[其他]从天然气中分离二个碳的烃的方法

说明书

本发明涉及在压力下从天然气的进气中分离C₂₊烃的方法，特别是其中天然气是被冷却，部分经冷凝，且然后被分离成液态部分和气态部分。

这种方法对于被过冷（即，被冷却至其组分的沸点之下），然后被膨胀至精馏塔的较高区域的经分离的液态部分来说是适用的，对于在透平机或发动机内经膨胀后被引入精馏塔内的气态部分来说也是适用的。在塔内的精馏或分馏过程产生出基本上包含C₂₊烃的产物管流和主要包含低沸点组分如甲烷的残余气流。对残留气体来说，从精馏塔中被排放出后，通过与天然气的进气热交换而被重新加热也是惯用的。

在这样一种从天然气中分离C₂₊烃的膨胀法中，获得高产率C₂₊烃所需的低温是通过在天然气的部分冷凝后剩余的气态部分的机械膨胀而产生。在膨胀过程中，很大的温度差异必然地出现在透平机或发动机的入口和出口之间，然后可有效地利用由致冷膨胀所导致的很大温度差异，以带来C₂₊烃气体产率的最适提高。

美国专利第4，140，504号描述了一种上述讨论类型的方法，其中一部分冷凝后剩余的一部分气态部分不会膨胀以产生致冷。代之以这部分气态部分与液态部分相结合从而导致液态部分始沸点的减低。此经结合的物流然后通过与工艺过程中的物流进行热交换而被冷却和冷凝，通过膨胀设备而被膨胀。在膨胀过程中，一部分物流蒸发了，而且这就进一步冷却剩余部分。然后经膨胀的物流作为顶部加料被提供给精馏塔。这种方法有下列缺点，在膨胀透平机中被机械一膨胀的气态部分的量以及通过气态部分膨胀而产生的全部生成物减少了。

本发明的一个目的在于提供一种在压力下、利用气态部分的膨胀从天然气中分离C₂₊烃的方法，其中可得高产率的C₂₊。

本发明的另一目的在于提供一种有效地利用通过气态部分的膨胀而产生的冷却温度而从天然气中分离C₂₊烃的方法。

本发明的又一目的在于提供一种可增加天然气的进气的部分冷凝的方法。

本发明的再一目的在于提供一个对在压力下从天然气中进行C₂₊烃分离的有效的系统。

在进一步研究说明书和从属权利要求的基础上，对熟悉此领域的技术人员来说，本发明的更多的目的和优点将变得显而易见。

通过提供一种方法和一个系统可达到上述目的，其中残留气流在与将被冷却和部分被冷凝的天然气进行热效换之前，与部分冷凝后所得的气态部分进行热交换，从此提供附加的部分冷凝。然后，在此步骤期间，从气态部分另外冷凝的组分在此气态部分的机械膨胀之前被分离。

与美国专利第4，140，504号中所描述的透露的方法相比较，本发明排除了一部分气态部分与液态部分的再混合。在本发明中，通过残留气流和气态部分间的附加的间接的热交换增加了从气态部分冷凝的C₂₊烃。在此热交换中，在气态部分的机械膨胀期间所产生的温度差异是很有用的，因为它被直接转化产生附加液体用以柱回流。

由于利用这种附加的热交换，进行了通过精馏的初步分离，从而增加了在给精馏塔的液态进料中C₂₊的量和/或相应降低了在液态进料中C_1-的量。

在根据本发明对这种方法的进一步有利的改进中，残留气体与气态部分的直接热交换是在一个附加的分离器中进行，其中在这种附加热交换期间已被冷凝的部分气态部分是从在气相中剩余部分中被分离出的。既然是这样，此附加的分离器就被设计为至少具有二个平衡级的简单分离塔，其中经部分冷凝的天然气的气态部分被供给此塔的较低部位，且在此塔的较高部位残留气体和气态部之间进行热交换。

本发明与传统的方法比较，本发明的区别为提供了在较低温度下位于分离器的较高部位的一个附加的热交换器。

与美国专利第4，140，504号中揭示的方法相比较，本发明不需要分配器用于分离从分离器脱离的气态部分或着两相加料装置用于热交换器，它可以使与在它们传送至精馏塔之前的一部分气态部分相混合的液态部分冷却。