公开了由液化天然气（ＬＮＧ）物流回收乙烷、乙烯、丙烷、丙烯和更重烃的方法与装置。ＬＮＧ原料物流与蒸馏塔的精馏段中上升的比较温热的蒸馏物流换热接触，于是ＬＮＧ原料物流被部分加热和蒸馏物流被部分冷凝。分离部分冷凝的蒸馏物流，以提供挥发性残余气体和回流物流，于是回流物流在塔顶的进料位置处供应到塔中。部分加热的ＬＮＧ原料物流一部分在塔上部中间进料位置处供应到塔中，和剩余部分被进一步加热，使之部分或全部蒸发，之后在塔下部中间进料位置处供应到塔中。供应到塔中的原料的量和温度足以维持塔顶温度处于其中大部分所需组分从塔中以底部液体产物形式回收的温度下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及由液化天然气(下文称为LNG)中分离乙烷和更重烃或丙烷和更重烃的方法，以提供富挥发性甲烷的残余气流和挥发性较弱的天然气液体(NGL)或液化石油气(LPG)物流。作为管道运输的替代方法，在偏远地区的天然气有时在特殊的LNG罐内液化和运输到合适的LNG接收和储存终端处。LNG然后可再蒸发并以与天然气相同的方式用作气态燃料。尽管LNG通常具有大部分的甲烷，即甲烷占LNG的至少50mol％，但它还含有相对较少量的更重烃如乙烷、丙烷、丁烷和类似物以及氮气。常常需要将LNG内的甲烷与部分或全部更重烃分离，以便来自于蒸发LNG的气态燃料在热值方面符合管道的技术规格。另外，常常还希望使甲烷与更重烃分离，这是因为这些烃作为液体产物(作为实例，例如用作石化原料)的价值比作为燃料的价值更高。尽管许多方法可用于从LNG中分离乙烷和更重烃，但这些方法常常必须兼顾高的回收率、低的利用成本和工艺简单性(并因此低的投资成本)。在Marshall的美国专利No.2952984中公开了通过使用回流蒸馏塔能非常高地回收乙烷的LNG方法。Markbreiter在美国专利No.3837172中公开了使用非回流的精馏塔的比较简单的方法，但局限于较低的乙烷或丙烷回收率。Rambo等在美国专利No.5114451中公开了使用压缩机能非常高地回收乙烷或非常高地回收丙烷的LNG方法，以提供用于蒸馏塔的回流。本专利技术大体上涉及从这些LNG物流中回收乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和更重烃。它使用一种新型的工艺布局使得可较高地回收乙烷或较高地回收丙烷同时保持处理设备简单和投资成本低。此外，本专利技术降低处理LNG所要求的公用设备(电和热)，以得到比现有技术工艺更低的操作成本。根据本专利技术待处理的LNG物流的典型分析以大致的摩尔百分数表示为86.7％甲烷、8.9％乙烷和其它C2组分，2.9％丙烷和其它C3组分，和1.0％丁烷+，余量由氮气组成。为了更好地理解本专利技术，参考下述实施例和附图。参考附图 附图说明图1、2和3是根据美国专利No.3837172的现有技术的LNG处理装置的流程图； 图4、5和6是根据美国专利No.2952984的现有技术的LNG处理装置的流程图； 图7、8和9是根据美国专利No.5114451的现有技术的LNG处理装置的流程图； 图10是根据本专利技术的LNG处理装置的流程图； 图11-18是阐述本专利技术用于LNG处理装置的可供替代的设备的流程图；和 图19和20是可在本专利技术方法中使用的替代的分馏体系图。在上述附图的下述说明中，提供表格，这些表格概述了对于代表性工艺条件所计算的流量。在此处出现的表中，为了方便起见，流量值(mol/h)圆整为最接近的整数。表中所示的总物流流量包括所有非烃组分，因此通常大于烃组分的物流流量之和。所示的温度为圆整到最接近度数的近似值。还应当注意，为了比较附图中描述的工艺目的而进行的工艺设计计算基于下述假设没有从周围环境泄漏热到该工艺或没有从该工艺泄漏热到周围环境中。可商购的绝缘材料的质量使这成为非常合理的假设和本领域技术人员通常采用的假设。为了方便起见，以传统的英制单位和国际单位制(SI)单位二者报道工艺参数。在表中给出的摩尔流量可解释为磅摩尔/小时或千克摩尔/小时。以马力(HP)和/或千英热单位(British ThermalUnits)/小时(MBTU/Hr)形式报道的能耗对应于以磅摩尔/小时为单位的所述摩尔流量。以千瓦(kW)形式报道的能耗对应于以千克摩尔/小时为单位的所述摩尔流量。现有技术的说明 现参考图1，为了比较目的，我们以美国专利No.3837172中的LNG处理装置的实例为开始，其中采用所述装置产生含有存在于原料物流内的大部分C2组分和更重烃组分的NGL产物。来自LNG罐10的待处理的LNG(物流41)在-255下进入泵11。泵11充分地升高LNG的压力，以便它可流经换热器并因此到达精馏塔16。流出泵的物流41a分成两部分，物流42和43。第一部分即物流42通过阀门12膨胀到精馏塔16的操作压力(约395psia)并作为顶部塔原料供应到塔中。加热第二部分即物流43，之后进入精馏塔16，以便全部或部分物流43蒸发，从而降低在精馏塔16内向下流动的液体量并使得可使用较小直径的塔。在图1所示的实施例中，通过冷却来自塔的液体产物(物流47)，在换热器13内首先加热物流43到-229。然后使用低级有用热源，在该实施例中使用海水，进一步在换热器14内加热部分加热的物流43a到30(物流43b)。在通过阀门15膨胀到精馏塔16的操作压力之后，所得物流43c在27下流到塔中间的进料位置。精馏塔16(通常称为脱甲烷塔)是常规的蒸馏塔，其含有多个垂直间隔的塔板、一个或多个填充床或塔板与填料的某种组合。塔板和/或填料提供塔内下落的液体和上升的蒸气之间的必须接触。如图1所示，精馏塔可由两部分组成。上部的吸收(精馏)部分16a含有塔板和/或填料，以提供上升的蒸气与下落的冷却液体之间的必须接触，以冷凝并吸收乙烷和更重组分；下部的汽提(脱甲烷)部分16b含有塔板和/或填料，以提供下落的液体和上升的蒸气之间的必须接触。脱甲烷部分还包括一个或多个再沸器(如再沸器22)，它加热并蒸发在塔内向下流动的部分液体，以提供在塔内向上流动的汽提蒸气。这些蒸气从液体中汽提甲烷，以便底部液体产物(物流47)基本上不含甲烷且由包含在LNG原料物流内的大部分C2组分和更重烃组成。(由于在塔的再沸器内要求的温度水平，通常要求高级有用热源，如在这一实施例中使用的加热介质，以提供输入到再沸器的热量。)以底部产物的体积为基准，基于0.005∶1的甲烷与乙烷比的典型技术要求，液体产物物流47在71下流出塔底。在如前所述的换热器13内冷却至19之后，液体产物(物流47a)流到储存装置或进一步处理。脱甲烷塔的塔顶蒸气物流46是富甲烷的残余气体，其在-141下离开塔。在交叉换热器29内加热到-40，以便可在压缩机28内使用常规的冶金术之后，物流46a进入压缩机28(通过辅助电源驱动)并被压缩到用于销售的管线压力(物流46b)。紧跟着在交叉换热器29内冷却至50之后，残余气体产物(物流46c)在1315psia下流到用于销售的气体管线内以供随后分配。通常调节LNG相对地分离成物流42和43，以维持在底部液体产物(物流47)内所需的C2组分和更重烃组分的所需回收水平。增加供料到精馏塔16顶部的分离成物流42的量将增加回收程度，直到达到其中脱甲烷塔的塔顶蒸气(物流46)的组成与LNG的组成(即在物流42a内的液体组成)平衡时的点。一旦达到这一点，则进一步增加分离成物流42的量不会再进一步增加回收率，而是简单地增加再沸器22内所要求的高级有用热的量，这是因为较少的LNG分离成物流43并在换热器14内利用低级有用热加热。(高级有用热通常比低级有用热更加昂贵，结果当最大化使用低级热和最小化使用高级热时，通常实现较低的操作成本)。对于图1所示的工艺条件来说，分离成物流42的LNG量设定在只略低于这一最大量下，以便现有技术工艺可实现其最大回收率且没有过度地增加在再沸器22内的热负荷。下表列出了图1所示的方法的物流流量和能耗的概述 表本文档来自技高网...
【技术保护点】
分离含有甲烷和更重烃组分的液化天然气的方法，在该方法中： （ａ）所述液化天然气物流以一个或多个原料物流供应到精馏塔内；和 （ｂ）所述液化天然气被精馏成含大部分所述甲烷的挥发性较强的馏分和含有大部分所述更重烃组分的挥发性相对较弱的馏分； 其改进之处在于： （１）从所述精馏塔的上部区域采出蒸馏物流，使之充分冷却至部分冷凝，之后分离，形成含大部分所述甲烷的挥发性较强的馏分和回流物流； （２）所述回流物流在塔顶进料位置处供应到所述精馏塔中； （３）所述液化天然气物流被加热以至少部分冷却所述蒸馏物流，之后被分成至少第一物流和第二物流； （４）所述第一物流在上部塔中间的进料位置处供应到所述精馏塔中； （５）所述第二物流被充分加热从而使之至少部分蒸发，之后在下部塔中间的进料位置处供应到所述精馏塔中；和 （６）进入所述精馏塔的所述回流物流的量和温度和所述原料的温度有效维持所述精馏塔的塔顶温度在其中大部分所述更重烃组分在所述挥发性相对较弱馏分内回收的温度下。
【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：JD威尔金森，HM赫德森，
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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