用于制备液化天然气的方法和设备的制作方法

用于制备液化天然气的方法和设备的制作方法
【专利摘要】提供用于由包含C5-C7烃和C8或更大烃的天然气进料制备液化天然气的方法和设备。一种典型方法包括提供相对于具有少于8个碳原子的烃，从天然气进料中优先吸附C8或更大烃以提供贫C8天然气料流。继续该方法，相对于具有少于5个碳原子的烃的吸附，从贫C8天然气料流中优先吸附C5-C7烃以形成贫C5-C8天然气料流。C5-C7烃以比优先吸附C8或更大烃期间C5-C7烃的吸附更高的选择性和能力优先吸附。然后将贫C5-C8天然气料流液化。
【专利说明】用于制备液化天然气的方法和设备
[0001] 早期国家申请的优先权要求
[0002] 本申请要求2012年5月1日提交的美国申请No. 13/461，046的优先权。

【技术领域】
[0003] 本发明一般性地涉及由包含C5-C7烃和C8或更大烃的天然气进料制备液化天然气 的方法。更特别地，本发明涉及在使天然气进料液化以前从天然气进料中吸附C8或更大烃 和C5-C 7烃如新戊烷的方法。
[0004] 背景
[0005] 由于所证明的世界和国家储量的急剧提高以及由于想要提高的能量独立性，主要 包含甲烷的天然气近些年来已成长为对石油的可行替代能源，尤其是在美国。然而，由于 存在其中不同于甲烷的化合物，许多已证明的天然气储量表征为次质量的。尽管高质量天 然气储量可能要求较少的加工以商业化，次质量天然气储量通常是明显更便宜的天然气来 源。另外，次质量天然气储量提供成本节约机会，因为开发更有效的加工技术加工来自该储 量的天然气以商业化。
[0006] 使天然气商业化的一个加工考虑涉及将天然气液化,这提供了储存和运输的容易 性并可使天然气的体积降低至多600倍。高质量天然气储量可相对容易地液化。然而，由 于存在不同于甲烷的化合物，将来自次质量天然气储量的天然气液化的困难持续。特别地， 在比甲烷的沸点更高的温度下冷冻的化合物可存在于次质量天然气储量中并可能在天然 气液化期间冷冻，由此导致液化期间管道的堵塞和阻塞。可能存在于天然气中并可能在液 化期间冷冻的化合物的实例包括苯、甲苯、二甲苯、环己烷和新戊烷。新戊烷是特别有问题 的，因为其-17°C的高冰点，这通常会产生天然气液化期间的冷冻，以及因为它与苯、甲苯和 二甲苯相比较低的分子量和独特的球形分子结构，这使新戊烷比苯、甲苯和二甲苯更难与 天然气分离。
[0007] 开发了吸附方法以在液化制备中从天然气中选择性地除去各化合物。吸附通常涉 及分子集合在吸附剂表面上。例如，硅胶、铝硅酸盐凝胶、沸石分子筛和活性炭是用于从天 然气中吸附各种化合物的已知吸附剂。由于与其它吸附剂相比再生的相对容易性，硅胶和 铝硅酸盐凝胶获得在使天然气贫含各种烃如苯、甲苯、二甲苯和具有大于8个碳原子的其 它烃中的广泛用途。然而，为了使天然气贫含某些烃，例如C 5-C7烃，包括庚烷、环己烷、苯和 新戊烷至理想的浓度，通常要求包含硅胶和铝硅酸盐凝胶的吸附床具有比单独地使天然气 贫含C 8或更大烃所需更大的体积。
[0008] 尽管与使用硅胶和铝硅酸盐凝胶从天然气中吸附化合物有关的优点，理想的是除 了使从天然气中的C5-C7烃吸附，尤其是新戊烷、环己烷、苯和庚烷吸附的效率最大化之外， 需要使C 8或更大烃吸附的效率最大化，以使天然气进料中上述烃的浓度最小化至液化可容 许的范围内。还理想的是使吸附床体积最小化，同时避免对吸附床中所用吸附剂的过度再 生要求。概述
[0009] 提供用于由包含C5-C7烃和C8或更大烃的天然气进料制备液化天然气的方法和设 备。在一个实施方案中，由包含C5-C7烃和C8或更大烃的天然气进料制备液化天然气的方 法包括相对于具有少于8个碳原子的烃的吸附，从天然气进料中优先吸附C8或更大烃以提 供贫C8天然气料流。继续进行该方法，相对于具有少于5个碳原子的烃的吸附，从贫C 8天 然气料流中优先吸附C5-C7烃以形成贫C5-C 8天然气料流。C5-C7烃以比优先吸附C8或更大 烃期间C 5-C7烃的吸附更高的选择性和能力优先吸附。然后将贫C5-C8天然气料流液化。
[0010] 由包含C5-C7烃和C8或更大烃的天然气进料制备液化天然气的另一实施方案包括 使优先吸附C 8或更大烃的第一吸附剂与天然气进料接触以提供贫C8天然气料流。继续该 方法，使不同于第一吸附剂且优先吸附C 5-C7烃的第二吸附剂与贫C8天然气料流接触以提 供贫C5-C 8天然气料流。第二吸附剂具有比第一吸附剂更高的吸附C5-C7烃的选择性和能 力。还使优先吸附残留水的第三吸附剂与贫C 8天然气料流接触。然后将贫C5-C8天然气料 流在液化阶段中液化。
[0011] 用于由天然气进料制备液化天然气的设备的一个实施方案包括含有第一吸附剂 的第一吸附床。相对于具有少于8个碳原子的烃，第一吸附剂优先吸附C 8或更大烃。该设 备还包括在第一吸附床下游的第二吸附床。第二吸附床包含不同于第一吸附剂且相对于具 有少于5个碳原子的烃优先吸附C 5-C7烃的第二吸附剂。第二吸附剂具有比第一吸附剂更 高的吸附C5-C 7烃的选择性和能力。该设备还包括在第二吸附床下游的液化阶段。
[0012] 附图简述
[0013] 下文连同以下附图描述本发明，其中类似的数字表示类似的元件，且其中：
[0014] 图1为使用制备液化天然气的方法的一个典型实施方案的设备示意图，其中设备 包括多床吸附单元；
[0015] 图2为使用制备液化天然气的方法的另一典型实施方案的设备的另一实施方案 的示意图，其中设备包括多床吸附单元的另一实施方案；
[0016] 图3为显示作为沿着如图1所示多床吸附单元的轴长的函数，C6烃和水的床浓度 的图，如通过Aspen Adsim?模拟测定；
[0017] 图4为显示作为沿着如图1所示多床吸附单元的轴长的函数，C5烃和(：7烃的床浓 度的图，如通过Aspen Adsim?模拟测定；且
[0018] 图5为显示作为沿着如图1所示多床吸附单元的轴长的函数，新戊烷和C8烃的床 浓度的图，如通过Aspen Adsim?模拟测定。
[0019] 详述
[0020] 以下详述在性质上仅为示例性的，且不意欲限制本发明或本发明的应用和用途。 此外，不意欲受前述背景或以下详细描述中呈现的任何理论束缚。
[0021] 提供由天然气进料制备液化天然气的方法，以及用于制备液化天然气的设备。该 方法可用于由包含C 5-C7烃和C8或更大烃的天然气进料制备液化天然气，所述烃可存在于 天然气储量中。该方法涉及首先相对于具有少于8个碳原子的烃，从天然气进料中优先吸 附C 8或更大烃以提供贫C8天然气料流。如本文中所提及，"优先吸附"意指提及的化合物以 与其它化合物相比更大的平衡载荷被吸附，但非优先化合物也可少量地被吸附。也如本文 所提及，"贫含"意指大部分提及的化合物从天然气进料中除去，且主题化合物可降至基于 除去主题化合物以后天然气进料的总体积少于或等于100体积ppm，例如少于或等于10体 积PPm的痕量。继续进行该方法，相对于具有少于5个碳原子的烃，从贫C 8天然气料流中优 先吸附C5-C7烃以形成贫C5-C8天然气料流。C 5-C7烃优先被吸附以使新戊烷、环己烷、苯和 庚烷贫化至液化可容许的范围内，因为那些烃特别倾向于在液化期间冷冻，且不特别倾向 于在液化期间冷冻的其它C5和C 6烃连同新戊烷、环己烷、苯和庚烷一起伴随着除去。C5-C7 烃还以比优先吸附C8或更大烃期间C5-C7烃的吸附更高的选择性和能力优先吸附。如本文 所提及，"选择性"指吸附剂在从气流中吸附特定化合物以及降低气流中那些化合物的浓度 中的效力。也如本文中所提及，"能力"指每单位质量吸附剂，吸附剂可吸附的目标烃的量。 除了 C5-C7烃吸附的最大效率之外，本文所述方法能赋予从天然气中C8或更大烃吸附的最 大效率，由此使天然气进料中新戊烷、环己烷、苯、庚烷和C 8或更大烃的浓度最小化至液化 可容许的范围内。特别地，通过首先进行C8或更大烃的优先吸附，C 5-C7烃可使用如下吸附 剂优先吸附，所述吸附剂与用于优先吸附C8或更大烃的吸附剂相比，对于吸附C 5-C7烃而言 更具选择性且具有更高的能力，但如果暴露于高浓度的C8或更大烃下的话，另外会需要过 度再生。由于在进行从贫C 8天然气料流中优先吸附C5-C7烃以前，C8或更大烃优先被吸附 以提供贫C 8天然气料流，不考虑用于进行优先吸附C5-C7烃的吸附剂的过度再生，由此能够 使用对于吸附C 5-C7烃而言更具选择性且具有更高能力的吸附剂。因此，可使总吸附床体积 最小化，同时仍使C 8或更大烃以及新戊烷、环己烷、苯和庚烷贫化至在天然气进料中的浓度 在液化可容许的范围内。
[0022] 可存在于天然气进料中的C5-C7烃包括但不限于各种形式的戊烷，包括异戊烷、正 戊烷和新戊烷；各种形式的己烷，例如正己烷和环己烷；苯；正庚烷；甲苯；及其组合。可 存在于天然气进料中的C 8或更大烃的实例包括但不限于正辛烷；各种形式的二甲苯，例 如邻-二甲苯；正壬烷；正癸烷；及其组合。在一个具体实施方案中，新戊烷存在于天然气 进料中。特别地，新戊烷、环己烷、苯、庚烷和C 8或更大烃可以以在天然气进料液化时由于 上述烃的冷冻而有问题的浓度存在于天然气进料中。例如，上述烃可以以超过100体积 ppm(ppmv)，例如100-1000ppmv的量存在，如果贫化至IOOppmv或更少，所述量引起困难。作 为一个具体实例，新戊烧可以以l〇 -200ppmv，例如50-150ppmv的量存在于天然气进料中， 如果未贫化至2ppmv或更少，贝U所述量在天然气进料液化期间引起困难。天然气进料还包 含甲烷，其以基于天然气进料的总体积大于50体积％，例如80-99. 8体积％，或者95-99. 5 体积％，或者99. 0-99. 5体积％的量存在。
[0023] 由包含C5-C7烃和C8或更大烃的天然气进料制备液化天然气的方法的一个典型实 施方案现在参考如图1所示用于制备液化天然气24的典型设备10解决。参考图1，该实施 方案的设备10包含第一吸附床12和在第一吸附床12下游的第二吸附床14。第一吸附床 12包含第一吸附剂13,且第二吸附床14包含第二吸附剂15。如图1所示，第一吸附床12 和第二吸附床14提供于多床吸附单元16中。然而，尽管未显示，应当理解第一吸附床和第 二吸附床可提供于独立单元中。
[0024] 该方法包括相对于具有少于8个碳原子的烃，从天然气进料中优先吸附C8或更大 烃以提供贫C 8天然气料流。根据在图1的设备10中进行的典型方法，通过使优先吸附C8 或更大烃的第一吸附剂13与天然气进料20接触而从天然气进料20中优先吸附C8或更大 烃以提供贫C 8天然气料流26。在该实施方案中，为了使第一吸附剂13与天然气进料20接 触，将天然气进料20引入图1的多床吸附单元16的第一吸附床12中以提供贫C 8天然气 料流26。
[0025] 相对于具有少于8个碳原子的烃的吸附，第一吸附剂13优先吸附C8或更大烃。第 一吸附剂13还可优先吸附水至水可存在于天然气进料20中的程度。在一些情况下，如下 文进一步详细描述，天然气进料20可饱含水。然而，天然气进料20中水的存在是任选的， 且至水存在的程度，第一吸附剂13可连同C 8或更大烃一起从天然气进料20中优先吸附大 部分水。
[0026] 与具有少于8个碳原子的烃相比，优先吸附C8或更大烃的典型第一吸附剂是本领 域中已知的,且包括具有至少10埃,例如10-100埃或10-20埃的平均孔径大小（即直径） 的硅胶和铝硅酸盐凝胶。硅胶是本领域中已知的，通常指非晶形式的二氧化硅，但硅胶通常 是刚性的。硅胶通常包含由胶态氧化硅构成的球形微粒的集合。由于较大平均孔径大小，硅 胶容易吸附C 8或更大烃，并且还容易吸附水（当存在于天然气进料20中时）。另外，由于 硅胶和铝硅酸盐凝胶的较大孔径大小和化学组成，硅胶和铝硅酸盐凝胶的再生以将C 8或更 大烃中从其表面上解吸比具有较小孔径大小或不同化学组成的其它吸附剂能量消耗量更 小。合适娃胶和错娃酸盐凝胶吸附剂的具体实例由BASF Corporation of Florham Park, New Jersey以商品名Sofbead?市售。在一个实施方案中，娃胶或错娃酸盐凝胶形成第一 吸附床12的至少80体积％，并可形成第一吸附床12的100体积％。
[0027] 就本申请而言，贫C8天然气料流定义为在以比优先吸附C8或更大烃期间存在的更 高的选择性和能力从天然气料流中优先吸附C 5-C7烃以前，在从天然气进料中优先吸附C8 或更大烃以后产生的天然气料流。在图1的设备10中进行的典型方法中，贫C8天然气料 流26定义为离开第一吸附床12的天然气料流。
[0028] 在一个实施方案中，C8或更大烃通过第一吸附剂优先吸附而贫化至在贫C8天然气 料流中少于或等于IOOppmv,例如少于或等于lOppmv、少于或等于Ippm,或者0· 1-0. 4ppmv 的浓度。特别地，进行优先吸附C8或更大烃的步骤包括将C8或更大烃各自贫化至上述浓度 以提供贫C 8天然气料流。因而，在图1的设备10中进行的典型方法中，离开第一吸附床12 的贫C8天然气料流26在进一步加工以前具有上述浓度的C 8或更大烃。
[0029] 继续进行该方法，相对于具有少于5个碳原子的烃的吸附，从贫C8天然气料流中 优先吸BC 5-C7烃以形成贫C5-C8天然气料流。根据在图1的设备10中进行的典型方法，通 过使优先吸附C 5-C7烃的第二吸附剂15与贫C8天然气料流26接触而从贫C8天然气料流26 中优先吸附C 5-C7烃以提供贫C5-C8天然气料流28。在该实施方案中，为使第二吸附剂15与 贫C 8天然气料流26接触，将贫C8天然气料流26从图1的多床吸附单元16的第一吸附床 12直接引入第二吸附床14中以提供贫C 5-C8天然气料流28。
[0030] 第二吸附剂15不同于第一吸附剂13且相对于具有少于5个碳原子的烃的吸附， 优先吸附C 5-C7烃。第二吸附剂15具有比第一吸附剂13更高的吸附C5-C7烃的选择性和能 力。特别地，第二吸附剂15在从天然气进料20中吸附C 5-C7烃方面比第一吸附剂13更有 效，由此能实现烃进料中的低C5-C 7烃浓度，所述低浓度在第一吸附床12中仅可以以较高的 第一吸附剂13床体积实现。就这点而言，以比优先吸附C 8或更大烃期间C5-C7烃的吸附更 高的选择性和能力优先吸附C 5-C7烃。尽管一些C5-C7烃可被第一吸附剂13吸附，并在通过 第一吸附剂13使C 8或更大烃贫化以后甚至可以相对于具有少于5个碳原子的烃相比优先 被第一吸附剂13吸附，第二吸附剂15吸附C 5-C7烃的选择性和能力仍高于第一吸附剂13 吸附C5-C7烃的选择性和能力。
[0031] 第二吸附剂15还能够优先吸附至少一些C8或更大烃（例如辛烷），并且能够以比 第一吸附剂13更高的选择性和能力优先吸附一些C 8或更大烃。然而，由于第二吸附床14 在第一吸附床12下游，天然气进料20在第二吸附床14上游会贫含C8或更大烃，这是理想 的，因为在吸附大量C 8或更大烃以后第二吸附剂15的再生可能需要过多的能量消耗，且由 于较高的吸附C5-C 7烃的选择性和能力，在任何情况下会需要比第一吸附剂13更大的能量 消耗以再生。
[0032] 与具有少于5个碳原子的烃相比，优先吸附C5-C7烃的典型第二吸附剂是本领域中 已知的。在一个实施方案中，第二吸附剂15包含具有5-15埃的平均孔径大小的沸石分子 筛吸附剂。合适的沸石分子筛吸附剂包括具有10埃的平均孔径大小的钙交换（CaX)沸石 和钠交换（NaX)沸石。在一个实施方案中，沸石分子筛吸附剂形成第二吸附床14的至少50 体积％，并且可形成第二吸附床14的100体积％。合适NaX沸石的具体实例由UOPLLC of Des Plaines，Illinois以商品名Molsiv?市售。在另一实施方案中，另外或者作为沸石分 子筛吸附剂的替代物，第二吸附剂15包含活性炭吸附剂。合适的活性炭吸附剂可具有20 埃的孔径大小和1，OOOmVg的表面积。当除了沸石分子筛吸附剂之外，第二吸附剂15包含 活性炭吸附剂时，活性炭吸附剂可置于沸石分子筛吸附剂的下游。在一个实施方案中，活性 炭吸附剂形成第二吸附剂15的至少50体积％并可形成第二吸附床14的100体积％。由 于第二吸附剂15中较小的孔径大小和/或其化学组成，第二吸附剂15具有比第一吸附剂 13更高的吸附C 5-C7烃的选择性和能力。
[0033] 在一个实施方案中，C5-C7烃，例如新戊烷通过被第二吸附剂优先吸附而贫化至贫 C5-C8天然气料流中少于或等于2ppmv，例如少于或等于Ippmv或0· 1-0. 4ppmv的浓度。特 别地，进行优先吸附C5-C7烃的步骤包括将C5-C 7烃各自贫化至上述浓度以提供贫C5-C8天然 气料流。例如，在其中天然气进料包含新戊烷的一个具体实施方案中，新戊烷以及任选其它 C5-C7烃从贫C8天然气料流中优先吸附。在该实施方案中，将新戊烷贫化至贫C 5-C8天然气 料流中少于或等于2ppmv，例如0· I-Ippmv或0· 1-0. 4ppmv的浓度。在图1的设备10中进 行的典型方法中，离开第二吸附床14的贫C5-C8天然气料流28在进一步加工以前具有上述 浓度的C 5-C7烃。
[0034] 尽管图1阐述了第一吸附剂13和第二吸附剂15为团粒或珠粒形式，第一吸附剂 13和第二吸附剂15可以以本领域中已知的任何物理形式，例如压出物、蜂巢或者以负载于 基质上的复合物使用。第一吸附剂13可以以基于第一吸附剂13和第二吸附剂15的组合体 积10-90体积％，例如30-70体积％或40-60体积％的量提供。第二吸附剂15可以以基于 第一吸附剂13和第二吸附剂15的组合体积10-90体积％，例如30-70体积％或40-60体 积％的量提供。在上文范围外的第一吸附剂13和/或第二吸附剂15的相对体积可能产生 C5-C7烃和/或C8或更大烃的不足吸附使得液化可能受新戊烷、环己烷、苯、庚烷和/或C 8或 更大烃的过高浓度影响。在图1所示实施方案中，第一吸附剂13和第二吸附剂15 -起形 成多床吸附单元16中所用所有吸附剂的100体积％。然而，应当理解在其它实施方案中， 可包含含有其它吸附剂的其它吸附床。在这类实施方案中，第一吸附剂13和第二吸附剂15 的组合量基于在多床吸附单元中用于吸附的所有吸附剂的总体积可以为至少70体积％。
[0035] 继续该方法，将贫C5-C8天然气料流液化。将贫C 5-C8天然气料流液化的步骤包括各 种子步骤，可进行所述子步骤以进一步除去各种其它化合物并将所得天然气料流液化。将 天然气液化通常涉及通常通过将天然气在合适的温度和压力下冷却而将天然气冷凝成液 体。根据在图1的设备10中进行的典型方法，设备10包括在第二吸附床14下游的液化阶 段18。液化阶段18可包括用于将贫C 5-C8天然气料流冷却的常规设备，并且还可包括用于 在将贫C5-C 8天然气料流28冷却至对液化而言足够低的温度时从天然气进料20中分离各 种组分的设备。将贫C5-C 8天然气料流28在液化阶段18中液化，这产生液化天然气24料 流。在该实施方案中，在图1中显示为单一 NGL/LPG料流22的天然气液体（NGL)和液化石 油气（LPG)也可由液化阶段18提供并代表在将贫C5-C 8天然气料流28冷却至对液化而言 足够低的温度时与贫C5-C8天然气料流28分离的部分。液化阶段18还可包括用于分离天 然气进料20的其它不理想组分如汞、含氮物种等的常规设备。
[0036] 由包含C5-C7烃和C8或更大烃的天然气进料制备液化天然气的方法的另一典型实 施方案现在参考如图2所示用于制备液化天然气24的典型设备110解决。根据该实施方 案，阐述了可使天然气进料20在C 8或更大烃的吸附以前经受其它加工，且除了进行C8或更 大烃的优先吸附和进行C5-C 7烃的优先吸附之外可进行其它优先吸附步骤。特别地，在该实 施方案中，本方法包括在进行从天然气进料中优先吸附C 8或更大烃以前从天然气进料中除 去酸性气体如二氧化碳和硫化氢的步骤。酸性气体可通过使天然气进料20与胺水溶液31 在一般性地显示于图2中的胺加工单元30中接触而从天然气进料中除去。胺加工单元是 本领域中已知的。在胺加工单元30中，酸性气体与胺水溶液31反应以形成弱化学键，其中 胺水溶液31在高压下，同时天然气进料20的其它组分保持为气体形式。然后将带有酸性 气体的胺水溶液31再调节以从其中分离酸性气流34,同时将其余天然气进料20如下文所 述进一步加工。然而，由于天然气进料20与胺水溶液31接触，天然气进料20通常变得饱 含水。
[0037] 继续该方法，相对于具有少于8个碳原子的烃，从天然气进料20中优先吸附C8或 更大烃以提供贫C 8天然气料流。根据在图2的设备110中进行的典型方法，使天然气进料 20从胺加工单元30进入三床吸附单元116的第一吸附床12中。三床吸附单元116的第一 吸附床12和第二吸附床14与上文在图1所示设备10的情况下所述相同。然而，除了第一 吸附床12和第二吸附床14之外，该实施方案的三床吸附单元116包含置于第一吸附床12 与第二吸附床14之间的第三吸附床32。第三吸附床32包含不同于第一吸附剂13和第二 吸附剂15且优先吸附水的第三吸附剂36。第三吸附剂36可优先吸附水，而不吸附C 3或更 大烃，且第三吸附剂36具有比第一吸附剂13更高的吸附水的选择性和能力。特别地，第三 吸附剂36在从天然气进料20中吸附水方面比第一吸附剂13更有效，由此能够实现可能仅 以较高的第一吸附剂13床体积实现的天然气进料20中的低水浓度。优先吸附水而不吸附 C3或更大烃的典型第三吸附剂是本领域中已知的。在一个实施方案中，第三吸附剂包含具 有小于或等于4埃的平均孔径大小的沸石分子筛吸附剂。合适的沸石分子筛吸附剂包括具 有4埃的平均孔径大小的4A沸石。在一个实施方案中，沸石分子筛吸附剂形成第三吸附床 32的至少50体积％，并可形成第三吸附床32的100体积％。基于三床吸附单元116中第 一吸附剂13、第二吸附剂15和第三吸附剂36的组合体积，第一吸附剂13可以以10-70体 积％的量提供，第二吸附剂15可以以20-90体积％的量提供，且第三吸附剂36可以以5-20 体积％的量提供。
[0038] 根据在图2的设备110中进行的典型方法，本方法包括进行从贫C8天然气料流26 中优先吸附残留水。在该实施方案中，残留水通过使第三吸附床32与贫C8天然气料流26 接触而优先吸附。如图2所示，第三吸附床32直接置于第一吸附床12下游使得残留水在 进行从天然气进料20中优先吸附C8或更大烃以后直接优先吸附。然而，应当理解在其它实 施方案中，其它中间吸附床（未显示）可存在于第一吸附床12与第三吸附床32之间。由 于第三吸附床32在第一吸附床12下游，且因为第一吸附床12本身优先吸附水，天然气进 料20在第三吸附床32上游贫含大部分水，仅残留水保留在贫C 8天然气料流26中。如所 述将第一吸附床12置于第三吸附床32上游是理想的，因为可使第三吸附床32的体积最小 化，同时仍实现难以用单独第一吸附床12实现的贫C 5-C8天然气料流28中的低水浓度。
[0039] 继续本方法，将来自第三吸附床32的贫C8天然气料流26引入第二吸附床14中， 在那里如上文关于在图1的设备10中进行的典型方法的情况下详细描述进行C 5-C7烃的优 先吸附。如图2所示，第二吸附床14直接置于第三吸附床32的下游使得C 5-C7烃在进行从 贫(：8天然气料流26中优先吸附残留水以后直接优先吸附。然而，应当理解在其它实施方 案中，其它中间吸附床可存在于第三吸附床32与第二吸附床14之间。在由第二吸附床14 提供贫C 5-C8天然气料流28以后，继续本方法，将贫C5-C8天然气料流28液化。根据在图2 的设备10中进行的典型方法，将贫C 5-C8天然气料流28以与上文在图1的设备10中进行 的方法的情况下所述相同的方式在液化阶段18中液化，这产生液化天然气24料流。 实施例
[0040] 进行Aspen AdsinT模式评估C8或更大烃、C5-C7烃和新戊烷的吸附，尤其是在使 用包含不同相对体积和不同单元高度的第一吸附床和第二吸附床的多床吸附单元时。第 一吸附床包含Sorbead-H? 1吸附剂，第二吸附床包含钙交换沸石吸附剂（在下文中称为 Molsiv?吸附剂）。表1提供存在于用于模拟的天然气进料中的各种组分的量，以及考虑在 液化期间冷冻的典型产物极限。
[0041] 表 1
[0042]

【权利要求】
1. 由包含c5-c7烃和c8或更大烃的天然气进料制备液化天然气的方法，所述方法包括 步骤： 使优先吸附c8或更大烃的第一吸附剂与天然气进料接触以提供贫c8天然气料流； 使不同于第一吸附剂且优先吸附c5-c7烃的第二吸附剂与贫c8天然气料流接触以提供 贫c5-c8天然气料流，其中第二吸附剂具有比第一吸附剂更高的吸附c5-c 7烃的选择性和能 力；和 将贫c5-c8天然气料流在液化阶段中液化。
2. 根据权利要求1的方法，其进一步包括使优先吸附残留水的第三吸附剂与贫C8天然 气料流接触，且其中接触第一吸附剂、接触第二吸附剂和接触第三吸附剂的步骤包括使以 10-70体积％的量提供的第一吸附剂与天然气进料接触，使以20-90体积％的量提供的第 二吸附剂与贫C 8天然气料流接触，和使以5-20体积％的量提供的第三吸附剂与贫C8天然 气料流接触，其中所有量基于第一吸附剂、第二吸附剂和第三吸附剂的组合体积。
3. 根据权利要求1的方法，其进一步包括步骤：使天然气进料与胺水溶液接触。
4. 根据权利要求3的方法，其中在第一吸附剂与天然气进料接触以前使天然气进料与 胺水溶液接触。
5. 根据权利要求4的方法，其中在第一吸附剂与天然气进料接触以后且在第二吸附剂 与贫C8天然气料流接触以前，使第三吸附剂与贫C 8天然气料流接触。
6. 根据权利要求1的方法，其中第一吸附剂与天然气进料接触的步骤进一步定义为使 包含平均孔径大小为至少10埃的硅胶或铝硅酸盐凝胶的第一吸附剂与天然气进料接触。
7. 根据权利要求1的方法，其中第二吸附剂与贫(：8天然气料流接触进一步定义为使包 含平均孔径大小为5-15埃的沸石分子筛吸附剂的第二吸附剂与贫C 8天然气料流接触。
8. 根据权利要求1的方法，其中接触第一吸附剂和接触第二吸附剂的步骤包括使以 10-90体积％的量提供的第一吸附剂与天然气进料接触，和以10-90体积％的量提供的第 二吸附剂与贫C 8天然气料流接触，所有量基于第一吸附剂和第二吸附剂的组合体积。
9. 根据权利要求1的方法，其中多床吸附单元包括含有第一吸附剂的第一吸附床和含 有第二吸附剂的第二吸附床，且其中第一吸附剂与天然气进料接触的步骤进一步定义为将 天然气进料引入多床吸附单元的第一吸附床中以提供贫C 8天然气料流。
10. 用于由天然气进料制备液化天然气的设备，所述设备包含： 包含第一吸附剂的第一吸附床，相对于具有少于8个碳原子的烃，第一吸附剂优先吸 附C8或更大烃； 在第一吸附床下游的第二吸附床，所述第二吸附床包含不同于第一吸附剂的第二吸附 齐U，相对于具有少于5个碳原子的烃，第二吸附剂优先吸附C5-C7烃，其中第二吸附剂具有比 第一吸附剂更高的吸附C 5-C7烃的选择性和能力；和 在第二吸附床下游的液化阶段。
【文档编号】B01D53/04GK104271715SQ201380022768
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月19日 优先权日:2012年5月1日
【发明者】周麓波, S-J·冬, B·P·鲁塞尔, H·拉斯泰里 申请人:环球油品公司