專(zhuān)利名稱(chēng)：在液化天然氣制備中的一體化ngl回收的制作方法
在液化天然氣制備中的一體化NGL回收
背景技術(shù)：
未精制的天然氣主要包含甲烷，也包含多種次要組分，其可以包 括水、疏化氫、二氧化碳、汞、氮和通常具有2~6個(gè)碳原子的輕質(zhì) 烴.這些組分中的一些，例如水、疏化氬、二氧化碳和汞都是對(duì)下 游步驟(例如天然氣加工和制備液化天然氣(LNG ))有害的污染物， 必須在這些工藝步驟的上游將這些污染物除去.通常比甲烷重的烴 經(jīng)過(guò)冷凝并作為氣體汽油(NGL)回收，并經(jīng)過(guò)分餾產(chǎn)生有價(jià)值的烴 產(chǎn)品.
NGL回收工藝中的第一步是使用蒸餾塔或洗涂塔從預(yù)處理的天 然氣進(jìn)料中分離比甲烷重的烴，產(chǎn)生用于液化的純化甲烷和用于分 離并回收的NGL.該工藝使用需要大量致冷的冷卻、部分冷凝和分餾 步驟.這種致冷可以由加壓的天然氣進(jìn)料的作功膨脹和產(chǎn)生的冷凝 烴的氣化產(chǎn)生.其它的致冷通常由使用致冷刑(例如丙烷和/或混合 致冷劑)在主熱交換器中使曱烷液化的外部閉合回路致冷裝置提供. NGL洗滌塔的回流可以使用來(lái)自主熱交換器的部分液化的天然氣中 的一部分，
需要從加壓的天然氣中回收NGL而不會(huì)顯著降低天然氣進(jìn)料的
壓力。這就使得天然氣產(chǎn)品(例如管道氣或LNG)以進(jìn)料壓力或略低
于進(jìn)料壓力的壓力提供，使得不需要進(jìn)料和/或產(chǎn)品的再壓縮.也需 要當(dāng)將一部分液化天然氣從主加熱器中取出用作洗滌塔回流時(shí)，消
除對(duì)洗滌塔頂部壓縮的需求，并簡(jiǎn)化主熱交換器的設(shè)計(jì).通過(guò)下面 所述并通過(guò)后面的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)了這些需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種實(shí)施方案涉及一種使天然氣液化并從天然氣中回 收比曱坑重的組分的方法.該方法包括
(a)冷卻天然氣進(jìn)料，以提供冷卻的天然氣進(jìn)料，并將該冷卻 的天然氣進(jìn)料引入第一蒸館塔中；
(b) 從笫一蒸餾塔中取出富含甲烷的塔頂蒸氣物流和富含比甲
烷重的組分的底部物流；
(c) 冷卻并冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流，以提供富含冷凝甲 坑的物流；
(d) 在一個(gè)或多個(gè)另外的蒸飾塔中分離該底部物流，以提供一
種或多種產(chǎn)品物流，該產(chǎn)品物流選自含甲烷的殘余蒸氣物流、富含 乙烷的液體物流、富含丙烷的液體物流、富含丁烷的液體物流、富 含戊烷的液體物流；
(e) 取出該一種或多種產(chǎn)品物流的全部或任意一部分作為回收 烴；以及
(f )將一種或多種回流物流引入笫一蒸鋪塔中. 該一種或多種回流物流包括
(fl)含液化曱烷的回流物流和未回收的液態(tài)烴物流，其被泵 (pump)到第一蒸餾塔中的壓力；或
(f2)組合物流，包含含液化甲烷的回流物流和未回收的液態(tài)烴 物流，其被泵到第一蒸餾塔中的壓力.
該含液化甲烷的回流物流可以通過(guò)選自以下的方法提供
(1) 冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲坑的物 流，并將該富含冷凝甲烷的物流的一部分取出以提供該含液化甲坑 的回^t物^充，
(2) 冷卻并完全冷凝第一塔頂蒸氣物流的一部分以提供該含液 化甲烷的回流物流，和
(3) 冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物 流，并將該富含冷凝甲烷的物流的一部分溫?zé)嵋蕴峁┰摵夯淄?的回^lt物5充，
未回收的液態(tài)烴的物流可以包括以下中的任一種(1) 一部分 富含乙烷的液體物流；(2) —部分富含丙烷的液體物流；(3) — 部分富含丁烷的液體物流；(4 ) 一部分富含戊坑的液體物流；(5 ) 溶解在一部分富含丙烷的液體物流和/或一部分富含丁坑的液體物 流和/或一部分富含戊烷的液體物流中的全部或一部分殘余蒸氣物 流.
該含液化甲烷的回流物流可以被引入笫一蒸餾塔的頂部.該未回
收的液態(tài)烴物流可以被引入笫一蒸館塔的頂部.可選擇地，該包含 含液化甲烷的回流物流和未回收的液態(tài)烴的物流的組合物流可以被 引入笫一蒸餾塔的頂部.在另一種可選擇的方案中，未回收的液態(tài) 烴的物流可以在低于塔頂部并高于將冷卻的天然氣物料引入塔內(nèi)的 位置處引入笫一蒸飾塔.
通過(guò)與通過(guò)降低第一冷卻多組分液體致冷劑的壓力提供的笫一 氣化致冷刑進(jìn)行間接熱交換，可以在主熱交換器中進(jìn)行冷卻并冷凝 至少一部分塔頂蒸氣物流.通過(guò)與通過(guò)取出并降低一部分笫一冷卻 多組分液體致冷劑的壓力提供的氣化致冷刑的物流進(jìn)行間接熱交 換，可以在與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器中冷凝一部分塔頂蒸氣物 流.
該第一冷卻多組分液體致冷劑可以通過(guò)將主熱交換器中飽和的
多組分液體致冷刑進(jìn)行冷卻來(lái)提供，其中通過(guò)與一部分該飽和的多 組分液體致冷劑進(jìn)行間接熱交換，可以在與主熱交換器分開(kāi)的熱交 換器中為用于提供含液化甲烷的回流物流的該部分富含冷凝甲坑的 物流的溫?zé)?可以將至少一部分該富含冷凝甲烷的物流進(jìn)行再冷卻 (subcool)，提供加壓的液化天然氣產(chǎn)品，其中該再冷卻是通過(guò)由
降低第二冷卻的多組分液體致冷劑的壓力提供的笫二氣化致冷劑進(jìn) 行間接熱交換，在主熱交換器中實(shí)現(xiàn)的.用于提供冷卻的天然氣進(jìn) 料的天然氣進(jìn)料的冷卻可以通過(guò)與富含甲烷的塔頂蒸氣物流進(jìn)行間 接熱交換實(shí)現(xiàn).
未回收的液態(tài)烴的物流可以包含大于約50摩爾％的舍3個(gè)或更 多個(gè)碳原子的烴.可選擇地，該未回收的液態(tài)烴的物流可以包含大 于約50摩爾％的戊烷.在另一可選擇的方案中，該未回收的液態(tài)烴 的物流可以包含一部分富含丙烷的液體物流和一部分富含丁烷的液 體物流.在該可選擇的方案中，該未回收的液態(tài)烴的物流可以包含 一部分富含乙烷的液體物流.該未回收的液態(tài)烴的物流可以包含一 部分殘余蒸氣物流，該殘余蒸氣物流包含溶解在包含比曱烷重的烴 的液體中的甲烷.該未回收的液態(tài)烴的摩爾流量可以小于該液化甲 烷回流物流的摩爾流量的約25%.
本發(fā)明的另一種實(shí)施方案包括一種用于使天然氣液化并從天然 氣中回收比甲烷重的組分的裝置，其中該裝置包括
(a) 冷卻系統(tǒng)，適用于將天然氣進(jìn)料冷卻以提供冷卻的天然氣
進(jìn)料；
(b) 第一蒸館塔，適用于將該冷卻的天然氣進(jìn)料分離成富含甲 烷的塔頂蒸氣物流和富含比甲烷重的組分的底部物流；
(c) 主熱交換器，適用于冷卻并冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流 以提供富含冷凝甲坑的物流；
(d) —個(gè)或多個(gè)另外的蒸餾塔，適用于將該底部物流分成一種 或多種產(chǎn)品物流，該產(chǎn)品物流選自含甲烷的殘余蒸氣物流、富含乙 烷的液體物流、富含丙烷的液體物流、富含丁烷的液體物流、和富 含戊烷的液體物流；
(e) 管路，適用于取出該一種或多種產(chǎn)品物流的全部或任意一 部分作為回收烴；
(f) 管路，適用于將一種或多種回流物流引入笫一蒸餾塔中， 其中該一種或多種回流物流包括(n)被泵到笫一蒸餾塔中的壓力 的含液化甲烷的回流物流和未回收的液態(tài)烴的物流；或(f2)被泵 到第一蒸餾塔中的壓力的包含含液化甲烷的回流物流和未回收的液 態(tài)烴的物流的組合物流；以及
(g) 管路和一個(gè)或多個(gè)泵，所述泵適用于將未回收的液態(tài)烴從 該一個(gè)或多個(gè)另外的蒸餾塔輸送到適用于將該一種或多種回流物流 引入笫一蒸館塔的管路中.
該含液化曱烷的回流物流可以通過(guò)選自以下的方法提供(1) 冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物流，并將 該富含冷凝甲烷的物流的一部分取出以提供該含液化甲烷的回流物 流，(2)冷卻并完全冷凝第一塔頂蒸氣物流的一部分以提供該含液 化甲烷的回流物流，和(3)冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成 富含冷凝甲烷的物流，并溫?zé)嵩摳缓淠淄榈奈锪鞯囊徊糠忠蕴?供該含液化甲烷的回流物流.
該裝置也可以包括與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器，其適用于通過(guò)
與氣化的致冷劑間接熱交換將一部分來(lái)自笫一蒸館塔的塔頂蒸氣物
流進(jìn)行冷凝.該主熱交換器可以是纏繞盤(pán)管熱交換器，可以包括適 用于冷卻和冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流以提供富含冷凝甲坑的物
流的笫一管束和適用于進(jìn)一步冷卻該富含冷凝甲烷的物流以提供再
冷卻的液體產(chǎn)品的笫二管束.
本發(fā)明的另一實(shí)施方案涉及一種用于天然氣的液化方法，包括
(a) 冷卻天然氣進(jìn)料，以提供冷卻的天然氣進(jìn)料，并將該冷卻 的天然氣進(jìn)料引入笫一蒸餾塔中；
(b) 從第一蒸餾塔中取出富含甲坑的塔頂蒸氣物流和富含比甲 烷重的組分的底部物流；
(c) 在主熱交換器中冷卻并冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流，以 提供富含冷凝甲烷的物流；以及
(d) 將含液化甲烷的回流物流引入笫一蒸餾塔中，其中該含液 化甲烷的回流物流是通過(guò)選自以下的方法提供的
(1) 將塔頂蒸氣物流分成笫一蒸氣部分和笫二蒸氣部分，冷卻 并完全冷凝該笫一蒸氣部分以提供該含液化曱烷的回流物流，和
(2) 冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物 流，將該富含冷凝甲烷的物流分成笫一部分和第二部分，溫?zé)狍室?部分以提供溫?zé)岬牡谝徊糠?，并利用該溫?zé)岬捏室徊糠忠蕴峁┰摵?液化甲烷的回流物流.
塔頂蒸氣物流的第一蒸氣部分可以在與主熱交換器分開(kāi)的熱交 換器中通過(guò)與氣化致冷刑的物流間接熱交換進(jìn)行冷凝.為了提供該 含液化曱烷的回流物流而對(duì)該富含冷凝甲烷的物流的第一部分的溫 熱可以在與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器中進(jìn)行.為提供加壓液化天 然氣產(chǎn)品，對(duì)富含冷凝甲烷的物流的至少一部分的再冷卻可以在主 熱交換器中通過(guò)與氣化致冷劑物流間接熱交換而實(shí)現(xiàn).一種相關(guān)的進(jìn)一步的實(shí)施方案包括一種用于液化天然氣的裝置，
包括
(a) 冷卻系統(tǒng)，適用于冷卻天然氣進(jìn)料以提供冷卻的天然氣進(jìn)
料；
(b) 第一蒸餾塔，適用于將冷卻的天然氣進(jìn)料分成富含甲烷的 塔頂蒸氣物流和富含比甲烷重的組分的底部物流；
(c) 主熱交換器，適用于冷卻并冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流 以提供富含冷凝甲烷的物流；以及
(d) 管路，適用于將含液化甲烷的回流物流引入笫一蒸餾塔中， 其中該含液化甲烷的回流物流是通過(guò)選自以下的方法提供的
(1) 冷卻并完全冷凝一部分塔頂蒸氣物流以提供該含液化甲烷 的回流物流，和
(2) 冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物 流，溫?zé)嵋徊糠指缓淠淄榈奈锪饕蕴峁┰摵夯淄榈幕亓魑?流.
該裝置可以包括與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器，其適用于通過(guò)與 氣化的致冷劑間接熱交換將來(lái)自笫一蒸餾塔的該部分塔頂蒸氣物流 進(jìn)行冷凝.該裝置可以包括與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器，其適用 于為該富含冷凝甲烷的物流的該部分進(jìn)行溫?zé)嵋蕴峁┖夯淄榈?回流物流，
該主熱交換器可以是纏繞盤(pán)管熱交換器，該主熱交換器可以包括
適用于冷卻和冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流以提供該富含冷凝甲烷 的物流的第一管束，和適用于進(jìn)一步冷卻該至少一部分富含冷凝甲 烷的物流以提供再冷卻的液體產(chǎn)品的第二管束.
附圖簡(jiǎn)述
圖l是本發(fā)明的一種實(shí)施方案的示意性工藝流程圖.
圖2是本發(fā)明的另一種實(shí)施方案的示意性工藝流程圖，
圖3是本發(fā)明的一種可選擇的實(shí)施方案的示意性工藝流程圖，
圖4是可以通過(guò)采用本發(fā)明的任意實(shí)施方案的工藝選擇方案的
示意性工藝流程困，
圖5是可以通過(guò)采用本發(fā)明的任意實(shí)施方案的示例性的NGL分
鎦系統(tǒng)的示意性工藝流程圖.
具體實(shí)施方案
本發(fā)明的實(shí)施方案提供了用于在LNG的制備過(guò)程中回收NGL的 改進(jìn)的一體化工藝，通過(guò)排除對(duì)進(jìn)料膨脹和洗滌塔頂部壓縮的需求， 簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，此外，當(dāng)該洗滌塔使用包括在纏繞盤(pán)管主熱交換 器中冷凝的洗滌塔塔頂產(chǎn)物的回流物時(shí)，不需要將熱交換器的熱管 束分開(kāi)以部分冷凝塔頂產(chǎn)物，也不需要用相分離器回收回流所需的 液體.此外，不需要進(jìn)行脫乙烷塔頂蒸氣的壓縮和冷凝來(lái)提供洗滌 塔的回流.
在下面所述的實(shí)施方案中的洗滌塔的回流是由冷凝的洗涂塔頂
蒸氣和來(lái)自NGL回收系統(tǒng)未回收的液態(tài)烴的各種組合提供的.在本 發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)"回收的烴"與"回收的烴類(lèi)"是等同的，是指從一 體化的LNG制備和NGL回收系統(tǒng)中作為從該一體化系統(tǒng)輸出的產(chǎn)物 取出的任何烴蒸氣.該回收的烴可以以富含天然氣進(jìn)料中任意烴的 一種或多種產(chǎn)品物流輸出.該輸出物流可以包括例如任何富含乙烷 的物流、富含丙坑的物流、富含丁烷和異丁烷的物流、富含戊烷和 異戊烷的物流、富含乙坑的甲烷-乙烷混合物流中.LNG產(chǎn)物可以被 認(rèn)為是回收的烴.術(shù)語(yǔ)"一種未回收的液態(tài)烴"和"未回收的液態(tài) 烴類(lèi)"是等同的，是指在NGL回收系統(tǒng)中分離的烴的任意液體部分， 其并不直接存在于從一體化的LNG制備和NGL回收系統(tǒng)中輸出的回 收的烴的產(chǎn)品物流中.未回收的液態(tài)烴可以被認(rèn)為是在一體化的LNG 制備和NGL回收系統(tǒng)中的內(nèi)部循環(huán)物流.
用于任何從工藝中取出的物流中的術(shù)語(yǔ)"富含"表示該取出的物 流中包含的特定組分的濃度高于該工藝的進(jìn)料流中該組分的濃度. 回流定義為一種在比進(jìn)料引入塔內(nèi)的位置高的任何位置引入蒸餾塔 內(nèi)的物流，其中該回流包括一種或多種之前從塔中取出的組分，回 流通常是液體，但也可以是氣-液混合物，
此處所用的不定冠詞"某個(gè)"和"某種"當(dāng)應(yīng)用于說(shuō)明書(shū)和權(quán)利 要求書(shū)中所述的本發(fā)明的實(shí)施方案中的任何特征時(shí)表示一個(gè)或多 個(gè)."某個(gè)"和"某種"的使用并不限定于單一特征，除非這種限 定是特別指出的.冠以定冠詞"該"的單數(shù)或復(fù)數(shù)名詞或名詞短語(yǔ) 是指特別說(shuō)明的特征或特別說(shuō)明的多個(gè)特征，可以根據(jù)所用的上下
文關(guān)系具有單數(shù)或復(fù)數(shù)的含義，形容詞"任意"是指一個(gè)、 一些或 所有不加區(qū)別的任意數(shù)量.位于笫一主體和笫二主體之間的術(shù)語(yǔ)"和
/或"是指(1)笫一主體、(2)第二主體和(3)第一主體和笫二
主體中的一種.
在

圖1中描述的一體化的LNG制備和NGL回收系統(tǒng)中示出了本
發(fā)明的第一實(shí)施方案.在管線ioo中的經(jīng)預(yù)處理的加壓天然氣進(jìn)料 主要包含甲烷和C2 C6范圍的較質(zhì)的烴.在上游的預(yù)處理系統(tǒng)(未
示出)中通過(guò)已知方法除去了包括水、co2、 ms和汞的雜質(zhì).在熱交
換器110中將通常以600 ~ 900 psia的壓力和環(huán)境溫度提供的進(jìn)料
氣體冷卻到-20T ~-35下之間，以在管線112中提供冷卻的進(jìn)料物 流.熱交換器110可以包括通過(guò)在不同壓力蒸發(fā)丙烷的多個(gè)冷卻階 段；可選擇地或另外地，可以使用其它冷卻方式，例如使用在單交 換器中的氣化的混合致冷劑.通過(guò)管116將該物流(可以在非必要 的節(jié)熱器熱交換器114中進(jìn)一步冷卻)引入第一蒸餾塔或洗滌塔118 中-
洗滌塔118將通過(guò)管線116提供的進(jìn)料分成管線134中的富含 比甲烷重的烴的塔底液體產(chǎn)品和在管線120中的富含甲坑的塔頂蒸 氣產(chǎn)品.通過(guò)管線130可以取出一部分塔底液體，在再沸器132中 蒸發(fā)以提供洗滌塔的沸騰.該再沸器可以冷卻物流100的一部分(未 示出)，以在其中提供熱量用以蒸發(fā)管線130中的液體.該洗涂塔 也可以在塔底之上和進(jìn)料管線116的位置之下提供中間再沸器(未 示出)，該再沸器也可以由一部分進(jìn)料物流加熱.
管線134中的底部液體流到普通NGL分餾系統(tǒng)136中.該NGL 進(jìn)料物流通常降低壓力(未示出)并在或更多附加的蒸餾塔中分離， 提供兩種或多種烴鏞分，該附加的蒸餾塔包括任何脫曱烷塔、脫乙 烷塔、脫丙烷塔、脫丁烷塔和脫戊烷塔.在困1中的該示例性的普 通NGL分鎦系統(tǒng)中，取出三種回收的烴的物流，并從一體化的LNG 制備和NGL回收系統(tǒng)中輸出，作為分別表示富含乙烷、丙烷和丁烷 及異丁烷的C2、 C3和C4產(chǎn)品物流.從NGL回收系統(tǒng)中通過(guò)管線138 取出未回收的液態(tài)烴.
從洗滌塔118中通過(guò)管線120取出富含甲烷的塔頂蒸氣物流， 并可以通過(guò)與節(jié)熱器熱交換器114中的管線112中的進(jìn)料流進(jìn)行間 接熱交換進(jìn)行溫?zé)?將管線122中形成的經(jīng)溫?zé)岬乃斦魵馕锪骼?卻、完全冷凝，并非必要地在纏繞盤(pán)管熱交換器124的笫一或熱(下 部)管束的通道123中再冷卻，在管線125中提供富含冷凝甲烷的 物流.從通道123下游的管線125中取出管線125中的液體的笫一 部分，用泵127泵送，提供含液化甲烷的回流物流.該含液化甲烷 的回流物流與管線138中的未回收的液態(tài)烴混合，并作為混合的液 體回流物流返回到洗滌塔118的頂部.可選擇地，來(lái)自泵127的含 液化甲烷的回流物流可以被引入洗滌塔118的頂部，而將管k 138 中的未回收的液態(tài)烴在低于塔頂并高于冷卻進(jìn)料通過(guò)管線116引入
塔內(nèi)的位置的單獨(dú)位置(未示出)引入洗涂塔118內(nèi).在另一可選 擇的方案中，該來(lái)自泵127的含液化甲烷的回流物流和管線138中 的未回收的烴可以作為單獨(dú)物流(未示出)引入洗滌塔118的頂部.
通常，取決于管線100中的進(jìn)料的組成，管線138中未回收的 液態(tài)烴的摩爾流量小于管線126中富含甲烷的物流的摩爾流量的約 25%。如果管線100中的天然氣進(jìn)料不包含提供管線138中未回收的 液態(tài)烴物流所需的足夠量的組分，該所需組分可以從任何適當(dāng)?shù)膩?lái) 源引入.
管線125中的該富含冷凝甲烷的物流的笫二部分在纏繞盤(pán)管主 熱交換器124的第二或冷(上部)管束的通道128中進(jìn)一步冷卻， 作為L(zhǎng)NG產(chǎn)品通過(guò)管線129取出.如果需要可以在冷管束中再冷卻 之前和/或之后降低LNG的壓力.如果LNG產(chǎn)品在高壓下儲(chǔ)存(PLNG ), 就不需要再冷卻，也不需要冷管束.如果需要，可以使用管線129 中的一部分LNG產(chǎn)品作為用于洗滌塔118的富含甲烷的回流物，但 這種結(jié)構(gòu)會(huì)通過(guò)提供溫度比所需低得多的回流而造成致冷刑的浪 費(fèi)，
圖1中通過(guò)管線126和泵127從主熱交換器124中取出的含液 化甲烷的回流物流的溫度可以比基于洗滌塔118頂部的溫度所實(shí)際 需要的溫度更低.為了使富含甲坑的回流的溫度與洗滌塔118頂部 的溫度相一致，必須分開(kāi)主熱交換124的熱管束，以在中間位置取 出富含甲烷的回流物流.此外，當(dāng)該取出的物流是混合的氣-液物流 時(shí)會(huì)需要相分離器.然而，提供比困1的實(shí)施方案中所需的溫度更 低的回流的熱力學(xué)低效率通過(guò)消除對(duì)分開(kāi)主熱交換器124的熱管束 的需求得以補(bǔ)償，
主熱交換器124的致冷可由在LNG的制備中所用的任何已知的 致冷系統(tǒng)提供，例如如困l中所述，可以使用單一混合致冷刑(MR) 系統(tǒng)，其中通過(guò)管線152提供液體致冷劑，通過(guò)管線156提供蒸氣 致冷劑.管線156中的蒸氣在主熱交換器124中冷凝和冷卻，通過(guò) 節(jié)流閥158膨脹以為熱交換器的冷(上部)管束并然后為交換器的 熱(下部)管束提供第一氣化致冷刑.液體致冷刑152在主熱交換 器124中冷卻，產(chǎn)生管線153中的再冷卻的液體致冷刑，通過(guò)節(jié)流 閥154膨脹，與來(lái)自冷(上部)管束的氣化致冷刑在接近主熱交換
器的熱管束的冷端的位置混合.作為對(duì)節(jié)流閥154和/或158以及LNG 產(chǎn)品泄壓閥的可選擇方案，可以通過(guò)等熵致密流體擴(kuò)展裝置(水輪 機(jī))實(shí)現(xiàn)膨脹.
將該致冷物流完全氣化，通過(guò)管線150作為致冷刑蒸氣離開(kāi)主熱 交換器124,該混合的致冷刑蒸氣流到致冷系統(tǒng)(未示出)中，在其 中將其壓縮，通過(guò)多級(jí)氣化丙烷對(duì)其冷卻，分離，以提供液體致冷 劑152和較輕質(zhì)的蒸氣致冷劑156.
本領(lǐng)域中已知的任何其它致冷系統(tǒng)或系統(tǒng)的組合可以用于為主 熱交換器124提供致冷.例如，可以如美國(guó)專(zhuān)利6308531中所述使 用純流體級(jí)聯(lián)(cascade)和等熵蒸氣膨脹工藝，其被引入本文作為 參考.
在圖1的實(shí)施方案中使用一部分冷凝的洗滌塔頂物作為通過(guò)管 線126的富含甲烷的回流物，避免了將主熱交換器124的熱管束分 成兩個(gè)用于取出用作回流的富含甲烷的物流的管束.如果該富含曱 烷的物流是氣-液混合物，也消除了為了將液體部分用作回流并將蒸 氣部分再分配用于主熱交換器中的進(jìn)一步冷凝，而將兩相的富含甲 烷的蒸氣在相分離器中分離的潛在需要.可以如下所述在啟動(dòng)時(shí)需 要較小的相分離器，使用節(jié)熱器熱交換器114確保了管線122中的 頂部物流在與通常由丙烷致冷產(chǎn)生的管線152和156中的致冷劑物 流大約相同的溫度進(jìn)入主熱交換器124中.
使用未回收的液態(tài)烴通過(guò)管線138作為洗滌塔118的另一回流， 消除了用于膨脹該塔進(jìn)料并對(duì)塔頂物再壓縮的需要.為使能源消耗 最小化，天然氣進(jìn)料的壓力應(yīng)當(dāng)明顯高于甲烷的臨界壓力，同時(shí)， 該洗滌塔必須在進(jìn)料混合物的臨界壓力之下操作，以實(shí)現(xiàn)分離.本 領(lǐng)域公知的一種普通的解決方法是使該洗涂塔進(jìn)料等熵膨脹，然后 使塔頂蒸氣產(chǎn)品再壓縮.可以使用進(jìn)料等熵膨脹所作的功來(lái)至少部 分驅(qū)動(dòng)塔頂壓縮機(jī)(一個(gè)和多個(gè)).這種解決方法示于，例如美國(guó) 專(zhuān)利4065267和2005年4月在AlChE Spring Meeting上提出的由 Elliot, Quails, Huang, Chen, Ue， Yao和Zhang撰寫(xiě)的名稱(chēng)為 "Benefits of Integrating NGL Extraction and LNG Liquefaction Technology"的論文的困2中.
圖2中描述了本發(fā)明的另一實(shí)施方案.在該實(shí)施方案中，在管線120中的洗滌塔頂蒸氣的一部分通過(guò)管線220取出，并在熱交換器 200中冷凝，制成含液化甲烷的回流物流，將其與管線138中的未回 收的液態(tài)烴混合并作為混合物流通過(guò)管線221引入洗滌塔118的頂 部.如果需要，可以泵送該來(lái)自熱交換器200的含液化甲烷的回流 物流.
可選擇地，可以將該來(lái)自熱交換器200的富含液化甲烷的回流物 流引入洗滌塔118的頂部，將管線138中的未回收的液態(tài)烴在低于 塔頂并高于冷卻進(jìn)料通過(guò)管線116引入塔內(nèi)的位置的單獨(dú)位置(未 示出)引入洗滌塔118內(nèi).在另一可選擇的方案中，該來(lái)自熱交換 器200的含液化曱坑的回流物流和管線138中的未回收的液態(tài)烴可 以作為獨(dú)立物流(未示出)引入洗滌塔118的頂部，
以上述參照?qǐng)D1所述相同的方式為主熱交換器124提供致冷，以 提供液態(tài)致冷刑152和蒸氣致冷劑156.通過(guò)管線252取出管線153 中的液體混合致冷劑的一部分，并降低通過(guò)節(jié)流閥254的該致冷劑 的壓力，將該壓力降低的致冷劑引入到熱交換器中，以提供熱交換 器200的致冷.來(lái)自熱交換器200的氣化的混合致冷劑與來(lái)自主熱 交換器124的氣化的混合致冷刑混合，以提供管線150中的氣化的 致冷劑.可選擇地，可以在主熱交換器124之前從管線152中取出 管線252中的致冷刑，并膨脹到中等壓力(一個(gè)和多個(gè))，在熱交 換器200中氣化，然后在一個(gè)和多個(gè)適當(dāng)階段位置返回到混合的致 冷劑壓縮機(jī)(未示出).困2中的所有其它工藝特征與上述參照?qǐng)D1 所述的那些相同，
在上述參照?qǐng)D2所述的工藝的可選擇性方案中，會(huì)出現(xiàn)這樣的情 況，即需要在底部從洗滌塔118中輸出所有的烴，并在NGL分餾系 統(tǒng)中分餾.在這種情況中，管線138中的未回收的烴物流的流速將 會(huì)為零，洗滌塔118會(huì)使用通過(guò)在熱交換器200中冷凝管線220中 的該部分洗滌塔118塔頂物流而在管線221中提供的回流，
圖3中描述了本發(fā)明的一種可選擇的實(shí)施方案.在該實(shí)施方案 中，在熱交換器300中通過(guò)與通過(guò)管線352從管線152中取出的混 合致冷劑液體的一部分進(jìn)行間接熱交換，溫?zé)嵩搧?lái)自泵^27的含液
化甲烷的回流物流.在這種情況中，當(dāng)該混合的回流物k被引入洗
滌塔118中時(shí)其更接近最佳溫度.來(lái)自熱交換器300的冷卻的致冷
劑通過(guò)管線302流動(dòng)，在節(jié)流閥154之前與管線153中的致冷刑混 合，
可選擇地，可以將該來(lái)自熱交換器300的富含冷凝甲烷的物流引 入洗滌塔118的頂部，將管線138中的未回收的烴在低于塔頂并高 于冷卻進(jìn)料通過(guò)管線116引入塔內(nèi)的位置的位置(未示出)引入洗 滌塔118內(nèi).在另一可選擇的方案中，該來(lái)自熱交換器300的含液 化甲烷的回流物流和管線138中的未回收的液態(tài)烴可以作為獨(dú)立物 流(未示出)引入洗滌塔118的頂部.困3中的所有其它工藝特征 與上述參照?qǐng)D1所述的那些相同.
在上述參照困3所述的工藝的可選擇性方案中，會(huì)出現(xiàn)這樣的情 況，即需要在底部從洗滌塔118中輸出所有的烴，并在NGL分餾系 統(tǒng)中分餾，在這種情況中，管線138中的未回收的烴物流的流速將 會(huì)為零，洗滌塔118會(huì)使用通過(guò)在熱交換器300中對(duì)通過(guò)泵127提 供的來(lái)自洗滌塔118的完全冷凝的塔頂物部分進(jìn)行溫?zé)岫峁┑幕?流.
圖4顯示了可以用于將管線126中的該富含冷凝甲烷的物流返 回到洗滌塔118中的非必要結(jié)構(gòu).通過(guò)節(jié)流閥426將管線126中的 該富含冷凝甲烷的物流的壓力降低到其泡點(diǎn)，將其引入保持一定的 蒸氣存量的罐體427中，通過(guò)泵127泵至洗滌塔壓力.將一部分該 泵送的物流通過(guò)閥428循環(huán)回到罐體427中，以保持該罐體中的液 體量，剩余部分通過(guò)非必要的閥429流到洗滌塔118中，在設(shè)備啟 動(dòng)過(guò)程中，可以從罐體427的頂部排出(未示出)過(guò)量的蒸氣，將 其放空燃燒(Hare)或壓縮并回收，由于管線126中的富含冷凝甲烷 的物流只是全部LNG物流的一小部分，在正常操作過(guò)程中沒(méi)有純蒸 氣流動(dòng)，因此該罐體127要比通常用在常規(guī)設(shè)備中用以分離從主熱 交換器中取出的富含部分冷凝甲烷的物流以給洗滌塔提供回流液體 的回流物流罐要小得多.
可以通過(guò)監(jiān)測(cè)管線126中的液體(例如用熱電偶)并使來(lái)自主熱 交換器124的蒸氣或兩相流體在啟動(dòng)位置(其為再冷卻的液體的正 常操作處)改變方向到另一存在的罐體(例如氦回收或，料氣體閃 蒸罐)或只是通過(guò)使其放空燃燒，而避免使用節(jié)流閥426 ^罐體427。 在另一可選方案中，通過(guò)使用能夠允許在偏離設(shè)計(jì)條件下的兩相流
的一種類(lèi)型的泵127來(lái)簡(jiǎn)化該系統(tǒng)，例如具有高性能導(dǎo)流器的低溫 齒輪或螺桿泵或離心泵.
困5中示出了一種可采用本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性的NGL回 收系統(tǒng)，其包括四個(gè)蒸餾塔，包括順序搮作的除甲烷塔501、除乙烷 塔503、除丙烷塔505、除丁烷塔507.通過(guò)管線134來(lái)自洗滌塔118 的底部液體在熱交換器509中冷卻到大約環(huán)境溫度下，并流到除甲 烷塔501中.從除甲烷塔的頂部取出含甲烷和一些乙坑的塔頂蒸氣， 作為通過(guò)管線509的回收烴物流，可以用作燃料或者被液化并再次 注入LNG產(chǎn)品中.通過(guò)管線511取出富含乙坑和較重質(zhì)烴的底部液 體，在熱交換器513中部分氣化，通過(guò)管線517將沸騰的蒸氣返回 到塔內(nèi)，剩余的物流通過(guò)管線519和閥521流到除乙烷塔503中.
通過(guò)管線523從塔中取出高純度的乙烷蒸氣，并在頂部冷凝器 525中將其冷凝.將一部分冷凝的液體作為回流物通過(guò)管線527返回， 并將另一部分作為回收的烴通過(guò)管線529取出，回收的烴包括通常 含大于98摩爾％乙烷的高純度乙烷.將通過(guò)管線531來(lái)自除乙烷塔 的底部液體在熱交換器533中部分氣化，通過(guò)管線535將沸騰的蒸 氣返回到塔內(nèi)，剩余的物流通過(guò)管線537和閥539流到除丙坑塔505 中，通過(guò)管線541從塔中取出高純度的丙烷蒸氣，并在塔頂冷凝器 543中將其冷凝.將一部分冷凝的液體作為回流通過(guò)管線545返回， 并將另一部分作為回收的烴通過(guò)管線547取出，回收的烴包括通常 含大于98摩爾9i丙烷的高純度丙烷.
將通過(guò)管線549來(lái)自除丙烷塔的底部液體在熱交換器中部 分氣化，通過(guò)管線553將沸騰的蒸氣返回到塔內(nèi)，剩余的物流通過(guò) 管線555和閥557流到除丁烷塔507中.通過(guò)管線559從塔中取出 高純度的丁烷(及異丁烷，如果存在)蒸氣，并在塔頂冷凝器561 中將其冷凝.將一部分冷凝的液體作為回流通過(guò)管線563返回，并
將另一部分作為回收的烴通過(guò)管線565取出，回收的烴包括通常含 大于98摩爾VT烷及異丁烷的高純度丁烷(及異丁烷，如果存在). 通過(guò)管線567將來(lái)自除丁坑塔的底部液體取出，在熱交換器569中 部分氣化，通過(guò)管線571將沸騰的蒸氣返回到塔內(nèi)，剩命的物流作 為包含戊烷(及異戊烷，如果存在)和較重質(zhì)烴的回收鈾通過(guò)管線 573取出.
在該描述中，可以分別通過(guò)管線575和577將丙烷和丁坑液體 物流作為未回收的液態(tài)烴取出，并混合在管線579中.在熱交換器 581中將該混合的未回收的液態(tài)烴物流冷卻到氣化丙烷致冷刑的溫 度，在泵583中泵到洗滌塔壓力，通過(guò)管線138流到圍1、 2和3的 任意實(shí)施方案中的洗滌塔中.非必要地，可以通過(guò)管線585將一部 分來(lái)自脫乙烷塔的乙烷液體作為未回收的液態(tài)烴取出，與管線579 中的未回收的丙烷和/或丁烷混合，非必要地，可以通過(guò)管線587將 一部分來(lái)自脫甲烷塔501的管線509中的塔頂蒸氣取出，并吸收在 管線579中的未回收的液體丙烷和/或丁烷中，在這種選擇中不需要 對(duì)除甲烷塔的塔頂蒸氣進(jìn)行壓縮。在一種可選擇的方案中，通過(guò)管 線565回收所有來(lái)自除丁烷塔中的丁烷，沒(méi)有物質(zhì)通過(guò)管線577作 為未回收的液態(tài)烴取出.在另一種可選擇的方案中，通過(guò)管線547 回收所有來(lái)自除丙烷塔中的丙烷，沒(méi)有物質(zhì)通過(guò)管線575作為未回 收的液態(tài)烴取出.通常，可以將任意來(lái)自除甲垸塔501的溶解的塔 頂物和分別來(lái)自除乙坑塔503、除丙烷塔505和除丁烷塔507的冷凝 的乙烷、丙坑和丁烷塔頂物流作為用于返回到洗滌塔118中的未回 收的液態(tài)烴全部或部分取出，只要能夠滿足取出的烴產(chǎn)品的需求即 可，
取決于待回收的特定烴，可以使用其它NGL分餾系統(tǒng)，例如，該 系統(tǒng)可以使用脫戊烷塔回收高純度的戊烷和包含比戊烷重的烴的殘 余產(chǎn)品，戊烷的一部分可以作為未回收的烴返回洗滌塔118中.在 另一種可選擇的方案中，不使用除甲烷塔，操作除乙坑塔用于在中 間階段取出乙烷液態(tài)產(chǎn)物，并從回流罐中取出甲烷和乙烷蒸氣的混 合物作為回收的烴產(chǎn)品.該蒸氣的一部分可以作為未回收的烴產(chǎn)品 取出并溶解在如上所述的未回收的液態(tài)烴混合物中.
以下實(shí)施例描述了本發(fā)明的一種實(shí)施方案，但本發(fā)明的實(shí)施方案 并不限制于此處所述的任何特定的細(xì)節(jié).
實(shí)施例
進(jìn)行工藝模擬對(duì)困1的實(shí)施方案進(jìn)行描述.管線100中的預(yù)純化 的天然氣物流的流速為100， 000 lbmol/hr,壓力為960 psia，包含 (摩爾％ ) 1.9%氣氣、5.8%氮?dú)狻?3.2%甲烷、7.1%乙烷、2.3
%丙烷、0.4%的異丁烷、0. 6%丁烷、0. 1%異戊烷、0. 2%戊烷和 0. 2%己烷.通過(guò)三級(jí)丙烷冷卻將物流冷卻到-29下，并在節(jié)熱器熱 交換器中進(jìn)一步冷卻到-62.8T，并哏入洗滌塔118中.該塔的操作 平均壓力為886 psia.將流速為104， 770 lbmol/hr的管線120中的 塔頂物相對(duì)于熱交換器114中的進(jìn)料被溫?zé)岬?73下至-32下，管線 122中所得物流在主熱交換器124的熱管束的通道123中冷卻并液 化，以提供管線125中的富含冷凝甲烷的物流.該液體的一部分通 過(guò)管線126以10, 943 lbinol/hr的流速和-197. 6下的溫度取出，在 泵127中將該物流泵到洗涂塔壓力，由于其液壓頭通常不足以克服 熱交換器124中的壓降。在管線125中的剩余液體在通道128中再 冷卻，以93, 827 lbmol/hr的流速和-228. 8"F的溫度從該交換器的 冷管束中取出，作為管線129中的液化天然氣產(chǎn)品.該產(chǎn)品物流可 以進(jìn)一步處理以回收氦氣，然后將其壓力降低到儲(chǔ)存壓力.
通過(guò)管線134將洗滌塔塔底物流以1862 lbmol/hr的流速取出， 并送到NGL分館系統(tǒng)136中，其是圖5中所述的一系列蒸餾塔，包 括制備甲烷-乙烷混合物作為蒸氣塔頂產(chǎn)品的除甲烷塔、制備高純度 乙烷作為液體塔頂產(chǎn)品的除乙烷塔、制備高純度丙烷作為液體塔頂 產(chǎn)品的除丙烷塔、制備高純度丁烷作為液體塔頂產(chǎn)品的除丁烷塔. 該乙烷、丙烷和丁烷液體具有超過(guò)98摩爾X的純度.來(lái)自除甲烷塔 的甲烷和乙烷混合物被作為回收烴取出，并用作燃料.
將管線575和577中的未回收的液態(tài)丙烷和丁烷混合在管線138 中，并在熱交換器581中通過(guò)丙坑致冷冷卻到-32. 3T,在泵583中 泵到洗滌塔壓力.管線575中的未回收的丙坑是除丙坑塔頂管線541 中的塔頂物流的50%,管線577中的未回收的丁烷是除丁烷塔頂管線 559中的塔頂物流的管線579中的混合的未回收的烴物流的流 速為1116 lbmol/hr，其組成為(摩爾X) 39X丙烷、60%丁烷及異丁 烷、和U比丁烷重的組分，被泵送的未回收的液態(tài)烴與來(lái)自杲127 的含液化曱烷的回流物流混合，該混合的物流被引入到洗滌塔118 的頂部.
權(quán)利要求
1.一種用于使天然氣液化并從天然氣中回收比甲烷重的組分的方法，其中該方法包括(a)冷卻天然氣進(jìn)料，以提供冷卻的天然氣進(jìn)料，并將該冷卻的天然氣進(jìn)料引入第一蒸餾塔中；(b)從第一蒸餾塔中取出富含甲烷的塔頂蒸氣物流和富含比甲烷重的組分的底部物流；(c)冷卻并冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流，以提供富含冷凝甲烷的物流；(d)在一個(gè)或多個(gè)另外的蒸餾塔中分離該底部物流，以提供一種或多種產(chǎn)品物流，該產(chǎn)品物流選自含甲烷的殘余蒸氣物流、富含乙烷的液體物流、富含丙烷的液體物流、富含丁烷的液體物流、和富含戊烷的液體物流；(e)取出該一種或多種產(chǎn)品物流的全部或任意一部分作為回收烴；以及(f)將一種或多種回流物流引入第一蒸餾塔中，其中該一種或多種回流物流包括(f1)被泵到第一蒸餾塔中的壓力的含液化甲烷的回流物流和未回收的液態(tài)烴的物流；或(f2)被泵到第一蒸餾塔中的壓力的包含含液化甲烷的回流物流和未回收的液態(tài)烴的物流的組合物流，以及其中該含液化甲烷的回流物流是通過(guò)選自以下的方法提供的(1)冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物流，并將該富含冷凝甲烷的物流的一部分取出以提供該含液化甲烷的回流物流，(2)冷卻并完全冷凝第一塔頂蒸氣物流的一部分以提供該含液化甲烷的回流物流，和(3)冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物流，并溫?zé)嵩摳缓淠淄榈奈锪鞯囊徊糠忠蕴峁┰摵夯淄榈幕亓魑锪鳌?br> 2. 如權(quán)利要求l的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的物流包括以下 任何物流(i ) 一部分富含乙烷的液體物流， (ii ) 一部分富含丙烷的液體物流， (iii ) 一部分富含丁烷的液體物流，(iv) —部分富含戊烷的液體物流，和(v) 溶解在一部分富含丙烷的液體物流和/或一部分富含丁坑的 液體物流和Z或一部分富含戊烷的液體物流中的所有或一部分殘余蒸 氣物流.
3. 如權(quán)利要求l的方法，其中該含液化甲坑的回流物流被引入笫 一蒸憤塔的頂部.
4. 如權(quán)利要求l的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的物流被引入笫 一蒸餾塔的頂部.
5. 如權(quán)利要求l的方法，其中該包含含液化甲坑的回流物流和未 回收的液態(tài)烴的物流的組合物流被引入笫一蒸餾塔的頂部.
6. 如權(quán)利要求l的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的物流在低于塔 頂?shù)奈恢貌⒏哂诶鋮s的天然氣進(jìn)料引入塔內(nèi)的位置處引入笫一蒸餾 塔.
7. 如權(quán)利要求l的方法，其中通過(guò)與通過(guò)降低笫一冷卻多組分液 體致冷刑的壓力提供的笫一氣化致冷刑進(jìn)行間接熱交換，在主熱交換 器中實(shí)現(xiàn)至少一部分塔頂蒸氣物流的冷卻和冷凝.
8. 如權(quán)利要求7的方法，其中通過(guò)與通過(guò)取出并降低一部分第一 冷卻多組分液體致冷刑的壓力提供的氣化致冷刑的物流進(jìn)行間接熱交 換，在與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器中冷凝一部分塔頂蒸氣物流.
9. 如權(quán)利要求7的方法，其中該笫一冷卻多組分液體致冷刑通過(guò) 將主熱交換器中飽和的多組分液體致冷刑進(jìn)行冷卻而提供，其中通過(guò) 與該一部分飽和的多組分液體致冷刑進(jìn)行間接熱交換，在與主熱交換 器分開(kāi)的熱交換器中進(jìn)行溫?zé)嵩摬糠指缓淠卓拥奈锪饕蕴峁┖?化甲烷的回流物流.
10. 如權(quán)利要求7的方法，包括將至少一部分該富含冷凝甲烷的 物流進(jìn)行再冷卻，以提供加壓的液化天然氣產(chǎn)品，其中該再冷卻是在 主熱交換器中通過(guò)由降低笫二冷卻的多組分液體致冷刑的壓力提供的 笫二氣化致冷刑進(jìn)行間接熱交換實(shí)現(xiàn)的.
11. 如權(quán)利要求1的方法，其中該用于提供冷卻的天然氣進(jìn)料的 天然氣進(jìn)料的冷卻是通過(guò)與富含甲坑的塔頂蒸氣物流進(jìn)行間接熱交換 實(shí)現(xiàn)的.
12. 如權(quán)利要求1的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的物流包含大于約50摩爾％的具有3個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴.
13. 如權(quán)利要求1的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的物流包含大 于約50摩爾％的戊坑.
14. 如權(quán)利要求1的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的物流包舍一 部分富含丙烷的液體物流和一部分富含丁坑的液體物流.
15. 如權(quán)利要求14的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的物流包含一 部分富含乙烷的液體物流.
16. 如權(quán)利要求14的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的物流包含一部分殘余蒸氣物流，該殘余蒸氣物流包含溶解在包含比甲坑重的烴的 液體中的甲坑.
17. 如權(quán)利要求1的方法，其中該未回收的液態(tài)烴的摩爾流量小 于(fl)的液化甲坑回流物流的摩爾流量的約25%.
18. —種用于使天然氣液化并從天然氣中回收比甲烷重的組分的 裝置，其中該裝置包括(a) 冷卻系統(tǒng)，適用于將天然氣進(jìn)料冷卻以提供冷卻的天然氣進(jìn)料；(b) 笫一蒸餾塔，適用于將該冷卻的天然氣進(jìn)料分成富含甲烷的塔頂蒸氣物流和富含比甲坑重的組分的底部物流；(c) 主熱交換器，適用于冷卻并冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流以提供富含冷凝甲垸的物流；(d) —個(gè)或多個(gè)另外的蒸餾塔中，適用于將該底部物流分成一種 或多種產(chǎn)品物流，該產(chǎn)品物流選自包含甲坑的殘余蒸氣物流、富含乙 烷的液體物流、富含丙垸的液體物流、富含丁坑的液體物流、和富含 戊烷的液體物流；(e )適用于取出該一種或多種產(chǎn)品物流的全部或任意一部分作為 回收烴的管路；(f )適用于將一種或多種回流物流引入笫一蒸餾塔中的管路，其 中該一種或多種回流物流包括 (fl)被泵到笫一蒸餾塔中的壓力的含液化甲烷的回流物流和未 回收的液態(tài)烴的物流，其中該含液化甲坑的回流物流是通過(guò)選自以下的方法提供的(1)冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物 流，并將該富含冷凝甲烷的物流的一部分取出以提供該含液化甲烷的 回流物流,(2 )冷卻并完全冷凝笫一塔頂蒸氣物流的一部分以提供該含液化 曱坑的回流物流，和(3)冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物 流，并溫?zé)嵩摳缓淠卓拥奈锪鞯囊徊糠忠蕴峁┰摵夯卓拥幕亓魑锪?；?f2)被果到笫一蒸鎮(zhèn)塔中的壓力的包含含液化甲坑的回流物流 和未回收的液態(tài)烴的物流的組合物流；以及(g)管路和一個(gè)或多個(gè)泵，適用于將未回收的液態(tài)烴從該一個(gè)或 多個(gè)另外的蒸餾塔輸送到適用于將一種或多種回流物流引入笫一蒸餾 塔的管路中.
19. 如權(quán)利要求18的裝置，包括與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器， 其適用于通過(guò)與氣化的致冷刑物流間接熱交換使一部分來(lái)自笫一蒸餾 塔的塔頂蒸氣物流冷凝.
20. 如權(quán)利要求18的裝置，其中該主熱交換器是錄繞盤(pán)管熱交換器-
21. 如權(quán)利要求20的裝置，其中該主熱交換器包括適用于冷卻和 冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流以提供富含冷凝甲烷的物流的笫一管束 和適用于進(jìn)一步冷卻該富含冷凝甲烷的物流以提供再冷卻的液體產(chǎn)品 的笫二管束.
22. —種天然氣的液化方法，包括(a) 冷卻天然氣進(jìn)料，以提供冷卻的天然氣進(jìn)料，并將該冷卻的 天然氣進(jìn)料引入笫一蒸館塔中；(b) 從笫一蒸餾塔中取出富含曱烷的塔頂蒸氣物流和富含比甲烷 重的組分的底部物流；(c) 在主熱交換器中冷卻并冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流，以提 供富含冷凝甲坑的物流；以及 (d)將含液化甲坑的回流物流引入笫一蒸銪塔中，其中該含液化 甲坑的回流物流是通過(guò)選自以下的方法提供的(1) 將塔頂蒸氣物流分成笫一蒸氣部分和笫二蒸氣部分，冷卻并 完全冷凝該笫一蒸氣部分以提供該含液化甲烷的回流物流，和(2) 冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝甲烷的物 流，將該富含冷凝甲坑的物流分成笫一部分和第二部分，溫?zé)狍室徊?分以提供被溫?zé)岬捏室徊糠?，并利用該被溫?zé)岬捏室徊糠忠蕴峁┰摵?液化甲烷的回流物流.
23. 如權(quán)利要求22的方法，其中塔頂蒸氣物流的笫一蒸氣部分是 在與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器中通過(guò)與氣化致冷刑的物流間接熱交 換進(jìn)行冷凝的.
24. 如權(quán)利要求22的方法，其中在與該主熱交換器分開(kāi)的熱交換 器中進(jìn)行該富含冷凝甲坑的物流的笫一部分的溫?zé)嵋蕴峁┰摵夯?坑的回流物流.
25. 如權(quán)利要求22的方法，包括將至少一部分富含冷凝甲烷的物 流再冷卻，以提供加壓的液化天然氣產(chǎn)品，其中該再冷卻是在主熱交 換器中通過(guò)與氣化致冷刑物流進(jìn)行間接熱交換而實(shí)現(xiàn)的.
26. —種天然氣的液化裝置，包括(a )冷卻系統(tǒng)，適用于冷卻天然氣進(jìn)料以提供冷卻的天然氣進(jìn)料；(b) 笫一蒸餾塔，適用于將冷卻的天然氣進(jìn)料分成富含甲坑的塔 頂蒸氣物流和富含比甲垸重的組分的底部物流；(c) 主熱交換器，適用于冷卻并冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流以 提供富含冷凝甲烷的物流；以及(d) 管路，適用于將含液化甲烷的回流物流引入笫一蒸餾塔中， 其中該含液化甲烷的回流物流是通過(guò)選自以下的方法提供的(1) 冷卻并完全冷凝一部分塔頂蒸氣物流以提供該舍液化甲烷的 回流物流，和(2) 冷卻并完全冷凝該塔頂蒸氣物流以形成富含冷凝曱烷的物 流，溫?zé)嵋徊糠指缓淠卓拥奈锪饕蕴峁┰摵夯卓拥幕亓魑锪?
27. 如權(quán)利要求26的裝置，包括與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器， 其適用于通過(guò)與氣化的致冷劑間接熱交換將該部分來(lái)自笫一蒸餾塔的 塔頂蒸氣物流進(jìn)行冷凝.
28. 如權(quán)利要求26的裝置，包括與主熱交換器分開(kāi)的熱交換器， 其適用于溫?zé)嵩摬糠值母缓淠淄榈奈锪饕蕴峁┰摵夯淄榈幕?流物流
29. 如權(quán)利要求26的裝置，其中該主熱交換器是錄繞盤(pán)管熱交換器.
30. 如權(quán)利要求29的裝置，其中該主熱交換器包括適用于冷卻和 冷凝至少一部分塔頂蒸氣物流以提供富舍冷凝甲坑的物流的笫一管束 和適用于進(jìn)一步冷卻該富含冷凝甲坑的物流以提供再冷卻的液體產(chǎn)品 的笫二管束.
全文摘要
用于使天然氣液化并回收比甲烷重的組分的方法，其中將天然氣冷卻，并在第一蒸餾塔中分離為富含甲烷的塔頂蒸氣和富含比甲烷重的組分的底部物流，其中該第一蒸餾塔使用含液化甲烷的回流物流。該回流物流可以通過(guò)塔頂蒸氣的冷凝部分或完全冷凝并隨后溫?zé)岬乃斦魵獾囊徊糠痔峁?。該底部物流可以在一個(gè)或多個(gè)其它蒸餾塔中分離，提供一種或多種產(chǎn)品物流，將其任意部分或全部取出作為回收烴。未回收的液態(tài)烴的物流可以與塔頂蒸氣的冷凝部分或完全冷凝并隨后溫?zé)岬乃斦魵獾囊徊糠只旌稀?br> 文檔編號(hào)C10G5/00GK101108977SQ20071013733
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者A·A·布羅斯托, M·J·羅伯茨 申請(qǐng)人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司