[发明专利]用于液化天然气进料流的方法和系统

说明书

本发明涉及一种液化天然气进料流(1)的方法，其包括提供压缩工艺流(25)，从所述压缩工艺流获得第一分裂流(32)并扩张所述第一分裂流，用所述扩张第一分裂流来冷却所述压缩工艺流(31)的剩余部分，从预冷却工艺流(41)获得第二分裂流(52)并扩张所述第二分裂流，用从所述第二分裂流获得的蒸汽流(56)来冷却预冷却压缩工艺流(51)的剩余部分，扩张进一步冷却的工艺流(61)，由此获得液态天然气流(71)，将所述第一分裂流(42)和所述蒸汽流(62)传递到再压缩级(200)，以获得再循环流(105)，所述再循环流与天然气进料流组合以形成所述工艺流。

技术领域

本发明涉及一种用于液化天然气进料流的方法和系统。

背景技术

液化含烃气流的方法在所属领域中众所周知。出于多种原因，期望液化例如天然气流等含烃气流。作为实例，天然气作为液体相比于气态形式能更加容易地存储并运输较长距离，这是因为其占据较小的体积并且不需要在高压下存储。通常，在液化前，处理污染的含烃气流以去除可能在液化工艺期间冻结的一种或多种污染物(例如H₂O、CO₂、H₂S等等)。

液化工艺从现有技术已知，其中一个或多个闭合制冷剂循环用以冷却并液化含烃气流。实例是C3-MR工艺或DMR工艺。在C3-MR工艺中，第一冷却级使用丙烷作为制冷剂且第二冷却级使用两种或更多种制冷剂的混合物，例如丙烷、乙烷、甲烷与氮的混合物。在DMR工艺中，使用各自包括混合制冷剂的两个制冷剂循环。

替代性液化方法已知，其中未使用单独的制冷剂循环。

WO2014/166925描述一种液化污染的含烃气流的方法，所述方法至少包括以下步骤：

(1)提供受污染的含烃气流；

(2)在第一热交换器中冷却受污染的含烃气流，由此获得冷却的受污染含烃流；

(3)在扩张机中冷却经冷却受污染含烃流由此获得部分液化的流；

(4)在分离器中分离部分液化的流由此获得气流和液流；

(5)扩张在步骤(4)中获得的液流由此获得多相流，所述多相流至少含有气相、液相和固相；

(6)在分离器中分离多相流，由此获得气流和浆料流(包括固态CO₂和液态烃)；

(7)在固/液分离器中分离浆料流，由此获得液态烃流和浓缩浆料流；

(8)使在步骤(4)中获得的气流通过第一热交换器，由此获得经加热气流；以及

(9)缩经加热气流由此获得压缩气流；以及

(10)组合在步骤(9)中获得的压缩气体与步骤(1)中提供的受污染的含烃气流。

如WO2014/166925中描述的方法允许运用相对较低设备计数液化受污染含烃气流而不需要制冷剂循环，由此提供液化受污染的含烃气体流，尤其是例如天然气等含甲烷的受污染气体流的简单且节约成本的方法。污染物可以是CO₂。

根据WO2014/166925的方法使用冻结工艺方案来移除CO₂。在如上文所描述的步骤(5)中，步骤(4)中获得的液流中的工艺条件仅在CO₂冻结包络线外部(工艺条件为例是20巴，-120℃，1mol％CO₂)，使得任何进一步的温度降低会刺激CO₂的冻结。温度降低在步骤(5)中通过焦耳汤姆森(Joule Thomson)阀门的减压实现。减压使部分液体甲烷蒸发，因此冷却其余液体。

其它液化方法例如描述于WO15110779和WO12172281中。