CN111097263B - 将烃基气体脱水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了将烃基气体脱水的方法。本发明提出了使用富含C4至C10烃的干物流作为汽提剂以改进根据本发明的液体干燥剂的再生。从得自脱水的气体中提取这种富含C4至C10烃的干物流,例如在从位于气体脱水单元下游的天然气中提取液体的步骤过程中。在液体干燥剂再生单元出口处回收的汽提剂物流可以再循环到本发明的方法中,或送至根据本发明的方法外部的单元。例如,将在再生单元出口处回收的汽提剂的这种物流送至可以接收湿冷凝物的单元,如在粗气体加工设施入口处的三相分离单元、冷凝物稳定单元等等。
Description
技术领域
本发明涉及使用烃物流的开放回路通过液体干燥剂将气体脱水的方法。
背景技术
气体(例如天然气或炼厂气)的脱水是一种常规操作。其使得可以控制水露点,即气体的水含量,以避免在该气体的运输或使用过程中形成水合物或冰,从而降低腐蚀的风险,或出于任何其它原因。
为此目的,通常的做法是使气体与亲水性液体干燥剂接触。在这些干燥剂中,二醇化学族的化合物得到非常广泛的使用。
例如,US 3 105 748描述了根据现有技术的二醇再生方法。这样的再生单元包括通过分离(通过进行液体二醇中所含水的蒸发)使二醇半再生的热步骤。该分离涉及用于蒸馏载有水的二醇的系统。此外,US 3 105 748提出了用一部分天然气汽提经半再生的二醇的步骤以推进液体二醇的再生,所述天然气已经脱水,而不进行任何其它分离,并由此富含甲烷。但是,富甲烷的汽提剂对再生载有水的二醇而言不是最有效的。
此外,US 5 643 421描述了通过液体干燥剂分离出并移除包含在气体与水的混合物中的水,并且还从液体干燥剂中移除水以便能够重复使用脱水的液体干燥剂的方法。与US 3 105 748中描述的方法相比,该方法提出了使用烃级分如石脑油或汽油作为汽提剂以进一步改善液体干燥剂的纯度。根据US 5 643 421,在待脱水气体与经再生干燥剂之间的接触过程中至少部分通过由液体干燥剂吸收烃来获得汽提剂。在汽提塔中使用后,汽提剂通过冷凝/分离来部分回收,并任选用固体吸附剂脱水,以便再汽化并再次用作汽提剂。该方法显著改善了液体干燥剂的纯度并由此显著改善了待脱水气体的水露点的可能降低,尤其是当汽提剂在被送至汽提塔(尤其是经汽化和过热)之前(特别是通过干燥器)脱水时。但是,申请人已经注意到,仅通过液体干燥剂从气体中或在起步过程中共吸收烃不能总是确保保持汽提剂的闭合回路中的物料量所必需的烃级分的补充。因此,来自汽提剂的外部来源的补充可能是必需的。此外,该方法需要特定装置来再生(也就是说干燥)载有水的汽提剂。
此外,申请人已经观察到,某些待干燥的气体含有低含量(例如含量为按重量计大约1至10 ppm)的非常重质的烃(C12+)。尽管量非常小,这些非常重质的烃化合物可能被液体干燥剂强烈吸收,并可能快速积聚在US 5 643 421中描述的方法的液体干燥剂再生回路中。这些非常重质的烃的积聚降低了液体干燥剂将气体脱水的能力,并迫使操作者进行烃的吹扫或撇蒸,这可能导致液体干燥剂的损失。
发明内容
在本说明书中,术语“Cx烃”表示包含x个碳原子的烃化合物。术语“Cx+烃”表示含有至少x个碳原子的烃基化合物。术语“Cx至Cy烃”表示含有x至y个碳原子的烃化合物。
在本说明书中,术语“富含化合物X”是指该级分或物流包含至少50重量%、或甚至至少70重量%、或甚至至少80重量%的化合物X。在本说明书中,措辞“化合物Y贫化”或相应的“化合物Z富集”是指在进行操作后“经贫化”物类含有较少的化合物Y,或相应地,在进行操作后“经富集”物类含有较多的化合物Z。
本发明提出了使用富含C4至C10烃的干物流作为汽提剂以改进根据本发明的液体干燥剂的再生。从得自脱水的气体中提取这种富含C4至C10烃的干物流,例如在从位于气体脱水单元下游的天然气中提取液体的步骤过程中。在液体干燥剂再生单元出口处回收的汽提剂物流可以再循环到本发明的方法中,或送至根据本发明的方法外部的单元。例如,将在再生单元出口处回收的汽提剂的这种物流送至可以接收湿冷凝物的单元,如在粗气体加工设施入口处的三相分离单元、冷凝物稳定单元等等。
此外,本发明提出了一种防止重质烃化合物在液体干燥剂再生单元中积聚的装置。
本发明的一个主题是一种将湿烃基气体脱水的方法,其中进行以下步骤:
a)供应包含甲烷、至少C4+烃和水的粗烃基气体,和
b)对所述粗烃基气体进行三相分离以获得湿烃基气体、烃基液体冷凝物和含水液体流出物,并将所述湿烃基气体送至步骤c),
c)使所述湿烃基气体与步骤e)中获得的经再生干燥剂液体接触以获得脱水气体和载有水的干燥剂液体,
d)分离脱水气体中所含的富含C4至C10 烃化合物的级分以获得C4+烃贫化的残余气体和富含C4至C10烃的蒸气物流,
e)通过进行至少一个汽提步骤来再生步骤c)中获得的载有水的干燥剂,所述汽提步骤通过使所述载有水的干燥剂与步骤d)中获得的富含C4至C10烃的蒸气物流接触来汽提所述载有水的干燥剂,以获得经再生干燥剂液体和富含C4至C10烃并包含水的级分,
然后根据以下两个变体之一进行步骤f):
变体1:从所述方法中移除所述富含C4至C10烃并包含水的级分;
变体2:将所述富含C4至C10烃并包含水的级分送至步骤b)中,在步骤b)中进行所述粗烃基气体以及获自步骤e)的富含C4至C10烃并包含水的级分的三相分离。
优选地,在变体1中,将所述富含C4至C10烃并包含水的级分从所述方法中移除到可以接收湿冷凝烃的任何单元中。
优选地,在变体2中,在步骤b)中,在进行三相分离之前,将粗烃基气体与富含C4至C10烃并包含水的级分混合。
优选地,在变体2中,在步骤b)中,在至少一个分离容器中进行三相分离,并且其中将粗烃基气体和富含C4至C10烃并包含水的级分分别引入到至少一个分离容器中。
优选地,在步骤d)中,进行以下步骤:
i)提取脱水气体中所含的至少一部分C4+烃以产生富含C4+烃的物流,
ii)蒸馏富含C4+的物流以产生C4至C10烃富集的物流,
iii) 通过加热来汽化至少一部分C4至C10烃富集的物流以产生富含C4至C10烃的蒸气物流。
有利地,在步骤iii)中,将一部分C4至C10烃富集的物流汽化,然后使汽化部分过热以产生富含C4至C10烃的蒸气物流,并且将C4至C10烃富集的物流的未汽化部分以液体形式从所述方法中移除。
有利地,在步骤iii)中,将所有C4至C10烃富集的物流汽化,然后使汽化物流过热以产生富含C4至C10烃的蒸气物流。
有利地,在步骤iii)中,使C4至C10烃富集的物流过热以产生富含C4至C10烃的蒸气物流。
优选地,通过在80℃至200℃的温度和0.1至0.5 MPa的压力下加热来进行汽化,并且在210℃至250℃的温度和0.1至0.5 MPa的压力下进行过热。
优选地,在步骤e)中,在进行汽提步骤之前,进行蒸馏载有水的干燥剂的步骤以便以蒸气形式移除至少一部分水并获得经部分再生的液体干燥剂物流,并且通过使经部分再生的液体干燥剂物流与步骤d)中获得的富含C4至C10烃的蒸气物流接触来进行所述汽提经部分再生的液体干燥剂物流的步骤,以获得经再生干燥剂液体和富含C4至C10烃并包含水的级分。
优选地,在步骤e)中,使富含C4至C10烃的蒸气物流与载有水的干燥剂液体接触使得能够获得经再生干燥剂液体,以及富含C4至C10烃并含有水的蒸气物流,将其至少部分冷凝以获得至少部分为液体形式的富含C4至C10烃并包含水的级分。
有利地,所述气体是在温度T > 20℃下、压力P > 1 MPa下生产的天然气或炼厂气,所述气体在温度T下和在压力P下至少被水或被烃饱和。
有利地,所述干燥剂液体选自二醇的化学族。
有利地,选择步骤d)中分离的操作条件,使得C4至C10烃富集的蒸气物流包含芳烃。
优选地,在步骤d)中,不进行干燥富含C4至C10烃的蒸气物流的步骤。
本发明使得能够避免供应外部物流来再生干燥剂。根据本发明的方法由此可以容易地在偏僻的场所运行,例如在海上(离岸)的驳船上。
本发明使得能够限制重质烃的含量或甚至移除重质烃,所述重质烃尤其是C12+烃、或甚至C15+烃,在采用本发明之前,如果待处理的气体物流含有任何重质烃的话,其可能污染液体干燥剂。
此外,根据本发明的方法可以通过修改现有的常规脱水单元来容易地进行。
最后,根据本发明的方法易于实施,特别是不需要使用液-液聚结器或吸水固体以便将汽提剂脱水。
附图说明
下面将借助根据本发明的方法的非限制性实例详细描述本发明,所述非限制性实例由以下附图图解:
图1是根据本发明的将粗烃基气体脱水的方法的一般原理的框图类型示意图。
图2和图3表示图1中显示的分离单元70的两个实施方案。
具体实施方式
下面详细描述根据本发明的脱水方法的步骤a)至e)。
步骤a):供应包含甲烷、至少C4+烃和水的粗烃基气体。
参照图1,待处理的粗烃基气体经由管线11到达。
粗烃基气体含有甲烷、C4+烃和水。本发明特别适于处理包含C12+或甚至C15+烃的气体,即使其量非常小,即其含量可能小于按重量计10 ppm。
粗烃基气体可以是天然气或炼厂气。特别地,该气体可以是在生产井出口处(例如在海上(离岸)的平台或驳船上)获得的粗天然气。
粗烃基气体可以被水和/或被烃饱和或过饱和,即在可获得该粗烃基气体的压力和温度下,其处于其与水和/或烃的露点。该烃基气体还可以被水和/或烃过饱和,即其含有一定量的液体形式的水和/或烃。
粗烃基气体可以在高压下获得,例如在0至10 MPa、优选大于1 MPa的压力下,例如在2至12 MPa的压力下。粗烃基气体可以在0℃至100℃的温度下,优选在大于20℃的温度下,例如在40℃至80℃的温度下。
步骤b):进行所述粗烃基气体以及任选的富含C4至C10烃并包含水的级分的三相分离以获得湿烃基气体、烃基液体冷凝物和含水液体流出物。
参照图1,粗烃基气体经由管线11到达进入三相分离单元10。在单元10中,气体经历液-液分离和气-液分离的步骤中的至少一个。
如果需要的话,也可以将该气体在单元10中冷却,例如冷却到20至60℃、优选20至40℃的温度。气体的冷却使得能够以大比例冷凝水和重质烃。气体、液体水和液体烃之间的分离可以在一个或多个分离容器中进行。如果需要的话,单元10还可以包括用于处理分离出的湿气体的附加系统,例如用于移除酸性气体(例如通过用包含胺的吸收剂溶液进行吸收)的系统。
经由管线13从单元10中排出液体水。经由管线14移除液体重质烃。经由管线12从单元10中移除相对于经由管线11到达的粗气体而言通常至少重质烃和水贫化的气体。
还可以对通过根据本发明的方法产生的富含C4至C10烃和水的级分施以三相分离步骤b)。参照图1,该级分经由管线52到达。可以将该级分与经由管线11到达的粗烃基气体混合。也可以将该级分直接引入到单元10中,例如通过引入到分离容器中,或者如果使用多个分离容器的话引入到分离容器之一中,或送至可以接收湿冷凝物的任何单元中。
步骤c):使湿烃基气体与步骤e)中获得的经再生液体干燥剂接触以获得脱水气体和载有水的液体干燥剂。
根据本发明,湿烃基气体还可以源自除了上述步骤a)和b)之外的来源。湿烃基气体含有甲烷、C4+烃和水。湿烃基气体可以被水和/或被烃饱和,即在可获得该湿烃基气体的压力和温度下,其处于其与水和/或烃的露点。湿烃基气体可以在高压下获得,例如在0至10MPa、优选大于1 MPa的压力下,例如在2至12 MPa的压力下。湿烃基气体可以在0℃至100℃的温度下,优选在大于20℃的温度下,例如在40℃至80℃的温度下。
参照图1,将在管线12中循环的湿气体引入到脱水单元20中以使其与经由管线61到达的经再生液体干燥剂接触。
液体干燥剂可以选自二醇的化学族。例如使用三乙二醇(TEG)、单乙二醇(MEG)、二乙二醇(DEG)或四乙二醇(T4EG)。优选地,根据本发明,由于其对水的高亲和性、其化学稳定性以及其低成本而使用三乙二醇(TEG)。
在单元20中,可以在例如配备有松散、规整填料或配备有蒸馏塔板的塔中使湿气体与液体干燥剂逆流接触。将该气体引入塔的底部水平,将液体干燥剂引入塔的顶部水平。在气体与液体干燥剂接触的过程中,气体中所含的水被液体干燥剂吸收,从而产生脱水气体和载有水的液体干燥剂。例如,脱水气体可以具有按体积计小于5 ppm、优选按体积计小于1 ppm的水含量。
脱水气体经由单元20的管线21移除。载有水的液体干燥剂经由管线22从单元20中移除,以便引入到通常由单元50和60组成的再生单元中。
步骤d):分离脱水气体中所含的C4至C10 烃化合物的级分以获得C4+烃贫化的残余气体和富含C4至C10烃的蒸气物流。由此,根据本发明,获得了同样经脱水的富含C4至C10烃的蒸气物流,其将在步骤e)中充当汽提剂。步骤d)使得能够产生经直接脱水的C4至C10蒸气物流。步骤d)由此可以不包括干燥步骤。在本发明的其它不同方法中,可以进行干燥步骤以干燥汽提剂。干燥步骤通常可以在聚结器中,然后在干燥器中(例如在分子筛上)进行,该干燥器循环操作,其中至少一个干燥器处于吸附阶段,同时至少另一个干燥器处于再生阶段。这些干燥器的原料通常为液相。由此,优选地,步骤d)在不采用干燥器,也就是说采用减少数量的设备和尺寸减小的设备的情况下进行。
此外,步骤d)使得能够产生经脱水的C4+烃贫化的残余气体。
将在管线21中循环的脱水气体引入到天然气液体提取单元30(通常称为NGL提取单元)中。例如,单元30使用膨胀和/或冷却步骤,允许在低温下冷凝烃。例如,单元30使用气体的膨胀,例如在阀或涡轮机中,或外部冷却回路或这些方法的组合,以便提供进入气体的必要冷却。经冷凝的烃以液体形式与气体分离。如果需要的话,随后可以在单元30中稳定所提取的液体烃,例如通过经由蒸馏移除乙烷,以确保残余气体(物流31)所需的质量和数量或由气体处理装置所产生的NGL(物流34)的那些。由此,单元30使得能够提取脱水气体中所含的最重质的烃化合物,尤其是C4+。优选地,调整单元30运行的操作条件,以便用所产生的NGL级分提取最大量的芳族化合物(通常称为BTX)。单元30的操作条件可以根据与经由管线31移除的气体的烃露点规格或经由管线34移除的液体形式的可提质烃(例如NGL或C5+)的所需回收程度相关的需要来选择。
经由管线31从单元30中移除残余气体。相对于经由管线21进入单元30的脱水气体,该残余气体的C4+烃贫化。经由管线32移除已经通过单元30从脱水气体中提取的富含C4+烃的物流(也称为NGL)。可以将该物流的一部分经由管线34从所述方法中移除。
将另一部分或全部的富含C4+烃的物流经由管线33引入到稳定单元40中以产生C4至C10烃富集的级分。优选地,调整稳定单元40的运行以产生包含芳族化合物的富含C4至C10烃的液体级分。稳定单元40的配置可以例如根据进入的NGL的质量和富含C4至C10烃的级分的所需质量(尤其是泡点和露点)而改变。优选地,单元40由配备有再沸系统的蒸馏塔组成。如果需要的话,蒸馏塔可以配备有回流系统以允许适当的蒸馏。
单元40生成经由管线41移除的气态级分以及经由管线42移除的富含C4至C10烃的液态级分,所述气态级分可以任选地再循环。
根据本发明的第一变体,将富含C4至C10烃的级分经由管线42引入到汽化单元70中,其使得能够汽化和过热富含C4至C10烃的级分。在这种情况下,单元70由一个或多个热交换器组成,所述热交换器使得能够将富含C4至C10烃的级分加热到210℃至250℃的温度、优选加热到215℃至230℃的温度。该第一变体与图1中的单元70的图示不一致。
根据图1中的单元70所示的本发明的第二变体,将富含C4至C10烃的级分经由管线42引入到分离和汽化单元70中,其使得能够提取最重质的烃化合物,尤其是C15+烃化合物。富含C4至C10烃的级分在两个步骤中汽化。参照图1,取决于重质烃(即C12+或甚至C15+烃)的含量,第一汽化器C部分或完全汽化富含C4至C10烃的级分,例如在80℃至200℃、优选110℃至190℃、或甚至150℃至180℃的温度下和例如在0.1至0.5 MPa、通常为0.15至0.25 MPa的压力下。在分离器D中以液体形式分离出尚未汽化的重质烃,尤其是C12+或甚至C15+烃(如果它们存在的话)并经由管线8将其从所述方法中移除。单元70由此使得能够从富含C4至C10烃的级分中提取重质烃化合物。经由管线42到达的富含C4至C10烃的级分的组成可以随着待处理的粗烃基气体的组成而改变,并可以在操作过程中通过改变单元30和40的操作条件来调节。
接下来,在过热器E中使来自分离器D的蒸气形式的富含C4至C10烃的级分过热,例如过热到210℃至250℃、优选215℃至230℃的温度,并且例如在1至5 bar绝压(或0.1至0.5MPa)、通常为0.15至0.25 MPa的压力下。将过热的富含C4至C10烃的级分经由管线06引入到干燥剂再生单元60中。
图2和图3显示了单元70的两个实施方式的实例。图2和图3中与图1中的那些相同的附图标记表示相同的元件。
参照图2,首先在热交换器C中将经由管线42来源于单元40的富含C4至C10烃的级分加热到中间温度,例如150℃至180℃。热交换器C可以是使用热流体(例如经再生干燥剂、热油或蒸汽)的板式或管式类型。根据富含C4至C10烃的级分的组成,在热交换器C中进行的加热使得能够进行全部或部分汽化。将获自C的富含C4至C10烃的级分引入到分离容器D中,在那里将未汽化的重质烃(尤其是C12+或甚至C15+烃,如果存在的话)与气相分离,以便经由管线8从所述方法中提取出。例如,经由管线8的移除由分离容器D中的液位检测器LC所控制的阀来控制。将从分离容器D中移除的气相送至热交换器E,也称为过热器,其可以是电气热交换器或可以使用热流体,以便加热到210℃至250℃、优选215℃至230℃的温度。然后将过热蒸气经由管线06移除到液体干燥剂再生装置60中。
在本发明的一个具体实施方案中,热交换器C可以包括排出系统,其使得能够提取交换器C中的未汽化液体以便将其引入到分离容器D中。液体的排出可以通过重力来进行。例如,管线A连接交换器C与容器D,管线A连接到热交换器C的底部位点。这种实施方案特别适于管式热交换器。
根据图3所示的本发明的另一具体实施方案,单元70的热交换器C和分离容器D合并成由液体-浸没式再沸器(liquid-bath reboiler)F(通常称为釜)组成的单一装置。再沸器由一个腔室组成,该腔室包括位于腔室下部的两个区域F1和F3以及位于腔室上部的区域F2。区域F1和F3由壁F4隔开,壁F4可以从腔室的底部延伸到中间高度以形成两个分开的区域F1和F3。将来自单元40的富含C4至C10烃的级分经由管线42引入到第一区域F1中。加热装置F5使得能够加热区域F1中的液体。加热装置F5可以使用热液体,但是也可以使用电加热元件。在加热装置F5的作用下,在区域F2中生成蒸气并将其移除以便引入到过热器E中。然后将过热蒸气经由管线6移除到干燥剂再生装置60中。到达进入区域F1且未汽化液体从区域F1溢流越过壁F4进入区域F3:这些是未汽化重质烃。将这些液体重质烃,尤其是C12+或甚至C15+烃(如果存在的话)经由管线8移除。例如,通过区域F3中的液位检测器LC所控制的阀来控制经由管线F8的移除。
浸没式再沸器F的设计使得能够以两种模式操作。
部分汽化器模式。在这种模式中,将区域F1中的加热浴的操作温度设定在其最高可容许水平下,例如在80℃至200℃、优选110℃至190℃、或甚至150℃至180℃的温度下,和例如在0.1至0.5 MPa、通常为0.15至0.25 MPa的压力下。富含C4至C10烃的级分在该温度下未汽化的部分(即重质烃)通过溢流越过壁F4从区域F1流入区域F3中。将重质烃,尤其是C12+或甚至C15+烃(如果存在的话)例如在区域F3中的液位控制下经由管线8从区域F3中提取出。
总汽化器模式。在其中富含C4至C10烃的级分不含任何重质烃的这种情况下,其在区域F1中,例如在不超过180℃的温度下,优选在80℃至200℃、优选110℃至190℃、或甚至150℃至180℃的温度,和0.1至0.5 MPa、通常为0.15至0.25 MPa的压力下完全汽化。调节区域F1中的操作温度,以使区域F1中的液位高于加热装置F5但低于壁F4的上边缘。
在步骤d)的各种实施方案中,一部分重质烃,尤其是C12+或甚至C15+烃(如果存在的话)的移除使得能够限制步骤d)中获得的富含C4至C10烃的蒸气物流中C12+烃的含量,并用于进行步骤e)中的再生。优选地,步骤d)中获得的富含C4至C10烃的蒸气物流含有小于0.5摩尔%、优选小于0.05摩尔%或甚至小于0.02摩尔%的C12+。具体而言,C12+或甚至C15+烃(如果存在的话)的移除经由管线8进行。
步骤e):通过进行至少一个汽提步骤来再生步骤c)中获得的载有水的干燥剂,所述汽提步骤通过使载有水的干燥剂与步骤d)中获得的富含C4至C10烃的蒸气物流接触来汽提载有水的干燥剂,以获得经再生干燥剂液体和富含C4至C10烃并包含水的级分。
参照图1,在再生单元60中,通过进行汽提步骤以及通常还有在汽提步骤上游的热再生步骤来进行干燥剂的再生。例如,进行经由管线22到达的载有水的干燥剂的热再生步骤以获得经部分再生的干燥剂。然后通过进行经部分再生的干燥剂的汽提步骤来继续进行再生。热再生步骤可以在蒸馏塔中进行,该蒸馏塔可以在塔的底部配备有再沸器以汽化和以蒸气形式移除液体干燥剂中所含的一部分水。然后,使获自蒸馏塔的经部分再生的干燥剂的液体物流与经由管线6到达的富含C4至C10烃的蒸气物流(也称为汽提剂)接触。将汽提步骤后获得的经再生干燥剂液体(即相对于经由管线22到达的液体而言水贫化)经由管线61送至脱水单元20。经由管线162从再生单元60中移除富含C4至C10烃并载有水的蒸气物流。
在再生单元中,可以在塔(通常称为汽提塔)中进行干燥剂液体与汽提剂之间的接触,其中干燥剂液体相对于富含C4至C10烃的蒸气物流逆流循环。该汽提塔可以包括置入物,例如散装或规整填料,或蒸馏塔板,以促进液体干燥剂与蒸气物流之间的接触。在进行接触过程中,液体干燥剂中所含的水被汽提剂提取。
将经由管线162从单元60中移除的载有水的汽提剂引入到单元50中,单元50使得能够至少收集液体形式的富含C4至C10烃并包含水的级分,该级分经由管线52移除。任选地,分离单元50还使得能够收集富含水的物流,该物流经由管线54部分送至再生单元,并且其剩余部分经由管线53从根据本发明的方法中移除。可以将物流54以返流形式引入到单元60中进入热再生塔以调控其运行并限制干燥剂的损失。未从汽提剂中收集的气态级分经由管线151从单元50中移除,以便从根据本发明的方法中移除。
分离单元50可以进行冷却步骤以部分或甚至完全冷凝经由管线162到达的汽提剂。然后将至少部分冷凝的物流引入到分离容器中,例如三相分离容器,其使得能够分离气相、含水液相和烃基液相。
步骤f):实施下述变体1或变体2。
变体1:将富含C4至C10烃并包含水的级分送出根据本发明的方法,例如送入可以接收湿冷凝烃的任何单元。在这种情况下,不将富含C4至C10烃并包含水的级分送入根据本发明的方法的步骤a)至e)之一。
变体2:将所述富含C4至C10烃并包含水的级分再循环到步骤b)中。
将富含C4至C10烃并包含水的级分经由管线52送至三相分离单元10。可以在单元10的上游将该级分与经由管线11到达的粗烃基气体混合。也可以将富含C4至C10烃并包含水的级分引入到单元10中,例如引入到三相分离容器中。
由此,在该实施方案中,至少一部分再循环的C4至C10烃将再次经历根据本发明的方法的步骤b)、c)和d),并因此将不含水。此外,这样的步骤顺序使得能够提取C15+重质烃并随后在步骤d)过程中将其分离出来。
根据本发明的一个具体实施方案,可以将载有水的汽提剂,即富含C4至C10烃并载有水的蒸气物流直接经由管线162(不经过单元50)送至单元10。
实施例
参照图1描述本发明的方法运行的实施例。
考虑了处于饱和的粗天然气,产生340吨/小时的气体,其组成描述在表1、管线12中。
该气体在75 bar g的压力和35℃的温度下产生。该气体被水饱和,含量为0.1摩尔%,其递送330千克/小时的水流量。
在使粗天然气通过干燥单元20后,获得干气体,其水组成小于1摩尔ppm,即流量小于0.3千克/小时,其组成描述在表1、管线21中。
干燥剂液体是三乙二醇,其水-TEG二元纯度为99.99重量%的TEG和0.01重量%的水。
在单元20中用于使干燥剂液体与湿气体接触的塔大致在待处理的气体的入口条件下运行。
单元30通过将经由管线21到达的脱水气体冷却至大约-53℃和4 MPa进行的分离来操作。单元30使得能够提取富含C4+并脱水的物流(其组成描述在表1、管线32中),以及经由管线31移除的经处理气体(其组成描述在表1、管线31中)。
富含C4+的物流32的总量的仅大约20重量%用于单元60中的液体干燥剂的再生。在通入单元40和随后的单元70之后,获得在管线06中循环的汽提剂,其具有描述在表1、管线06中的组成。
单元70在115℃的温度下进行汽化。在单元70中,经由管线08提取出富含C15+的物流,其具有描述在表1、管线08中的组成。
在管线06中循环的汽提剂的C11-C14和C15+的含量小于物流42中的含量。差值对应于经由管线08移除的物流,其C11-C14含量为1.8102摩尔%,且其C15+含量为1.0636摩尔%。物流08的摩尔流量占管线06中循环的汽提剂的摩尔流量的大约1%。仅12%的物流42中存在的C10被提取在物流08中,而从物流42中提取出52%的C11-C14和89%的C15+,以产生在管线06中循环的汽提剂。
由此,从经由管线21到达的脱水气体开始,产生了在管线06中循环的汽提剂。与该脱水气体相比,其也经过脱水,但基本上由C4-C10组成。
[表1]
。
Claims (12)
1.将湿烃基气体脱水的方法,其中进行以下步骤:
a)供应包含甲烷、至少C4+烃和水的粗烃基气体,和
b)对所述粗烃基气体进行三相分离以获得湿烃基气体、烃基液体冷凝物和含水液体流出物,并将所述湿烃基气体送至步骤c),
c)使所述湿烃基气体与步骤e)中获得的经再生干燥剂液体接触以获得脱水气体和载有水的干燥剂液体,
d)分离脱水气体中所含的富含C4至C10烃化合物的级分以获得C4+烃贫化的残余气体和富含C4至C10烃的蒸气物流,
e)通过进行至少一个汽提载有水的干燥剂液体的步骤来再生步骤c)中获得的载有水的干燥剂液体,所述汽提载有水的干燥剂液体的步骤通过使所述载有水的干燥剂液体与步骤d)中获得的富含C4至C10烃的蒸气物流接触来进行,以获得经再生干燥剂液体和富含C4至C10烃并包含水的级分,以及
f)将所述富含C4至C10烃并包含水的级分送至步骤b)中,在步骤b)中进行所述粗烃基气体以及获自步骤e)的富含C4至C10烃并包含水的级分的三相分离,使得进行以下任一者:A),在进行三相分离之前,将所述粗烃基气体与富含C4至C10烃并包含水的级分混合;或B)在至少一个分离容器中进行三相分离,其中将所述粗烃基气体和富含C4至C10烃并包含水的级分分别引入到至少一个分离容器中,
其中在步骤d)中,进行以下步骤:
i)提取脱水气体中所含的至少一部分C4+烃以产生富含C4+烃的物流,
ii)蒸馏富含C4+的物流以产生C4至C10烃富集的物流,以及
iii) 通过加热来汽化至少一部分C4至C10烃富集的物流以产生富含C4至C10烃的蒸气物流。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤f)中,在进行三相分离之前,将所述粗烃基气体与富含C4至C10烃并包含水的级分混合。
3.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤f)中,在至少一个分离容器中进行三相分离,其中将所述粗烃基气体和富含C4至C10烃并包含水的级分分别引入到至少一个分离容器中。
4.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤iii)中,将一部分C4至C10烃富集的物流汽化,然后使汽化部分过热以产生富含C4至C10烃的蒸气物流,并且将所述C4至C10烃富集的物流的未汽化部分以液体形式从所述方法中移除。
5.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤iii)中,将所有C4至C10烃富集的物流汽化,然后使汽化物流过热以产生富含C4至C10烃的蒸气物流。
6.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤iii)中,使C4至C10烃富集的物流过热以产生富含C4至C10烃的蒸气物流。
7.根据权利要求5所述的方法,其中通过在80℃至200℃的温度和0.1至0.5 MPa的压力下加热来进行汽化,并且在210℃至250℃的温度和0.1至0.5 MPa的压力下进行过热。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法,其中在步骤e)中,在进行汽提载有水的干燥剂液体的步骤之前,进行蒸馏载有水的干燥剂液体的步骤以便以蒸气形式移除至少一部分水并获得经部分再生的液体干燥剂物流,然后通过使所述经部分再生的液体干燥剂物流与步骤d)中获得的富含C4至C10烃的蒸气物流接触来对所述经部分再生的液体干燥剂物流进行汽提载有水的干燥剂液体的步骤,以获得经再生干燥剂液体和富含C4至C10烃并包含水的级分。
9.根据权利要求1至7任一项所述的方法,其中在步骤e)中,使富含C4至C10烃的蒸气物流与载有水的干燥剂液体接触使得能够获得经再生干燥剂液体,以及富含C4至C10烃并含有水的蒸气物流,将其至少部分冷凝以获得至少部分为液体形式的富含C4至C10烃并包含水的级分。
10.根据权利要求1至7任一项所述的方法,其中所述粗烃基气体是在温度T > 20℃下、压力P > 1 MPa下生产的天然气或炼厂气,所述粗烃基气体在温度T下和在压力P下至少被水或被烃饱和。
11.根据权利要求1至7任一项所述的方法,其中所述干燥剂液体选自二醇的化学族。
12.根据权利要求1至7任一项所述的方法,其中选择步骤d)中分离的操作条件,使得C4至C10烃富集的蒸气物流包含芳烃。
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