[其他]從天然氣中分離C2+烴餾份的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000008285
• 申請(qǐng)日: 1985-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1003376B
• 公開(kāi)（公告）日: 1989-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 保羅·庫(kù)曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭德股份公司
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 盧新華

提出一種借助于精餾從高壓下的天然氣中分離Ｃ_２＋烴的方法。精餾所要求的溫度和壓力值，通過(guò)熱交換和兩級(jí)有效降壓取得，其中精餾在兩個(gè)降壓段之間進(jìn)行。精餾所得的甲烷餾份首先被加熱至環(huán)境溫度，然后有效降壓并重新加熱至環(huán)境溫度。精餾的塔頂冷卻主要通過(guò)待分解天然氣的有效降壓取得。

本發(fā)明涉及借助于精餾從位于高壓下的天然氣中分離C₂+烴餾分的方法，其中精餾所要求的溫度和壓力值通過(guò)熱交換和兩級(jí)做功膨脹獲得一定程度的降壓（有效降壓）取得，而精餾在兩個(gè)降壓步驟之間進(jìn)行。

上述一種方法已由德國(guó)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)（DE-OS）284933所公開(kāi)。在這種方法中，據(jù)認(rèn)為最重要的是，精餾的塔頂冷卻是通過(guò)精餾塔頂產(chǎn)品的有效降壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的，

而通過(guò)待分離天然氣的有效降壓僅可得到中等程度的冷卻效果。在自一定量的CO₂存在和足夠的高壓下進(jìn)行精餾，可避免二氧化碳的凝結(jié)。但這種方法在不用外冷時(shí)，卻要對(duì)天然氣加較高的壓力。

本發(fā)明的任務(wù)在于，尋找一種上述類型的改善制冷的方法，以使在不加入外冷時(shí)僅對(duì)待分離的天然氣稍稍加壓即可實(shí)現(xiàn)C₂+的分離。

該任務(wù)由下列方案解決，即精餾的塔頂冷卻主要通過(guò)部分冷卻后的待分離天然氣的有效降壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，首先由待冷卻的天然氣將精餾塔頂產(chǎn)品加熱到大約待分離天然氣的入口溫度左右，然后送入第二降壓段，并重新由待冷卻天然氣加熱到大約待分離天然氣的入口溫度上下。

與德國(guó)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)（DE-OS）2849344中的已知方法相反，本發(fā)明的塔頂冷卻由待分離天然氣的有效降壓來(lái)取得，而預(yù)冷則由精餾塔頂產(chǎn)品的有效降壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中本發(fā)明的一個(gè)基本特征是，將溫度約為待分離天然氣入口溫度的塔頂產(chǎn)品送入一個(gè)膨脹機(jī)，因?yàn)樵谶@種相對(duì)較高的溫度下可以取得很高的冷卻功效。這里的待分離天然氣的入口溫度是在第一熱交換階段之前的已壓縮、干燥并/或已脫硫的天然氣的溫度。該溫度一般為環(huán)境溫度，例如在285和320°K（絕對(duì)溫度）之間。精餾的塔頂產(chǎn)物在降壓之前基本上被加熱到待分離天然氣的入口溫度，其中兩種流體之間的溫差一般為10度（K）以下，大多數(shù)在7度（K）之內(nèi)。

加熱的塔頂產(chǎn)物的降壓是如此有利地進(jìn)行，使同時(shí)產(chǎn)生50至90度、最好是65至80度的氣體冷卻，因此可以達(dá)到220至240°K的溫度。但在個(gè)別情況下可以達(dá)到的冷卻程度主要依賴于可供利用的壓差，即基本上依賴于精餾壓力和塔頂餾分將要維持的輸出壓力之間的差值。精餾一般在10至22巴，最好是在15至18巴的壓力下進(jìn)行。選擇較高的壓力，例如在20至25巴之間，雖然在輸出壓力保持不變的情況下提高了可用壓差，并由此提高了所得冷卻功效，但同時(shí)卻惡化了由待冷卻原料氣進(jìn)行塔體加熱（中間加熱）的可能性，因而這樣一種方案在許多情況下作為整體來(lái)看證明是不利的。另一方面，在許多情況下，特別是在含有二氧化碳天然氣的分離情況下，為了有把握地避免相對(duì)高的沸點(diǎn)組分如二氧化碳的凝結(jié)，必須維持一個(gè)相對(duì)較高的壓力，例如15至20巴。

通常在預(yù)冷之后的有效降壓之前對(duì)待分離的天然氣要進(jìn)行冷凝液分離，其中富含重組分的冷凝液在節(jié)流降壓后被直接送入精餾塔中，只有殘留的氣相被送去進(jìn)行有效降壓。尤其有利的是，待分離天然氣的預(yù)冷和冷凝液分離分兩步進(jìn)行。其中第一次冷凝液分離在利用有效降壓的精餾塔頂產(chǎn)物的間接換熱時(shí)對(duì)天然氣實(shí)行冷卻之后進(jìn)行，而在利用要加熱的塔頂產(chǎn)物的間接換熱時(shí)對(duì)天然氣繼續(xù)冷卻的過(guò)程中又有其它的組分冷凝出來(lái)，這些冷凝液在未冷凝部分的有效降壓之前就被分離。

在本發(fā)明方法的較好的另一方案中，首先在待分離天然氣有效降壓之前使分離出的冷凝液過(guò)冷，然后送入精餾塔中進(jìn)行減壓。通過(guò)用要加熱的過(guò)程流體的間接換熱使冷凝液過(guò)冷到精餾塔的頂部溫度，一方面能夠取得一部分塔頂冷卻，另一方面，這種方案有可能使該冷凝液在有效降壓的天然氣的上部進(jìn)入精餾塔，這樣可由在頂部加入的冷凝液對(duì)降壓氣體餾分形成一種洗滌作用，從而導(dǎo)致效率增高。此外，這種方案還允許在可能不使冷凝餾分過(guò)冷時(shí)，使天然氣的有效降壓在稍高一點(diǎn)的溫度下進(jìn)行。由此產(chǎn)生的更高一些的膨脹機(jī)運(yùn)行溫度又進(jìn)一步改善了制冷效果。

本發(fā)明方法的其它細(xì)節(jié)用下面兩個(gè)在圖中所表示的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明：

圖1表示本發(fā)明方法的第一實(shí)施例;