利要求1所述的方法，其中，再循环流(134)的甲烷浓度大于90mol％，特别是大于95mol％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，再循环流(134)的引入是在从分离塔(34)顶部开始的第一层级进行的。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，再循环流(134)被引入第一上游热交换器(28)中并在第一上游热交换器中通过与来自分离塔(34)的顶流(98)进行热交换而被冷却。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括将气流(84)分离成引入动态膨胀涡轮(36)的涡轮进料流(90)、和回流(92)，回流(92)在第二上游热交换器(30)中被冷却并经静态膨胀后在比再循环流(134)更低处被引入分离塔(34)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，再循环流(134)的冷却包括使再循环流(134)流经第二热交换器(30)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，再循环流(134)的膨胀包括使再循环流(134)流动经过静态膨胀阀(136)。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，顶部的压缩净化天然气(102)的至少一部分布置成在下游热交换器(68)中与闪蒸气流(126)交换热量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在液化单元(24)上游从压缩净化天然气流(102)中提取再流通流(142)，再流通流(142)被冷却、膨胀并引入分离塔(34)。10.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：德希尼布能源法国公司，
类型：发明
国别省市：