本发明专利技术公开了降低液化天然气中低沸点组分浓度的方法。该方法涉及动态减压液化天然气和一个或多个预分馏容器。特定实施例适合于从液化天然气流回收富含氦气和／或氮气的流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本实施例大体而言涉及液化烃流体，且涉及处理这样的流体的方法和设备。本实施例更特定而言涉及从在天然气液化设备中处理的烃流移除诸如氮气和/或氦气这样的低沸点组分。
技术介绍
天然气是从地下井获得的重要能源，但是其有时含有诸如氮气和氦气的杂质。在这些情形下，可执行杂质提取，诸如脱氮。氦气也可存在于天然气中，且能够被分离以在氦气回收设备中进一步处理。原料天然气主要含甲烷。其也可包含更少量的乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷和较重烃以及水、氮气、氦气、汞和酸气，诸如二氧化碳、硫化氢和硫醇。通过将天然气冷却到大约-ierc (取决于其确切组成)能够将天然气转换成液化天然气(LNG)，这将其体积减小至其在标准条件体积的大约1/600。这种体积的减小可使得运输更经济。液化天然气(LNG)可转移到位于远洋轮船上的冷冻储罐。液化天然气所需的制冷生产通常为LNG液化设备内最高支出之一。在LNG中氮气的存在可增加运输成本且降低天然气的热值。氮气污染的常用方案是脱氮。包含所提取的氮气的流可包含烃，其可用于诸如掺混到燃气流内的目的。氦气可存在于天然气中且可作为产物回收。可利用产生富含氦气的气流的方法来从天然气分离氦气，富含氦气的气流然后可进一步在氦气回收设施中处理。鉴于上文所述，需要有一种有效的方法来减小LNG流的氮气浓度，从所述LNG流提取富含氮气的流，且减少了对LNG液化设备的制冷需要。附图说明为了更详细地理解本专利技术的上述特征，上文简要总结的本专利技术的更特定的描述可参考实施例作出，这些实施例中的某些在附图中示出。但应指出的是，附图只是说明本专利技术的典型实施例且因此不应认为限制其范围，因为本专利技术可容许其它等效的实施例。图1示出概括性LNG液化设备方块流程图，其示出了总LNG液化设施的主要构件。图2示出端部闪蒸部段能够从LNG移除氮气的一个实施例。图3示出在LNG液化设备内氮气和/或氦气脱除的工艺的实施例。图4示出在LNG液化设备内氮气和/或氦气脱除的工艺的实施例。图5示出在LNG液化设备内脱氮和/或回收氦气的工艺的实施例。具体实施例方式现将提供详细描述。所附权利要求中的每一个限定了单独的专利技术，其用于涉及侵权的目的，被认为包括权利要求中所规定的各种元件或限制的等效物。取决于上下文，在下文中对“专利技术”的所有提及可在某些情况下仅指特定具体实施例。在其它情况下，应认识到对于“专利技术”的提及将指在一个或多个但未必所有权利要求中所陈述的主题。现将在下文中更详细地描述这些本专利技术中的每一个，包括具体实施例、变型和实例，但本专利技术并不限于这些实施例、变型或实例，包括这些是为了使得本领域普通技术人员能在组合本专利中的信息与可用的信息和技术时做出和使用本专利技术。本专利技术的一实施例为一种减少液化天然气中氮气浓度的方法，该方法包括使初始LNG流通过第一热交换器和第一液体膨胀机以降低温度且使LNG流动态地减压从而获得第一膨胀的LNG流；在第二静态液体膨胀机中使第一膨胀的LNG流减压以获得含蒸气相的第二膨胀的LNG流；以及，将第二膨胀的LNG流传递到一个或多个预分馏容器以进行闪蒸平衡分离以获得具有增加的氮气浓度的一个或多个蒸气流和具有减小的氮气浓度的液体流。具有减小的氮气浓度的液体流作为进料进入分馏塔，从分馏塔的上部抽提与到分馏塔的进料相比富含氮气的流，且从分馏塔的下部抽提与初始LNG流相比具有减小的氮气浓度的LNG产物流。自该一个或多个预分馏容器的蒸气或液体流的至少一部分通过第一热交换器以提供对初始LNG流的冷却。该方法也可包括在一个或多个蒸气膨胀机中对自该一个或多个预分馏容器的蒸气流中的至少一个进行动态减压。又一实施例为一种回收氦气和降低液化天然气中氮气浓度的方法，通过使初始 LNG流通过第一热交换器和第一液体膨胀机以降低温度且使LNG流动态地减压从而获得第一膨胀的LNG流。在第二静态液体膨胀机中使第一膨胀的LNG流减压以获得含蒸气相的第二膨胀的LNG流。使第二膨胀的LNG流进入一个或多个氦气闪蒸罐进行闪蒸平衡分离以获得富含氦气的蒸气流和具有减小的氦气浓度的LNG流。具有减小的氦气浓度的LNG流进入一个或多个预分馏容器进行闪蒸平衡分离以获得富含氮气的蒸气流和具有减小的氮气浓度的液体流。自该一个或多个预分馏容器的蒸气和液体流的至少一部分进入分馏塔，在分馏塔中，从分馏塔的上部抽提与到分馏塔的进料相比富含氮气的蒸气流且从分馏塔的下部抽提与初始LNG流相比具有减小的氮气浓度的LNG产物流。自该一个或多个预分馏容器的蒸气或液体流中的至少一个通过第一热交换器以提供对初始LNG流的冷却。可在氦气回收设施中对富含氦气的蒸气流进行进一步处理。富含氮气的蒸气流可用作燃气。该方法还可包括在一个或多个蒸气膨胀机中对自一个或多个氦气闪蒸罐或一个或多个预分馏容器的蒸气流中的至少一个进行动态减压。该方法还可包括使具有减小的氦气浓度的LNG流通过第二热交换器进行冷却，之后进入一个或多个预分馏容器，其中自一个或多个预分馏容器的蒸气或液体流的至少一个、富含氦气的蒸气流、或自分馏塔的富含氮气的蒸气流通过第二热交换器以在进入一个或多个预分馏容器之前提供对具有减小的氦气浓度的LNG流的冷却。本专利技术的一替代实施例包括在初始液化温度和压力的初始LNG流。初始LNG流通过第一热交换器和第一液体膨胀机以降低温度且使得LNG流动态地减压从而获得温度和压力小于或等于初始液化温度和压力的第一膨胀的LNG流。在第二液体膨胀机中使第一膨胀的LNG流进一步减压以获得含蒸气相的第二膨胀的LNG流。第二膨胀的LNG流进入第一预分馏容器进行闪蒸平衡分离以获得具有增加的低沸点组分浓度的第一蒸气流和具有减小的低沸点组分浓度的第三液体流。自预分馏容器的第一蒸气流或第三液体流之一的至少一部分通过第一热交换器以提供对初始LNG流的冷却。第一蒸气流和第三液体流进入分馏塔，从它们抽提与初始LNG流相比具有增加的低沸点组分浓度的第二蒸气流和抽提与初始 LNG流相比具有减小的低沸点组分浓度的第四液体流。第一预分馏容器能进行第二膨胀的LNG流的多级预分馏。第四液体流可具有 1. 5md%或更小的氮气浓度。第二蒸气流可通过第一热交换器向初始LNG流提供冷却或“冷能”。第二液体膨胀机可提供静态膨胀以获得第二膨胀的LNG流。第四液体流的一部分可通过第一热交换器以在将第四液体流的该部分喷射到分馏塔内之前向初始LNG流提供冷能。此部分也可从第一热交换器传递到随即后的预分馏容器以进行闪蒸平衡分离为随后的蒸气和液体流，之后进入到分馏塔内。第一蒸气膨胀机可与第一预分馏容器和分馏塔流体连通，其中第一蒸气膨胀机在第一蒸气流喷射到分馏塔内之前使之减压。第一蒸气膨胀机可提供第一蒸气流的动态膨胀，其然后可进入分馏塔的上部。第二预分馏容器与第一预分馏容器流体连通且位于第一预分馏容器后方，第二预分馏塔可与第三液体膨胀机一起提供，第三液体膨胀机与第一预分馏容器和第二预分馏容器流体连通且位于第一预分馏容器和第二预分馏容器之间。第三液体流可在第三液体膨胀机中减压以获得第五液体流，第五液体流包含蒸气相，该蒸气相进入第二预分馏容器进行闪蒸平衡分离以形成与第五液体流相比具有增加的低沸点组分浓度的第三蒸气流和与第五液体流相比具有减小的低沸点组分浓度的第六液体流，第三蒸气流和第六液体本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种减少液化天然气中氮气浓度的方法，包括：使初始ＬＮＧ流通过第一热交换器和第一液体膨胀机以降低温度且使ＬＮＧ流动态地减压从而获得第一膨胀的ＬＮＧ流；在第二静态液体膨胀机中使第一膨胀的ＬＮＧ流减压以获得含蒸气相的第二膨胀的ＬＮＧ流；将第二膨胀的ＬＮＧ流传递到一个或多个预分馏容器以进行闪蒸平衡分离以获得与初始ＬＮＧ流相比具有增加的氮气浓度的一个或多个蒸气流和与初始ＬＮＧ流相比具有减小的氮气浓度的液体流；将所述具有减小的氮气浓度的液体流作为进料传递到分馏塔和从所述分馏塔的上部抽提与到所述分馏塔的所述进料相比富含氮气的流；以及，从所述分馏塔的下部抽提与所述初始ＬＮＧ流相比具有减小的氮气浓度的ＬＮＧ产物流，其中使自所述一个或多个预分馏容器的蒸气或液体流的至少一个的至少一部分通过第一热交换器以提供对所述初始ＬＮＧ流的冷却。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D克劳福德，
申请(专利权)人：凯洛格·布朗及鲁特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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