[其他]用于烃分离的两级精馏

说明书

本发明是关于在加压下从含烃原料气中分离C₂₊或C₃₊烃的方法。特别是，在本方法中，原料气经冷却和膨胀，生成的冷凝物被导入精馏塔里，其中C₂₊和C₃₊烃与低沸点组分分离。

在受让人的德国专利申请P3332943.5和在1984年9月13日由Kumman等人提交的美国相关专利申请序号№650016中，涉及到制备C₂₊烃为特定目的的这个流程，仅作为参考编入本文。在先前的专利申请里，送进塔里的气体以及在某些情况下从塔里排出的气体经受了不同的压力级，这样的压力级有助于各气流之间依序进行热量传递。在具体设计中，甲烷馏分是在冷却主要经过串联分凝阶段的原料气时产生的。在C₂₊烃中该甲烷馏分十分贫集，以致没有必要把它送进精馏级。而该馏分没有被膨胀到精馏压力，因此，在排入高压甲烷管道前几乎不需要压缩。

本发明的目的之一是提供一种特别从能量观点上对上述类型流程进行了改进的方法。

还有另一个目的是提供本发明的新颖的而又可以获得专利权的分系统流程。

通过进一步研究本说明书和所附的权利要求书，对于熟悉该技术的人们来说，本发明的其它目的和优点将变得十分清楚。

为了达到这些目的，至少在两个不同的压力级中进行蒸馏。在原料气冷却和膨胀时产生的馏分被送进处于较高压力下操作的第一精馏塔里。这样得到：（1）含有沸点低于C₂₊或C₃₊烃的组分的塔顶产物;（2）富集了C₂₊或C₃₊烃的塔底馏分。塔底馏分在膨胀后被送进处于较低压力下操作的第二精馏塔里，在该塔获得作为塔底产物的C₂₊或C₃₊烃馏分。将第二精馏塔塔顶得到的塔顶馏分进行再循环，在压缩后送进第一精馏塔。

两级精馏得到的一个好处是由于从高压力级得到的塔顶气体，即不含C₂₊或C₃₊馏分的气体，所处的压力比利用单级精馏时高。这种甲烷产物馏分通常排到高压管道里，因此可以省掉或至少减少对它的压缩。这与在受让人的早先申请序列号№650016中获得的优点是一样的。然而，本发明还提供了如下所述的更多的优点。

在本发明的一个优先选用的具体设计中，让来自第二精馏塔的塔顶产物通过一个开式致冷循环，为此，需将它加热、压缩并经再冷却后膨胀进入第一精馏塔。一个择优的技术是，冷却的塔顶馏分不是直接导入第一精馏塔，而是再循环进入待冷却的原料气中，或者是进入已除去冷凝物的原料气中。这种开式循环也包含溶于第一精馏塔塔底产物里的低沸点组分。在本发明的流程中，现在只需要再压缩这一小部分低沸点组份，例如通常，在主要组成甲烷的低沸点组分里占不到15%，特别是不到8%。例如，在一个用于从天然气中分离C₂₊烃的流程中，进入第二精馏塔的低沸点组分的比例仅约占原料气中低沸点组分全部数量的4%。需要再压缩的数量愈少，能量节省愈多。同样很重要的一点是，开式致冷循环能在相当高的温度下操作。例如大约在210到300K，特别是在230到290K操作。这样减少了对外部致冷的要求，否则将不得不利用以C₃烃作冷却剂的多级封闭式致冷循环来达到这一要求。

在本发明的流程中，由于最大部分的低沸点组分在如此之高的压力下分离，以致不需要或至少大大减少了对压缩能量的需要。所以，在常规叶轮机膨胀这种冷原料气时所获得的能量除用于该馏分的常规再压缩外也可作它用，特别是用来提供象本流程中所需要的这种致冷。

通过操作本发明的具有两个压力段的流程，得到的另一个好处是，在相当低的压力下操作的第二精馏塔，能使该塔处于特别有利的温度水平，从而进一步达到该流程的致冷要求和/或能以特别有利的方式达到这一要求。这种特别有利的温度水平使得第二塔顶部和底部温度在230和300K之间。因此，由于冷却原料气导致再沸腾和中间再沸腾。