[发明专利]用于冷却富烃馏分的方法

说明书

本发明涉及一种用于冷却富烃馏分、特别是天然气的方法，其中

-富烃馏分相逆于至少一个冷却剂回路被冷却，

-冷却剂至少具有氮和/或二氧化碳和/或甲烷和/或C₂₊烃，

-冷却剂借助至少一个具有一个或多个气体润滑滑动环形密封的涡轮压缩机被压缩，和

-将基本上具有氮和/或甲烷的冷却剂和/或外部气体或气体混合物的支流作为初级密封气体供给到涡轮压缩机，并且提供氮作为次级密封气体。

所讨论的用于冷却富烃馏分的这类方法特别地用于天然气的液化。液化过程需要低温，通常通过一个或多个冷却剂回路提供低温。这里，由涡轮压缩机驱动的闭合的冷却剂回路是特别重要的。在闭合回路中，有时使用纯净物质作为冷却剂，但是大部分是使用选自不同馏分中的材料成分氮、甲烷和C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈、i/n-C₄H₁₀和i/n-C₅H₁₂等的材料混合物。表述“C₂₊烃”在这种情况下可以意味着上述的成分C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈、i/n-C₄H₁₀和i/n-C₅H₁₂等。

对于稳态的装置运行，低温回路在数量和摩尔成分上的总量保持不变。然而，低温回路会发生不可避免的泄漏，或者发生其他物质流或成分流进入低温回路。实质上为此负责的部件是用于压缩冷却剂的涡轮压缩机的轴密封，以及其中的密封气体供应。

冷却剂的污染和/或渗漏必须被补偿。然而，通常要确保在液化装置内氮的有效性以及来自待液化天然气的甲烷的供应，C₂₊烃损失的持久补偿与昂贵的安装费用、昂贵的运行成本和可能的物流问题有关。

因此必须保证，在涡轮压缩机轴密封的选择中，以及在密封的相关外围设备的设计中，尽可能保护低温回路的冷却剂总量。出于该目的，现在主要使用各种型式的气体润滑滑动环形密封。作为初级密封气体，它们填充有在相关的低温回路中循环的冷却剂，以避免过程侧污染。由于运行安全的原因，次级密封始终用氮进行，因此在气体密封的初级出口线路中，存在冷却剂和氮的混合物。该混合物通常被移除到装置闪燃(plantflare)，从而导致制冷剂的损失。

原则上，对于初级密封气体的填充，还可以使用外部密封气体，但是在这种情况下，即使选择合适型式的密封，外来成分进入低温回路并且因此始终存在冷却剂的污染。因为在一些情况下污染导致总量的相对大量损失，所以通常优选通过冷却剂密封，并且接受通过合适的调节而减少的密封损失，特别是对相对有价值的C₂₊烃和C₂₊成分的调节。

本发明的目的是提供一种所讨论的用于冷却富烃馏分的方法，其避免上述的缺点。

为了实现该目的，提出一种用于冷却富烃馏分的方法，其特征在于至少暂时地(zeitweilig)从冷却剂回路抽出至少一个富氮流。

在这种情况下，优选地在冷却剂回路的冷端抽出富氮流。特别是当在冷却剂回路中循环的冷却剂的氮和/或甲烷含量超过预置临界值时，则抽出富氮流。

根据本发明的方法，可以避免低温回路的氮和/或甲烷的富集。由此在这些成分和C₂₊烃之间的所希望的比率基本上保持不变。对于控制冷却剂的成分，因此如果仅仅以一定数量或希望的数量补充这两个成分，它是充足的。

有利地，抽出的富氮流的C₂₊烃馏分小于2mol％，优选小于0.5mol％。

与包括在现有技术中的方法相比，根据本发明的用于冷却富烃馏分的方法可使C₂₊烃或C₂₊冷却剂成分的损失减少大约99％。由于关于C₂₊烃的采购和运输的费用降到最低，这不仅使得运行成本大幅度减少，而且还减少了用于提供这些冷却剂部件的安装成本。此外，由于没有烃被送去闪燃，可以降低不必要的排放。