侧取回流重质烃去除系统和方法与流程

本发明总体涉及用于处理气体的系统和方法，更具体地，涉及用于从进料气体中去除重质烃组分的系统和方法。

背景技术：

1、为了便于运输和使用，天然气流或其他富含甲烷的气流通常被液化。通常希望处理这种进料气流以去除较重的烃(比丙烷更重的烃)，从而在所得的液态天然气产品和含有重质烃的联产品液体(天然气液体)中提供较高的甲烷纯度。这种纯化的液态天然气产品在lng驱动的车辆中燃烧更清洁，从而导致更少的空气污染。此外，在液化之前纯化进料流防止液化热交换器的冻结，否则会由于重质烃组分的存在而发生冻结。富含重质烃比如乙烷、丙烷、丁烷和更重质烃的副产物液流具有多种有价值的工业用途。考虑到必须纯化的气体体积，进一步希望这种处理最小化能量消耗。

技术实现思路

1、本主题的多个方面可以在下面描述和要求保护的方法、设备和系统中单独或一起实施。这些方面可以单独使用或者与本文所述主题的其他方面结合使用，并且对这些方面的描述并不旨在排除这些方面的单独使用或者这些方面的单独权利要求或者如所附权利要求中阐述的不同组合。

2、一方面，一种用于从进料气流中去除重质烃组分的系统包括重组分去除热交换器，该热交换器具有主进料流冷却通道、回流冷却通道和返回蒸气流加热通道。重组分去除热交换器的主进料流冷却通道配置为接收和冷却至少一部分进料气流，以产生冷却主进料流。洗涤段包括主进料入口、液体出口、返回蒸气出口和回流入口，其中主进料入口配置为接收冷却主进料流。汽提段具有第一流体入口、第二流体入口、液体出口和蒸气出口，其中第一流体入口配置为接收来自洗涤段的液体出口的流体流。汽提气体进料膨胀装置具有入口，该入口配置为接收一部分膨胀进料气流，汽提气体进料膨胀装置具有与汽提段的第二流体入口流体连通的出口。侧取蒸气管线配置为接收来自汽提段蒸气出口的蒸气流，其中侧取蒸气管线与重组分去除热交换器的回流冷却通道流体连通。回流分离装置配置成接收来自重组分去除热交换器的回流冷却流通道的流体，其中回流分离装置包括液体出口和蒸气出口，并且其中回流分离装置的液体出口与洗涤段的回流入口流体连通。返回蒸气膨胀装置具有入口和出口，入口配置成接收来自洗涤段的返回蒸气出口的蒸气流，出口配置成将冷却蒸气流引导至重组分去除热交换器的返回蒸气流加热通道。进料气体压缩机具有入口和出口，入口配置为接收来自重组分去除热交换器的返回蒸气流加热通道的流体。回流分离装置蒸气出口也与进料气体压缩机的入口流体连通。

3、另一方面，一种从进料气流中去除重质烃组分的方法包括以下步骤：膨胀进料气流；将膨胀进料气流分成包括大部分膨胀进料气流和汽提气体进料流的主进料流；在重组分去除热交换器中冷却主进料流；将冷却主进料流引导至洗涤段；在洗涤段将冷却主进料流分离成主流蒸气部分和主流液体部分；膨胀汽提气体进料流；将膨胀汽提气体进料流引导至汽提段；在汽提段中将汽提气体进料流分离成汽提蒸气部分和汽提液体部分；膨胀主流液体部分以产生主混合相流；将主混合相流引导至汽提段；冷却汽提蒸气部分以产生回流混合相流；将回流混合相流分离成回流蒸气部分和回流液体部分；将回流液体部分引导至洗涤段；膨胀主蒸气流部分；在重组分去除热交换器中加热膨胀主流蒸气部分以冷却主进料流；膨胀回流蒸气部分；在重组分去除热交换器中加热膨胀回流蒸气部分以冷却主进料流；压缩加热膨胀主蒸气部分和加热膨胀回流蒸气部分。

技术特征：

1.一种用于从进料气流中去除重质烃组分的系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括洗涤器液体再热通道，其配置为接收来自洗涤器段的液体出口的液体流，并加热和返回流体流至汽提段的第一流体入口。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括洗涤器液体膨胀装置，其配置为接收来自洗涤器段的液体出口的流体流，并将流体流返回到汽提段的第一流体入口。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括回流泵，其配置为接收来自回流分离装置的液体出口的液体流，并将所接收的液体流引导至洗涤段的回流入口。

5.根据权利要求4所述的系统，还包括回流液体膨胀装置，其配置为接收来自所述泵的泵送液体流，并将膨胀液体流引导至所述洗涤段的回流入口。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括回流蒸气膨胀装置，其具有配置为接收来自所述回流分离装置的蒸气出口的蒸气的入口。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括与所述返回蒸气加热通道分离且不同的回流蒸气加热通道，所述回流蒸气加热通道具有配置为接收来自所述回流分离装置蒸气出口的流体的入口。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器的返回蒸气流加热通道配置为接收来自所述回流蒸气膨胀装置的出口的流体。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述返回蒸气膨胀装置包括阀门、焦耳-汤姆逊阀或涡轮机。

10.根据权利要求1所述的系统，还包括进料气体膨胀装置，其配置为接收和膨胀所述进料气流，以产生膨胀的进料气流，并且其中，所述重组分去除热交换器的主进料流冷却通道配置为接收和冷却至少一部分膨胀进料气流，以产生冷却主进料流，并且其中，所述进料气体膨胀装置是阀、焦耳-汤姆逊阀或涡轮机。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器还包括补充回流冷却通道，并且所述回流分离装置包括热回流罐和冷回流罐，其中热回流罐具有配置为接收来自重组分去除热交换器的回流冷却流通道的流体的热回流罐入口、与汽提段流体连通的热回流罐液体出口以及配置为将流体引导至重组分去除热交换器的补充回流冷却通道的热回流罐蒸气出口，并且其中，所述冷回流罐具有配置为接收来自重组分去除热交换器的补充回流冷却通道的流体的冷回流罐入口和与洗涤段的回流入口流体连通的冷回流罐液体出口。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器还包括分流进料回流冷却通道，其配置为接收和冷却一部分进料气流，并且还包括分流进料回流膨胀装置，其具有配置为接收来自重组分去除热交换器的分流进料回流冷却通道的流体的入口，所述分流进料回流膨胀装置还具有与所述洗涤段流体连通的出口。

13.根据权利要求12所述的系统，还包括回流热交换器，其配置为接收、加热来自所述分流进料回流膨胀装置的出口的流体流并将其引导至所述洗涤段，其中回流热交换器还配置为接收并冷却来自所述重组分去除热交换器的回流流冷却通道的流体流，并将所得冷却流引导至所述回流分离装置。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括进料分离器底部再热通道，其具有入口和出口，并且还包括：

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述进料分离器底部膨胀装置配置为接收来自所述进料分离装置的液体出口的液体，并将流体引导至所述热交换器的进料分离器底部再热通道的入口。

16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述进料分离器底部膨胀装置配置为接收来自所述热交换器的进料分离器底部再热通道的流体，并将流体引导至所述汽提段。

17.根据权利要求1所述的系统，还包括分流回流管线，其具有与回流分离装置的液体出口流体连通的入口，所述分流回流管线具有与汽提段流体连通的出口。

18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述洗涤段的返回气体出口配置为将流体引导至回流分离装置。

19.根据权利要求1所述的系统，还包括进料气体膨胀装置，其配置为接收和膨胀进料气流，以产生膨胀进料气流，其中至少一部分膨胀进料气流被引导至所述重组分去除热交换器的主进料流冷却通道。

20.根据权利要求19所述的系统，还包括进料气体热交换器，其配置为在进料气流进入进料气体膨胀装置之前接收和冷却进料气流，所述进料气体热交换器还配置为接收和加热一部分膨胀进料气流，并将流体引导至汽提气体进料膨胀装置的入口。

21.根据权利要求1所述的系统，还包括：

22.根据权利要求1所述的系统，其中，所述洗涤段和汽提段在重组分去除塔中合并。

23.根据权利要求1所述的系统，还包括进料气体压缩机，其具有入口和出口，所述入口配置为接收来自所述重组分去除热交换器的回流蒸气流加热通道的流体，并且其中，所述回流蒸气出口与进料气体压缩机的入口流体连通。

24.根据权利要求23所述的系统，还包括进料气体膨胀装置，其配置为接收和膨胀进料气流以产生膨胀进料气流，其中至少一部分膨胀进料气流被引导至所述重组分去除热交换器的主进料流冷却通道，并且其中进料气体膨胀装置是配置为驱动所述进料气体压缩机的进料气体涡轮机。

25.根据权利要求23所述的系统，其中，所述返回蒸气膨胀装置包括配置为驱动所述进料气体压缩机的返回蒸气涡轮机。

26.根据权利要求23所述的系统，其中，所述进料气体压缩机的出口配置为将流体引导至液化过程。

27.根据权利要求26所述的系统，还包括增压压缩机，其配置为接收来自所述进料气体压缩机的流体并将流体引导至所述液化过程。

28.根据权利要求1所述的系统，其中，所述汽提段包括第三流体入口，并且所述重组分去除热交换器包括洗涤器液体再热通道，其配置为接收源自洗涤器段的液体出口的流体流，并且加热流体流并将其返回至汽提段的第一和第三流体入口。

29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述汽提段包括顶部、中部和底部以及位于它们之间的填料，并且第一流体入口位于中部，第二流体入口位于底部，第三流体入口位于顶部。

30.根据权利要求1所述的系统，还包括：

31.根据权利要求1所述的系统，还包括侧取膨胀装置，其配置为接收来自所述汽提段的蒸气出口的蒸气流，并将流体流引导至所述重组分去除热交换器的回流流冷却通道。

32.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括具有入口和出口的进料分离器蒸气冷却通道，并且还包括：

33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述汽提段包括顶部填料段、底部填料段和中间填料段，并且其中膨胀底部流进入中间和底部填料段之间的汽提段。

34.根据权利要求33所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括回流再循环加热通道，其具有与所述进料分离装置的入口流体连通的出口和与所述回流分离装置的液体出口流体连通的入口。

35.根据权利要求33所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括洗涤器液体再热通道，其配置为接收来自洗涤器段的液体出口的液体流，并加热和返回汽提段的顶部填料段上方的流体流的第一部分以及顶部填料段和中间填料段之间的流体流的第二部分。

36.根据权利要求33所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括洗涤器液体再热通道，其配置为接收来自洗涤器段的液体出口的液体流，并加热和返回所述顶部填料段上方的流体流。

37.根据权利要求33所述的系统，其中，所述回流分离装置的液体出口也与所述顶部填料段上方的汽提段流体连通。

38.根据权利要求33所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括洗涤器液体再热通道，其配置为接收来自洗涤器段的液体出口的液体流，并加热和返回汽提段的顶部和底部填料段之间的流体流。

39.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括进料分离装置再热通道，并且还包括：

40.根据权利要求1所述的系统，还包括：

41.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器还包括补充回流冷却通道，并且所述回流分离装置包括热回流罐和冷回流罐，其中热回流罐具有配置为接收来自重组分去除热交换器的回流冷却流通道的流体的热回流罐入口、与汽提段流体连通的热回流罐液体出口以及配置成将流体引导至重组分去除热交换器的补充回流冷却通道的热回流罐蒸气出口，并且其中，所述冷回流罐具有配置成接收来自重组分去除热交换器的补充回流冷却通道的流体的冷回流罐入口、与洗涤段的回流入口流体连通的冷回流罐液体出口以及冷回流罐蒸气出口，并且还包括进料气体压缩机，其具有入口和出口，所述入口配置为接收来自重组分去除热交换器的返回蒸气流加热通道的流体，并且其中冷回流罐蒸气出口与进料气体压缩机的入口流体连通。

42.根据权利要求1所述的系统，其中，所述汽提段包括第三流体入口，并且所述重组分去除热交换器包括洗涤器液体再热通道，其配置为接收源自洗涤器段的液体出口的流体流的第一部分，并且加热流体流的第一部分并将其返回至汽提段的第一入口，并且还包括配置为将源自洗涤器段的液体出口的流体流的第二部分引导至汽提段的第三流体入口的通道。

43.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重组分去除热交换器包括洗涤器液体再热通道，其配置为接收来自洗涤器段的液体出口的液体流，并且加热流体流并将其返回至汽提段的第一流体入口，并且其中重组分去除热交换器还包括补充回流冷却通道，并且所述回流分离装置包括热回流罐和冷回流罐，其中热回流罐具有配置为接收来自重组分去除热交换器的回流冷却流通道的流体的热回流罐入口、与汽提段流体连通的热回流罐液体出口和配置为将流体引导至重组分去除热交换器的补充回流冷却通道的热回流罐蒸气出口，并且其中，所述冷回流罐具有配置为从重组分去除热交换器的补充回流冷却通道接收流体的冷回流罐入口和与洗涤段的回流入口流体连通的冷回流罐液体出口，并且其中汽提段包括两个填料层。

44.一种从进料气流中去除重质烃组分的方法，包括以下步骤：

45.根据权利要求44所述的方法，还包括在步骤a.之前膨胀进料气流的步骤，其中步骤a.包括分离膨胀进料气流。

46.根据权利要求45所述的方法，还包括以下步骤：

47.根据权利要求46所述的方法，其中，步骤a.之前的膨胀在进料涡轮机中进行，步骤q.的压缩在进料气体压缩机中进行，其中进料气体压缩机由进料涡轮机驱动。

48.根据权利要求44所述的方法，还包括在重组分去除热交换器中加热主混合相流以冷却主进料流的步骤。

49.根据权利要求44所述的方法，还包括以下步骤：

50.根据权利要求49所述的方法，其中，步骤q.的压缩使用来自连接到发电机的马达和涡轮的动力。

技术总结重组分去除热交换器冷却至少一部分进料气流。洗涤段接收冷却的主进料气流。汽提段接收来自洗涤段的流体流。汽提气体进料膨胀装置接收一部分进料气流，并与汽提段流体连通。侧取蒸气管线接收来自汽提段的蒸气出口的蒸气流，并与重组分去除热交换器的回流流冷却通道流体连通。回流分离装置接收来自重组分去除热交换器的流体，并具有液体出口和蒸气出口。液体出口与洗涤段流体连通。返回蒸气膨胀装置接收来自洗涤段的蒸气流，并将冷却的蒸气流引导至重组分去除热交换器的返回蒸气流加热通道。回流分离装置蒸气出口配置成使得在已经离开返回蒸气膨胀装置的流体流过重组分去除热交换器的返回蒸气流加热通道之前或之后，通过其中的流体与已经离开返回蒸气膨胀装置的流体汇合。技术研发人员：D·A·小杜科特,T·P·古沙纳斯,M·R·格兰维尔,R·维珀拉,P·J·特纳,B·A·海尔曼受保护的技术使用者：查特能源化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4