專利名稱：從氣態(tài)天然氣物流中脫除天然氣液體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從氣態(tài)天然氣物流中脫除天然氣液體。在說(shuō)明書(shū)與權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)天然氣液體是指稱較重的烴如液化石油氣組分與天然汽油。
背景技術(shù)：
因?yàn)樘烊粴庖后w具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值且因?yàn)槊摮烊粴庖后w會(huì)降低天然氣物流的熱值，所以要將天然氣液體脫除。
通過(guò)實(shí)例確定要從中脫除天然氣液體的天然氣物流的摩爾組成為甲烷86摩爾％，乙烷6摩爾％，丙烷4摩爾％，丁烷以上1摩爾％，而其余量則由其它組分如氮?dú)?、二氧化碳和氦氣組成。
本發(fā)明具體涉及在提高的壓力如在大于3MPa(絕壓)和小于天然氣臨界壓力(約7MPa(絕壓))的壓力下從天然氣物流中脫除天然氣液體。
US 5325673公開(kāi)了一種從天然氣物流中脫除較重的烴的方法，其公開(kāi)一種通過(guò)從中脫除較重?zé)N而預(yù)先處理用于液化作用的天然氣物流的方法，包括以下步驟a)將天然氣進(jìn)料物流導(dǎo)入具有上部富集段與下部汽提段的洗滌塔中；b)將進(jìn)料物流與導(dǎo)入塔的上部富集段的液態(tài)回流物流接觸，以吸收進(jìn)料物流中的C5+烴；c)回收含有C2-C4烴且具有小于約1ppm的C6+烴濃度的塔頂蒸汽產(chǎn)品；d)再沸塔下段內(nèi)的部分液體，以從進(jìn)料物流中汽提出較輕的烴；e)回收富含C5+烴的液態(tài)塔底產(chǎn)品；和f)操作塔以獲得主要存在于塔頂產(chǎn)品中的C2-C4烴。
此已知方法針對(duì)的是獲得具有很低C6+烴濃度的塔頂產(chǎn)品，但該塔頂產(chǎn)品仍含有相當(dāng)多的乙烷、丙烷與丁烷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種從氣態(tài)天然氣物流中脫除天然氣液體的方法，其中達(dá)到高壓分離，且具有高的丙烷回收率及高的甲烷和乙烷脫除率。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種脫除天然氣液體的方法，其中不需再沸器。
為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種在提高壓力下從氣態(tài)天然氣物流中脫除天然氣液體，以獲得天然氣液體含量降低的氣態(tài)產(chǎn)品物流的方法，包括以下步驟(a)將天然氣物流冷卻；(b)將冷卻的天然氣物流導(dǎo)入洗滌塔的底部，所述洗滌塔具有下部汽提段及上部吸收段，每一段含有至少一塊理論板；(c)使天然氣上升通過(guò)洗滌塔，并從洗滌塔塔頂脫除塔頂物流；(d)部分冷凝所述塔頂物流，及將所述部分冷凝的塔頂物流分離成天然氣液體含量降低的氣態(tài)物流及液態(tài)回流物流，并將所述氣態(tài)物流作為天然氣液體含量降低的氣態(tài)產(chǎn)品物流脫除；(e)將液態(tài)回流物流分成第一回流物流與第二回流物流；(f)將第一回流物流導(dǎo)入洗滌塔的吸收段頂部；(g)將第二回流物流導(dǎo)入汽提段頂部，以汽提出所要的輕質(zhì)氣態(tài)組分；和(h)從洗滌塔塔底脫除富含較重組分的液態(tài)塔底物流。
適當(dāng)?shù)兀景l(fā)明的方法還包含將烴液體導(dǎo)入吸收段頂部。


現(xiàn)將通過(guò)實(shí)例參考附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，其中圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施方案的示意圖；和圖2為本發(fā)明第二種實(shí)施方案的示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先參照?qǐng)D1。將包含天然氣液體(C2-C4烴C5+烴)的氣態(tài)天然氣物流(其基本不含酸性氣體)經(jīng)由管線1供應(yīng)至換熱器2，該物流于換熱器2中被部分冷凝。部分冷凝的天然氣經(jīng)由管線3供應(yīng)至洗滌塔6的底部。進(jìn)入洗滌塔的天然氣壓力介于約3-7MPa(絕壓)之間，且溫度介于0和-20℃之間。
洗滌塔6于供應(yīng)天然氣的壓力下操作。洗滌塔6包含兩段，即下部汽提區(qū)7以及通過(guò)間隔9與汽提區(qū)7隔開(kāi)的上部吸收段8。汽提段7包含1-4塊理論分離板，而吸收段8包含4-10塊理論板。理論板可通過(guò)接觸塔板或適當(dāng)?shù)奶盍蟻?lái)提供。
使天然氣物流的氣態(tài)餾分在洗滌塔6中上升通過(guò)汽提段7與吸收段8。天然氣物流的液態(tài)餾分經(jīng)由管線10從洗滌塔6脫除。
從洗滌塔6的頂部經(jīng)由管線12脫除塔頂物流，該塔頂物流的天然氣液體含量降低。該塔頂物流于換熱器14中部分冷凝，并于分離容器17中分離成液態(tài)物流與氣態(tài)產(chǎn)品物流。氣態(tài)產(chǎn)品物流經(jīng)由管線20移出分離容器17，并送至使氣態(tài)產(chǎn)品物流液化的裝置(未畫(huà)出)。從管線21脫除液態(tài)物流。部分冷凝的塔頂物流的溫度是介于-25℃至-65℃的范圍內(nèi)，且在部分冷凝的塔頂物流內(nèi)的液體含量介于10-35摩爾％(以總塔頂物流為基準(zhǔn))之間。適當(dāng)?shù)兀趯鈶B(tài)產(chǎn)品輸送離開(kāi)之前，可將從管線20脫除的氣態(tài)產(chǎn)品物流供應(yīng)至換熱器14(未畫(huà)出)，以提供用于部分冷凝塔頂物流的冷量。
經(jīng)由管線22將部分液態(tài)物流作為第一回流物流導(dǎo)入洗滌塔6的頂部吸收段8的上方作為吸收劑。將此液體加到吸收段8中而與來(lái)自汽提段7的氣體逆流接觸。比甲烷更重的組分則被作為吸收劑的第一回流物流從氣體中脫除。
將液態(tài)物流的剩余物作為第二回流物流經(jīng)由管線23導(dǎo)入洗滌塔6內(nèi)位于汽提段7上方的間隔9中。在汽提段7中，將第二回流物流和從吸收段8下降的液體與上升的天然氣物流氣態(tài)餾分逆流接觸。氣態(tài)餾分從液態(tài)物流中脫除輕質(zhì)組分(甲烷和乙烷)。之后將具有低濃度輕質(zhì)組分的液態(tài)物流經(jīng)由管線10從洗滌塔6的底部脫除。
適當(dāng)?shù)?，在管線23中第二回流物流的量為從分離容器17脫除的液態(tài)物流的10-95重量％之間。
另外，可將烴液體經(jīng)由管線25導(dǎo)入吸收段8的頂部。適當(dāng)?shù)臒N液體為丁烷。適當(dāng)?shù)兀烁郊游談┑牧繛榻?jīng)由管線22供應(yīng)的液體量的1-4倍。適當(dāng)?shù)兀烁郊游談┯啥⊥榧岸⊥橐陨辖M分所組成。
現(xiàn)參照?qǐng)D2。請(qǐng)注意，參考圖1所討論的元件將給予相同的符號(hào)，而將不在此討論。將經(jīng)由管線10脫除的液態(tài)塔底流導(dǎo)入汽提塔30的頂部，以從液態(tài)塔底物流中汽提出氣態(tài)組分如甲烷和乙烷。汽提塔30具有包括至少一塊理論分離板的汽提段33。汽提段33適當(dāng)?shù)匕?-10塊理論分離板。在汽提塔30內(nèi)的壓力為介于2-3.5MPa(絕壓)的范圍。為了使液態(tài)塔底物流的壓力減低，管線10包括壓力減低閥34。
液態(tài)物流從汽提塔30底部經(jīng)由管線35脫除。部分液態(tài)塔底物流于再沸器36內(nèi)蒸發(fā)，并將所得蒸汽導(dǎo)入汽提塔30的底部。剩余物則經(jīng)由管線38離開(kāi)至儲(chǔ)槽(未畫(huà)出)或至另一個(gè)處理過(guò)程中(未畫(huà)出)。
汽態(tài)塔頂物流從汽提塔30頂部經(jīng)由管線40脫除。氣態(tài)塔頂物流于換熱器43內(nèi)部分冷凝以獲得部分冷凝的氣態(tài)塔頂物流。于分離器46中將部分冷凝的塔頂物流分離成液態(tài)餾分與氣態(tài)餾分。將液態(tài)餾分從管線48移出并作為回流導(dǎo)入汽提塔30的頂部。將氣態(tài)餾分經(jīng)由管線50移出并加入氣態(tài)產(chǎn)品物流中。任選使用壓縮機(jī)53將氣態(tài)塔頂餾分的壓力增加至氣態(tài)產(chǎn)品物流的壓力。
適當(dāng)?shù)?，將?jīng)由管線20移出的至少部分氣態(tài)產(chǎn)品物流供應(yīng)至換熱器14，以提供用于部分冷凝塔頂物流12的冷量。
適當(dāng)?shù)?，氣態(tài)塔頂餾分通過(guò)與經(jīng)由管線20供應(yīng)至換熱器43的氣態(tài)產(chǎn)品物流間接換熱而部分冷凝。
適當(dāng)?shù)?，?jīng)由管線10而從洗滌塔6脫除的液態(tài)塔底物流通過(guò)在換熱器55內(nèi)與氣態(tài)產(chǎn)品物流間接換熱而冷卻。
于換熱器2中，將管線1內(nèi)的天然氣物流部分冷凝，這一點(diǎn)適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)與氣態(tài)產(chǎn)品物流間接換熱而進(jìn)行。
適當(dāng)?shù)?，供?yīng)至洗滌塔6的烴液體在換熱器57中通過(guò)與氣態(tài)塔頂餾分間接換熱而冷卻。
現(xiàn)通過(guò)實(shí)例方式參考三組計(jì)算實(shí)例來(lái)描述本發(fā)明。于并非依據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)例中，僅將經(jīng)由管線22的回流供應(yīng)至洗滌塔6的頂部。于依據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)例中，經(jīng)由管線22與23供應(yīng)回流。而于依據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)例中，經(jīng)由管線25供應(yīng)附加的烴液體。選擇每個(gè)實(shí)例中的操作條件以使天然氣液體的回收最大化。
于所有實(shí)例中，洗滌塔含有八塊理論分離板。于依據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)例中，汽提段7含有二塊理論分離板，而吸收段8含有六塊理論分離板。
其結(jié)果概述于下表1-8中。
于表中，摩爾流量的單位為kmol/s，質(zhì)量流量的單位為kg/s，溫度的單位為℃，壓力的單位為MPa(絕壓)，而摩爾組成的單位為mol％。丁烷及丁烷以上組分為丁烷、異丁烷、戊烷、異戊烷、己烷以及庚烷。在組成中提及的其它組分為水、氮?dú)?、硫化氫、二氧化碳以及氦氣?br> 表1 經(jīng)由管線3供應(yīng)的部分冷凝進(jìn)料的數(shù)據(jù)

表2 從洗滌塔頂部經(jīng)由管線12脫除的塔頂物流的數(shù)據(jù)。請(qǐng)注意因?yàn)閮?nèi)部循環(huán)，其流量大于管線3內(nèi)的流量。

表3 經(jīng)由管線22供應(yīng)至洗滌塔6頂部的回流的數(shù)據(jù)

表4 經(jīng)由管線23供應(yīng)至洗滌塔6汽提段7頂部的回流的數(shù)據(jù)

表5 經(jīng)由管線25供應(yīng)至洗滌塔6頂部的烴液體的數(shù)據(jù)

表6 經(jīng)管線20脫除的氣態(tài)產(chǎn)品物流的數(shù)據(jù)

表7 從洗滌塔6底部經(jīng)由管線10脫除的進(jìn)料氣體的液體餾分的數(shù)據(jù)

通過(guò)比較從洗滌塔6底部經(jīng)由管線10脫除的液態(tài)物流的烴含量，可將結(jié)果概述于表8中。
表8 經(jīng)由管線10脫除的液態(tài)物流的組成，按經(jīng)由管線1供應(yīng)的進(jìn)料組成的百分比計(jì)(考慮到最后一個(gè)實(shí)例中經(jīng)由管線25供應(yīng)的吸收液體)。

上述結(jié)果說(shuō)明了將回流物流分離成兩個(gè)回流物流，即供應(yīng)至洗滌塔6頂部的第一回流物流以及供應(yīng)至汽提段7頂部的第二回流物流，對(duì)回收天然氣液體具有有利效果。
本發(fā)明的方法可用于從天然氣中脫除較重組分，此天然氣在處理之后被導(dǎo)入用來(lái)將氣體輸送至用戶的管線中。
但本發(fā)明方法可適當(dāng)用于從天然氣中脫除較重組分，該天然氣在處理之后被供應(yīng)至液化天然氣的裝置。
權(quán)利要求
1.一種在提高壓力下從氣態(tài)天然氣物流中脫除天然氣液體以獲得天然氣液體含量降低的氣態(tài)產(chǎn)品物流的方法，此方法包括以下步驟a)將天然氣物流冷卻；(b)將冷卻的天然氣物流導(dǎo)入洗滌塔的底部，所述洗滌塔具有下部汽提段及上部吸收段，每一段含有至少一塊理論板；(c)使天然氣上升通過(guò)洗滌塔，并從洗滌塔塔頂脫除塔頂物流；(d)部分冷凝所述塔頂物流，及將所述部分冷凝的塔頂物流分離成天然氣液體含量降低的氣態(tài)物流及液態(tài)回流物流，并將所述氣態(tài)物流作為天然氣液體含量降低的氣態(tài)產(chǎn)品物流脫除；(e)將液態(tài)回流物流分成第一回流物流與第二回流物流；(f)將第一回流物流導(dǎo)入洗滌塔的吸收段頂部；(g)將第二回流物流導(dǎo)入汽提段頂部，以汽提出所要的輕質(zhì)氣態(tài)組分；和(h)從洗滌塔塔底脫除富含較重組分的液態(tài)塔底物流。
2.權(quán)利要求1的方法，其中于步驟(d)中部分冷凝塔頂物流通過(guò)與至少部分氣態(tài)產(chǎn)品物流間接換熱而冷卻。
3.權(quán)利要求1或2的方法，還包含將所述液態(tài)塔底物流于低壓下導(dǎo)入具有至少一塊理論分離板的汽提塔頂部；從汽提塔底部脫除部分被蒸發(fā)的液態(tài)物流，所述被蒸發(fā)部分被導(dǎo)入汽提塔底部；從汽提塔頂部脫除氣態(tài)塔頂物流；部分冷凝所述氣態(tài)塔頂物流并將部分冷凝的塔頂物流分離成液態(tài)餾分與氣態(tài)餾分；將液態(tài)餾分導(dǎo)入汽提塔頂部；和將氣態(tài)塔頂餾分加入氣態(tài)產(chǎn)品物流中。
4.權(quán)利要求3的方法，其中通過(guò)與所述氣態(tài)產(chǎn)品物流間接換熱而部分冷凝所述氣態(tài)塔頂物流。
5.權(quán)利要求3或4的方法，其中通過(guò)與所述氣態(tài)產(chǎn)品物流間接換熱而冷卻來(lái)自汽提塔的液態(tài)塔底物流。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中通過(guò)與所述氣態(tài)產(chǎn)品物流間接換熱而部分冷凝所述天然氣物流。
7.權(quán)利要求1的方法，還包含將烴液體導(dǎo)入所述吸收段頂部。
8.權(quán)利要求3-6任一項(xiàng)的方法，還包含將烴液體導(dǎo)入所述吸收段頂部。
9.權(quán)利要求8的方法，其中通過(guò)與所述氣態(tài)塔頂餾分間接換熱而冷卻所述烴液體。
10.一種液化天然氣的方法，該方法包括按照權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的方法從氣態(tài)天然氣物流中脫除天然氣液體，獲得天然氣液體含量降低的氣態(tài)產(chǎn)品物流，以及使所述氣態(tài)產(chǎn)品物流液化獲得液化天然氣。
全文摘要
在提高壓力下從氣態(tài)天然氣物流中脫除天然氣液體，以獲得天然氣液體含量降低的氣態(tài)產(chǎn)品物流的方法，包括(a)將冷卻的天然氣(3)導(dǎo)入由下部汽提段(7)與上部吸收段(8)組成的洗滌塔(6)；(b)從洗滌塔脫除塔頂物流(12)；(c)部分冷凝(14)塔頂物流(12)，并將部分冷凝的塔頂物流分離(17)成氣態(tài)產(chǎn)品物流(20)以及液態(tài)回流物流(21)；(d)將液態(tài)回流物流(21)分成第一回流物流(22)與第二回流物流(23)；(e)將第一回流物流(22)導(dǎo)入洗滌塔(6)的吸收段(8)頂部；和(f)將第二回流物流(23)導(dǎo)入汽提段(7)的頂部，并從洗滌塔(6)的底部脫除富含較重組分的液態(tài)塔底物流(10)。
文檔編號(hào)F25J3/02GK1747775SQ200480003883
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月10日
發(fā)明者E·C·布拉斯, P·S·庫(kù)馬 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司