公开了一种用来从烃气流回收乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、及重质烃组分的工艺。该流被冷却并且此后膨胀到分馏塔压力，及在塔中下部进料位置处供给到分馏塔。蒸馏流从在流的进料点下面的塔退出，并且然后被导向成与塔顶馏出的蒸汽流成热交换关系，以冷却蒸馏流和冷凝其至少一部分，形成冷凝流。冷凝流的至少一部分在塔中上部进料位置处导向到分馏塔。再循环流在它已经加热和压缩之后从塔顶退出。压缩再循环流被充分冷却以基本冷凝它，并且然后被膨胀。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于分离包含烃的气体的工艺。申请人根据美国法典标题35，章节119(e)要求于2005年6月20日提出的在先美国临时申请No. 60/692,126的优先斥又。
技术介绍
乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、和/或重质烃可以从各种气体回收，各 种气体如天然气、炼油厂气、及从诸如煤、原油、石脑油、油页岩、 焦油砂及褐煤之类的其它烃类材料得到的合成气体流。天然气通常具 有较大比例的甲烷和乙烷，即甲烷和乙烷一起构成气体的至少50摩尔 百分数。气体也包含较少量的如丙烷、丁烷、戊烷之类的重质烃，以 及氢、氮、二氧化碳、及其它气体。本专利技术一般涉及从这样的气体流回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、 及重质烃。按照本专利技术处理的气体流按近似摩尔百分数进行典型分析， 是91.6%的甲烷、4.2%的乙烷和其它Q组分、1.3%的丙烷和其它<:3 组分、0.4%的异丁烷、0.3%的正丁烷、0.5%的戊烷+、 1.4%的二氧化 碳，其余由氮组成。含硫气体有时也存在。天然气和其天然气液体(NGL)组分的价格的历史周期波动已经 时常减小乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、及作为液体产品的重质组分的增 加值。这已经导致对于可提供的更高效回收这些产品的工艺、对于能 以较低资金投资和较低生产费用提供高效回收的工艺、及对于可容易 地适应或调节以在大范围上改变特定组分的回收率的工艺的需要。用 来分离这些物质的适用工艺包括那些基于气体的冷却和致冷、油吸附、 及致冷油吸附的工艺。另外，因为可以获得产生动力而同时膨胀并从 被处理气体吸收热量的经济型设备，低温工艺已经普遍使用。依据气 体源的压力、气体的丰度(乙烷、乙烯、及重质烃含量)、及希望的最终产品，可以采用这些工艺的每一种或其组合。低温膨胀工艺现在一般对于天然气液体回收是优选的，因为它为 启动容易、操作灵活性、良好效率、安全性、及良好可靠性提供最大简单性。美国专利No.3，292，380; No.4，061，481; No.4，140，504; No.4，157，904; No.4，171，964; No.4，185，978; No.4，251，249; No.4，278，457 No.4，519,824; No.4，617，039; No.4，687，499; No.4，689，063; No.4，690，702 No.4，854，955; No.4，869，740; No.4，889，545; No.5，275，005; No.5，555，748 No.5，568，737; No.5，T71，712; No.5，799，507; No.5，881，569; No.5，890，378 No.5，983，664; No.6，182，469; No.6，712，880; No.6，915,662;重新公布 的美国专利No.33，408;美国申请公报No.2002/0166336 Al;及共同待 决申请No.ll/201，358描述了相关工艺(尽管本专利技术的描述在某些情况在典型的低温膨胀回收工艺中，在压力下供给的气体流通过与工 艺的其它流和/或诸如丙烷压缩-致冷系统之类的外部致冷源进行热交 换而冷却。当气体被冷却时，液体可以被冷凝或收集到一个或多个分离器中，作为包含一些希望的C2+或C3+组分的高压液体。依据气体的丰度和形成的液体量，高压液体可以膨胀到较低压力并且被分馏。 在液体膨胀期间发生的汽化导致流的进一步冷却。在某些条件下，可 能希望在膨胀之前预冷却高压液体，以便进一步降低由膨胀生成的温 度。由液体和蒸汽的混合物组成的膨胀流在蒸馏(脱甲烷器或脱乙烷 器)塔中被分馏。在塔中，膨胀冷却流被蒸馏，以把作为塔顶馏出物 蒸汽的残余甲烷、氮、及其它易挥发气体与作为底部液体产品的希望的C2组分、C3组分及重质烃组分分离开，或者把作为塔顶馏出物蒸 汽的残余曱烷、C2组分、氮、及其它易挥发气体与作为底部液体产品的希望C3组分和重质烃组分分离开。如果进料气体不完全冷凝(典型地它不会)，则部分冷凝剩余的蒸 汽可通过做功膨胀机械或装置、或膨胀阀，传递到较低压力，在该较 低压力下另外的液体作为流进一步冷却的结果被冷凝。膨胀之后的压 力基本上与蒸馏塔操作压力相同。然后膨胀流作为顶部进料供给到脱甲烷器。典型地，膨胀流的蒸汽部分和脱曱烷器塔顶馏出物蒸汽在分 馏塔的上部分离器部分组合，作为残余的甲烷产物气体。或者，冷却 和膨胀的流可以供给到分离器，以提供蒸汽和液体流。蒸汽与塔顶馏出物相组合，并且液体被供给到塔作为塔顶进料(top column feed )。在这样一种分离工艺的理想操作中，离开工艺的残余气体将主要 包含进料气体中的所有甲烷，而基本上没有重质烃组分，并且离开脱 曱烷器的底部馏分将主要包含所有的重质烃组分，而基本上没有曱烷 或更多的挥发性组分。然而，在实际中，由于两个主要原因得不到这 种理想情形。第一原因是，传统的脱甲烷器大都作为提馏塔操作。该 工艺的甲烷产物因此典型地包括离开塔的顶部分馏段的蒸汽以及未经任何精馏步骤的蒸汽。发生C2、 C3及C4+组分的显著损失是因为顶部液体进料包含相当量的这些组分，在离开脱曱烷器的顶部分馏段的蒸汽中导致对应平衡量的C2组分、C3组分、C4组分、及重质烃组分。 如果能使上升蒸汽能够与从蒸汽中吸收C2组分、C3组分、C4组分、及重质烃组分的大量液体(回流)接触，则能显著减小这些希望组分 的损失。不能得到这种理想情形的第二原因是，在进料气体中包含的二氧 化碳在脱曱烷器中分馏，并且即使当进料气体包含的二氧化碳小于1%的浓度在塔中也会积累到高达5%至10%或更大的浓度。在这样的 高浓度下，固体二氧化碳的形成依据温度、压力及液体溶解性可能发 生。众所周知，天然气流通常包含二氧化碳，有时含量相当大。如果 在进料气体中的二氧化碳浓度足够高，则由于固体二氧化碳堵塞工艺 设备而不能如希望的那样处理进料气体(除非添加二氧化碳清除设备， 这实质上会增加投资成本)。本专利技术提供一种用来产生补充液体回流流 束的装置，该补充液体回流流束将改进对于希望产品的回收效率，而 同时实质地减轻二氧化碳结冰的问题。在最近几年，用于烃分离的优选工艺使用上部吸收器段，以提供 上升蒸汽的辅助精馏。用于上部精馏段的回流流束的源典型地是在压 力下供给的残余气体的再循环流。再循环残余气体流通常与其它工艺流，例如冷分馏塔塔顶馏出物，通过热交换被冷却到充分冷凝。生成 的充分冷凝的流然后通过一个适当的膨胀装置，如一个膨胀阀，膨胀 到脱曱烷器的操作压力。在膨胀期间，液体的一部分通常将汽化，导 致整个流的冷却。然后闪胀流作为顶部进料供给到脱甲烷器。典型地， 膨胀流的蒸汽部分和脱甲烷器塔顶馏出物蒸汽在分馏塔中在上部分离 器段中组合，作为残余的曱烷产物气体。或者，冷却和膨胀的流可以 供给到一个分离器，以提供蒸汽和液体流，从而此后蒸汽与塔顶馏出 物相组合，并且液体被供给到塔中作为塔顶进料。这种类型的典型处理方案公开在美国专利No.4，889，545; No.5，568，737; No.5，881,569; No.6，712，880; 及Mowrey， E. Ross， "Efficient, High Recovery of Liquids 本文档来自技高网...
【技术保护点】
在一种用来把包含甲烷、Ｃ↓［２］组分、Ｃ↓［３］组分、及重质烃组分的气体流分离成易挥发残余气体馏分和较不易挥发馏分的工艺中，较不易挥发馏分主要部分包含所述Ｃ↓［２］组分、Ｃ↓［３］组分、及重质烃组分或所述Ｃ↓［３］组分和重质烃组分，在该工艺中（ａ）所述气体流在压力下被冷却，以提供冷却流；（ｂ）所述冷却流膨胀到较低压力，借此它被进一步冷却；及（ｃ）所述进一步冷却的膨胀流被导向到蒸馏塔中并在所述较低压力下被分馏，借此回收所述较不易挥发馏分的组分；改进在于，所述进一步冷却的膨胀流被导向到在所述蒸馏塔上的塔中部的第一进料位置；并且（１）蒸汽蒸馏流从在所述塔中部的第一进料位置下面的所述蒸馏塔的区域回收，并且被充分冷却使其至少一部分被冷凝，由此在所述蒸汽蒸馏流被冷却之后，形成冷凝流和包含任何未冷凝蒸汽剩余物的残余蒸汽流；（２）至少一部分所述冷凝流从所述塔中部的第一进料位置上方的塔中部的第二进料位置处供给到所述蒸馏塔；（３）塔顶馏出的蒸汽流从所述蒸馏塔的上部区域回收，并且被导向成与至少所述蒸汽蒸馏流成热交换关系并被加热，由此供给步骤（１）的冷却的至少一部分；（４）所述加热的塔顶馏出的蒸汽流与任何所述残余蒸汽流相组合，以形成加热的组合蒸汽流；（５）所述加热的组合蒸汽流被压缩到较高压力，并且此后分成所述易挥发残余气体馏分和压缩再循环流；（６）所述压缩再循环流被充分冷却以基本冷凝它；（７）所述基本冷凝的压缩再循环流膨胀到所述较低压力，并且从顶部进料位置处供给到所述蒸馏塔；及（８）进入所述蒸馏塔的所述进料流的量和温度有效地使所述蒸馏塔的塔顶温度保持在一个温度下，借此回收在所述较不易挥发馏分中的组分的主要部分。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RN皮特曼，JD威尔金森，JT林奇，HM赫德森，KT奎利亚尔，TL马丁内斯，
申请(专利权)人：奥特洛夫工程有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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