[发明专利]用于精炼原料气流的精炼系统和方法

摘要

用于精炼包含第一组分和第二组分的原料气(10)的精炼系统，所述第一组分具有比所述第二组分更低的露点温度；所述精炼系统包括‑用于输入所述原料气的输入部分(105)，其包括用于使所述原料气脱水并能获得‑45℃至‑65℃的水露点的脱水单元；‑预冷却部分(110)，其与所述输入部分连接以用于接收所述脱水的原料气；‑分馏部分(115)，其与所述预冷却部分连接以接收所述预冷却的流；‑膨胀冷却和分离部分(120)，其与所述分馏部分连接以接收分馏的气体，所述膨胀冷却和分离部分(120)包括气旋分离器装置(240)；所述膨胀冷却和分离部分具有与所述分馏部分连接的回流管道以用于将富集有所述第二组分的液体回流(24)至所述分馏部分。

主权项

用于精炼包含第一组分、第二组分以及水蒸气的原料气流(10)的精炼系统(100；100A；100B；100C；100D；100E)，所述第一组分具有比所述第二组分更低的露点温度；所述精炼系统包括：‑‑用于输入所述原料气流(10)的输入部分(105)，其包括用于使所述原料气流脱水并能获得‑45℃至‑65℃的所述原料气流水露点的脱水单元；‑‑用于接收所述脱水的原料气流的与所述输入部分(105)连接的预冷却部分(110)，所述预冷却部分被布置为使所述接收的原料气流预冷却至低于所述原料气流的露点，以形成包含富集有所述第二组分的液体和富集有所述第一组分的气流的混合流；‑‑分馏部分(115)，其包括分馏装置、热交换器(234)和分馏分离器容器(232)；所述分馏装置具有低密度组分的顶部出口，其通过所述热交换器与所述分馏分离器容器的入口连接；所述热交换器被布置为用于接收作为冷却剂的CO2富集的液体流；所述分馏部分与所述预冷却部分(110)连接，用于接收所述预冷却的混合流，所述分馏部分被布置为将所述预冷却的混合流分馏为在第一分离出口处的富集有所述第一组分的第一分馏的气流；所述分馏分离器容器具有用于富集所述第二组分的液体组分的输出，其与所述分馏装置连接以将所述液体组分回流至所述分馏装置的上部；‑‑用于接收所述第一分馏的气流的与所述分馏部分(115)连接的膨胀冷却和分离部分(120)，所述膨胀冷却和分离部分(120)包括超音速气旋分离器(240)，其被布置为‑‑在入口处接收来自所述分馏分离器容器(232)的另一输出的所述第一分馏的气流，‑‑使所述第一分馏的气流膨胀，由此将所述第一分馏的气流进一步冷却至所述第一分馏的气流的露点以下的温度和压力，在所述温度和压力下形成过冷却的二氧化碳液体；‑‑将所述冷却的第一分馏的气流分离为第二组分贫乏且第一组分富集的冷却的低密度流体馏分和第二组分富集且第一组分贫乏的冷却的高密度流体馏分；‑‑产生在第一流出口处的所述冷却的低密度流体馏分的第一流(22)和与所述第一流分开的在第二流出口处的所述富集有所述第二组分的冷却的高密度流体馏分的第二流；膨胀冷却和分离部分(120)，其被进一步布置为从所述冷却的高密度流体馏分的第二流分离富集有所述第二组分的其它液体，并且所述膨胀冷却和分离部分(120)具有与所述分馏部分连接的回流管道以用于将富集有所述第二组分的所述其它液体回流至所述分馏部分，以及其中所述膨胀冷却和分离部分(120)还包括与所述分离器(240)的第二流出口连接的结晶分离器容器(242)，其被布置为接收所述分离器(240)的所述第二流并从所述冷却的高密度流体馏分的第二流分离富集有所述第二组分的其它液体，其中所述结晶分离器容器被布置为从所述冷却的高密度流体馏分固化所述第二组分，所述第二组分固体在所述结晶分离器容器的底部被熔化以作为来自所述冷却的高密度流体馏分的第二流的富集有所述第二组分的所述其它液体；所述结晶分离器容器具有用于所述其它液体的出口，其通过回流管道与所述分馏部分(115)的上部连接；以及与所述超音速气旋分离器(240)的第二流出口连接的结晶分离器容器(242)，并且其被布置为：‑‑接收来自所述超音速气旋分离器(240)的所述冷却的高密度流体馏分的所述第二流；‑‑固化所述高密度流体馏分的所述第二组分；‑‑将来自所述高密度流体馏分的固化的馏分和液体馏分分离；‑‑将所述固化的馏分在所述结晶分离器容器的底部中融化；‑‑具有用于产生所述第二组分贫乏的气流的与所述超音速气旋分离器(240)的主出口管道连接的顶部出口和通过回流管道与所述分馏部分(115)的上部连接的用于所述第二组分富集的液体的底部出口，以及其中所述第一组分包含C1、C2、C3和C4烃中的一种或多种，并且所述第二组分包含二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)中的至少一种或多种。