[发明专利]使用紧凑并流接触系统的分馏系统

说明书

一种用于除去气体料流中的重质烃的分馏系统(400)。汽提段(402)接收了供料气体料流的大部分液相。第一和第二并流接触系统(421a和421b)共线位于管中。第一并流接触系统(421a)接收了供料气体料流的大部分气相(420)。每个并流接触系统包括并流接触器(428)和分离系统(432)。每个并流接触器包括液滴发生器和质量传递段(430)。液滴发生器由液体产生液滴并将该液滴分散在气体料流中。质量传递段提供了具有气相和液相的混合的两相流。分离系统将气相与液相分离。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月15日提交的美国专利申请No.62/520213 的优先权权益，其标题为FRACTIONATION SYSTEM USING COMPACT CO- CURRENT CONTACTING SYSTEMS，其整个内容通过引用并入本文。

本申请与美国临时申请No.62/520274相关，其标题为Fractionation SystemUsing Bundled Compact Co-Current Contacting Systems，其是与本申请同日提交的和具有共同的代理人，其公开内容通过引用以其全部并入本文。

领域

本发明提供了用于从气体料流中分馏一种或多种组分的方法和系统。更具体地，本发明提供了用于在液化方法过程中从天然气料流中除去重质烃的方法和系统。

背景

这节的目的是介绍本领域的各种方面，其可以与本发明的示例性实例相关联。该描述据信是帮助提供框架来促使更好地理解本发明的具体方面。因此，应当理解本节应当以此解读，并且无需现有技术的认可。

在上游和下游油气工业中的众多应用使用了吸收和分馏塔来用于各种加工，包括例如脱水来从烃气体中除水，胺处理来从烃气体中除去酸性气体和分馏烃。在典型的LNG方法中烃分馏的一种应用是分馏塔，也称作洗涤塔。图1显示了一种已知的洗涤塔100，其可以用于这样的LNG方法。根据已知的LNG方法，供给到洗涤塔的气体首先预处理和冷却。该洗涤塔典型地在高压运行。洗涤塔的主要目标是从天然气料流中除去大部分的重质烃例如戊烷。传统的洗涤塔100包括底部段(也称作汽提段102)和顶部段(也称作精馏段104)。气体料流108 在与汽提段102和精馏段104相邻的位置在高压进入洗涤塔100。气体料流中的蒸气和液体彼此分离，并且蒸气向上移动进入精馏段104，和液体向下移动进入汽提段102。汽提段102使用塔盘110来分离和引导液体向下。通常使用塔盘110代替填料，这归因于预期的高液体通量，其定义为单位面积的体积流量。

液体料流112是在洗涤塔100的底部附近提取的，并且在再沸器 114中再加热。该再加热的料流116返回汽提段102，在这里该再加热的料流中的蒸气可以上升穿过汽提段和进入精馏段104。该再加热的料流116中的液体与其他液体在洗涤塔100的底部合并。洗涤塔液体底部料流117可以取自洗涤塔的底部。

来自于气体料流108的蒸气与从汽提段102上升的蒸气合并，并且送入精馏段104，在这里它们与沿塔下降的液体接触。在精馏段104 中，通常使用填料118来代替塔盘，这归因于低的液体循环速率。精馏段104包括几个理论分离级(通常2-4个)，其中基于流到那个分离级的料流的组分的不同沸点，进行烃的分馏/分离。每个段中的填料促进了液体和蒸气之间的紧密接触和质量传递。蒸气料流122离开洗涤塔100的顶部，并且在回流冷却器系统124中冷却，其可以包括一个或多个热交换器或者其他冷却器。冷却的蒸气料流126送到回流罐128，在这里液体和蒸气彼此分离。回流液体料流130返回洗涤塔的顶部，而离开回流罐128的回流蒸气料流132送去进一步加工，其可以包括天然气液化方法的其余部分。在洗涤塔100中上升的蒸气变得更富含轻质烃组分，和沿塔下降的液体变得更富含重质烃组分。所以，洗涤塔液体底部料流117的重质烃组分的比例高于轻质烃组分，和回流蒸气料流132的轻质烃组分比例高于重质烃组分。