CN107208964B - 减少进入低温蒸馏过程的进料物流的冷冻和脱水负荷 - Google Patents

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Abstract

调节低温蒸馏塔用酸性气体进料物流的系统，包含脱水单元，设置其以将酸性气体进料物流分离成包含水的第一物流以及进料物流；以及与该脱水单元以及该低温蒸馏塔二者连接的顺序冷却组合体，其中该顺序冷却组合体包含第一级，设置其以将进料物流分离成部分冷却的进料物流以及包含酸性气体的第二物流，第二级，设置其以将部分冷却的进料物流冷却成为冷却的进料物流以及包含酸性气体的第三物流，以及冷却的进料物流集管，其与低温蒸馏塔进料口连接，其中设置第一级、第二级、或者二者以输送第二以及第三物流至少之一至低温蒸馏塔的底部区域。

Description

减少进入低温蒸馏过程的进料物流的冷冻和脱水负荷
相关申请的相互引用
本申请请求2015年2月27日提交的名称为减少进入低温蒸馏过程的进料物流的冷冻和脱水负荷的美国临时专利申请62/126,147的优先权权利，其整体引入本申请作为参考。
背景技术
技术领域
本说明书总体上涉及流体分离的领域。更具体地说，该说明书涉及污染物，例如酸气体，与烃的低温分离。
相关技术的描述
本节意图是引入可能与本说明书有关的各方面本领域技术。本论述旨在提供框架以促使更好理解本说明书的具体方面。因此，很清楚本部分应该就此而论来理解，而非必须作为现有技术引入。
来自储层的诸如甲烷以及乙烷之类的天然气烃的生产时常携带偶然产生的非烃类气体。上述气体包括污染物、比如二氧化碳("CO2")、硫化氢("H2S")、硫化羰、二硫化碳以及各种硫醇至少之一。当由储层产生的进料物流包括混合有烃的这些污染物时，该物流时常被称为"酸性气体"。
许多天然气储层具有相对低百分比的烃以及相对高百分比的污染物。污染物可以用作稀释剂以及减少烃的热含量。此外，在水存在下一些污染物可以变得非常有腐蚀性。
通常期望从包含烃的物流除去污染物以产生脱硫以及浓缩的烃类。管线质量天然气的规格一般要求最高2-4％的CO2以及1/4喱H2S每100标准立方英尺(scf)(按体积4份每百万(ppmv))或者5毫克每正常立方米(mg/Nm3)的H2S。诸如天然气液化厂或者脱氮装置之类的低温过程一般需要低于50份每百万(ppm)的CO2。
从烃类分离污染物是困难的以及因此显著的工作已经应用于开发发烃类/污染物分离方法。这些方法大体分成三类：通过溶剂的吸收(物理、化学和混合)、通过固体的吸附、和蒸馏。
通过一些混合物蒸馏的分离可以是相对简单的以及，由此，广泛用于天然气工业。然而，天然气烃，主要是甲烷、以及在天然气中最通常污染物之一，二氧化碳的混合物的蒸馏存在极大困难。常规的蒸馏原理以及常规的蒸馏设备假定的是在该蒸馏塔各处仅存在蒸气以及液相。然而，如果需要管线或更好质量烃类产物，则通过蒸馏将CO2与甲烷分离涉及会导致CO2凝固的温度和压力条件。这些蒸馏技术一般所需的较低温度典型地称为深冷温度。
某些低温蒸馏提供适当的途径以处理在形成固体的污染物与烃的分离期间固体的形成以及后续熔化。例如，在特定的温度压力条件下与烃和污染物的液相混合物平衡的固体污染物的形成可以在受控冷冻区域部分中进行。另外和/或替代的深冷分离系统方案是本领域已知的，例如，在蒸馏塔外凝固CO2的系统，以及本说明书以下特意仔细考虑以及包括上述替代系统。
历史上的低温蒸馏，在接纳至低温蒸馏塔之前调节进料气体。该进料气体调节通常包括两个主要步骤：(1)除去足够量的水分，以及(2)在引入进入深冷工艺中之前，将该进料急冷至适当的温度。
进料物流的水含量长久以来是受关注的问题，这是因为足够多的水量可以导致在低温蒸馏过程较冷区域生成水合物。以往低温蒸馏原料条件布局首先进料湿的，酸性气体至脱水单元，例如，其包含一种或多种分子筛，以除去来自该进料的大部分水。脱水可能是重要的，原因在于将富含水分的液体物流在经过该过程中的低温度会导致固体冰或者水合物形成的风险。然而，分子筛一般昂贵以及较重，使它们对于许多用途，例如，海上应用而言的实用性降低。
进料物流的降温也是重要的。以往，在该脱水单元以及该低温蒸馏塔之间，进料调节系统连接急冷器(或者急冷系统，其带有串联运行阶式急冷器)以在到达低温蒸馏塔之前冷却进料气体。急冷该进料气体可以使在低温蒸馏塔中回流生成系统的冷冻负荷减到最小。
在急冷该进料物流的过程中，一些H2S以及CO2，当在进料气体中浓度足够高时可以冷凝。进料气体物流的进一步急冷形成另外的液体。该冷凝液体可以溶解一定量的水。该冷凝液体物流也包含一些甲烷以及重质烃类，比如乙烷、丙烷等。进料调节布局可以使液体物流到达低温蒸馏塔的较低部分。低温蒸馏塔的较低部分可以汽提出残余的甲烷以及可以经由酸气体喷射(AGI)，将该酸液体物流(其可以包含溶解水)，喷射进入废弃物容器之内或者可以使用该酸液体物流作为可溶混的提高油采收率(EOR)流体。来自该低温蒸馏系统的顶部(处理过的)气体可以输送至管线或者液化天然气(LNG)机组用于液化。
上述论述可以表明较冷进料急冷温度是优选的，因为这增加在进料调节期间冷凝的流体的数量。然而，冷凝的液体的单元的水分携带能力随着温度降低而降低。因此，溶于该液体总水分在较低温度下是较少的，即使产生的液体数量是较多的。此外，蒸气单元的水分承载能力也随着温度降低而降低。因此，当将包含一定量水分的进料气体急冷时，所产生的蒸气不可能含有同样多的水分。正常地，当低温蒸气不能含有同样多的水分时，过多水分可以冷凝以及溶于富含CO2的液体。然而，当该富含CO2的液体由水饱和时，额外的水分不能溶解以及可以形成固体沉淀体(例如冰或者水合物)。
因此，需要低成本的方式以将进料物流脱水和冷却，和特别地以足够地干燥和冷却该进料物流以避免形成固体沉淀物。鉴于以上的讨论，需要改进的进料调节技术，该技术减少了上游对脱水所要求的程度。对于更有效的进料调节技术存在需求，该技术使本进料调节技术基建以及操作成本降低。对于减少总能量需求的进料调节方法存在需求。
发明内容
本说明书提供技术，该技术用于降低进入低温蒸馏塔的酸性气体进料物流的冷冻负荷以及脱水要求。
在一个实施方案中，本说明书包括用于调节低温蒸馏塔用酸性气体进料物流的系统，该系统包含脱水单元，设置其以将该酸性气体进料物流分离成包含水的第一物流以及进料物流；以及与该脱水单元以及该低温蒸馏塔二者连接的顺序冷却组合体，其中该顺序冷却组合体包含第一级，设置其以将该进料物流分离成部分冷却的进料物流以及包含酸气体的第二物流；第二级，设置其以将该部分冷却的进料物流冷却成为冷却的进料物流以及包含酸气体的第三物流；以及冷却的进料物流集管，其连接到低温蒸馏塔进料口，其中设置第一级、第二级、或者二者以输送第二以及第三物流中至少一种至该低温蒸馏塔的底部区域。
在另一个实施方案中，本说明书包括将低温蒸馏塔的酸性气体进料物流顺序冷却的方法，该方法包括接收该酸性气体进料物流，将该酸性气体进料物流分离成水物流以及部分脱水的进料物流，使该部分脱水的进料物流到达顺序冷却组合体，将该部分脱水的进料物流冷却至第一温度，将该部分脱水的进料物流分离成包含蒸气的部分脱水的进料物流以及包含液体的第一物流，将该部分冷却的进料物流冷却至第二温度，将该部分冷却的进料物流分离成包含蒸气的冷却的进料物流以及包含液体的第二物流，以及将该冷却的进料物流进料至该低温蒸馏塔。
在仍然另一个实施方案中，本说明书包括一种低温蒸馏系统，该系统包含酸性气体进料物流的渐进性调节区域，其包含第一级组合体，设置其以将该酸性气体进料物流分离成包含水的第一物流以及部分脱水的进料物流；第二级组合体，其与第一级组合体连接以及被设置以将该部分脱水的进料物流分离成包含烃的渐进脱水的进料物流以及包含酸性气体的第二物流，以及进一步被设置以将该渐进脱水的进料物流冷却至第一温度；以及第三级组合体，其与第二级组合体连接以及被进一步设置以将该渐进脱水的进料物流冷却至第二温度，其中该第二温度低于该第一温度；以及包含受控冷冻区域的低温蒸馏塔，其中设置该低温蒸馏塔以接收该渐进脱水的进料物流。
上述已经大致概述本说明书细节以致以下详细说明可以更好理解。本申请也公开额外的细节。
附图说明
该说明书的这些及其它细节、状况和优势由下面的说明、附加权利要求书以及如下简要说明的附图会变得明白。该说明书的这些及其它特征、状况和优势由下面的说明、附加权利要求书以及如下简要说明的附图会变得明白。
附图1是在单一容器内具有多个区域的塔的示意图。
附图2是在多个容器内具有多个区域的塔的示意图。
附图3是在单一容器内具有多个区域的塔的示意图。
附图4是在多个容器内具有多个区域的塔的示意图。
附图5是进料调节配置的示意图。
附图6是进料调节配置第一实施方案示意图。
附图7是进料调节配置第二实施方案示意图。
附图8是进料调节配置第三实施方案的示意图。
附图9是进料调节配置第四实施方案的示意图。
应当指出该附图只是实施例而不是由此要对本说明书的范围限制。此外该附图通常不是按比例描绘、而是为了方便以及清楚图解本说明书各方面而制图。
发明详述
为了促进对说明书原则的理解，参考在图中图解的特征以及具体语言会用于该特征描述。尽管如此应理解并非由此要限制本说明书范围。如本申请公开那样，任何变化以及进一步地改变、以及本说明书原则任何进一步地应用也是被预期的，如本领域技术人员通常关于本说明书所想到的那些。为了清楚起见，一些与本说明书无关的特征可以不必显示在附图中，这对有关领域技术人员是显而易见的。
如在本申请中提及的，该术语"气体物流"、"蒸气物流"以及"液体物流"指当进料物流在将甲烷-天然气中主要的烃，与污染物分离的蒸馏塔中被处理时该进料物流的不同阶段。尽管该短语"气体物流"、"蒸气物流"以及"液体物流"指该物流中分别主要存在气体、蒸气和液体的情形，但仍可能有其它相同时存在该物流之内。例如，气体可能同时存在于"液体物流"中。在有些情况下，该术语"气体物流"以及"蒸气物流"可互换使用。
如本申请使用的，该术语"大约"，"约"，"基本上"以及类似术语意味着具有宽泛的意思，其符合本说明书主题所属领域的普通技术人员常用的以及承认的用法。审阅本说明书的本领域技术人员应该理解这些术语意图是容许某些特征描述说明以及权利要求不受这些特征所提供精确数字范围的约束。因此，这些术语应该解释为指明所公开主题无实质的或者无关紧要的改进或者变化以及认为在本说明书范围之内。如果使用，则就在后数值而言，术语意指在后数值增或者减10％，除非另有说明。
本说明书涉及在低温蒸馏塔之前顺序冷却和/或渐进调节酸性气体进料物流的系统以及方法。本说明书附图1-9，以及尤其附图6-9，显示系统以及方法的各方面。本申请所公开的顺序冷却和/或渐进调节酸性气体进料物流的技术可以具有各种益处。例如，使富含水分的液体物流经过在该方法中更高温度减少了水合物形成的危险。此外，在中间温度除去进料物流液体也导致后续急冷器的冷冻负荷较低，从而得到各种进料调节效果。例如，当暖液体进入该低温蒸馏塔，再沸器热量需求减少。此外，所公开进料调节配置可导致在较高酸气体浓度下产生较少量的液体。本领域技术人员会理解使用本申请所公开的技术，例如顺序冷却和/或渐进调节酸性气体进料物流，也可减少该再沸器热量需求、降低蒸馏塔的喷射速率、以及相应地减少塔顶馏分冷冻需求。
该系统以及方法可以分离具有甲烷以及污染物的进料物流。该系统可以包含蒸馏塔104，204(附图1-4)。蒸馏塔104，204可以将污染物与甲烷分离。
在附图未显示的一些实施方案中，当上部区域110不被需要和/或要求时，蒸馏塔104，204可以仅包括两个功能区域。当该蒸馏塔不包括上部区域110时，离开中部受控冷冻区部分108的一部分蒸气可以在冷凝器122中冷凝以及作为液体物流经由喷射组合体129返回。此外，管线18以及20可以被清除，部件124以及126可以是同一个，和部件150以及128可以是同一个。在管线14中的物流，现在携带离开中部受控冷冻区部分108的蒸气，将这些蒸气引导至冷凝器122。
在附图1-4显示的实施方案中，该蒸馏塔104、204可以分成三个功能区域：下部区域106，中部受控冷冻区部分108以及上部区域110。当上部区域110被需要和/或要求时，该蒸馏塔104、204可以包括三个功能区域。
下部区域106也可称为汽提器区域。中部受控冷冻区部分108也可称为受控冷冻区部分。该上部区域110也可称为精馏塔区域。
蒸馏塔104的各个区域可以安装在单一容器内部(附图1以及3)。例如，下部区域106，中部受控冷冻区部分108，以及上部区域110可以安装在单一容器164内部。
蒸馏塔204部分可以安装在多个容器内部以形成分流塔配置(附图2以及4)。每一容器可以独立于其它的容器。管线和/或另外的适合结构可以把一个容器与另外的容器连接。在这一情况下，下部区域106，中部受控冷冻区部分108以及上部区域110可以安装在两个或者更多个容器内部。例如，如附图2以及4所示，以及上部区域110可以安装在单一容器254内部以及下部区域和中部受控冷冻区部分106、108可以安装在单一容器264之中。当在此情况时，脱离上部区域110的液体物流，可以经由液体出口底部260脱离。该液体出口底部260在上部区域110的底部。尽管未显示，每一区域可以安装在它自己的独立容器之中，或者一个或多个部分可以安装独立的容器之内，或者上部区域以及中部受控冷冻区部分可以安装在单一容器之中以及下部区域可以安装在单一容器之中等。当蒸馏塔的各区域安装在容器内部时，该容器可以是沿水平线并列式布置和/或在相互之上沿垂直线布置。
在需要考虑蒸馏塔高度、移动事宜、和/或诸如偏远地方之类的运输问题的情况下，分流塔配置是有益的。这个分流塔配置允许独立操作一个或多个区域。例如，当上部区域安装在单一容器内部以及下部区域和中部受控冷冻区部分安装在单一容器内部时，使用基本上无污染物、来自填充气体的管线或者邻近的烃管线的大量烃物流的回流液体的独立产生，会出现在上部区域之中。以及该回流可以用于冷却上部区域，在上部区域中形成合适的温度分布，和/或在上部区域的底部积聚液体储备以作为中部受控冷冻区部分用喷射液体的初始来源。此外，中部受控冷冻区部分以及下部区域可以通过如下方式独立地准备：急冷进料物流，将它进料至在下部区域中或者在中部受控冷冻区部分之中的最优位置，产生用于下部区域以及中部受控冷冻区部分的液体，以及当蒸汽含有过高污染物含量不符合规格时，将蒸气从中部受控冷冻区部分排放掉。此外，来自上部区域的液体可以是间歇或者连续喷射，在中部受控冷冻区部分的底部中积累液面以及将中部受控冷冻区部分中污染物含量降低以及接近稳态级别以致该两个容器可以连通以将蒸气物流从中部受控冷冻区部分输送到上部区域，将来自上部区域的底部的液体连续喷射进入中部受控冷冻区部分之内以及使运行稳定成为稳态条件。分流塔配置可以应用上部区域的集液槽作为泵128的储存罐，因此避免对附图1以及3中储存罐126的需要。
该系统也包括换热器100(附图1-4)，例如，壳管式热交换器，填料塔或者板式塔等。在进入该蒸馏塔104、204之前，该进料物流10可以进入该换热器100。该进料物流10可以在换热器100内部冷却。换热器100有助于进料物流10温度下降至适合引入蒸馏塔104、204之内的程度。如以下详细公开的，任何显示在图6-9中的进料调节系统实施方案可以任选地替代换热器100。
该系统可以包括膨胀器设备102(附图1-4)。在进入该蒸馏塔104、204之前，该进料物流10可以进入膨胀器设备102。在脱离换热器100之后，进料物流10可以在膨胀器设备102中膨胀。膨胀器设备102有助于进料物流10温度下降至适合引入蒸馏塔104、204之内的程度。膨胀器设备102可以是任意适合的设备、比如阀门。如果膨胀器设备102是阀门，该阀门可以是任意合适的阀门，其可以有助于在进料物流10进入蒸馏塔104、204之前冷却该进料物流10。例如，阀门102可以包含焦耳-汤普森(J-T)阀门。
该系统可以包括进料分离器103(附图3-4)。在进入该蒸馏塔104、204之前，该进料物流10可以进入该进料分离器。该进料分离器可以将具有混合的液体以及蒸气物流的进料物流分离成液体物流以及蒸气物流。管线12可以从进料分离器延伸至蒸馏塔104、204。管线12之一可以接收来自该进料分离器的蒸气物流。管线12的另一个可以接收来自该进料分离器的液体物流。管线12各自可以延伸至蒸馏塔104、204的相同和/或不同的区域(即中部受控冷冻区部分、以及下部区域)。该膨胀器设备102可以或者可以不必在进料分离器103的下游。该膨胀器设备102可以包含多个膨胀器设备102以致每个管线12各自具有膨胀器设备102。
该系统可以包括脱水单元261(附图1-4)。在进入该蒸馏塔104、204之前，该进料物流10可以进入该脱水单元261。在进入换热器100和/或该膨胀器设备102之前，进料物流10进入脱水单元261。脱水单元261从进料物流10除去水以使防止水以后在换热器100、膨胀器设备102、进料分离器103、或者蒸馏塔104、204中出现问题。通过形成分离水相(即冰和/或水合物)水可能存在问题，其堵塞管线、设备或者对蒸馏过程有不利影响。脱水单元261将进料物流脱水至足够低的露点以确保在该方法其余部分期间在下游任一点不会形成单独的水相。该脱水单元可以是任意合适的脱水结构、比如分子筛或者二醇脱水单元。如下所述，显示在图6-9中的任何进料调节系统实施方案可以任选地替代脱水单元261。
该系统可包括过滤单元(未显示)。在进入该蒸馏塔104、204之前，该进料物流10可以进入该过滤单元。在该进料物流进入该蒸馏塔104、204之前，该过滤单元可以从该进料物流除去不希望的污染物。根据所要除去的污染物，该过滤单元可以在脱水单元261之前或之后和/或在换热器100之前或之后。
该系统可以包括管线12(附图1-4)。该管线也可称为进口通道12。进料物流10可以经由管线12引入蒸馏塔104、204之内。该管线12可以延伸至蒸馏塔104、204的下部区域106或者该中部受控冷冻区部分108。例如，管线12可以延伸至下部区域106使进料物流10可以进入蒸馏塔104、204的下部区域106(附图1-4)。管线12可以直接或者间接延伸至下部区域106或者中部受控冷冻区部分108。管线12可以在进入蒸馏塔104、204之前延伸至蒸馏塔104、204的外表面。
如果该系统包括该进料分离器103(附图3-4)，管线12可以包含多个管线12。每个管线可以与从进料分离器延伸至蒸馏塔104、204的具体部分的管线之一相同。
将下部区域106构造以及设置以将进料物流10分离成富集污染物的底部液体物流(即液体物流)以及冷冻区蒸气物流(即蒸气物流)。下部区域106在无固体形成的温度和压力下分离进料物流。液体物流可以包含比甲烷更多量的污染物。蒸气物流可以包含比污染物更多量的甲烷。任何情况下，该蒸气物流是比液体物流更轻。结果，蒸气物流从下部区域106上升以及该液体物流下落至下部区域106的底部。
下部区域106可以包括和/或连接到分离进料物流的设备。该设备可以包含任意合适的分离甲烷与污染物的设备，比如一个或多个填料部分181、或者一个或多个带有开孔、降液管、以及堰板的蒸馏塔板(附图1-4)。
该设备可以包括把热量应用到物流以形成该蒸气物流以及该液体物流的部件。例如，该设备可以包含第一再沸器112，其将热量施加至物流。第一再沸器112可以位于蒸馏塔104、204的外部。该设备还可以包含第二再沸器172，其将热量施加至物流。第二再沸器172可以位于蒸馏塔104、204的外部。管线117可以从蒸馏塔引导至第二再沸器172。管线17可以从第二再沸器172引导至该蒸馏塔。也可以使用类似于上述第二再沸器设立的另外再沸器。
第一再沸器112可以把热量应用到该液体物流，其经由下部区域106的液体出口160脱离下部区域106。该液体物流可以从液体出口160经由管线28输送到第一再沸器112(附图1-4)。通过第一再沸器112施加于液体物流的热量的数量可增加以将更多甲烷与污染物分离。再沸器112所施加至物流的热量越多，与液体污染物分离的甲烷越多，尽管更多污染物也会汽化。
第一再沸器112也可把热量施加至在蒸馏塔104、204内部的物流。具体说，通过第一再沸器112施加的热量使下部区域106升温。此热量从下部区域106向上传播以及供热以加热进入中部受控冷冻区部分108的融化塔板组合体139的固体(附图1-4)以致固体形成液体和/或淤浆混合物。
第二再沸器172施加热量在下部区域106内部的物流。相比第一再沸器112施加的热量，施加此热量更接近于中间受控冷冻区部分108。结果，相比第一再沸器112施加的热量，第二再沸器172施加的热量达到中间受控冷冻区部分108更快速。如果第二再沸器172的热源是工艺物流，则它也有助进行能量整合。
该设备可以包括一个或多个竖井组合体(chimney assemblies)135(附图1-4)。落下至下部区域106的底部时，该液体物流接触一个或多个竖井组合体135。
各竖井组合体135包括竖井塔板131，其收集在下部区域106内部的液体物流。收集在竖井塔板131之上的液体物流可以进料至第二再沸器172。在液体物流在第二再沸器172中加热之后，该物流可以回到中部受控冷冻区部分108以供热至中部受控冷冻区部分108和/或融化塔板组合体139。脱离第二再沸器172的未蒸发的物流可以在竖井塔板131以下回料至蒸馏塔104、204。当蒸气物流进入蒸馏塔104、204时，脱离第二再沸器172的未蒸发的蒸气物流可以在竖井塔板131以下或者以上行进。
竖井塔板131可以包括一个或多个竖井137。竖井137作为在下部区域106中蒸气物流穿过的通道。蒸气物流穿过在竖井137底部竖井塔板131之中的开口至竖井137顶部。该开口更接近于下部区域106底部，相比于中部受控冷冻区部分108底部。该顶部更接近于中部受控冷冻区部分108底部，相比下部区域106的底部。
各竖井137与竖井封盖133连接。竖井封盖133覆盖竖井137的竖井顶部开口138。竖井封盖133防止该液体物流进入竖井137。该蒸气物流经由竖井顶部开口138脱离竖井组合体135。
在下落至下部区域106底部以后，该液体物流经由液体出口160脱离蒸馏塔104、204。该液体出口160在下部区域106之内(附图1-4)。液体出口160可以位于下部区域106底部。
在经由液体出口160脱离以后，该进料物流可以经由管线28行进至第一再沸器112。该进料物流可以通过第一再沸器112加热以及蒸气然后可以经由管线30再进入下部区域106。未蒸发的液体可以继续经由管线24脱离该蒸馏过程。
该系统可以包括膨胀器设备114(附图1-4)。在进入管线24以后，该加热的液体物流可以在膨胀器设备114中膨胀。膨胀器设备114可以是任意适合的设备、比如阀门。膨胀器设备114可以是任意适合的阀门、比如J-T阀门。
该系统可包括换热器116(附图1-4)。通过第一再沸器112加热的液体物流，可以通过换热器116冷却或者加热。换热器116可以是直接换热器或者间接换热器。换热器116可以包含任意合适的换热器以及可以输出物流26。
在下部区域106中的蒸气物流从下部区域106上升到中部受控冷冻区部分108。将中部受控冷冻区部分108保持以接收冷冻区液体物流以在中部受控冷冻区部分108之中形成固体以及该蒸气物流(即，烃-富集蒸气物流)。将中部受控冷冻区部分108构造以及设置以将引入该中部控制冷冻区部分的进料物流10分离成固体以及蒸气物流。当冷冻区液体物流在形成固体以及蒸气物流的温度和压力下注入到中部受控冷冻区部分108时，在中部受控冷冻区部分108之中形成固体以及该蒸气物流。该固体包含的污染物比甲烷更多。该蒸气物流包含的甲烷比污染物更多。
中部受控冷冻区部分108包括下部区域40以及上部区域39。下部区域40低于上部区域39。下部区域40直接地邻接上部区域39。下部区域40主要是但是可以不必唯一地是中部受控冷冻区部分108的加热区域。上部区域39主要是但是可以不必唯一地是中部受控冷冻区部分108的冷却区域。选择上部区域39的温度和压力以便该固体能够在中部受控冷冻区部分108中形成。
中部受控冷冻区部分108可以包含融化塔板组合体139，其维持在中部受控冷冻区部分108之中(附图1-5)。该融化塔板组合体139在中部受控冷冻区部分108下部区域40范围之内。该融化塔板组合体139不在中部受控冷冻区部分108上部区域39范围之内。
将该融化塔板组合体139构造以及设置以融化在中部受控冷冻区部分108之中所形成的固体。当热蒸气物流从下部区域106上升到中部受控冷冻区部分108时，该蒸气物流立即接触融化塔板组合体139以及供给热量以融化该固体。融化塔板组合体139可以包含融化塔板118、球形封盖132、液体130以及加热机构134中的至少一个。
该融化塔板118可以收集液体和/或淤浆混合物。该融化塔板118将中部受控冷冻区部分108的至少一部分与从下部区域106分开。该融化塔板118在中部受控冷冻区部分108的底部45。
一个或多个球形封盖132可以作为该蒸气物流从下部区域106上升到中部受控冷冻区部分108的通道。球形封盖132可以提供蒸气物流路径，其推动蒸气物流沿提升管140向上以及然后在提升管140周围向下至融化塔板118。提升管140由封盖141覆盖。封盖141防止该液体130进入提升管140之内。封盖141有助于防止固体进入提升管140之内。蒸气物流经由球形封盖132的移动使得蒸气物流传送热量至在融化组合体139内部的液体130。
一个或多个加热机构134可以进一步加热该液体130以促进固体融化成为液体和/或淤浆混合物。该加热机构134可以位于融化塔板组合体139内部任何地方。例如，如附图1-4所示，加热机构134可以位于球形封端132周围。该加热机构134可以是任意合适的机构、比如加热盘管。该加热机构134的热源可以是任意合适的热源。
在融化塔板组合体中的液体130通过蒸气物流加热。液体130也可通过一个或多个加热机构134加热。液体130帮助在中部受控冷冻区部分108之中所形成的固体融化成为液体和/或淤浆混合物。具体说，通过该蒸气物流传递的热量加热该液体，由此使热量能融化该固体。该液体130处于足够将该固体融化的程度。
中部受控冷冻区部分108还可包含喷射组合体129。喷射组合体129冷却从下部区域40上升的蒸气物流。喷射组合体129喷射比该蒸气物流更低温的液体在蒸气物流之上以冷却该蒸气物流。喷射组合体129在上部区域39范围之内。该喷射组合体129不在下部区域40之内。喷射组合体129在融化塔板组合体139之上。换言之，融化塔板组合体139在喷射组合体129之下。
当该蒸气物流从中部受控冷冻区部分108的底部行进至中部受控冷冻区部分108的顶部，在中部受控冷冻区部分108之中温度冷却下来。在蒸气物流中的甲烷从中部受控冷冻区部分108上升到上部区域110。一些污染物可保留在甲烷中以及也上升。随着温度更低，在蒸气物流中污染物倾向于冷凝或者凝固以及下落至中部受控冷冻区部分108的底部。
该当在液体130中，该固体形成该液体和/或淤浆混合物。该液体和/或淤浆混合物从中部受控冷冻区部分108流到该下部蒸馏部分106。该液体和/或淤浆混合物从中部受控冷冻区部分108底部经由管线22流动到下部区域106的顶部(附图1-4)。管线22可以是外部管线。管线22可以从蒸馏塔104、204延伸。该管线22可以从中部受控冷冻区部分108延伸。该管线可以延伸至下部区域106。
在中部受控冷冻区部分108之中上升以及不形成固体或相反落下至中部受控冷冻区部分108底部的蒸气物流，上升至上部区域110。上部区域110在无固体形成的温度和压力以及污染物浓度下操作。构造以及设置上部区域110以冷却该蒸气物流以将甲烷与污染物分离。上部区域110中的回流冷却蒸气物流。该回流经由管线18被引入该上部区域110。管线18可以延伸至上部区域110。管线18可以从蒸馏塔104、204外表面延伸。
在上部区域110中接触回流以后，该进料物流形成蒸气物流以及液体物流。该蒸气物流主要包含甲烷。该液体物流包含相对更多的污染物。蒸气物流在上部区域110中上升以及该液体下降到上部区域110的底部。
为促进当物流接触该回流时甲烷与污染物的分离，上部区域110可以包括一个或多个传质设备176。各个传质设备176帮助甲烷与污染物的分离。各传质设备176可以包含任意合适的分离设备、比如带有孔道的塔板，或者无规或者结构化填料的部分176以促进蒸气相与液相的接触。
在上升以后，该蒸气物流可以经由管线14脱离该蒸馏塔104、204。该管线14可以源自上部区域110的上部部分。管线14可以从上部区域110的外表面延伸。
从管线14，该蒸气物流可以进入冷凝器122。该冷凝器122冷却该蒸气物流以形成冷却的物流。该冷凝器122至少部分地冷凝该物流。
在脱离该冷凝器122以后，该冷却的物流可以进入分离器124。分离器124将蒸气物流分离成液体以及蒸气物流。该分离器可以是可将物流分离成液体以及蒸气物流的任意合适的分离器，比如回流罐。
一旦分离，该蒸气物流可以作为销售产物脱离该分离器124。该销售产物可以穿过管线16后续贩运至管道和/或冷凝成液化天然气。
一旦分离，该液体物流可以经由管线18作为回流回到上部区域110。该回流可以经由任意合适的机构、比如回流泵150(附图1以及3)或者重力(附图2以及4)移动至上部区域110。
下落至上部区域110的底部的该液体物流(即冷冻区液体物流)在上部区域110的底部收集。该液体可以在塔板183之上收集(附图1以及3)或者在上部区域110的最底部收集(附图2以及4)。所收集液体可以经由管线20(附图1以及3)或者出口260(附图2以及4)脱离该蒸馏塔104、204。管线20可以从上部区域110伸出。管线20可以从上部区域110的底部端伸出。管线20可以从上部区域110的外表面延伸。
管线20和/或出口260连接到管线41。管线41导引到在中部受控冷冻区部分108之中的喷射组合体129。管线41源于储存罐126。该管线41可以延伸至中部受控冷冻区部分108的外表面。
管线20和/或出口260可以直接或者间接地(附图1-4)连接到管线41。当管线20和/或出口260直接连接到管线41时，该液体喷射物可以经由任意合适的机构比如喷射泵128或者重力而泵送到喷雾嘴120。当管线20和/或出口260间接地连接到管线41时，管线20、41和/或出口260以及管线41可以直接地连接到储存罐126(附图1以及3)。储存罐126可以容纳至少一些在液体喷射物被喷口喷射之前的液体喷射物。该液体喷射物可以经由任意合适的机构比如喷射泵128(附图1-4)或者重力而从储存罐126泵送到喷雾嘴120。当在上部区域110的底部没有足够的量的液体物流来给喷雾嘴120进料时，则会需要储存罐126。
该方法可以包括维持上部区域110。上部区域110如先前所公开的那样运行。该方法也可包括在上部区域110中分离该进料物流，如先前讨论的那样。使用开环致冷作用以向蒸馏装置提供冷却的各种布置、系统、方法和/或工艺过程是本领域已知的，该蒸馏装置在至该蒸馏装置的物流中至少之一组分形成固体的条件下运行，例如美国专利US6,053,007，以及可以任选结合使用如本领域技术人员所知悉的公开技术。
附图5是在蒸馏塔502，例如，附图1-4中的塔104、204、或者适合用于此方法的任意其它的低温蒸馏塔之前，进料调节配置500的示意图，为本领域技术人员所知悉。配置该进料调节配置500以经由酸性气体进料物流集管接收酸性气体进料504，例如附图1-4的进料物流10。该酸性气体进料物流504经过脱水单元506、例如附图1-4的二醇单元或者脱水单元261。脱水单元506可以将酸性气体进料物流504分离成第一物流508、例如液体物流和/或主要包含水的废料物流，和部分脱水的进料物流510，其包含至少一部分初始水含量被脱除的进料气体物流。部分脱水的进料物流510通至急冷器512，其包含附图1-4的换热器100。急冷器512可以分离和/或冷凝另外的污染物、例如一些水、二氧化碳、和/或重质烃类(例如乙烷)，如果在进料气体物流中以足够的浓度存在的话，以形成第二物流514，例如，包含水的冷凝物物流。急冷器512可以将第二物流514进料至蒸馏塔502的底部区域，例如，附图1-4的下部区域106。急冷器512可以将任意非冷凝的物流进料气体520进料至塔502的区域、例如附图1-4的中间受控冷冻区部分108。配置500的一些实施方案可以包括膨胀器设备、例如附图1-4的胀器设备102，在将该进料气体引入塔502以前。正如以上关于膨胀器设备102讨论的，该膨胀器设备可以在它进入该蒸馏塔502之前帮助冷却进料气体。塔502可以将所调节的进料物流分离成包含甲烷和/或氮气的塔顶馏分物流516以及包含液体、例如、水、二氧化碳、和/或重质烃类的物流518。
在操作中，在引入塔502之前，该进料调节配置500对该酸性气体进料物流504进行调节。此可以包括两个通常的步骤：(1)除去足够量的水分以减少在该方法较冷区域中任何对生成水合物的忧虑，以及(2)在引入该方法之前，将该进料急冷至适当的温度，其使回流生成系统的冷冻负荷最小化。在脱水单元506经由第一物流508可以除去大部分水分。部分脱水的进料物流510的急冷可以在急冷器512完成，其可以把第二物流514传送至蒸馏塔502的底部区域，例如，附图1-4的下部区域106。冷冻进料气体物流进一步形成更多的液体冷凝物。尽管更多量的液体能溶解更多水分，但是更低液体温度减少更冷液体携带水的能力。此外，更冷液体在它之上具有更低水蒸汽压，因此所产生气体会更干燥，但减少进料气体物流至饱和温度会有形成水合物的危险。为此，基于与所要求性能度量有关的成本以及效益，可以选择特定的进料调节配置。因此，本说明书的一些实施方案使用多级进料冷冻机组以分阶段冷却以及调节该进料(例如图6)。急冷器512可以将任意非冷凝物物流进料气体进料至塔502的区域、例如附图1-4的中间受控冷冻区部分108。一旦在塔502中分离，处理气体的塔顶馏分物流516可以输送、例如至管道或者LNG机组用于液化，而蒸馏塔502的底部区域可以汽提出剥除任何残余的甲烷以及输送所生成酸气体物流518、例如至用于AGI的废弃物容器或者用作可溶混的EOR流体。
附图6是在蒸馏塔502之前进料调节配置600第一实施方案的示意图。附图6的组成部分可以同附图5同一标号组成部分相同，除非另有说明。该进料调节配置600包括两级渐进急冷工艺或者顺序冷却组合体。将进料调节配置600配置以经由酸性气体进料物流504接收酸性气体。该酸性气体进料物流504输送至脱水单元506。脱水单元506可以将酸性气体进料物流504分离成主要包含水的第一物流508以及除去大部分水的部分脱水的进料物流510。部分脱水的进料物流510输送至急冷器602a、例如经由接收集管，设置其从脱水单元506接收部分脱水的进料物流510。急冷器602a可以冷却部分脱水的进料物流510至第一温度以及冷凝至少一部分脱水的进料物流510。第一温度可以小于约+30℃、或者小于约+25℃、或者小于约+20℃、或者小于约+15℃、或者小于约+10℃以及可大于约-40℃、或者可大于约-35℃、或者可大于约-30℃、或者可大于约-25℃、或者可大于约-20℃。在一些实施方案中，第一温度可以在约+30℃和约-40℃之间、或者在约+10℃和-20℃之间。部分急冷的进料物流610可以输送至分离器604a，在此将其分离成为包含蒸气的富含甲烷的物流606以及富含酸气体的物流608a、例如、包含液体或者基本上液体、比如水和/或酸气体的物流。该分离器604a可以输送富含酸气体的物流608a至蒸馏塔502的底部区域，例如附图1-4的下部区域106，并且可以输送富含甲烷的物流606至第二级急冷器602b。急冷器602b可以冷却富含甲烷的物流606至第二温度以及冷凝至少一部分富含甲烷的物流606。第二温度可以小于约-10℃、或者小于约-15℃、或者小于约-20℃，以及可大于约-80℃、或者可大于约-75℃、或者可大于约-70℃、或者可大于约-65℃、或者可大于约-60℃。在一些实施方案中，第二温度可以在约-20℃以及约-80℃之间、或者在约-20℃以及约-60℃之间。部分急冷的进料物流610可以输送至分离器604b，在此将其分离成为渐进脱水的进料物流，即包含蒸气或主要包含蒸气的富含甲烷的物流612，以及包含液体或者主要包含液体的富含酸气体的物流608b。该分离器604b可以输送富含酸气体的物流608b至蒸馏塔502的下部区域，并且可以输送富含甲烷的物流612至塔502的区域，例如图1-4的中间受控冷冻区部分108。配置600的一些实施方案可以包括膨胀器设备、例如附图1-4的膨胀器设备102，在将富含甲烷的物流612、富含酸气体的物流608a、或者富含酸气体的物流608b中的一种或多种引至塔502之前。正如以上关于膨胀器设备102讨论的，该膨胀器设备可以在它进入该蒸馏塔502之前帮助冷却进料气体。塔502可以将所调节的进料物流，例如富含甲烷的物流612，分离成包含甲烷和/或氮气的塔顶馏分物流516以及包含水、二氧化碳、和/或重质烃类的物流518。
如上所述，两相物流可以引入分离器604a和/或604b，例如，以将富含甲烷的蒸气与富含酸气体的液体分离。由于酸气体(例如CO2)在这些中间温度下溶解大量水的能力，在此分离器中可感测量的水连同液体一起除去。此过程可以用贫含水分的蒸气(例如部分脱水的进料气体物流)重复以在引入塔502之前进一步从蒸气物流除去水。来自一个或多个中间产物分离器的液体物流可以组合以及在与所调节气体不同的位置被引入塔502，例如在塔502的区域、例如附图1-4的下部区域106，或者引入一个或多个底部或者侧面再沸器、例如附图1-4的再沸器112、172之内，其运行于更高温度下。
使用两级渐进急冷工艺或者顺序冷却组合体的益处有许多，以及包括(1)由于被急冷的流体数量减少，进料急冷所需要能量减少，(2)重质烃类、例如苯、甲苯、二甲苯等在进料调节过程期间冷冻的风险减到最少，以及(3)在进料调节过程期间经由脱水单元冷冻携带出二醇或者其它材料的风险减到最少。
上述益处可以至少部分地归因于在这些中间温度下酸气体(特别是二氧化碳)容纳大量水的能力。因为此能力，使用两级渐进急冷工艺或者顺序冷却组合体，例如在分离器604a和/或604b中，大量水可以连同液体一起除去。相比进料调节的常规方案，使用分离器604b重复分离器604a的分离过程可以从蒸气物流除去更多的水，其依次可以允许富含甲烷的物流612温度更低，以及可以降低进料调节配置600的总体冷却负荷，例如，通过减少需要冷却的物流体积。本申请公开的进料调节配置，例如进料调节配置600、700、800和/或900的各种实施方案，可以除去足够的水分，以防止例如在任何本领域已知的低温蒸馏过程的任何不同压力和/或温度条件中，顺序冷却组合体的下游形成冰、水合物、或者其组合。在可供选择的实施方案中，将富含酸气体的物流608a和/或608b合并以及在中间区域或者侧部/底部再沸器引进蒸馏塔502中。
此外，如上所述，使富含水分的液体物流、例如富含酸气体的物流608a和/或608b，经过在该工艺中更高温度可减少生成水合物或者重质烃类和/或二醇冷冻的风险。此外，在中间温度除去液体也导致后续急冷器的急冷负荷更低，从而导致改进的效率。
由于上述益处，本申请所公开的进料调节配置可以在进入塔502的液体物流中产生更少的溶解甲烷以及更高酸气体浓度，从而导致更高携带水的能力、更小的再沸器负荷、以及相应地、更低的蒸馏塔502喷射速率。初步计算表明在附图6中所示的进料调节配置有能力处理在进料物流504中的高水分含量，当与附图5显示的进料调节配置相比时，例如，对于一些进料组合物高1.8倍的水分含量。此外，附图6显示的配置减少了进料冷冻需求，当与附图5显示的配置相比时，例如对于一些进料合物，在急冷机组冷冻负荷的几乎10％潜在节约。此实施方案的特别益处是处理更高水分含量流体的能力，需要冷冻负荷更低，以及热量整合的选项。在可供选择的实施方案中，静态混合器或者"扰流器"可以用于急冷器以促进水汽吸收入酸气体液体之内。
附图7是在蒸馏塔502之前进料调节配置700第二实施方案的示意图。附图7的组成部分可以同附图5-6同一标号组成部分相同，除非另有说明。该进料调节配置700包括直接接触再循环脱水工艺。将进料调节配置700配置以经由酸性气体进料物流504接收酸性气体。该酸性气体进料物流504输送至脱水单元506。脱水单元506可以将酸性气体进料物流504分离成主要包含水的第一物流508以及除去大部分水的部分脱水的进料物流510。该部分脱水的进料物流510送至洗涤器702。在进入洗涤器702之前急冷器(未显示)可冷却该物流。例如，急冷器可以冷却该物流至小于约+30℃、或者小于约+25℃、或者小于约+20℃，并且高于约-10℃、或者可高于约-5℃、或者高于0℃的温度。在一些实施方案中，急冷器可以冷却该物流至约+30℃至约-10℃或者+20℃至0℃的温度。在洗涤器702中从部分脱水的进料物流510除去水分以产生第一物流704，例如，湿的液体物流，其可以包含显著量的水、一些重质烃类、例如乙烷、丙烷等、或者酸气体成分、或者其任何组合。洗涤器702也可产生部分脱水的物流706，将其至少一部分水分除去。洗涤器702可以将第一物流704送至蒸馏塔502的底部区域，附图1-4的下部区域106，以及可以传送该部分脱水物流706至急冷器602a。急冷器602a可以急冷该部分脱水的物流706至第一中间温度，由此冷凝该部分脱水物流706的至少一部分并产生两相物流708。第一中间温度可以小于约+30℃、或者小于约+25℃、或者小于约+20℃、或者小于约+15℃、或者小于约+10℃以及可大于约-40℃、或者可大于约-35℃、或者可大于约-30℃、或者可大于约-25℃、或者可大于约-20℃。在一些实施方案中，第一中间温度可以在约+30℃和约-40℃之间、或者在约+10℃和-20℃之间。急冷器602a可以传送该两相物流708至分离器604a。该分离器604a将两相物流708分离成富含甲烷的物流606以及富含酸气体的物流608a。该分离器604a可以将富含酸气体的物流608a作为再循环物流返回至洗涤器702，例如以促进脱水，并且可以输送-富含甲烷的物流606至第二级急冷器602b。急冷器602b可以冷却富含甲烷-的物流606至第二中间温度，产生两相物流710。第二中间温度可以小于约-10℃、或者小于约-15℃、或者小于约-20℃，以及可大于约-80℃、或者可大于约-75℃、或者可大于约-70℃、或者可大于约-65℃、或者可大于约-60℃。在一些实施方案中，第二中间温度可以在约-20℃以及约-80℃之间、或者在约-20℃以及约-60℃之间。两相物流710在分离器(未显示)中可以分离成基本上蒸气和基本上液体的物流以及引入塔502的区域、例如附图1-4的中间受控冷冻区部分108。可替换的是，该液体物流再循环回到洗涤器702、或者在进料调节机组中另外的洗涤器。配置700的一些实施方案可以包括膨胀器设备、例如附图1-4的膨胀器设备102，在将急冷的物流710、第一物流704、或者二者引至塔502以前。正如以上关于膨胀器设备102讨论的，该膨胀器设备可以在它进入该蒸馏塔502之前帮助冷却进料气体。塔502可以将所调节的进料物流，例如急冷的富含甲烷的物流710分离成包含甲烷和/或氮气的塔顶馏分物流516以及包含水、二氧化碳、和/或重质烃类的物流518。
进料调节配置700可以在洗涤器702中利用直接接触过程、例如填料塔或者板式塔。利用直接接触过程可以容许相比于某些现有技术方法从酸性气体物流除去额外的水分。不同于某些现有技术方法，在本实施方案之中酸性气体进料物流504可包含数量不可以忽略的烃。脱离洗涤器702的洗涤后工艺液体可以与第一物流704、例如湿的液体物流组合、以及引入塔502的底部。
附图8是在蒸馏塔502之前进料调节配置800第三实施方案的示意图。附图8的组成部分可以同附图5-7同一标号组成部分相同，除非另有说明。进料调节配置800包括侧馏分再循环脱水过程。配置该进料调节配置800以经由酸性气体进料物流504接收酸性气体。该酸性气体进料物流504输送至脱水单元506。脱水单元506可以将酸性气体进料物流504分离成主要包含水的第一物流508以及除去至少一部分水的部分脱水的进料物流510。该部分脱水的进料物流510送至急冷器602a。急冷器602a可以将部分脱水的进料物流510冷却至第一中间温度，其可以当CO2浓度足够时将至少一部分脱水的进料物流510冷凝，从而产生部分急冷的进料物流610。第一中间温度可以小于约+30℃、或者小于约+25℃、或者小于约+20℃、或者小于约+15℃、或者小于约+10℃以及可大于约-40℃、或者可大于约-35℃、或者可大于约-30℃、或者可大于约-25℃、或者可大于约-20℃。在一些实施方案中，第一中间温度可以在约+30℃和约-40℃之间、或者在约+10℃和-20℃之间。部分急冷的进料物流610可以输送至洗涤器702，其中可以从部分急冷的进料物流610除去水分以产生第一物流704、例如湿的液体物流、以及除去额外水分的部分脱水物流706。洗涤器702可以使第一物流704流通至蒸馏塔502的底部区域，例如附图1-4的下部区域106，以及可以输送部分脱水的物流706至急冷器602b。急冷器602b可以将部分脱水的物流706冷却至第二中间温度，产生两相物流710、以及可以输送两相物流710至塔502的区域、例如附图1-4的中间受控冷冻区部分108。第二中间温度可以小于约-10℃、或者小于约-15℃、或者小于约-20℃，以及可大于约-80℃、或者可大于约-75℃、或者可大于约-70℃、或者可大于约-65℃、或者可大于约-60℃。在一些实施方案中，第二中间温度可以在约-20℃以及约-80℃之间、或者在约-20℃以及约-60℃之间。配置800的一些实施方案可以包括膨胀器设备、例如附图1-4的膨胀器设备102，在将急冷的物流710、第一物流704、或者二者引至塔502以前。正如以上关于膨胀器设备102讨论的，该膨胀器设备可以在它进入该蒸馏塔502之前帮助冷却进料气体。塔502可以将所调节的进料物流，例如富含冷冻甲烷的物流710，分离成包含甲烷和/或氮气的塔顶馏分物流516以及包含水、二氧化碳、和/或重质烃类的物流518。
配置800进一步包括侧馏分再循环系统，其可以从塔502底部区域的中间位置获取液体物流802，并且可以将液体物流802经由换热器804流通到洗涤器702。在一些实施方案中，包含显著量酸气体的物流、例如液体物流802、物流518、或者二者，可以再循环和/或重复循环以及与进入该进料调节系统的进料混合，例如经由酸性气体进料物流504，如分别由虚线806以及808表明的。在配置800中可供选择的混合位置可以任选地根据所要求的配置800工作特性来选择。混合相对高CO2和/或H2S的滑流(slip stream)与进料物流当该物流穿过进料调节配置800时增加这些组分的浓度。这增加进料调节配置800中，以及尤其在冷冻机组中的酸气体浓度，可以导致更大量的液体冷凝、导致更大量的水分从调节物流以及最终进入塔502的冷冻物流710除去。本领域技术人员会理解尽管滑流、侧馏分、和/或其它的再循环实施方案可以使进料调节配置800所经受的进料冷冻负荷增加，但是在一些环境中这仍然是合乎需要的，例如当由于进料水分规格放宽，进料冷冻负荷的增大被能量和/或资本节省所抵销时。因此，在侧馏分以及该"湿"液体，即部分急冷的进料物流610之间的内部热交换，可以在其中在进料急冷工艺期间产生液体更少的一些低进料酸气体场合，增加配置800的效果。
此外，在具有如下物流的实施方案中该再循环物流可以用作干扰恢复的手段：侧馏分、滑流、或者用于再循环下游流体的其它特征，例如附图6的进料调节配置600的富含酸气体的物流608a、附图9的物流518等、其结合进该进料调节配置。当存在干扰状态的指示信号、例如暂时性冰和/或水合物形成时，如可能接近进料调节配置的最冷区域发生，该干扰恢复技术可以任选和/或临时使用。具体说，包含相对更大量的酸气体、例如CO2和/或H2S的物流，可以再循环和在进料调节配置中的上游引入或者接触，由此引入更干燥和/或更温暖的物流用于去除任何积聚的水合物。一旦该干扰已经恢复和/或清除，该干扰恢复工具就停止操作。
附图9是在蒸馏塔502之前进料调节配置900第四实施方案的示意图。附图9的组成部分可以同附图5-8同一标号组成部分相同，除非另有说明。该进料调节配置900包括重烃除去以及脱水过程。配置该进料调节配置900以经由酸性气体进料物流504接收酸性气体。该酸性气体进料物流504输送至脱水单元506。脱水单元506可以将酸性气体进料物流504分离成主要包含水第一物流508以及除去大部分水的部分脱水的进料物流510。该部分脱水的进料物流510送至急冷器602a。急冷器602a可以冷却该部分脱水的进料物流510至第一中间温度，由此冷凝脱水的进料物流510的至少一部分并产生部分急冷的进料物流610。第一中间温度可以小于约+30℃、或者小于约+25℃、或者小于约+20℃、或者小于约+15℃、或者小于约+10℃以及可大于约-40℃、或者可大于约-35℃、或者可大于约-30℃、或者可大于约-25℃、或者可大于约-20℃。在一些实施方案中，第一中间温度可以在约+30℃和约-40℃之间、或者在约+10℃和-20℃之间。部分急冷的进料物流610输送至重烃回收塔904，其中从部分急冷的进料物流610除去水分。该重烃回收塔904可以产生第一物流704、例如湿的液体物流，其可以包含大量水分、一些重质烃类、例如、丙烷、和/或酸气体组分、或者其任何组合。重烃回收塔904也可产生部分脱水的物流706，将其额外的水分除去。重烃回收塔904可以将第一物流704从配置900输送出来以及输送部分脱水的物流706至急冷器602b。急冷器602b可以将部分脱水的进料物流706进一步急冷至第二中间温度，冷凝至少一部分该部分脱水的物流706并产生两相物流708。第二中间温度可以小于约+30℃、或者小于约+25℃、或者小于约+20℃、或者小于约+15℃、或者小于约+10℃以及可大于约-40℃、或者可大于约-35℃、或者可大于约-30℃、或者可大于约-25℃、或者可大于约-20℃。在一些实施方案中，第二中间温度可以在约+30℃和约-40℃之间、或者在约+10℃和-20℃之间。急冷器602b可以输送两相物流708至分离器604a，其中两相物流708分离成主要包含蒸气的富含甲烷的物流612以及主要包含液体的富含酸气体的物流608a。分离器604a可以输送富含酸气体的物流608a至蒸馏塔502的底部区域，并且可以输送富含甲烷的物流612至第二级急冷器602c，例如附图6的急冷器602a或者602b。急冷器602c可以冷却富含甲烷的物流612至第三中间温度，产生急冷的富含甲烷的物流710、以及可以输送急冷的富含甲烷的物流710至塔502的区域、例如附图1-4的中间受控冷冻区部分108。第三中间温度可以小于约-10℃、或者小于约-15℃、或者小于约-20℃，以及可大于约-80℃、或者可大于约-75℃、或者可大于约-70℃、或者可大于约-65℃、或者可大于约-60℃。在一些实施方案中，第三中间温度可以在约-20℃以及约-80℃之间、或者在约-20℃以及约-60℃之间。配置900的一些实施方案可以包括膨胀器设备、例如附图1-4膨胀器设备102，在将富含甲烷的物流710、富含酸气体的物流608a、或者二者引至塔502之前。正如以上关于膨胀器设备102讨论的，该膨胀器设备可以在它进入该蒸馏塔502之前帮助冷却进料气体。塔502可以将所调节的进料物流，例如急冷的富含甲烷的物流710，分离成包含甲烷和/或氮气的塔顶馏分物流516以及包含水、二氧化碳、和/或重质烃类的物流518。物流518可以使用换热器902、例如附图1-4的换热器100冷却，以及被引入重烃回收塔904以进一步除去水分。在可替换的实施方案中，液体物流518、其包含显著量的酸气体、例如CO2和/或H2S，可以从塔502通过以及再循环和/或重复循环以及与进入进料调节系统的进料混合，例如，经由酸性气体进料物流504。混合相对较高CO2和/或H2S滑流与进料物流可以当该物流穿过进料调节配置900时增加这些组分的浓度。这增大进料调节配置900中，以及尤其在冷冻机组中的酸气体浓度，可以导致更大量的液体冷凝、导致更大量的水分从调节物流以及最终进入塔502的急冷物流710除去。本领域技术人员会理解尽管滑流、侧馏分、和/或其它的再循环实施方案可以使进料调节配置900所经受的进料冷冻负荷增加，但是在一些环境中这是合乎需要的，例如当由于进料水分规格放宽，进料冷冻负荷的增大被能量和/或资本节省所抵销时。
本领域技术人员会理解如上所述两级渐进急冷工艺或者顺序冷却组合体在某些环境中可能无法得到，以及因此仅一级致冷作用可利用。在此情况下，进料调节配置600、700、800和/或900可供选择的实施方案仍然可以是使用多通道换热器例如铜焊铝换热器来实现，以获得在进料气体以及该进料致冷剂之间所需要的换热。用这样的方式使用多通道换热器，该进料气体在调节期间在中间温度下可以从换热器抽出以及分离成液体物流以及蒸气物流。此方式制备的蒸气物流可以返回用于进一步急冷。以此方式制备的液体物流或者当在进料调节配置600以及900之中时直接引进入塔502之内，或者当在进料调节配置700以及800中时间接引入塔502之内。这些及其它变化对本领域技术人员显而易见。
重要的是注意如上所述与附图5-9有关的步骤提供仅用于例证以及可以不必要求特定的步骤来实施本发明方法。此外，附图5-9可以不必举例说明所实施全部步骤。该权利要求书以及仅该权利要求书限定本发明的系统以及方法。
在烃处理活动中可以使用所公开的各方面。如本文所用的，"烃处理"或者"处理烃"包括烃类抽提、烃生产、烃勘探、确定潜在的油气资源、确定井位置、确定深井注入和/或提取速率、确定储层连通性、获得、除掉和/或者放弃油气资源、评论在先的烃处理决定、以及任何其它涉及烃活动或者作业。该术语"烃处理"也被用于注入或者储备烃或者CO2，例如CO2固存，比如储集层评价，开发规划，以及油藏管理。所公开方法以及技术可以用于从地表下区域提取烃以及处理该烃。烃类及杂质可以从储层提取以及处理。该烃类及杂质可以被处理，例如先前公开的该蒸馏塔。在该烃类及杂质处理之后，该烃可以从处理器、比如该蒸馏塔提取以及产生产品。该污染物可以排放进入陆地之内等。例如，如附图5-9所示，用于制备烃该方法可以包括制备从该蒸馏塔抽提出的富集烃的蒸气物流。该方法也包括在制备富集烃的蒸气物流之前从该蒸馏塔除去富集烃的蒸气物流。从储层初始的烃类抽提可以通过使用烃钻探设备钻井来完成。用于钻井和/或提取此烃的设备以及技术为相关技术领域技术人员所熟知。其它的烃类抽提活动以及，更普遍而言，其它的烃处理活动，可以根据已知的原理进行。
应该理解在不背离本说明书范围下，可以对之前公开内容进行许多改变、改进、以及替代。因此之前描述不是对于公开范围的限制。相反，公开范围仅由所附加权利要求书以及它们的等同物确定。还可以设想在目前实施例中结构以及特征可以改变、调整、替代、删除、复制、组合、或者相互增加。

Claims (11)

1.用于调节低温蒸馏塔用酸性气体进料物流的系统，包含：
脱水单元，设置其以将该酸性气体进料物流分离成包含水的第一物流以及进料物流；
第一急冷器，设置其以将该进料物流冷却成部分冷却的进料物流；
洗涤器，设置其以将该部分冷却的进料物流分离成为冷却的进料物流以及包含酸性气体的液体物流；
连接到该洗涤器或连接到该酸性气体进料物流的再循环物流；
其中该再循环物流是酸性气体和包含
来自低温蒸馏塔底部区域出口的物流，或
来自低温蒸馏塔底部区域中间位置的滑流；
其中在干扰状况期间由该洗涤器或该酸性气体进料物流接受该再循环物流，在该干扰状况下冰和/或水合物已经在该低温蒸馏塔的上游形成；
以及
第二急冷器，其将冷却的进料物流进一步冷却以形成急冷的物流，将该急冷的物流导引到低温蒸馏塔进料口；
其中设置洗涤器以输送液体物流至该低温蒸馏塔的底部区域。
2.权利要求1的系统，其中当该再循环物流连接到洗涤器时，在该低温蒸馏塔底部区域出口以及该洗涤器之间沿该再循环物流布置换热器。
3.权利要求1的系统，其中该部分冷却的进料物流的温度在+10℃至-60℃之间以及该急冷的物流的温度在-10℃至-60℃之间。
4.权利要求1的系统，其中该低温蒸馏塔包含受控冷冻区部分。
5.将低温蒸馏塔的酸性气体进料物流顺序冷却的方法，包括:
接收该酸性气体进料物流；
将该酸性气体进料物流分离成水物流以及部分脱水的进料物流；
将该部分脱水的进料物流冷却至第一温度；
在洗涤器中，将已经冷却到第一温度的该部分脱水的进料物流分离成包含蒸气的部分脱水的进料物流以及包含液体的第一物流；
将该部分冷却的进料物流冷却至第二温度，由此形成冷却的进料物流；
将该冷却的进料物流进料至该低温蒸馏塔；以及
将富含酸性气体的液体再循环物流混合进入到洗涤器之内或混合进入到酸性气体进料物流内，其中该富含酸性气体的液体再循环物流至少部分源自该低温蒸馏塔的底部区域或该低温蒸馏塔的下游；
其中混合步骤是干扰恢复技术的一部分，且其进一步包括临时使用该干扰恢复技术以从干扰状态恢复或者清除该干扰状态，在该干扰状况下冰和/或水合物已经在该低温蒸馏塔的上游形成。
6.权利要求5的方法，其中该第一物流包含二氧化碳。
7.权利要求5的方法，进一步包括在将该冷却的进料物流进料至低温蒸馏塔之前将该冷却的进料物流冷却至第三温度。
8.权利要求5的方法，其中将该第一物流输送至低温蒸馏塔的底部区域。
9.一种低温蒸馏系统，包含：
酸性气体进料物流的渐进性调节区域，其包含：
脱水单元，设置其以将该酸性气体进料物流分离成包含水的第一物流以及部分脱水的进料物流；
第一急冷器，设置其以将该部分脱水的进料物流冷却到第一温度，由此形成部分冷却的进料物流；
洗涤器，其与第一急冷器连接以及被设置以将该部分脱水的进料物流分离成冷却的进料物流；
第二急冷器，其与该第一急冷器连接以及被进一步设置以将该冷却的进料物流冷却至第二温度以形成急冷的物流，其中该第二温度低于该第一温度；
包含受控冷冻区域的低温蒸馏塔，其中设置该低温蒸馏塔以接收该急冷的物流；以及
连接到该洗涤器或连接到该酸性气体进料物流的再循环物流；其中该再循环物流是酸性气体和包含
来自该低温蒸馏塔的底部区域出口的物流，或
来自低温蒸馏塔底部区域中间位置的滑流；
其中在干扰状况期间由该洗涤器或该酸性气体物流接受该再循环物流，在该干扰状况下冰和/或水合物已经在该渐进性调节区域形成。
10.权利要求9的系统，其中该第二急冷器被进一步设置以将该冷却的进料物流分流成为包含烃的冷却的进料物流以及包含酸性气体的第三物流，以及其中该洗涤器、该第二急冷器或者二者连接至低温蒸馏塔的底部区域。
11.权利要求9的系统，进一步包含第四级组合体，设置其将该冷却的进料物流冷却至第三温度，其中该第三温度低于该第二温度。
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