[发明专利]液化天然气的制备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求受益于2013年01月24日提交的题目为“液化天然气制备”的U.S.临时专利申请61/756,322，其全部内容通过参考文献并入本发明。

发明领域

本发明技术一般涉及烃回收和处理方法的领域，并且更特别涉及通过使用混合氟碳化合物制冷剂的制冷方法进行液化天然气(LNG)制备的方法和系统。

发明背景

本小节意在介绍现有技术的多个方面，其可以与本发明技术的示例性实施方案相关。这一讨论相信有助于提供方便更好的理解本发明技术特殊方面的框架。因此，应当理解的是本小节应基于这一点进行阅读，并且没有必要作为现有技术的陈述。

许多用于天然气加工和液化的低温制冷系统依赖于包括烃组分的单组分制冷剂或混合制冷剂(MR)的使用以提供外部制冷。例如，液化天然气(LNG)可以使用包括由进料气体萃取的烃组分的混合制冷剂进行制备。这些烃组分可以包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和类似物质。

Foglietta等人的U.S.专利No.6,412,302描述了用于制备液化天然气物流的方法。该方法包括通过与第一和第二膨胀制冷剂接触换热而冷却至少一部分加压的天然气物料流。第一膨胀制冷剂选自甲烷、乙烷和处理并且加压的天然气，而第二膨胀制冷剂是氮气。因此，这种技术依赖于包括可然性烃的制冷剂的使用。

Roberts等人的U.S.专利申请公开No.2010/0281915描述了用于液化天然气物流的系统和方法。脱水天然气物流在使用由HFC制冷剂组成的预冷剂的预冷设备中预冷。该预冷的脱水天然气物流之后在主换热器中通过与混合了制冷冷却剂的蒸气化烃逆流间接换热进行冷却以制备LNG。混合制冷冷却剂包括乙烷、甲烷、氮气和小于或等于3mol％的丙烷。因此，这种技术还依赖于包括烃的制冷剂的使用。

Barclay等人的U.S.专利申请公开No.2012/0047943描述了一种海上液化天然气物料的方法。该方法包括使天然气物料与两相制冷剂在第一温度下接触，使天然气物料与第一气态制冷剂在第二温度下接触并且使天然气物料与第二气态制冷剂在第三温度下接触。制冷的天然气物料之后使用膨胀装置膨胀以形成闪蒸气体物流和液化天然气物流。两相制冷剂可以是商购制冷剂，例如R507或R134a，或者是它们的混合物。第一气态制冷剂可以是氮气。第二气态制冷剂可以是由天然气物料回收的闪蒸气体物流。两相制冷剂用于冷却和部分冷凝原料气体急冷器中的天然气物料，而第一和第二气态制冷剂用于冷却和主低温换热器中的天然气物料。因此，这种技术依赖于包括由天然气物料中萃取的烃组分的制冷剂的使用。

Weng的U.S.专利No.6,631,625描述了用于超低温制冷系统的制冷剂混合物的非氯化氢氟碳化合物(非-HCFC)设计。该非-HCFC制冷剂混合物主要由氢氟碳化合物(HFC)制冷剂和烃组成。因此，这种技术同样也依赖于包括烃的制冷剂的使用。此外，将这种制冷剂混合物用于天然气加工和液化并未公开。

发明概述

一个实施方案提供了用于液化天然气(LNG)制备的烃加工系统。该烃加工系统包括配置为使用混合氟碳化合物制冷剂冷却天然气以制备LNG的氟碳化合物制冷系统和配置为从LNG中除去氮气的氮气排出单元(NRU)。

另一个实施方案提供了用于液化天然气(LNG)制备的方法。该方法包括在氟碳化合物制冷系统中使用混合氟碳化合物制冷剂冷却天然气以制备LNG并且在氮气排出单元(NRU)中从LNG中除去氮气。

另一个实施方案提供了用于形成液化天然气(LNG)的烃加工系统。该烃加工系统包括配置为使用混合氟碳化合物制冷剂冷却天然气的混合制冷剂循环，其中该混合制冷剂循环包括配置为允许通过天然气和混合氟碳化合物制冷剂之间的间接换热冷却天然气的换热器。该烃加工系统还包括配置为从天然气中除去氮气的氮气排出单元(NRU)和配置为冷却天然气以制备LNG的甲烷自制冷系统。

附图简述

本发明技术的优点通过参考以下详细说明和附图可以更好的理解，其中：

图1是单步制冷系统的工艺流程图；

图2是包括节约装置的两步制冷系统的工艺流程图；

图3是包括换热节约装置的单步制冷系统的工艺流程图；

图4是液化天然气(LNG)制备系统的工艺流程图；

图5是包括单独的混合制冷剂(SMR)循环的烃加工系统的工艺流程图；

图6是具有添加了氮气制冷系统的图5的烃加工系统的工艺流程图；