CN102427870A - 组合应用蒸馏和膜分离从轻烃气体物流中分离酸性污染物的方法 - Google Patents

组合应用蒸馏和膜分离从轻烃气体物流中分离酸性污染物的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种分离含有大量污染性酸性污染物的轻烃原料的酸性污染物和轻烃的方法。在其特征中，所述方法组合应用了以独特方式排布的蒸馏和膜分离，从而获得高纯度的轻烃产品和高纯度的酸性污染物产品。

Description

组合应用蒸馏和膜分离从轻烃气体物流中分离酸性污染物的方法
技术领域
本发明涉及从轻烃气体物流中分离酸性污染物以提供高纯度烃产品和高度浓缩酸性污染物的酸性物流产品的方法。所述方法组合应用分馏蒸馏和膜分离。
背景技术
有多种烃气源含有高浓度的二氧化碳(CO2)和其它酸性污染物如硫化氢(H2S)和羰基硫(COS)，使得来自这些来源的气体不适于例如引入管道用于销售及输送至最终用户。在这些来源中，来自天然气贮层的气体可能具有高的酸性污染物浓度，以至于常规脱除酸性污染物的方法不经济或甚至在技术上不可行，因此，使得这些贮层不可开采。
在现有技术中，描述了多种包括组合应用分馏塔和膜分离器来处理含有大量污染性二氧化碳的气态烃原料以获得烃产品和二氧化碳产品的方法。在US 7,152,430中公开了这种方法的一个实例。该专利教导的方法处理了含轻烃和高浓度二氧化碳的入口气体物流，以获得液态二氧化碳产品和烃产品。在蒸馏塔的塔顶系统中应用膜单元，从而将塔顶馏出物物流分离成烃产品体系和渗透相物流，后者循环回蒸馏塔塔顶。专利′430指出由其方法生产的二氧化碳和烃产品物流不是特别纯，但烃纯度小于85％。US 7,152,430在此全文引入作为参考。
US 4,936,887公开了由含有高百分比二氧化碳的天然气物流中回收二氧化碳的方法。该方法应用了多个蒸馏步骤与膜分离单元组合，从而提供高纯度的甲烷产品和二氧化碳产品。US 4,936,887在此全文引入作为参考。
现有技术中仍需要处理被过高浓度的至少一种酸性组分污染的高压轻烃气体物流的改进方法，产生只具有最低酸性污染物浓度的高纯度烃产品和浓缩的酸性污染物物流。
发明内容
本发明的一个方面是由包含酸性污染物和轻烃的原料物流中分离出酸性污染物和轻烃以提供高纯度烃产品和高度浓缩酸性污染物的酸性物流产品的方法。该方法包括将所述原料物流引入蒸馏分馏塔，以分离所述原料物流中的酸性污染物和轻烃。由所述蒸馏分馏塔获得富含轻烃的塔顶物流和富含酸性污染物且适合作为酸性物流产品的塔底物流。将塔顶物流引入膜分离器，用以将塔顶物流分离成富含酸性污染物的渗透相酸性污染物物流和富含轻烃且适合作为高纯度烃产品的渗余相烃产品物流。将所述渗透相酸性污染物物流作为原料引入蒸馏分馏塔中。
附图说明
图1为本发明方法的一个实施方案的工艺流程的示意图。
图2为包含本发明方法的一些实施方案的工艺流程的示意图。
图3为本发明方法的膜分离器元件的实施方案的工艺流程示意图。
具体实施方式
本发明处理被高浓度酸性污染物污染的高压轻烃气体物流以获得高纯度轻烃气体产品物流和高度浓缩酸性污染物的液态酸产品物流。对于处理所生产的被不可接受的高浓度酸性污染物污染的天然气来说，本发明方法特别有用。因此本发明方法的原料物流可能包含轻烃和酸性污染物。
在设想作为本发明方法的原料物流被处理的天然气物流中，轻烃通常为低分子量烷烃分子，如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷，但其中主要存在的低分子量链烷为选自甲烷和乙烷的那些。但原料物流的烃部分更典型地主要为甲烷。
天然气物流还可以具有一定浓度的除酸性污染物和轻烃以外的化合物，所述其它化合物可以包括例如有机硫化合物、氮和水。
原料物流中的酸性污染物一般为在所产生的天然气物流的典型温度和压力条件下通常为气相的酸性化合物。因此，所述酸性污染物为选自如下的一种酸性化合物：二氧化碳、硫化氢、羰基硫、和它们的两种或多种的任意组合物或混合物。本发明的原料物流的酸性污染物部分可以包括基本单一的酸性污染物例如二氧化碳，或者它可以包括所述酸性污染物的组合物或混合物。当原料物流包含除二氧化碳以外的酸性组分的组合物时，它可以包含二氧化碳和硫化氢、或二氧化碳和羰基硫、或二氧化碳、硫化氢和羰基硫。
不管是单一酸性化合物还是几种酸性化合物的组合物，所述酸性污染物在原料物流中可以以原料物流的20-85vol％的酸性污染物浓度存在。更特别地，所述酸性污染物浓度可以为30-80vol％，和最特别地为50-75vol％。
如上所述，原料物流可以不必含有大量或任意浓度的硫化氢或羰基硫或这两种化合物，但在其中原料物流含有一定浓度硫化氢的本发明方法的实施方案中，原料物流中硫化氢与二氧化碳的体积比可以高达6∶1(vol％H2S/vol％CO2)，或者所述体积比可以为0.01∶1-6∶1。在原料物流包含硫化氢和二氧化碳作为酸性污染物的一个实例中，硫化氢可以以5-40vol％的浓度存在，和二氧化碳可以以5-70vol％的浓度存在。
在作为原料物流处理所生产的被二氧化碳高度污染的天然气时，本发明方法特别有用。通常，原料物流的二氧化碳含量为总原料物流的20-85vol％。更特别地，原料物流的二氧化碳含量为30-80vol％，和最特别地为50-75vol％。
在原料物流内包含的轻烃中，甲烷是主要的烃。通常，甲烷在原料物流中的存在量为15-80vol％，更特别地，原料物流的甲烷含量为20-70vol％，最特别地，原料物流包含25-50vol％的甲烷。
原料物流的乙烷含量可以高达20vol％，但乙烷通常以小于5vol％的浓度存在。更典型地，原料物流的乙烷含量可以高达4vol％，例如为0.01-4vol％，和最典型地，可以高达3vol％，例如为0.1-3vol％。
如果存在，原料物流中可能包含的其它烷烃化合物如丙烷、丁烷、戊烷和更重的烷烃以小于3vol％的合理低浓度存在。更典型地，这些烷烃化合物的浓度小于2vol％，和最典型地小于1vol％。
可能在原料物流中包含的组分的其它实例包括氮和水，但不限于此。这些组分应该以小于10vol％或甚至小于1vol％的浓度在原料物流中存在。水可以以高达饱和浓度存在。可以在用作本发明方法的原料之前，从所述原料物流或前体物流中脱除水。
本发明方法应用连续蒸馏步骤与膜分离步骤组合的独特排列，以处理和分离具有非常高的酸性污染物含量的轻烃原料物流，从而获得高纯度烃和酸性污染物产品物流。
本方法的原料物流被进料或引入蒸馏分馏器或塔中，以连续蒸馏原料物流并分离其中的酸性污染物和轻烃。所述蒸馏分馏器或塔可以是本领域熟练技术人员已知的任何类型，其定义了蒸馏分离区并提供了至少部分分离原料物流中的轻烃和酸性污染物以及获得富含轻烃的塔顶物流和富含酸性污染物的塔底物流的设施。优选的是富含酸性污染物的塔底物流为酸性产品物流，所述酸性产品物流高度浓缩酸性污染物，且具有本文其它地方定义的合适组成。
本发明方法的连续蒸馏步骤的原理和操作在Perry的ChemicalEngineers′Handbook的第6版13-1至13-7页中进行了概括。本发明的蒸馏塔可以是本领域熟练技术人员已知的任何合适设备，如Perry的Chemical′Handbook第6版的18-1至18-41中描述的板式塔和填料塔。
塔顶物流的轻烃浓度大于原料物流的轻烃浓度，并且其主要部分为酸性污染物。塔顶物流从蒸馏分馏塔的顶部流出和被加入或引入到膜分离器的原料入口侧，所述蒸馏分馏塔可以包括塔顶系统。在引入膜分离器之前，也可以将所述塔顶物流加热。
通常，塔顶物流中所含有的轻烃浓度小于85vol％，和塔顶物流的酸性污染物的浓度大于15vol％。更典型地，塔顶物流的轻烃浓度可以为10-85vol％或20-85vol％，和酸性污染物浓度为15-60vol％。最典型地，在处理预期由本发明方法处理的原料物流时，塔顶物流的烃含量为50-80vol％和酸性污染物含量为20-50％。
膜分离器可以是本领域熟练技术人员已知的任何合适的膜分离设备，该设备提供了将优选为气态形式的塔顶物流分离成主要包含酸性污染物的渗透相酸性污染物物流和包含其主要部分轻烃的渗余相烃产品物流的设施。因此，渗透相酸性污染物物流将富含酸性污染物，其酸性污染物摩尔分率超出塔顶物流的酸性污染物摩尔分率。渗余相烃产品物流富含轻烃，其轻烃浓度超出塔顶物流的轻烃浓度。
膜分离器提供利用膜屏障或薄膜或相对于轻烃选择性渗透酸性污染物的支撑层进行分离的设施，从而分离塔顶物流的酸性污染物和轻烃。膜分离器的膜材料可以选自本领域熟练技术人员已知的材料，包括在US 7,152,430和US 5,647,227中公开的玻璃态聚合物或超级-玻璃态聚合物、或在US 5,647,227中公开的橡胶状聚合物。US7,152,430和US 5,647,227在这里均全文引入作为参考。
膜分离器优选是包括分子筛膜的类型，包括被支撑的那些。可以适当用于支撑分子筛膜膜层的分子筛材料可以包括选自如下分子筛的那些：硅酸盐、铝硅酸盐、铝磷酸盐、碳分子筛和硅铝磷酸盐(SAPO)。用作选择性分离酸性污染物和轻烃的膜层的合适分子筛材料在US6,177,373、US 7,316,727、以及于2008年9月10日申请的美国临时专利申请No.61/095,814中进行了描述，所有这些在此全文引入作为参考。这些专利申请和专利也描述了可以在酸性污染物和轻烃分离中应用的支撑分子筛膜结构和设备。用于膜分离的优选分子筛材料为SAPO-34和碳分子筛。最优选的为SAPO-34。
塔顶物流经膜分离器原料入口引入膜分离器。塔顶物流流过膜分离器的膜。相对于塔顶物流中的轻烃，所述膜选择性渗透通过酸性污染物，并使酸性污染物相对于轻烃选择性分离，以获得扩散穿过膜的渗透相酸性污染物物流。渗余相烃产品物流为塔顶物流没有扩散或穿过膜的部分。渗余相烃产品物流由渗余相出口从膜分离器移除。
渗余相烃产品物流的纯度应使其为合适的烃产品，和优选具有销售或管道输送的质量。因此，渗余相烃产品物流应该含大于85vol％的轻烃。更优选地，渗余相烃产品物流的轻烃含量大于90vol％，和最优选大于95vol％，例如为95-99.9vol％。在优选的方法中，渗余相烃产品物流包含大于95vol％的甲烷，例如为95-99.9vol％。
渗透相酸性污染物物流为扩散通过膜至膜分离器的渗透侧的物流。渗透相酸性污染物物流离开膜分离器的渗透侧，并作为第二股原料引入蒸馏分馏塔。应理解在许多情况(如果不是大多数情况的话)下，渗透相酸性污染物物流在引入蒸馏分馏塔之前均需要压缩。由于穿过膜分离器的膜通常要产生压降，因此可能必须使压力增加。渗透相酸性污染物物流的酸性污染物含量可以高达99vol％，例如为40-99vol％，和更典型地可以为40-85vol％。
蒸馏分馏塔的塔底物流为酸性污染物含量大于85vol％的高度浓缩的酸性污染物产品。优选地，塔底物流包含大于90vol％的酸性污染物，和最优选地，塔底物流的酸性污染物含量为95-99.9vol％。当塔底物流为高纯度二氧化碳产品时，其可以有利地用于强化油采收应用或可以贮存在地下贮层中。因此，塔底物流可以引入到地下贮层中用于强化油或气采收或贮存塔底物流。
膜分离器可以包括任何型的成型膜，如作为平板或不对称性中空纤维成型的膜，或在多孔结构如多孔板或多孔管上支撑的膜，或螺旋缠绕膜，或本领域熟练技术人员已知的任何其它类型的膜。通常，将膜置于合适类型的膜分离器组件中，其中所述组件配有用于接收或引入原料物质进入膜分离器的膜分离器原料入口、用于从膜分离器移除渗余相物流的膜分离器渗余相出口、和用于从膜分离器移除渗透相物流的膜分离器渗透侧出口。
膜分离器可以包括一个或多个或几个分开的膜单元，它们在操作上以任何合适的组合或排布连接在一起以提供理想的结果。在本发明的一个实施方案中，膜分离器包括一组单独的膜单元，该膜单元按串流流通操作相连，从而使每一个膜单元的渗余相用作膜单元序列中下一个膜单元入口的原料，但所述序列中最后一个膜单元的渗余相从中流过入下游进一步处理或处置。
每一个膜单元的渗透侧的渗透相流至下游单独处理，或者聚集或收集后进一步处理或处置。在本发明的一个实施方案中，每一个膜单元的渗透相被引入多级压缩机中，所述压缩机定义了压缩区，并提供了压缩渗透相的设施。由于每一个膜单元的渗透相处于不同的压力下，因此每一个膜单元的流出物可以在多级压缩机的不同级处引入。将压缩后的渗透相排出，并作为第二股原料引入蒸馏分馏塔。
本发明方法的一个重要方面可能在于所述蒸馏步骤为低温蒸馏。通过低温蒸馏，所述蒸馏分馏塔在合适的低温蒸馏分离条件下操作，从而按这里所述提供酸性污染物和轻烃的理想分离。
低温蒸馏条件可以使得蒸馏分馏塔在低温温度和合理高的压力条件下操作。在这些条件下，蒸馏分馏塔的操作压力通常为400-800psia，蒸馏分馏塔的塔顶温度为-50℃至0℃，和塔底温度为-30℃至40℃。低温蒸馏操作条件更合适地包括蒸馏分馏塔的操作压力为500-700psia，蒸馏分馏塔的塔顶温度为-30℃至-10℃，和蒸馏分馏塔的塔底温度为-15℃至35℃。
低温蒸馏分馏塔的塔顶系统包括与低温蒸馏分馏塔的顶部流体流动连通的塔顶冷凝器和相分离器。在塔顶系统的操作中，由低温蒸馏分馏塔的顶部获得塔顶蒸气，并被送至塔顶冷凝器，所述塔顶冷凝器定义了换热区，并提供了冷凝至少一部分塔顶蒸气的设施。
塔顶冷凝器提供塔顶蒸气与冷却剂之间的间接换热，所述冷却剂优选为致冷系统的致冷剂，所述致冷系统与塔顶冷凝器操作相连以至少部分冷凝塔顶蒸气。
合适的致冷剂及致冷过程和系统为在Perry的ChemicalEngineers Handbook第6版的12-24至12-39页中教导的那些，该文献在这里全文引入作为参考。优选的致冷剂为达到本发明方法的低温蒸馏温度所需要的那些，和可以包括丙烷、乙烷、乙烯和一些卤代烃。
至少部分冷凝的塔顶蒸气由塔顶冷凝器流至相分离器，所述相分离器定义了分离区，并提供了将至少部分冷凝的塔顶蒸气分离成单独的塔顶蒸气和单独的塔顶液体的设施。单独的塔顶蒸气用作引入膜分离器的塔顶物流。单独的塔顶液体可以用作低温蒸馏分馏塔的回流物流。
附图1：
下面参考附图1，其中的工艺流程示意性描述了本发明方法10的一个实施方案。方法10处理了包含轻烃如甲烷和大量污染性酸性污染物如二氧化碳的原料物流，从而提供高纯度烃产品和具有高浓度酸性污染物的高纯度酸性产品物流。原料物流经管道12引入方法10，并作为第一股原料引入蒸馏分馏塔14。
蒸馏分馏塔14通常为塔容器，其定义了分离区16，在分离区中安装了用来强化液体和蒸气接触的蒸馏塔板或填料。蒸馏分馏塔14具有顶部18和底部20，并提供了将原料物流分离成富含轻烃的塔顶物流和富含酸性污染物的塔底物流的设施。
蒸馏分馏塔14的塔底物流作为高纯度酸性污染物产品经管道21离开底部20去下游。
蒸馏分馏塔14的塔顶物流经管道22离开顶部18，并被引入膜分离器24，所述膜分离器提供了通过膜分离将塔顶物流分离成富含酸性污染物的渗透相酸性污染物物流和富含轻烃的渗余相烃产品物流的设施。
膜分离器24包括原料侧26，并配有用来接收原料物质如塔顶物流进入原料侧26的原料入口28。膜分离器24的膜30将原料侧26与渗透侧32隔开，并提供了选择性分离塔顶物流中包含的酸性污染物和轻烃的设施。
膜分离器24还配有渗余相出口36和渗透相出口38。渗余相出口36提供从原料侧26移除渗余相烃产品物流的设施。渗透相出口38提供从渗透侧32移除渗透相酸性污染物物流的设施。
渗透相酸性污染物物流经渗透相出口38离开膜分离器24的渗透侧32，并经管道42作为第二股原料引入蒸馏分馏塔14。渗余相烃产品物流经渗余相出口36离开膜分离器24的原料侧26，并作为高纯度烃产品经管道44去下游。
附图2：
图2示意性描述了包括由方法200实施的本发明的一些实施方案的工艺流程。方法200处理包含甲烷和大量污染性酸性污染物的高压原料物流，所述物流例如可能为所产生的天然气物流，从而获得高纯度轻烃产品(如甲烷)和高纯度酸性污染物产品(如二氧化碳)。
高压原料物流经管道202进料至方法200。在进料至方法200之前，可以处理高压原料物流以脱除水和任选的一些烃。从高压烃物流中脱除水和烃的方法对本领域的熟练技术人员来说是公知的，和可以用于处理高压原料物流。
在管道202中插入的是塔底物流/原料换热器204，该换热器定义了传热区，并提供了在方法200的塔底物流和高压原料物流之间交换热能的设施。另外在管道202中插入的是塔顶物流/原料换热器206，该换热器定义了传热区，并提供了在方法200的塔顶物流和高压原料物流之间交换热能的设施。因此，高压原料物流通过管道202进入塔底物流/原料换热器204和塔顶物流/原料换热器206，它们一起提供冷却后的高压原料物流。
该冷却后的高压原料物流经管道202离开塔顶物流/原料换热器206并被引至相分离器208。相分离器208定义了相分离区，并提供了将冷却后的高压原料物流分离成气体馏分和液体馏分的设施。
液体馏分经管道212由相分离器208流至膨胀阀216，该膨胀阀定义了膨胀区，并提供了降低液体馏分的压力至低压液体馏分的设施。这种膨胀至低压优选绝热实施。气体馏分经管道218由相分离器208流至膨胀设备220，所述膨胀设备可以为透平膨胀机，该膨胀机定义了膨胀区，并提供了将气体馏分膨胀至较低压力的设施。膨胀设备220除了提供低压蒸气馏分外还做功。所述低压液体馏分和低压气体馏分分别经管道222和管道224流至管道228，在其中它们组合提供原料物流。
原料物流经管道228作为第一股原料引入低温蒸馏分馏塔232。低温蒸馏分馏塔232包括塔，该塔定义了分离区234，在其中安装了可提供或强化液体和蒸气接触的蒸馏塔板或填料或其它任何已知的组件。低温蒸馏分馏塔232将原料物流低温分离成富含甲烷的塔顶物流和富含酸性污染物并为合适的高纯度酸性污染物产品的塔底物流。
低温分馏塔232具有顶部236和底部238，并配有塔顶系统240。所述塔顶系统240应用允许低温蒸馏的致冷系统244除热。塔顶蒸气经管道246离开低温蒸馏分馏塔232的顶部236进入塔顶冷凝器248。塔顶冷凝器248定义了冷凝区，并提供了至少部分冷凝塔顶蒸气的设施。用于与塔顶蒸气换热的冷却剂由致冷系统244提供，并且其可以选自合适的致冷剂，包括例如乙烷、乙烯和丙烷。
至少部分冷凝的塔顶物流经管道250由塔顶冷凝器248进入塔顶相分离器254。塔顶相分离器254定义了相分离区，并提供了将至少部分冷凝的塔顶物分离成单独的塔顶蒸气和单独的塔顶液体的设施。
单独的塔顶液体可以合适地用作低温蒸馏分馏塔232的回流。当用作回流时，单独的塔顶液体经管道256离开塔顶相分离器254，并作为回流引入低温蒸馏分馏塔232的分离区234。
单独的塔顶蒸气作为富含甲烷的塔顶物流经管道258由塔顶相分离器254进入塔顶物流/原料换热器206，在其中与高压原料物流换热。然后塔顶物流经管道260由塔顶物流/原料换热器206进入膜分离器264，并引入膜分离器中。
膜分离器264提供了将塔顶物流分离成富含酸性污染物的渗透相酸性污染物物流和富含轻烃的渗余相烃产品物流的设施。膜分离器264包括原料侧266，和配有用来接收原料物质如塔顶物流进入原料侧266的原料入口268。膜分离器264的膜272将原料侧266与渗透侧276隔开，并提供了使塔顶物流中包含的酸性污染物与轻烃选择性分离的设施。
膜分离器264还配有渗余相出口278和渗透相出口280。渗余相出口278提供了从原料侧266移除渗余相烃产品物流的设施。渗透相出口280提供了从渗透侧276移除渗透相酸性污染物物流的设施。
渗透相酸性污染物物流从膜分离器264的渗透侧276经渗透相出口280并经管道282引入压缩机284的入口。压缩机284定义了压缩区，并提供了将渗透相酸性污染物物流压缩至较高压力的设施。渗透相酸性污染物物流在升高的压力下从压缩机284排放至管道286，流过管道286，并作为第二股原料引入低温蒸馏分馏塔232的分离区234。
渗余相烃产品物流经渗余相出口278离开膜分离器264的原料侧266，并作为高纯度烃产品经管道288流至下游。在管道288中插入的是渗余相/渗透相换热器290，该换热器定义了传热区，并提供了在渗余相烃产品物流和渗透相酸性污染物物流之间交换热能的设施。
塔底物流作为高纯度酸性污染物产品物流经管道292由低温蒸馏分馏塔232的底部238进入塔底物流/原料换热器204，在其中与高压原料物流换热，然后经管道294流至下游进一步处理或处置。
附图3：
在附图3中描述的是可在本发明方法中应用的一种可能类型的膜分离器300的示意图。膜分离器300可以包括一个或多个或几个单独的膜单元，所述膜单元按串流或并流流通操作相连，从而为方法10(参见附图1)或方法200(参见附图2)的塔顶物流的甲烷和酸性污染物的分离提供理想的优化。
膜分离器300包括按串流流通操作相连的第一膜单元310和第二膜单元340。第一膜单元310典型地可以为组件单元，该组件单元定义了被第一膜316隔开的第一原料侧312和第一渗透侧314。第一膜单元310还配有用来将塔顶物流引入第一膜单元310的第一原料侧312的第一原料入口318、用来从第一渗透侧314移除第一渗透相酸性污染物物流的第一渗透相出口322、和用来从第一原料侧312移除第一渗余相烃物流的第一渗余相出口324。
第二膜单元340定义了被第二膜346隔开的第二原料侧342和第二渗透侧344。第二膜单元340还配有用来将第一渗余相作为原料引入第二膜单元340的第二原料侧342的第二原料入口348、用来从第二渗透侧344移除第二渗透相酸性污染物物流的第二渗透相出口350、和用来从第二原料侧342移除第二渗透相酸性污染物物流的第二渗透相出口352。
经管道354在第一原料侧312和第二原料侧342之间提供流体流通，所述管道354与第一渗余相出口324和第二原料入口348操作相连。塔顶物流经管道356流至膜分离器300，并通过第一原料入口318引入第一膜单元310的第一原料侧312。第一膜单元310将塔顶物流分离成第一渗余相和第一渗透相酸性污染物物流。第一渗余相经管道354由第一膜单元310的第一原料侧312流至第二膜单元340的第二原料侧342。在管道354中插入的是用于加热第一渗余相的级间加热器358。
由第二渗透侧344获得的第二渗透相酸性污染物物流经管道360流至压缩机364的低压入口362。由第一渗透侧314获得的第一渗透相酸性污染物物流经管道366流至压缩机364的中压入口368。压缩机364定义了压缩区，并提供了压缩第一渗透相酸性污染物物流和第二渗透相酸性污染物以在比第一渗透相酸性污染物物流和第二渗透相酸性污染物物流的压力高的高压下排出渗透相酸性污染物物流的设施。
渗余相烃产品物流由第二原料侧342获得，并经管道370流至下游，在其中可以进行进一步处理或处置。压缩后的渗透相酸性污染物物流经管道372作为第二股原料引入本发明方法的蒸馏分馏塔(图中未示出)。

Claims (9)

1.一种分离包含酸性污染物和轻烃的原料物流的酸性污染物和轻烃以提供高纯度烃产品和高度浓缩所述酸性污染物的酸性物流产品的方法，其中所述方法包括：
将所述原料物流引入蒸馏分馏塔中，以分离所述原料物流的所述酸性污染物和所述轻烃；
从所述蒸馏分馏塔获得富含所述轻烃的塔顶物流和富含所述酸性污染物且适合作为所述酸性物流产品的塔底物流；
将所述塔顶物流引入膜分离器，以将所述塔顶物流分离成富含所述酸性污染物的渗透相酸性污染物物流和富含所述轻烃且适合作为所述高纯度烃产品的渗余相烃产品物流；和
将所述渗透相酸性污染物物流引入所述蒸馏分馏塔中。
2.权利要求1的方法，还包括：
由所述蒸馏分馏塔获得塔顶蒸气；
使所述塔顶蒸气流入塔顶冷凝器，所述塔顶冷凝器至少部分冷凝所述塔顶蒸气，从而提供至少部分冷凝的塔顶物流；和
将所述至少部分冷凝的塔顶物流分离成用作所述塔顶物流的单独的塔顶蒸气和用作所述蒸馏分馏塔回流的单独的塔顶液体。
3.权利要求2的方法，其中所述膜分离器包括按串流流通设置的多个膜单元，其中所述多个膜单元包括第一膜单元和第二膜单元，其中所述第一膜单元具有带有第一原料入口的第一原料侧、第一渗余相出口和第一渗透侧，和所述第二膜单元具有带有第二原料入口的第二原料侧、第二渗余相出口和第二渗透侧，其中所述第一渗余相出口与所述第二原料入口按流体流通方式操作相连，所述渗余相烃产品物流由所述第二渗余相出口获得，第一渗透相酸性污染物物流由所述第一膜单元的第一渗透侧获得，和第二渗透相酸性污染物物流由所述第二膜单元的第二渗透侧获得。
4.权利要求3的方法，还包括：
将所述第二渗透相酸性污染物物流引至压缩机的低压入口；
将所述第一渗透相酸性污染物物流引至所述压缩机的中压入口；和
在高于所述第一渗透相酸性污染物物流和所述第二渗透相酸性污染物物流的压力的高压下，从所述压缩机排出所述渗透相酸性污染物物流，其中所述渗透相酸性污染物物流的酸性污染物浓度为40-99vol％。
5.权利要求4的方法，还包括：
将包含所述酸性污染物和所述轻烃的冷却后的高压原料物流引至分离器，以将所述冷却后的高压原料物流分离成气体馏分和液体馏分；
将所述液体馏分膨胀至较低压力，以提供低压液体馏分；
使所述气体馏分膨胀，以提供低压蒸气馏分；和
将所述低压液体馏分和所述低压蒸气馏分组合，以获得所述原料物流。
6.权利要求5的方法，还包括：
在将所述塔顶物流引至所述膜分离器之前，通过与所述冷却后的高压原料物流间接换热而加热所述塔顶物流。
7.权利要求6的方法，其中所述轻烃选自包括甲烷和乙烷的低分子量烷烃，其中所述原料物流含有20-85vol％的所述酸性污染物和15-80vol％的所述轻烃，其中所述高纯度烃产品含有大于85vol％的所述轻烃，其中所述塔底物流含有大于85vol％的所述酸性污染物，和其中所述蒸馏分馏塔在200-900psia的压力下操作。
8.权利要求7的方法，其中所述轻烃为甲烷，其中所述高纯度烃产品包含95-99.9vol％的甲烷，和其中所述塔底物流包含浓度范围为90-99.9vol％的所述酸性污染物。
9.权利要求1-8一项或多项的方法，其中所述塔底物流包含大于85vol％的酸性污染物，和其中所述方法还包括将所述塔底物流引入地下贮层，其目的是为了强化油采收或产气或贮存所述塔底物流。
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