專利名稱：用于處理多相烴流的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理多相烴流的方法和設(shè)備。所述方法和設(shè)備提供已處理的液態(tài)烴流。另外還提供一種低壓燃?xì)饬鳌?br> 背景技術(shù)：
多相烴流的通常來(lái)源是天然氣流或者由天然氣生產(chǎn)出的多相流，例如通過冷卻和/或改變天然氣的壓力而形成包括氣相和液相的多相流。因此，可以采用本文所描述的方法來(lái)提供呈液化天然氣(LNG)流形式的已處理的液態(tài)烴流。
天然氣是一種有用的燃料源，又是各種烴化合物的一個(gè)來(lái)源。出于多種原因，往往希望在天然氣流源處或附近的液化天然氣(LNG)廠中液化天然氣。例如，與氣態(tài)形式相比，天然氣在液態(tài)下可更容易儲(chǔ)存和長(zhǎng)距離運(yùn)輸，這是因?yàn)橐夯烊粴庹紦?jù)較小的體積并且不需要在高壓下儲(chǔ)存。通常，主要包括甲烷的天然氣在升高的壓力下進(jìn)入液化天然氣廠，并且被預(yù)處理以生產(chǎn)出適合在低溫溫度下液化的已凈化的進(jìn)料流。已凈化的氣體使用換熱器通過多個(gè)冷卻階段進(jìn)行處理，以逐漸降低其溫度，直至實(shí)現(xiàn)液化。液化天然氣然后被進(jìn)一步冷卻和膨脹到適于儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)淖罱K大氣壓下。每次膨脹所產(chǎn)生的閃蒸蒸氣可被用作燃?xì)庠?。一些烴流(諸如天然氣)可能含有大量的氮，以使得如果不采取特殊措施來(lái)將至少一部分氮從烴流中除去，則生產(chǎn)出的燃?xì)夂腿魏我岩夯臒N流可能含有不期望的高含量的氮。很多液化天然氣規(guī)范要求成品中的含氮量低于lm0l%。US 2008/0066493公開了一種處理液化天然氣以提供液化天然氣流的方法，該液化天然氣流具有含量降低的低沸點(diǎn)成分(諸如氮(N2))。該方法包括膨脹液化天然氣以提供已膨脹的多相流體；以及將該多相流體引入塔內(nèi)、氣液接觸段下方，以獲得具有含量降低的低沸點(diǎn)組分的塔底液體流和富含低沸點(diǎn)成分(諸如氮)的塔頂氣體流。塔底液體流被通入閃蒸器。富含低沸點(diǎn)組分的塔頂氣體流在換熱器中被加熱，并且隨后被壓縮到燃?xì)鈮毫σ垣@得燃?xì)?。再循環(huán)流與燃?xì)夥蛛x開，在換熱器中依靠富含低沸點(diǎn)成分的塔頂氣體流被至少部分冷凝，并且作為回流流被引入塔內(nèi)、氣液接觸段上方。在US 2008/0066493的多個(gè)實(shí)施例中，第二氣體流(來(lái)自閃蒸器)同樣在換熱器中被加熱，被壓縮到燃?xì)鈮毫?，以及被添加到再循環(huán)流中。存在于塔頂氣體流中的至少部分冷量因此用于再次冷凝再循環(huán)流以產(chǎn)生回流，所述冷量不能用來(lái)冷卻該方法中其他位置處的另一種工藝流。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，本發(fā)明提供了一種處理多相烴流以提供已處理的液態(tài)烴流的方法，該方法至少包括以下步驟-從天然氣生產(chǎn)多相烴流，所述多相烴流包括氣相和液相；-將多相烴流通入第一氣/液分離器中；
-在第一氣/液分離器中在第一壓力下分離所述多相烴流，以提供第一分離器底部流和包括烴和氮的第一分離器烴蒸氣流；-在第二氣/液分離器中在第二壓力下分離第一分離器底部流，以提供第二分離器烴蒸氣流和呈液化天然氣形式的已處理的液態(tài)烴流，其中第二壓力低于第一壓力；-在頂部流壓縮機(jī)中壓縮第二分離器烴蒸氣流，以提供汽提蒸氣流；和-將汽提蒸氣流在比多相烴流通入第一氣/液分離器的高度低的重力方向的高度處通入第一氣/液分離器。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于處理包括液相和氣相的多相烴流以提供呈液 化天然氣形式的已處理的液態(tài)烴流的設(shè)備，該設(shè)備至少包括-用于從天然氣生產(chǎn)出多相烴流的裝置，所述裝置包括液化單元以及一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置中的至少一個(gè)；-第一氣/液分離器，所述第一氣/液分離器布置用于接收多相烴流，并且將多相烴流分離成第一分離器底部流和包括烴和氮的第一分離器烴蒸氣流，所述第一氣/液分離器具有 第一入口，所述第一入口用于將多相烴流供給到第一氣/液分離器中；第一出口，所述第一出口用于將第一分離器烴蒸氣流從第一氣/液分離器中排出;第二出口，所述第二出口用于將第一分離器底部流從第一氣/液分離器排出，和第二入口，所述第二入口位于比第一入口低的重力高度處，用于將汽提蒸氣流供給到第一氣/液分離器中；-第二氣/液分離器，所述第二氣/液分離器布置用于接收第一分離器底部流，并且將第一分離器底部流分離成第二分離器烴蒸氣流和呈液化天然氣形式的已處理的液態(tài)烴流，所述第二氣/液分離器具有與第一氣/液分離器的第二出口流體連通以用于將第一分離器底部流供給到第二氣/液分離器中的第一入口 ；用于將第二分離器烴蒸氣流從第二氣/液分離器排出的第一出口 ；和用于將已處理的液態(tài)烴流從第二氣/液分離器排出的第二出口 ；-布置在第一氣/液分離器的第二出口與第二氣/液分離器的第一入口之間的底部流膨脹裝置，用于降低第一分離器底部流的壓力；和-頂部流壓縮機(jī)，用于壓縮第二分離器烴蒸氣流以提供汽提蒸氣流，所述頂部流壓縮機(jī)具有與第二氣/液分離器的第一出口流體連通以接收第二分離器烴蒸氣流的入口，和與第一氣/液分離器的第二入口流體連通以用于排出汽提蒸氣流的出口。


現(xiàn)在將參考所附的非限制性附圖并且僅僅通過舉例方式來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中圖I是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于處理多相烴流的方法和設(shè)備的示意圖；和圖2是結(jié)合有多相流處理方法和設(shè)備的用于液化烴進(jìn)料流的方法和設(shè)備的示意圖。對(duì)于本說明來(lái)說，單個(gè)附圖標(biāo)記被分配給管線以及在該管線中運(yùn)送的流。
具體實(shí)施例方式在此公開的方法和設(shè)備對(duì)多相流在以不同壓力工作的兩個(gè)氣/液分離器中、在兩個(gè)相繼步驟中進(jìn)行組分分離提出改進(jìn)。來(lái)自第二氣/液分離器的第二分離器烴蒸氣流在頂部流壓縮機(jī)中被壓縮并且作為汽提蒸氣流返回到第一氣/液分離器。本發(fā)明可有利地提供一種用于處理多相烴流以提供已處理的液態(tài)烴流的方法和設(shè)備，其在頂部氣體流中不需要使用冷量來(lái)生產(chǎn)回流流。本發(fā)明的方法和設(shè)備有利地利用在第一氣/液分離器中通過壓縮來(lái)自第二氣/液分離器的蒸氣流提供的汽提蒸氣來(lái)提高組分分離。由第二氣體流產(chǎn)生汽提蒸氣允許在無(wú)需對(duì)其或其一部分進(jìn)行冷凝的情況下利用第二氣體流來(lái)幫助組分分離。因此，在第一分離器烴蒸氣流中的冷量(其在US2008/0066493中對(duì)于生產(chǎn)回流以實(shí)現(xiàn)期望的組分分離效率是必需的)現(xiàn)在已經(jīng)能夠自由地以任何方式使用。當(dāng)然，本發(fā)明不排除這樣的選擇，即仍可(使用來(lái)自第一分離器烴蒸氣和/或外部制冷劑的冷量)產(chǎn)生 回流流，并且利用該回流流進(jìn)一步提高組分分離，現(xiàn)在這完全是可選擇的。本發(fā)明的一組實(shí)施例不需要如在US2008/0066493中使用的回流流。一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置與第一和第二氣/液分離器可形成液化天然氣終端閃蒸系統(tǒng)的一部分。同樣地，至少部分液化的烴流的壓力降低以提供多相烴流以及在第一和第二氣/液分離器中進(jìn)行隨后分離可形成液化天然氣終端閃蒸工藝的一部分。因此，從天然氣生產(chǎn)出多相烴流可包括以下步驟-在升高的壓力下提供來(lái)自天然氣的烴供應(yīng)流；-從烴供應(yīng)流提取連續(xù)烴流；-將連續(xù)烴流通入冷卻和液化單元，在其中，連續(xù)烴流被冷卻并且被至少部分液化，以提供至少部分液化的烴流；-將至少部分液化的烴流通入至少一個(gè)烴流膨脹裝置的入口，在所述膨脹裝置中，降低所述至少部分液化的烴流的壓力，以提供多相烴流。所述多相流可包括氣相和液相。根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)出的已處理的液態(tài)烴流，尤其是以液化天然氣形式提供的已處理的液態(tài)烴流，可具有對(duì)其適用的規(guī)格以便被汽化并且用作管網(wǎng)用氣(network gas)。不希望受到用類推法作出的下列解釋的限制，申請(qǐng)人建議頂部流壓縮機(jī)向第二分離器烴蒸氣流提供壓縮熱，并且頂部流壓縮機(jī)因此起到特殊再沸器的作用，從而在比第二分離器烴蒸氣流高的壓力和溫度下為第一氣/液分離器提供汽提蒸氣流。這種汽提蒸氣流在第一氣/液分離器中提高了低沸點(diǎn)組分(諸如氮)從已膨脹烴流的分離。低沸點(diǎn)組分被排放到第一分離器烴蒸氣流。如果第一分離器烴蒸氣流不是純氮，且其還包括一些量的烴，則可將這種流用作燃?xì)狻Ｒ虼?，該方法還包括以下步驟-從第一分離器烴蒸氣流獲得低壓(LP)燃?xì)饬鳎缓?將低壓燃?xì)饬髟诓桓哂诘谝环蛛x器烴蒸氣流壓力的燃?xì)鈮毫ο峦ㄈ肴紵b置。第一氣/液分離器的第一壓力可以處于燃?xì)鈮毫ο禄蛘吒哂谌細(xì)鈮毫?。有利的是，第一分離器烴蒸氣流和低壓燃?xì)饬髟谌紵b置中使用之前均未被壓縮。在US 2008/0066493中，在塔中分離出的N2和其他氣化成分被壓縮并排放到高壓燃?xì)饬髦?。US 2008/0066493的表I公開了一個(gè)實(shí)例，其中，含氮量為3. 05mol %的天然氣進(jìn)料流被處理以提供含氮量為0. 65m0l%的液化天然氣流和含氮量為24m0l%的燃?xì)?。然而，高含氮量的燃?xì)饬髟谟糜谌細(xì)廨啓C(jī)時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生很大問題，該燃?xì)廨啓C(jī)通常用于驅(qū)動(dòng)液化設(shè)施內(nèi)部的發(fā)電機(jī)或壓縮機(jī)。例如，很多航改式燃?xì)廨啓C(jī)當(dāng)前不容許在它們的燃?xì)庵泻扛哂?5mol %。因此，在本發(fā)明方法和裝置的優(yōu)選實(shí)施例中，第一分離器烴蒸氣流用作低壓燃?xì)饬鳌＞哂写罅康娜細(xì)馊钥捎米鞯蛪喝細(xì)?，為例如爐子、鍋爐和/或雙燃料柴油機(jī)供給燃料。如在此所使用的，在低壓燃?xì)饬髦械男g(shù)語(yǔ)“低壓”是相對(duì)于給燃?xì)廨啓C(jī)供給燃料所需的“高壓”燃?xì)饬鞯?。?duì)本說明書來(lái)說，低壓燃?xì)饪稍趶?巴至15巴(bara)的壓力范圍內(nèi)，更特別地在2巴至10巴的壓力范圍內(nèi)。高壓(HP)燃料可在高于15巴的壓力下，通常在15巴到40巴的壓力范圍內(nèi)，更特別地在20巴到30巴的壓力范圍內(nèi)。第一氣/液分離器可有利地在合適的燃?xì)鈮毫ο禄蚋哂诤线m的燃?xì)鈮毫ο鹿ぷ鳎允沟迷谑褂们翱稍诓恍枰獕嚎s或不需要大量壓縮的情況下在足夠高的壓力下有利地供 應(yīng)第一分離器烴蒸氣流。因此優(yōu)選的是選擇第一氣/液分離器的第一壓力，以使得在期望的燃?xì)鈮毫ο禄蚋哂谄谕娜細(xì)鈮毫ο绿峁┑谝环蛛x器烴蒸氣流。尤其在用作低壓燃料時(shí)，本發(fā)明的第一分離器烴蒸氣流可包含大范圍的N2，例如在從30mol %到95mol %范圍內(nèi)的N2,更優(yōu)選在從60mol %到95mol %范圍內(nèi)的N2。因此，可有利地利用本發(fā)明來(lái)提供低壓燃?xì)饬?，該低壓燃?xì)饬鬟m用于燃燒裝置(例如爐子或焚化爐)，或者例如可用于發(fā)電機(jī)的雙燃料柴油機(jī)。低壓燃?xì)饬骺赏ㄟ^暖化而從第一分離器烴蒸氣流獲得。第一分離器烴蒸氣流可被送到任何合適的熱交換裝置中，在其中，該第一分離器烴蒸氣流可用來(lái)冷卻工藝流(process stream)。有利的是,可以一部分天然氣的形式提供工藝流以冷卻這部分天然氣。為了提供適合用作燃?xì)廨啓C(jī)的燃料的高壓(HP)燃?xì)饬?，在此所公開的處理方法和設(shè)備可被結(jié)合到一種液化烴進(jìn)料流的方法及其設(shè)備中。高壓燃?xì)饪稍谝夯皬臒N進(jìn)料流提取出來(lái)。這是有利的，因?yàn)闊N進(jìn)料流與從第一分離器烴蒸氣流獲得的低壓燃?xì)饬飨啾染哂械偷暮俊４送?，烴進(jìn)料流是高壓流，從而不需要對(duì)用作燃?xì)饬鞯倪@種流的一部分進(jìn)一步加壓。因此，不需要高壓燃?xì)鈮嚎s機(jī)。必要時(shí)，在烴進(jìn)料流處于過高的壓力的情況下，所提取的燃?xì)獾膲毫稍谟米魅剂现氨豢蛇x地降低。此外，在此所公開的方法是有利的，因?yàn)樵摲椒ū苊馐褂猛ㄟ^己液化烴流的膨脹所生產(chǎn)的氣流作為高壓燃?xì)饬鳌Ｅc由分離器生產(chǎn)出的液體產(chǎn)品相比，通過氣/液分離步驟(諸如終端閃蒸工藝)產(chǎn)生的這類氣體流將具有較高的低沸點(diǎn)組分含量。參考附圖，圖I示出了根據(jù)第一實(shí)施例的用于處理多相烴流145的方法和設(shè)備I。多相烴流145從天然氣獲得。多相烴流145包括氣相和液相。在下文中參考圖2更詳細(xì)地討論如何可提供多相烴流145的一個(gè)實(shí)例。多相烴流145被通入第一氣/液分離器150的第一入口 148。第一氣/液分離器150在第一出口 151處提供第一分離器烴蒸氣流205作為頂部流，并且在第一氣/液分離器150的底部處或附近的第二出口 152處提供第一分離器底部流155a，該第一分離器底部流為液體流。第一氣/液分離器150可以呈分離塔(如分餾塔或蒸餾塔)的形式。第一氣/液分離器150優(yōu)選以氮分離塔的形式提供。第一分離器烴蒸氣流205通常包括氮和一般主要為甲烷的烴。
該分離在第一壓力下進(jìn)行，該第一壓力優(yōu)選在從2巴到15巴的壓力范圍內(nèi)，更優(yōu)選在從2巴到10巴的壓力范圍內(nèi)，以便在液態(tài)烴流中獲得均勻的低含氮量，并且仍可用作低壓燃?xì)饬?。為了提高第一?液分離器150內(nèi)的分離，在第二入口 149處提供汽提蒸氣流185a。第二入口 149通常包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的蒸氣入口裝置。第二入口 149優(yōu)選位于比第一入口 148低的重力高度處，以便提供烴混合物中的較輕組分(諸如氮)從多相烴流的液相到氣相的有效汽提。第一入口 148通常包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的入口分配器。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一氣/液分離器150包括接觸區(qū)以增強(qiáng)分離，該接觸區(qū)優(yōu)選包含接觸增強(qiáng)機(jī)構(gòu)154(諸如塔板或填料)。接觸增強(qiáng)機(jī)構(gòu)154優(yōu)選在重力方向上放置于第一入口 148與第二入口 149之間。接觸增強(qiáng)機(jī)構(gòu)可包括一個(gè)疊置在另一個(gè)之上的多個(gè)塔板，可布置成迫使液相在下降到下一塔板之前沿每個(gè)塔板水平流動(dòng)，其中氣相呈泡狀地通過塔板中的孔。這增加了液 相和氣相之間的接觸面積?？商娲?，接觸增強(qiáng)機(jī)構(gòu)可包括填料。填料的接觸區(qū)域以與帶有填料的塔板類似的方式工作，填料可以是結(jié)構(gòu)化的或不規(guī)則的，從而增加液相和氣相之間的接觸面積。第一分離器烴蒸氣流205可包括烴和總量大于或等于30mOl%的N2。優(yōu)選的是，第一分離器烴蒸氣流205具有小于或等于10巴的壓力。低壓燃?xì)饬?15可從第一分離器烴蒸氣流205獲得。例如，第一分離器烴蒸氣流205可被通入燃?xì)鈸Q熱器210中，在燃?xì)鈸Q熱器中，第一分離器烴蒸氣流依靠暖流355變暖，以提供例如在約5巴或6巴的壓力下的低壓燃?xì)饬?15。同時(shí)，暖流被冷卻并且變成已冷卻的暖流365。燃?xì)鈸Q熱器210可以是加熱器(諸如環(huán)境加熱器)，在這種情況下，暖流355可以以環(huán)境空氣或環(huán)境水的形式提供，以提供呈已冷卻的空氣流或已冷卻的水流形式的已冷卻的暖流365。已冷卻的暖流365可用作中間流來(lái)使另一種流變冷。然而，在優(yōu)選的實(shí)施例中，暖流355以需要被冷卻的工藝流的形式供應(yīng)，因此額外地提供已冷卻的工藝流。用這種方式，來(lái)自第一分離器烴蒸氣流205的冷量能被有效地用來(lái)向設(shè)備I中的工藝流(如烴流或制冷劑流)提供冷卻。提供它的一個(gè)與圖2中的實(shí)施例相關(guān)的實(shí)例。低壓燃?xì)饬?15可包含大于或等于30mOl%的N2。低壓燃?xì)饬?15然后可通入低壓燃?xì)饩W(wǎng)。圖I示出了低壓燃?xì)饬?15被直接通入一個(gè)或多個(gè)低壓燃?xì)庀难b置220，例如燃燒裝置(諸如爐子、鍋爐或雙燃料柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī))。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的，這類燃燒裝置通常能容許在低壓燃?xì)庵写嬖诟咚降牡?。?lái)自第一氣/液分離器150的第一分離器底部流155a可通入第二氣/液分離器160的第一入口 158。第二氣/液分離器160在第二壓力下工作,該第二壓力低于用來(lái)在第一氣/液分離器150中提供分離的第一壓力。第二壓力優(yōu)選小于4巴，還更優(yōu)選小于2巴。第二壓力可適于處于大氣壓力下或接近大氣壓力。對(duì)于本公開來(lái)說，處于大氣壓力下或接近大氣壓力優(yōu)選被解釋為壓力在I巴至I. 3巴之間。如果在第一氣/液分離器150與第二氣/液分離器160之間的壓力降低不足以提供合適的第二壓力，第一分離器底部流155a可通過底部流膨脹裝置200，該底部流膨脹裝置在第二壓力下將(膨脹的)第一分離器底部流155b提供到第二氣/液分離器160的第一人口 158。第二氣/液分離器160在第一出口 161處提供第二分離器烴蒸氣流175作為頂部流，并且在第二出口 162處提供已處理的液態(tài)烴流165。第二氣/液分離器160可以是合適的閃蒸器。已處理的液態(tài)烴流165 (當(dāng)多相烴流145從天然氣獲得時(shí)，其可以是液化天然氣流)可在大氣壓下或接近大氣壓下提供。已處理的液態(tài)烴流165可通入存儲(chǔ)罐170 (諸如低溫存儲(chǔ)罐)。第二分離器烴蒸氣流175通入頂部流壓縮機(jī)180，在頂部流壓縮機(jī)中，該第二分離器烴蒸氣流被壓縮以提供汽提蒸氣流185。頂部流壓縮機(jī)180可通過頂部流壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)器190 (如燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)和/或電動(dòng)機(jī))機(jī)械驅(qū)動(dòng)。汽提蒸氣流185可在通入第一氣/液分流器150的第二入口 149以提高在第一氣/液分離器中的分離之前，可選擇與輔助汽提 蒸氣流235相結(jié)合以形成組合汽提蒸氣流185a。汽提蒸氣流185在第三壓力下提供，該第三壓力通常應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蚵愿哂诘谝粔毫?，例如第一壓力加上在頂部流壓縮機(jī)180排出口與第一氣/液分離器150的第二入口 149之間的任何壓力損失。例如第三壓力可以在比第一壓力高0到0.2巴的范圍內(nèi)。輔助汽提流235可包含來(lái)自低溫存儲(chǔ)罐的蒸發(fā)氣。在低溫存儲(chǔ)已處理的液態(tài)烴的情況下，由于不完善的熱絕緣和溫度波動(dòng)，可預(yù)期存儲(chǔ)罐170中的已處理的液態(tài)烴發(fā)生一定程度的蒸發(fā)。所產(chǎn)生的蒸發(fā)蒸氣可作為蒸發(fā)氣(BOG)流195從存儲(chǔ)罐170中移出。蒸發(fā)氣流195可通入蒸發(fā)氣壓縮機(jī)230，在蒸發(fā)氣壓縮機(jī)中，蒸發(fā)氣流被壓縮以提供壓縮的蒸發(fā)氣流235，用作輔助汽提蒸氣流。蒸發(fā)氣壓縮機(jī)230可由蒸發(fā)氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)器240(如燃?xì)廨啓C(jī)或汽輪機(jī)和/或電動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)。在圖I未示出的一個(gè)可替代的實(shí)施例中，輔助汽提蒸氣流235可直接通入第一氣/液分離器150的另一單獨(dú)的入口。輔助汽提蒸氣流235在什么位置被供應(yīng)到第一氣/液分離器的最終選擇可取決于輔助汽提蒸氣流235 (諸如壓縮的蒸發(fā)氣流)的組分和溫度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在此公開的方法可用作烴進(jìn)料流液化工藝的一部分，在這種情況下，要處理的多相烴流可通過冷卻和/或改變烴進(jìn)料流的壓力而形成。烴進(jìn)料流可以是任何合適的要冷卻和液化的氣體流，但通常是從天然氣或石油儲(chǔ)層中獲得的天然氣流。作為一個(gè)替代方案，烴進(jìn)料流還可以從另一種來(lái)源獲得，還包括諸如費(fèi)托工藝的合成氣源。通常，天然氣流是主要由甲烷組成的烴組合物。優(yōu)選地，烴進(jìn)料流包括至少5011101%的甲燒,更優(yōu)選包括至少8011101%的甲燒。烴組合物(諸如天然氣)還可含有非烴類，諸如H20、N2、C02、Hg、H2S和其他硫化物等等。如果需要的話，天然氣可在冷卻和任何液化之前進(jìn)行預(yù)處理。該預(yù)處理可包括減少和/或除去不期望的組分(諸如CO2和H2S)的步驟或其他步驟(諸如早期冷卻、預(yù)加壓等等)。由于這些步驟對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的，因此它們的原理在此不再進(jìn)一步討論。因此，術(shù)語(yǔ)“烴進(jìn)料流”還可以包括在任何處理(這樣的處理包括清潔、脫水和/或洗滌)之前的組合物以及已經(jīng)被部分、充分或完全處理以降低和/或除去一種或多種化合物或物質(zhì)(包括但不限于硫、硫化物、二氧化碳、水、汞和一種或多種C2+烴)的任何組合物。根據(jù)來(lái)源，天然氣可含有變化含量的比甲烷重的烴，例如特別是乙烷、丙烷和丁烷，以及可能較少量的戊烷和芳香烴。組合物根據(jù)氣體的類型和位置而變化。慣常地，由于多種原因，比甲烷重的烴在液化前被不同程度地從烴進(jìn)料流中除去，該比甲烷重的烴例如具有不同的凝固或液化溫度，可能使它們堵塞甲烷液化設(shè)備的部件或者提供用于液化產(chǎn)品的期望規(guī)格。C2+烴可通過脫甲烷塔從烴進(jìn)料流中分離出來(lái)或降低其在烴進(jìn)料流中的含量，脫甲烷塔將提供富含甲烷的塔頂烴流和包括C2+烴的底部貧甲烷流。底部貧甲烷流然后可被通入另外的分離器，以提供液化石油氣(LPG)和冷凝流。在分離之后，如此生產(chǎn)出的烴流可被進(jìn)一步冷卻，優(yōu)選被液化。冷卻可通過本領(lǐng)域技術(shù)中已知的多種方法來(lái)提供。烴流逆著一個(gè)或多個(gè)制冷回路中的一個(gè)或多個(gè)制冷劑流通過。這樣的制冷回路可包含一個(gè)或多個(gè)制冷劑壓縮機(jī)，來(lái)壓縮至少部分蒸發(fā)的制冷劑流，以提供壓縮的制冷劑流。該壓縮的制冷劑流然后可在冷卻器(如空氣冷卻器或水冷卻器)中被冷卻，以提供制冷劑流。制冷劑壓縮機(jī)可通過一個(gè)或多個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)和/或汽輪機(jī)和/或 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。烴流的冷卻可在一個(gè)或多個(gè)階段中進(jìn)行。初步冷卻，也稱為預(yù)冷卻或輔助冷卻，可使用在一個(gè)或多個(gè)預(yù)冷卻換熱器中的預(yù)冷卻制冷回路的預(yù)冷卻制冷劑(諸如混合的制冷齊IJ)進(jìn)行，以提供預(yù)冷卻的烴流。該預(yù)冷卻的烴流優(yōu)選在諸如低于0°c的溫度下被部分液化。優(yōu)選地，這樣的預(yù)冷卻換熱器可包括預(yù)冷卻階段，其中任何后續(xù)的冷卻在一個(gè)或多個(gè)主換熱器中進(jìn)行，以在一個(gè)或多個(gè)主冷卻階段和/或過冷卻(sub-cooling)階段液化
一部分烴流。通過這種方式，可包含兩個(gè)或更多個(gè)冷卻階段，每個(gè)階段具有一個(gè)或多個(gè)步驟、部件等等。例如每個(gè)冷卻階段可包括一個(gè)到五個(gè)換熱器。烴流或一部分烴流和/或制冷劑可不通過冷卻階段中的所有的換熱器和/或所有相同的換熱器。在一個(gè)實(shí)施例中，烴可在包括兩個(gè)或三個(gè)冷卻階段的方法中進(jìn)行冷卻和液化。預(yù)冷卻階段優(yōu)選用于將烴進(jìn)料流的溫度降低到0°c以下，通常在-20°c到-70°c的范圍內(nèi)。主冷卻階段優(yōu)選與預(yù)冷卻階段分開。也就是說，主冷卻階段包括一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的主換熱器。主冷卻階段優(yōu)選用于將烴流(一般是通過預(yù)冷卻階段冷卻的至少一部分烴流)的溫度降低到-100°C以下。用作兩個(gè)或兩個(gè)以上預(yù)冷卻換熱器或任何主換熱器的換熱器在本領(lǐng)域是眾所周知的。預(yù)冷卻換熱器優(yōu)選為殼管式換熱器。任何主換熱器中的至少一個(gè)優(yōu)選是本領(lǐng)域已知的繞管式低溫?fù)Q熱器?？蛇x地，換熱器可包括在其殼內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)冷卻部段，并且每個(gè)冷卻部段可被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)立于其它冷卻位置的冷卻階段或“換熱器”。在另一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)冷卻制冷劑流和任何主制冷劑流中的一個(gè)或兩者可流過一個(gè)或多個(gè)換熱器，優(yōu)選流過上文所描述的預(yù)冷卻換熱器和主換熱器中的一個(gè)或多個(gè)，以提供已冷卻的制冷劑流。如果制冷劑是在混合制冷劑回路(諸如預(yù)冷卻制冷劑回路或任何主制冷劑回路)中的混合制冷劑，則該混合制冷劑可以由選自以下組中的兩種或更多種組分構(gòu)成的混合物形成，該組包括氣、甲燒、乙燒、乙稀、丙燒、丙稀、丁燒、戍燒等等。在單獨(dú)的或重置的制冷劑回路或其它冷卻回路中，可使用一種或多種其它的制冷劑。預(yù)冷卻制冷劑回路可包括混合的預(yù)冷卻制冷劑。主制冷劑回路可包括混合的主制冷劑。在此提到的混合制冷劑或混合制冷劑流包括至少5m0l%的兩種不同組分。更優(yōu)選地，混合制冷劑包括以下組中的兩種或兩種以上的組分，該組包括氮、甲燒、乙燒、乙烯、丙燒、丙稀、丁燒、戍燒。用于預(yù)冷卻混合制冷劑的通常成分可以是
曱烷(Cl)0-20 mol%
乙烷(C2)5-80mol%
丙烷(C3)5-80mol%
丁烷(C4)0-15mol%總成分包括IOOmol %。用于主冷卻混合制冷劑的通常成分可以是
氮0-10mol%
曱烷(Cl)30-70mol%
乙烷(C2 )30-70mol%
丙烷(C3)0-30mol%
丁烯(C4)0-15mol%總成分包括IOOmol %。在另一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)冷卻的烴流(諸如預(yù)冷卻的天然氣流)可被進(jìn)一步冷卻，以提供至少部分液化(優(yōu)選完全液化)的烴流，諸如液化天然氣流。該進(jìn)一步冷卻可在主冷卻階段進(jìn)行。優(yōu)選地，在此描述的方法和設(shè)備中提供的已處理的液態(tài)烴流可被存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)罐中。完全液化的烴流優(yōu)選是過冷卻的。例如在主冷卻階段或在單獨(dú)的過冷卻階段中，進(jìn)一步冷卻因此可包括液化烴流的過冷卻。在液化之后，至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流可被膨脹，以提供可根據(jù)在此描述的方法和設(shè)備進(jìn)一步處理的多相烴流。圖2示出了設(shè)備的第二實(shí)施例，加壓的烴進(jìn)料流85在該設(shè)備中被處理、冷卻、至少部分液化和膨脹，以提供在此所公開的處理方法中使用的多相烴流145。更詳細(xì)地描述為，多相烴流145可通過多個(gè)步驟提供-提供至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115;和-在一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置120、140中膨脹至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115，以提供呈已膨脹的烴流形式的多相烴流145。所述至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115可通過以下步驟提供-提供烴供應(yīng)流105；
-將烴供應(yīng)流105分流成高壓燃料流107和連續(xù)烴流108；-在一個(gè)或多個(gè)換熱器IlOaUlOb中通過冷卻至少部分連續(xù)烴流108來(lái)至少部分(優(yōu)選完全)液化連續(xù)烴流108，以提供至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115。高壓燃?xì)饬?07可具有低于15mol%的含氮量和高于15巴的壓力中的一個(gè)或兩者。高壓燃?xì)饬?07可合適地通入一個(gè)或多個(gè)高壓燃?xì)庀难b置300，諸如燃?xì)廨啓C(jī)。供應(yīng)流分離裝置80可設(shè)置用于將烴供應(yīng)流105分離成連續(xù)烴流108和高壓燃?xì)饬?07。供應(yīng)流分離裝置80可合適地具有用于烴供應(yīng)流105的入口 78，用于高壓燃?xì)饬?07的第一出口 81 ;和用于連續(xù)烴流108的第二出口 82。在某些實(shí)施例中，至少部分(優(yōu)選完全)液化的步驟可包括-在一個(gè)或多個(gè)預(yù)冷卻換熱器IlOa中依靠預(yù)冷卻制冷劑回路中的預(yù)冷卻制冷劑 來(lái)預(yù)冷卻連續(xù)烴流108中的至少一部分，以提供已預(yù)冷卻烴流113 ;和-在一個(gè)或多個(gè)主冷卻換熱器IlOb中依靠在主冷卻制冷劑回路中循環(huán)的主冷卻制冷劑來(lái)至少部分(優(yōu)選完全)液化已預(yù)冷卻烴流113的至少一部分113b，以提供至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115。這些實(shí)施例還可包括以下步驟-將已預(yù)冷卻烴流113的一部分113b作為暖流355通入燃?xì)鈸Q熱器210中；-在燃?xì)鈸Q熱器210中依靠第一分離器烴蒸氣流205來(lái)冷卻已預(yù)冷卻烴流的一部分113b，以提供已冷卻的工藝流365 ；-將已冷卻的工藝流365通入一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置120、140之一。因此，設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè)冷卻階段110，以冷卻和至少部分(優(yōu)選完全)液化連續(xù)烴流108，從而提供至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115。所述一個(gè)或多個(gè)冷卻階段110可合適地具有與供應(yīng)流分離裝置80的第二出口 82流體連通的、用于連續(xù)烴流108的入口 109，和連接到所述一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置120、140的入口 118的、用于至少部分(優(yōu)選完全)液化烴流115的出口 112。烴進(jìn)料流85 (其可以是天然氣流)在通常30巴到90巴范圍內(nèi)的壓力下作為加壓流提供。烴進(jìn)料流85可被通入酸氣脫除單元90。酸氣脫除單元90通過已知的方法降低烴進(jìn)料流85中酸氣(諸如二氧化碳和硫化氫)的含量，以提供已處理的烴流95。酸氣減少的已處理的烴流95然后可可選地經(jīng)由干燥器(未示出)通入液化天然氣(NGL)提取單元100。在液化天然氣提取單元100中，例如使用一個(gè)或多個(gè)洗滌塔或分餾塔可除去任何液化天然氣的至少一部分，諸如丙烷、丁烷、戊烷以及較重?zé)N。液化天然氣提取單元100提供液化天然氣減少的烴供應(yīng)流105。圖2示出了烴供應(yīng)流105正被通入供應(yīng)流分離裝置80的入口 78，在該供應(yīng)流分離裝置中，烴供應(yīng)流被分流成在第一出口 81處的高壓燃?xì)饬?07和在第二出口 82處的連續(xù)烴流108。在未在圖2中示出的一個(gè)可替代的實(shí)施例中，高壓燃?xì)饬?07可從烴進(jìn)料流85和/或已處理的烴流95而不是從烴供應(yīng)流105中抽取出來(lái)。高壓燃?xì)饬?07的抽氣點(diǎn)由烴混合物的組成確定。例如，如果烴混合物本來(lái)酸氣含量低，則高壓燃?xì)饬?07可被從烴進(jìn)料流85抽取出來(lái)并且壓力在諸如設(shè)置在管路107中的閥106的裝置中降低，以根據(jù)需要與高壓燃?xì)鈮毫σ笃ヅ?。可替代?未示出)，如果液化天然氣提取單元100在較低壓力下工作，高壓燃?xì)饬骺梢栽谳^低壓力下從液化天然氣提取單元100抽取。由此，可避免消耗用于不必要地重新壓縮烴供應(yīng)流105中的要被提取作為燃?xì)獾哪遣糠值哪芰?。高壓燃?xì)饬?07然后可通入高壓燃?xì)饩W(wǎng)，或如圖2所示直接通入一個(gè)或多個(gè)高壓燃?xì)庀难b置300 (諸如燃?xì)廨啓C(jī))。燃?xì)廨啓C(jī)可機(jī)械驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)用于發(fā)電，或者更優(yōu)選地機(jī)械驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，諸如存在于制冷回路中的那些壓縮機(jī)。來(lái)自供應(yīng)流分離裝置80的第二出口 82的連續(xù)烴流108然后可通入冷卻和液化單元110，在這里，連續(xù)烴流被冷卻并至少部分(優(yōu)選完全)液化。液化單元100在第一出口112處提供至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115。這樣的液化單元在本領(lǐng)域是公知的，例如從美國(guó)專利US 6, 370,910已知該液化單元。圖2中示出的液化單元110包括第一冷卻階段和第二冷卻階段。第一冷卻階段包括一個(gè)或多個(gè)預(yù)冷卻換熱器110a，其依靠預(yù)冷卻制冷劑回路(未示出)中的預(yù)冷卻制冷劑來(lái)冷卻連續(xù)烴流108。所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)冷卻換熱器IlOa提供已預(yù)冷卻烴流113。 已預(yù)冷卻烴流113可通入已預(yù)冷卻流分離裝置70，在這里，其被可選地分流成(連續(xù)的)已預(yù)冷卻烴流部分113b和要用作暖流355的工藝流。已預(yù)冷卻烴流113或已預(yù)冷卻烴流的連續(xù)部分113b進(jìn)入第二冷卻階段。第二冷卻階段包括一個(gè)或多個(gè)主冷卻換熱器110b，其依靠在主冷卻制冷劑回路(未示出)中的主冷卻制冷劑至少部分(優(yōu)選完全)液化已預(yù)冷卻烴流113或至少其連續(xù)部分113b。所述一個(gè)或多個(gè)主冷卻交換器IlOb提供至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115。在一個(gè)可替代的實(shí)施例中，液化天然氣提取單元100可位于液化單元110中的某處而不是例如圖2所示布置在液化單元上游。在這種情況下，供應(yīng)流分離裝置80也可位于液化單元110中。液化天然氣提取單元100以及供應(yīng)流分離裝置80 二者都優(yōu)選位于完成進(jìn)料流完全冷凝的位置的上游。合適的位置通常是第二冷卻階段的上游。至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115可通入一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置120、140 (如兩個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的膨脹裝置)的入口 118，所述膨脹裝置按順序地降低所述烴流的壓力，以在出口 142處提供多相烴流145。在圖2示出的實(shí)施例中，所述至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115可通入第一烴流膨脹裝置120，該第一烴流膨脹裝置可以是渦輪機(jī)，在其中，所述至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流被動(dòng)態(tài)地膨脹，以提供已膨脹的烴流125。在第一膨脹裝置120中所述至少部分(優(yōu)選完全)液化的烴流115的動(dòng)態(tài)膨脹中釋放的能量可被回收，例如通過機(jī)械驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)130或其他裝置(如壓縮機(jī))(未示出)。已膨脹烴流125然后可通入已膨脹烴流分流裝置60中，以提供已膨脹烴滑流(slip stream) 305和(連續(xù)的)已膨脹烴流125b。所述(連續(xù))已膨脹烴流125b然后可通入第二膨脹裝置140，例如焦耳-湯姆遜閥，在其中，該(連續(xù)的)已膨脹烴流被膨脹以提供多相烴流145。在圖2的實(shí)施例中，在暖流已經(jīng)在燃?xì)鈸Q熱器210中被冷卻以提供已冷卻的暖流365之后，暖流355適合形成流145的一部分。在這種情況下，在合適的降壓之后，例如在膨脹器或焦耳-湯姆遜裝置121中進(jìn)行降壓，該已冷卻的暖流365可被注入要送到如已經(jīng)討論過的第二烴流膨脹裝置140的(連續(xù))已膨脹烴流125b中。在一些實(shí)施例中，將已冷卻的暖流365與膨脹裝置120上游的已液化烴流115重新結(jié)合以使得這些流可共同膨脹可能是有益的。
在圖2的實(shí)施例中，暖流355以通過已預(yù)冷卻流分離裝置70從已預(yù)冷卻烴流113抽取滑流的形式提供。然而，該暖流還可以從其他源在不同的壓力下獲得，所述其他源包括但不限于液化天然氣提取單元100或分餾系統(tǒng)(未示出)，該分餾系統(tǒng)通常安裝用于分餾從液化天然氣提取單元100獲得的液化天然氣產(chǎn)品。在一組不同的實(shí)施例中，已預(yù)冷卻烴流可以根本不分流，由此，暖流355由完全不同的工藝流(如制冷劑(滑流)或中間變冷流體流)組成。多相烴流145可通入第一氣/液分離器150a的第一入口 148，在第一氣/液分離器中，該多相烴流以與圖I實(shí)施例類似的方式被分離成蒸氣餾分和液體餾分。第一分離器蒸氣流205經(jīng)由第一氣/液分離器150a中的第一出口 151從該第一氣/液分離器150a的頂部流出。第一分離器底部流155a (其為液體流)經(jīng)由在或靠近第一氣/液分離器150a底部的第二出口 152流出。組合的汽提蒸氣流185a通入第一氣/液分離器150a的第二入口149，該第二入口定位成在重力方向上低于第一入口 148。第二入口 149可在第二出口 152上方。已膨脹烴滑流305例如通過焦耳湯姆遜閥310被進(jìn)一步膨脹，并且因此所述已被進(jìn)一步膨脹的烴滑流315流過回流冷凝器320，以在第一氣/液分離器150a的頂部處重新冷凝一些蒸氣?；亓骼淠?20可位于第一入口 148與第一出口 151之間的高度上，以提供回流來(lái)增強(qiáng)多相流的較輕組分的分離。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的，可以使用外部回流冷凝器來(lái)代替內(nèi)部冷凝器320。所述進(jìn)一步膨脹的烴滑流315在冷凝器320中被升溫，從而提供已變暖的烴滑流325，該已變暖的烴滑流通入(已膨脹)第一分離器底部流155b中。具有來(lái)自已變暖的烴滑流325的已變暖烴的(已膨脹)第一分離器底部流155b作為組合流155c可通入第二氣/液分離器160的入口 158。從第二氣/液分離器160抽取的流及它們進(jìn)一步的處理可參考圖I及上文中對(duì)圖I的描述。 回到第一氣/液分離器150a，其可包括具有例如由塔板和/或填料形成的接觸增強(qiáng)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)區(qū)域(154a、156a)，以增強(qiáng)分離和除氮。兩個(gè)區(qū)域中的第一區(qū)域以類似于圖I的實(shí)施例的方式定位在第一入口 148與第二入口 149之間。兩個(gè)區(qū)域中的第二區(qū)域156a定位在用于第一分離器烴蒸氣流205的第一出口 151與用于多相烴流145的第二入口 148之間。第二區(qū)域156a應(yīng)該位于冷凝器320的下方或者位于用于來(lái)自外部冷凝器的回流的入口機(jī)構(gòu)的下方，以便利用通過烴蒸氣在冷凝器320上的冷凝所提供的回流。從第一出口 151流出的第一分離器烴蒸氣流205可通入燃?xì)鈸Q熱器210，在燃?xì)鈸Q熱器中，其依靠暖流355變暖，以提供低壓燃?xì)饬?15和已冷卻的暖流365。如果暖流以工藝流的形式提供，第一分離器烴蒸氣流205的一部分冷量因此可用來(lái)冷卻該工藝流，以允許其繞過(bypass) —個(gè)或多個(gè)主換熱器110b，這提高了熱效率。如上文中已經(jīng)提到的，暖流355還可以是呈制冷劑流(如預(yù)冷卻和/或主冷卻制冷劑流)形式的工藝流。在這種情況下，第一分離器烴蒸氣流205的一部分冷量可通過冷卻制冷劑而返回到冷卻階段UO中的一個(gè)或兩個(gè)。在此公開的方法和設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)從下面的非限制性實(shí)例中是顯而易見的。實(shí)例本實(shí)例提供根據(jù)圖2中的設(shè)備(line-up)從天然氣烴供應(yīng)流105生產(chǎn)出的各種流中的含氮量的對(duì)比，其中三個(gè)對(duì)照例根據(jù)上面論述的US 2008/0066493中圖3的實(shí)施例計(jì)
算得出。由天然氣組成的烴供應(yīng)流105、高壓燃?xì)饬?07和低壓燃?xì)饬?15、蒸發(fā)氣流195和液化天然氣流165中的含氮量連同在此公開的圖2中的設(shè)備的其他數(shù)據(jù)被計(jì)算出，并且在下表中“發(fā)明”下面列出。在US 2008/0066493圖3的實(shí)施例中，高壓燃?xì)饬饔伤?0’上部部分IOu的塔頂餾出物25在熱交換和壓縮之后與閃蒸器101的餾出物42在熱交換和壓縮之后相組合而通過管路34a提供。應(yīng)當(dāng)指出的是，管路33，由于僅通過塔10’上部部分IOu的塔頂餾出物25的熱交換和壓縮，不能提供足夠高壓力的燃?xì)?，從而在這個(gè)對(duì)照例中燃?xì)獠皇菑墓苈?4a中抽取的。在管線34中沒有止回閥的情況下，管路33和34a流體連通。US 2008/0066493沒有公開相應(yīng)的低壓燃?xì)饬?。?duì)于這個(gè)對(duì)照例來(lái)說，假定低壓燃?xì)饬饕呀?jīng)從運(yùn)送塔10’上部部分IOu的塔頂餾出物25的管路25中提取出來(lái)。在管路22 中發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)氣流。根據(jù)US 2008/0066493圖3中的改進(jìn)設(shè)備計(jì)算出的數(shù)據(jù)在表中列在“對(duì)照例I”、“對(duì)照例2”和“對(duì)照例3”下面。“對(duì)照例I”代表與在相同的天然氣進(jìn)料流、低壓燃?xì)饬?、高壓燃?xì)饬?、蒸發(fā)氣流和液化天然氣流的生產(chǎn)速度下采用根據(jù)在此公開的圖2的方法的對(duì)t匕?！皩?duì)照例2”代表與在相同的天然氣進(jìn)料流、低壓和高壓燃?xì)獍l(fā)熱量采用根據(jù)在此公開的圖2的方法的對(duì)比?！皩?duì)照例3”代表與在相同的天然氣進(jìn)料流、液化天然氣流生產(chǎn)速率和低壓燃?xì)獍l(fā)熱量下采用根據(jù)在此公開的圖2的方法的對(duì)比。從下表中顯而易見的是，在此公開的方法和設(shè)備向低壓燃?xì)饬?15提供氮去除物，同時(shí)生產(chǎn)出液化天然氣流165和具有可接受的低含氮量的高壓燃?xì)饬?07。表
__本發(fā)明__對(duì)照例I 對(duì)照例2 對(duì)照例3
天然氣進(jìn)料流N2摩
0.0560.0560.0560.056
爾百分比_____
高壓燃?xì)饬鱊2摩爾
0.0560.2480.2850.298
_百分比_____
低壓燃?xì)饬鱊2摩爾
0.8050.4180.4090.445
_百分比_____
權(quán)利要求
1.一種處理多相烴流以提供已處理的液態(tài)烴流的方法，所述方法至少包括以下步驟 -從天然氣生產(chǎn)出多相烴流，所述多相烴流包括氣相和液相； -將多相烴流通入第一氣/液分離器； -在第一氣/液分離器中在第一壓力下分離多相烴流，以提供第一分離器底部流和包括烴和氮的第一分離器烴蒸氣流； -在第二氣/液分離器中在第二壓力下分離第一分離器底部流，以提供第二分離器烴蒸氣流和呈液化天然氣形式的已處理的液態(tài)烴流，其中所述第二壓力低于所述第一壓力； -在頂部流壓縮機(jī)中壓縮第二分離器烴蒸氣流，以提供汽提蒸氣流；和-將汽提蒸氣流在比多相烴流通入第一氣/液分離器的高度低的重力方向高度處通入第一氣/液分離器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，通過頂部流壓縮機(jī)壓縮第二分離器烴蒸氣流提供處于第三壓力下的汽提蒸氣流，所述第三壓力等于或大于第一壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，所述方法還包括 -從第一分離器烴蒸氣流獲得低壓燃?xì)饬鳎? -將低壓燃?xì)饬髟诓桓哂诘谝环蛛x器烴蒸氣流壓力的燃?xì)鈮毫ο峦ㄈ肴紵b置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，第一氣/液分離器的第一壓力等于或高于燃?xì)鈮毫Γ谝环蛛x器烴蒸氣流和低壓燃?xì)饬髟谟糜谌紵b置之前均未被壓縮。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，燃燒裝置選自下述組中的一種，該組包括爐子、鍋爐和雙燃料柴油機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，從第一分離器烴蒸氣流獲得低壓燃?xì)饬鞯牟襟E包括 -通過在燃?xì)鈸Q熱器中依靠暖流使第一分離器烴蒸氣流變暖，以提供低壓燃?xì)饬骱鸵牙鋮s的暖流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，從所述天然氣生產(chǎn)出多相烴流的步驟包括 -在燃?xì)鈸Q熱器中依靠第一分離器烴蒸氣流使天然氣的作為所述暖流的一部分冷卻，以提供呈已冷卻的工藝流形式的所述已冷卻的暖流。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一分離器烴蒸氣流包括從30mol%到95mol%的氮，和/或具有從2巴到15巴范圍內(nèi)的壓力。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述已處理的液態(tài)烴流含有少于Imol %的氮。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，從所述天然氣生產(chǎn)出多相烴流的步驟包括冷卻天然氣和/或改變天然氣的壓力。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，從所述天然氣生產(chǎn)出多相烴流的步驟包括 -在升高的壓力下從天然氣流提供烴供應(yīng)流； -從烴供應(yīng)流提取連續(xù)烴流； -將連續(xù)烴流通入冷卻和液化單元，在其中，連續(xù)烴流被冷卻并且被至少部分液化，以提供至少部分液化的烴流； -將所述至少部分液化的烴流通入至少一個(gè)烴流膨脹裝置的入口，在所述至少一個(gè)烴流膨脹裝置中，降低所述至少部分液化的烴流的壓力，以提供所述多相烴流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括 -將所述烴供應(yīng)流分流成高壓燃?xì)饬骱退鲞B續(xù)烴流，所述高壓燃?xì)饬骶哂械陀?5m0l%的含氮量和高于15巴的壓力中的一個(gè)或兩者。
13.一種用于處理包括液相和氣相的多相烴流以提供呈液化天然氣形式的已處理的液態(tài)烴流的設(shè)備，所述設(shè)備至少包括 -用于從天然氣生產(chǎn)出多相烴流的生產(chǎn)裝置，所述生產(chǎn)裝置包括液化單元以及一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置中的至少一個(gè)； -第一氣/液分離器，所述第一氣/液分離器布置用于接收多相烴流，并且將多相烴流分離成第一分離器底部流和包括烴和氮的第一分離器烴蒸氣流，所述第一氣/液分離器具有第一入口，所述第一入口用于將多相烴流供給到第一氣/液分離器中；第一出口，所述第一出口用于將第一分離器烴蒸氣流從第一氣/液分離器中排出；第二出口，所述第二出口用于將第一分離器底部流從第一氣/液分離器中排出，和第二入口，所述第二入口位于比第一入口低的重力方向的高度處，用于將汽提蒸氣流供給到第一氣/液分離器中； -第二氣/液分離器，所述第二氣/液分離器布置用于接收第一分離器底部流，并且將第一分離器底部流分離成第二分離器烴蒸氣流和呈液化天然氣形式的已處理的液態(tài)烴流，所述第二氣/液分離器具有與第一氣/液分離器的第二出口流體連通以用于將第一分離器底部流供給到第二氣/液分離器中的第一入口 ；用于將第二分離器烴蒸氣流從第二氣/液分離器中排出的第一出口 ；和用于將已處理的液態(tài)烴流從第二氣/液分離器中排出的第二出口 ； -布置在第一氣/液分離器的第二出口與第二氣/液分離器的第一入口之間的底部流膨脹裝置，用于降低第一分離器底部流的壓力；和 -頂部流壓縮機(jī)，用于壓縮第二分離器烴蒸氣流以提供汽提蒸氣流，所述頂部流壓縮機(jī)具有與第二氣/液分離器的第一出口流體連通以接收第二分離器烴蒸氣流的入口，和與第一氣/液分離器的第二入口流體連通以用于排出汽提蒸氣流的出口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置連接到液化單元并且在液化單元下游，以膨脹從液化單元排出的至少部分液化的烴流，從而提供所述多相烴流，所述一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置具有用于接收所述至少部分液化的烴流的入口 ；和用于排出所述多相烴流的出口，其中所述一個(gè)或多個(gè)烴流膨脹裝置的出口連接到所述第一氣/液分離器的第一入口。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的設(shè)備，還包括 -燃燒裝置，所述燃燒裝置在不高于第一分離器烴蒸氣流壓力的燃?xì)鈮毫ο鹿ぷ?，該燃燒裝置布置用于接收從第一分離器烴流獲得的低壓燃?xì)狻?br> 16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，在第一氣/液分離器的第一出口與所述燃燒裝置之間沒有壓縮機(jī)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其中，所述燃燒裝置選自下述組中的一種，該組包括爐子、鍋爐和雙燃料柴油機(jī)。
全文摘要
多相烴流(145)被處理以提供已處理的液態(tài)烴流(165)，諸如液化天然氣(LNG)流。多相烴流(145)被通入第一氣/液分離器(150)，其中該多相烴流在第一壓力下被分離，以提供第一分離器烴蒸氣流(205)和第一分離器底部流(155)。第一分離器底部流(155)隨后在第二氣/液分離器(160)中在低于第一壓力的第二壓力下被分離，以提供第二分離器烴蒸氣流(175)和已處理的液態(tài)烴流(165)。第二分離器烴蒸氣流(175)在頂部流壓縮機(jī)(180)中被壓縮，以提供汽提蒸氣流(185)，該汽提蒸氣流被通入第一氣/液分離器(150)。
文檔編號(hào)F25J1/02GK102782430SQ201080032554
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者A·T·安格爾, M·D·亞赫 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司