本公开总体上涉及使用后端透平膨胀机从炼油厂废气回收期望的轻质烃的系统和方法。更具体地说，本公开涉及使用后端透平膨胀机从炼油厂废气回收期望的轻质烃以产生用作石油化工原料的更高回收率的轻质烃，并且在进入透平膨胀机之前移除较重的烃。
背景技术
来自工业应用中气流的气体，特别是烃精炼操作中的气体，通常包括甲烷、其他成分以及包括乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烯和丁烷的分子量等于或大于乙烯的轻质烃(下文统称为作为“期望的轻质烃”)。因此，包括期望的轻质烃。回收期望的轻质烃是优选的，因为期望的轻质烃作为石油化工原料比作为炼油厂燃料气体更有价值。然而，用于回收期望的轻质烃的系统和方法是受限的。
在不同炼油厂单元中，诸如饱和气体装置、炼焦器气体装置和流体催化裂化器(fcc)气体装置(统称为“炼油厂气体装置”)，使用吸收-汽提实现当前回收期望的轻质烃。使用吸收-汽提回收丙烷的范围为90-94％，而乙烷通常未被回收。
最近，使用低温系统从炼油厂废气回收一部分期望的轻质烃。这些低温系统的总体构造包括首先压缩、冷却并干燥进给气体以获得处理过的气体，然后通过透平膨胀机处理该处理过的气体以产生两相结果。在透平膨胀机中达到了这些低温系统的最低温度。从通过透平膨胀机的处理过的气体产生的液体与蒸气分离并被送到蒸馏塔，该蒸馏塔将期望的轻质烃与甲烷和其它轻质组分分离。塔顶蒸气和透平膨胀机蒸气被用作炼油厂燃料气体。用这种方法的乙烷回收率通常不超过80％。
传统的低温系统具有缺点。处理过的气体中存在重质烃，这可能导致透平膨胀机内不期望的冷冻，从而破坏低温系统的操作。此外，常规系统中期望的轻质烃的回收效率是有限的。
技术实现要素：
本公开通过提供用于使用后端透平膨胀机从炼油厂废气回收期望的轻质烃以产生用作石油化工原料的期望的更高回收率的轻质烃并减轻重质烃进入透平膨胀机的程度的系统和方法，克服了现有技术中的一个或多个缺陷。
在一个实施例中，本公开包括用于回收轻质烃的系统，其包括：气体冷却器/干燥器；以及蒸馏塔，该蒸馏塔连接到气体冷却器/干燥器，用于回收轻质烃。
在另一实施例中，本公开包括一种用于从气流中回收轻质烃的方法，该方法包括通过压缩、胺化处理、干燥和冷却来处理气流以产生残余较轻气体，并分离蒸馏塔中的位于塔顶产物与含所述轻质烃的原料塔底液体产物之间的残余的较轻气体。
通过以下对各种实施例和相关附图的描述，本公开的其他方面、优点和实施例对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
下面参考附图描述了本公开，其中相同的元件用相同的附图标记表示，在附图中：
图1是示出使用后端透平膨胀机从炼油厂废气回收轻质烃的系统的示意图。
图2是示出使用后端透平膨胀机和热交换器从炼油厂废气回收轻质烃的另一系统的示意图。
具体实施方式
具体描述了本公开的主题；然而，描述本身并不旨在限定本公开的范围。因此，主题也可以结合其他当前或未来技术以包括与本文描述的步骤类似的不同步骤或步骤组合的其他方式体现。此外，虽然这里可以使用术语“步骤”来描述所采用方法的不同要素，但是该术语不应被解释为暗示本文公开的各个步骤之中或之间的任何特定顺序，除非通过对特定顺序的描述另外明确限定。虽然以下描述涉及炼油厂气体装置，但是本公开的系统和方法不限于此，并且可以应用于用于实现类似的结果的其他炼油厂。
现在参考图1，示意图示出了使用后端透平膨胀机在炼油厂气体装置中从废气回收期望的轻质烃的系统100。
包含轻质烃的原料进给气体由焦化器或fcc主分馏塔顶鼓或从任何其他来源(诸如炼油厂气流，用作燃料或作为废物移除的气流)获得。原料进给气体经由原料进给气体管线104提供给气体冷却器/干燥器106。在气体冷却器/干燥器106中，原料进给气体被压缩、被胺化处理以移除硫化氢和二氧化碳，如果需要，被干燥并被冷却，以产生残余的较轻气体。然后在流出口处通过残余较轻气体管线110将残余的较轻气体供给至蒸馏塔112。蒸馏塔112包括蒸馏塔顶部段112a、蒸馏塔底部段112c和蒸馏塔中间部段112d。蒸馏塔中间部段112d位于蒸馏塔顶部段112a与蒸馏塔底部段112c中间。在蒸馏塔112中，从残余的较轻气体移除期望的轻质烃，以产生原料塔底液体产物，以及含甲烷和较轻组分的塔顶产物。
一部分原料塔底液体产物通过原料塔底液体产物管线145a离开蒸馏塔底部段112c。系统100还包括再沸器142，其通过原始塔底液体产物管线145b从蒸馏塔112的底部段112c抽取另一部分原始塔底液体产物。再沸器142加热原料塔底部液体产物并将该原料塔底液体产物再循环至蒸馏塔底部段112c。
塔顶产物，已经从其移除一部分期望的轻质烃的处理过的气体，在蒸馏塔顶部段112a处通过塔顶产物管线116离开蒸馏塔112，并且首先被送至诸如分离罐的第一液/气分离器118，以移除可能存在于塔顶产物中的少量液体，从而防止液体进入后端透平膨胀机120。否则后端透平膨胀机120将冷冻任何液体，从而干扰后端透平膨胀机120的操作。然后剩余的塔顶产物被递送到后端透平膨胀机120，在那里塔顶产物被进一步冷却以产生包含冷凝液和剩余蒸气的透平膨胀机两相产物，其中冷凝液用作用于蒸馏塔112的回流。透平膨胀机两相产物通过透平膨胀机两相产品管线124传送到诸如分离罐的第二液/气分离器126，其中透平膨胀机两相产物被分离成冷凝液和剩余蒸气。冷凝液通过冷凝液管线132被送至泵134，并且然后作为回流被送至蒸馏塔顶部段112a。
剩余蒸气通过剩余蒸气管线130送到壳体的壳体侧部以及定位在蒸馏塔112中位于蒸馏塔顶部段112a附近的第一管冷凝器112b，以提供蒸馏塔112内的塔蒸气的间接冷却，并且作为残余气体离开。第一管式冷凝器112b提高了蒸馏塔分离残余气体的成分的效率。第一管式冷凝器112b可以由在蒸馏塔112的壳体内的分隔开的竖直冷凝器管组成，其中塔内部蒸气可以在冷凝器管内流动。第一管式冷凝器112b与剩余蒸气管线130连通，使得剩余蒸气被供给到竖直冷凝器管之间的空隙中。来自剩余蒸气管线130的剩余蒸气的温度低于蒸馏塔112内的塔内蒸气温度，从而剩余蒸气用作冷却介质。尽管通过第一管式冷凝器112b的竖直冷凝器管之间的空隙，但剩余蒸气吸收来自蒸馏塔112内的塔内蒸气的热量，并作为被加热过的剩余蒸气离开。将剩余蒸气(否则将是废物)用作第一管式冷凝器112b中的冷却介质，使剩余蒸气的有限价值最大化。
在进一步实施例中，蒸馏塔112可以是脱乙烷塔。
为了进一步提高脱乙烷塔蒸馏塔112的效率，可以在蒸馏塔中间部段112d上方提供第二冷凝器150。第二冷凝器150允许来自蒸馏塔112的加热内容物的热传递，从而提高了蒸馏速率并由此提高了蒸馏塔112的效率。冷却的制冷剂152被提供给第二冷凝器150，并作为被加热的制冷剂154被移除。第二冷凝器150可以与管道和泵一起位于蒸馏塔外部，以提供来自于蒸馏塔112内的材料并返回至蒸馏塔112。优选地，第二冷凝器150内部于并且在蒸馏塔112内，从而可以最小化外部部件。
第二冷凝器150可以由在蒸馏塔112的壳体内的分隔开的竖直管组成，其中塔内部蒸气可以在冷凝器管内流动。温度低于蒸馏塔112内的残余气体的冷却的制冷剂152被进给到蒸馏塔112内的冷凝器管之间的空间中以作为冷却介质。尽管通过第二冷凝器150的竖直冷凝器管之间的空隙，冷却的制冷剂152吸收来自于蒸馏塔112内的塔内蒸气的热量，并作为被加热的制冷剂154离开。然后，被加热的制冷剂154被压缩、冷凝、允许膨胀，并作为较冷的制冷剂152返回到第二冷凝器150。
现在参照图2，示意图示出了使用后端透平膨胀机和热交换器从废气回收某些轻质烃的另一系统200。蒸馏塔112可以是脱甲烷塔。与脱甲烷塔一致，系统200进一步包括热交换器202，其在蒸馏塔中间部段112d中与蒸馏塔112连通。热交换器202从蒸馏塔中间部段112d抽取一部分被部分蒸馏的液体，加热该部分被部分蒸馏的液体以产生被部分蒸馏的液体的加热部分，并在蒸馏塔中间部段112d中将所述被部分蒸馏的液体的加热部分提供到蒸馏塔112。
与常规吸收器-气提塔气体装置中90-94％的回收率相比，系统100可以从进给到炼油厂气体装置提供期望的轻质烃、特别是丙烷和丙烯的高达99％的更高回收率。此外，如果期望回收这些组分，那么可以回收高达50％的乙烯和乙烷。与透平膨胀机定位在蒸馏塔与气体冷却器/干燥器之间的常规构造相比，系统200可提供来自炼油厂废气的乙烯和乙烷的在3-5％的范围内的甚至更高的回收率。在进入透平膨胀机(在那里液体和重质气体烃可能会被冷冻)之前移除液体和重质气体烃。所公开的每个系统可以代替用于炼油厂气体装置中的用于回收期望的轻质烃的常规吸收器-汽提塔设计。每个系统也可以改装到现有的炼油厂气体装置中。利用任一系统的低温气体装置都将提供更高的丙烷回收率并将允许回收气体装置进给中的乙烷的一部分。
尽管已经结合目前优选的实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将会理解，并不旨在将本公开限于那些实施例。例如，可以预期通过使某些流动不同地规定路线或通过调整操作参数而获得不同的优化和效率，然而这不会导致系统落在本公开的范围之外。因此，考虑的是，可以对所公开的实施例作出各种替代实施例和修改，而不背离由所附权利要求及其等效物限定的本公开的精神和范围。