[发明专利]具有经调节的总热值的液化天然气生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及液化天然气的生产方法，其中总热值可以根据应用进行调节。本发明还涉及适合实施此方法的设备，以及富含C₃-C₄烃的液化天然气组合物。

背景技术

天然气主要作为燃料用于锅炉燃烧器、发电用燃气涡轮机或简单地用于家用炊具。所有这些项目的设备必须能够安全和可靠地燃烧燃气。因此，关键在于燃气的燃烧特性保持恒定，以与用户的设备长期兼容。

消费国的燃气供应来源之一是液化工厂由来自沉积物的天然气生产的液化天然气(LNG)。

在市场上的燃气性质中，总热值(GCV)参数对于限定燃烧器尤为重要。它是在燃烧过程中释放的热能。其测量单位为千卡(kcal)/Nm³或英制单位BTU/scf。

天然气包含各种烃，主要是甲烷，但也包含乙烷、丙烷、丁烷和痕量的重烃。所有这些成分并不都具有相同的GCV，所以燃气的GVC取决于其组成。烃的GCV是其碳链长度的函数；链越长，GCV就越高。相反，非燃料气体(氮气等)的GCV为零。因此，天然气的GCV越高，其重烃含量就越高。作为一般规则，提取的天然气的GCV超过各消费国规定的规格。

此外，燃气的GCV规格在不同的消费国各自显著不同，甚至在一个消费国内不同分配网之间也不相同。例如，在韩国、日本或台湾，GCV必须是相对高(约1100～1200btu/scf)，而在美国或英国则相对低(约1075btu/scf)，欧洲大陆规定了中间值。

有两种主要手段来降低燃气的GCV值：(1)注入发热贡献为零的惰性气体，如氮气，或在某些情况下为空气，和(2)提取具有较高发热贡献的重烃。

注氮常用于LNG接收终端，但在分配网中最大氮含量是有限制的。因此，对于某些燃气，注氮是不够的，因为在燃气的GCV得到充分降低之前就已达到最大可接受的氮含量。因此，注氮不是有希望的途经。

另一方面，在液化阶段提取液化石油气或LPG(基本由丙烷和丁烷构成)作为LNG的副产物，允许在降低LNG的GCV的同时单独升级该副产物。然而，提取LPG可导致LNG的GCV对于一些消费国(尤其是亚洲国家)过低；在这种情况下，必须将LPG重新注入燃气中，通常在接收终端进行。

此外，如果使用这种方法，则LPG的贮存和运输需要不同于LNG所用设备的特殊设备。这在离岸开采的背景下是特别不利的，因为设备尺寸是在这样的背景下的关键因素；此外，在海上设备上存在大量LPG库存会引起安全问题，特别是由于爆炸风险。

因此，存在开发LNG生产的改进方法的真正需要，其中产品的贮存、处理和运输得到简化，特别是在离岸背景下；并且其中可以同时供应GCV规格高的市场和GCV规格低的市场。

发明内容

首先，本发明涉及一种加工含有丙烷和/或丁烷的天然气的方法，包括以下步骤：

-从所述天然气中提取至少部分的丙烷和/或丁烷，以提供轻天然气；

-冷却并液化所述轻天然气，以提供轻液化天然气；

-将所述轻液化天然气的一部分与提取的丙烷和/或丁烷混合，以提供重液化天然气；

所述混合步骤在用于生产液化天然气的设备中进行。

根据一个实施方案，该方法包括在提取丙烷和/或丁烷步骤之前对所述天然气进行脱酸、脱水和任选的脱汞的步骤；和通过提取天然气冷凝物的步骤来完成提取丙烷和/或丁烷的步骤。

根据一个实施方案，该方法包括在将提取的丙烷和/或丁烷与轻液化天然气的一部分混合之前，冷却所述提取的丙烷和/或丁烷的步骤，优选冷却至-100℃～-160℃的温度，更特别优选冷却至-135℃～-145℃的温度，所述冷却步骤任选地在所述提取的丙烷和/或丁烷中添加天然气或轻天然气或甲烷和/或乙烷的步骤之前。

根据一个实施方案，该方法包括：

-贮存所述轻液化天然气；和

-贮存所述重液化天然气或贮存在混合步骤之前提取的丙烷和/或丁烷。

根据一个实施方案，该方法包括：

-任选地，闪蒸(détente flash)所述轻液化天然气和回收源自该闪蒸的第一闪蒸气体；

-任选地，闪蒸所述重液化天然气和回收源自该闪蒸的第二闪蒸气体；

-回收源自所述轻液化天然气的贮存的第一蒸发气体；

-回收源自所述重液化天然气的贮存的第二蒸发气体；

-提供从第一蒸发气体、第二蒸发气体、任选的第一闪蒸气体和任选的第二闪蒸气体得到的燃气。

根据一个实施方案：