[发明专利]用于液化天然气物流的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使烃物流例如天然气物流液化的方法。

背景技术

已知多种用于液化天然气物流从而获得液化天然气(LNG)的方法。出于多种原因，期望对天然气物流进行液化。例如，与气体形式相比，天然气更易于以液体形式进行储存和长途运输，因为其占用更少的体积，且不需要在高压下进行储存。

通常，待液化的天然气物流(主要包含甲烷)含有在天然气液化前将要去除至一定程度的乙烷、较重的烃以及其它可能组分。为此，对天然气物流进行处理。其中一种处理方法包括去除至少部分乙烷、丙烷和较重的烃例如丁烷和丙烷(通常称为“NGL提取”和“NGL回收”)。

US 5 291 736公开了天然气液化的已知方法，包括去除比甲烷更重的烃。US 2005/0247078中给出了已知方法的另一实例。

已知方法中 的问题是如果要处理相对贫的进料物流(即含相对少的乙烷、丙烷和其它烃)，无法最佳利用可用的冷却容量。换句话说，用相同的冷却负荷只生产出较少的LNG。

发明内容

本发明的一个目的是最小化上述问题。

本发明的进一步目的是提供一种液化天然气物流的替代方法，同时回收进料物流中的部分乙烷、丙烷和较更重的烃。

根据本发明，通过提供一种液化烃物流如天然气物流的方法实现了上述一个或多个或其它目的，该方法至少包括以下步骤：

(a)向第一气/液分离器提供部分冷凝的烃进料物流；

(b)在第一气/液分离器中将进料物流分离成气体物流和液体物流；

(c)膨胀步骤(b)中获得的气体物流，从而获得膨胀物流并将其在第一进料点加入第二气/液分离器中；

(d)将步骤(b)中获得的液体物流在第二进料点加入第二气/液分离器中；

(e)从第二气/液分离器底部移出液体物流，并将其加入分馏塔中；

(f)从第二气/液分离器顶部移出气体物流，并将其导入压缩机中，从而获得具有50巴以上压力的压缩物流；

(g)冷却步骤(f)中获得的压缩物流，从而获得冷却的压缩物流；

(h)使步骤(g)中获得的冷却的压缩物流与第一气/液分离器下游和分馏塔上游的物流换热；和

(i)在步骤(h)中的换热之后，液化冷却的压缩物流，从而获得液化物流。

已经令人意想不到地发现，根据本发明可提高LNG的产量，尽管使用相同的可用外部冷却负荷。

本发明的附加优点是本方法相对简单，从而导致更低的CAPEX(资本投入)。

关于此方面，应注意在US 4 689 063和US 6 116 050中建议了使几个物流相互换热。然而，US 4 689 063和US 6 116 050的目的不是液化(通常是富含甲烷的)烃物流，因此没有教导提供至少50巴的高压物流(如本发明方法的步骤(f)中的情况)。此外，因为US 4 689 063和US 6 116 050的目的不是液化，所以在这两篇出版物(以及任选的其它相似出版物)中有关效率的考虑不能自动有效应用到目的在于液化(通常是富含甲烷的)烃物流的配置中。

根据本发明，烃物流可为任意适合的待液化含烃物流，但通常是从天然气或石油储层中获得的天然气物流。替代地，天然气物流也可从其它来源获得，还包括合成来源，例如费-托合成法。

通常，天然气物流基本由甲烷构成。优选进料物流包含至少60mol％的甲烷，更优选至少80mol％的甲烷。

取决于来源，天然气可含有不同量的比甲烷重的烃，例如乙烷、 丙烷、丁烷和戊烷以及一些芳烃。天然气物流也可含有非烃类，例如H₂O、N₂、CO₂、H₂S和其它硫化合物及类似物。

必要时，进料物流可在加入第一气/液分离器之前进行预处理。该预处理可包括去除不需要的组分例如CO₂和H₂S，或其它步骤例如预冷却、预加压或类似步骤。因为这些步骤已为本领域技术人员所公知，所以本文不对它们进行进一步论述。

第一和第二气/液分离器可为任意适用于获得气体物流和液体物流的装置，例如洗涤器、分馏塔、蒸馏塔等。必要时，也可存在两个或更多个并联的第一气/液分离器。优选第二气/液分离器是塔例如蒸馏塔。

同样，本领域技术人员将理解膨胀、冷却和换热可以以多种方式进行。因为本领域技术人员已经理解如何使用这些步骤，所以本文不对它们进行进一步论述。