專利名稱：液化天然氣的調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液化天然氣的調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
液化天然氣(LNG)在輸入管道以便分送之前必須汽化。在常用汽化方法中，LNG輸入儲(chǔ)罐。這必然引起一些氣體蒸汽損耗；通常這種放出的氣體得到壓縮，然后輸入逸氣壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)里壓縮該氣體，例如通過(guò)大量LNG從儲(chǔ)罐輸入逸氣壓縮機(jī)，在壓力增加下，逸出氣體在壓縮機(jī)里結(jié)合LNG流體，以產(chǎn)生全液態(tài)流體，其可以返回儲(chǔ)罐或者結(jié)合從儲(chǔ)罐流出的流體。LNG接著從儲(chǔ)罐輸入泵，在合適壓力下，泵經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)汽化LNG的熱交換器，向管道排放LNG。
然而，在許多例子中，由于存在包含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的過(guò)量碳?xì)浠衔铮琇NG不符合所需產(chǎn)品或管道規(guī)格，因此需要各種額外加工步驟。
GB1,185,053公開(kāi)了一種用于從LNG得到富含甲烷流體的高壓方法。使用高壓導(dǎo)致了昂貴的工程和生產(chǎn)費(fèi)用。圖1出示了通過(guò)泵輸送的塔，該泵在25巴(絕對(duì)壓力)壓力條件下將流體供應(yīng)給塔，這意味著塔必須設(shè)計(jì)得在接近25巴的壓力下運(yùn)行。
US6,604,380也是一種高壓方法，用泵將LNG的壓力提高到100-500磅/英寸，壓力范圍優(yōu)選在300-350磅/英寸。該配置復(fù)雜，最初將輸入流分成至少兩部分，采用至少一部分作為回流用于填充塔。
US2003/0158458A1公開(kāi)了一種用于從LNG流體分離富含甲烷和富含乙烷成分的配置，其包括分離器和塔。圖1出示了直接輸入塔28的輸入流，塔使用從分離器24泵出的回流起作用。實(shí)際上，分離器運(yùn)轉(zhuǎn)以再循環(huán)從塔出來(lái)的氣流，從而僅僅一部分LNG進(jìn)料易于分離。
US6,564,579描述了一種用于從一般包含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的碳?xì)浠衔锏腖NG中除去天然氣液體的方法，以便提供減少熱值的產(chǎn)品，其符合管道或其它工業(yè)規(guī)格。該方法是可以稱為調(diào)節(jié)的一種類型，包括下面的步驟至少汽化液化天然氣流的主要部分，以產(chǎn)生至少一部分汽化天然氣流；分餾至少一部分汽化天然氣流，以產(chǎn)生氣流和天然氣液流；壓縮氣流使氣流的壓力增加大約50到大約150磅/英寸，以產(chǎn)生壓縮氣流，且通過(guò)與液化天然氣流進(jìn)行熱交換來(lái)冷卻壓縮氣流，以產(chǎn)生液態(tài)壓縮氣流；泵送液態(tài)壓縮氣流，以產(chǎn)生從大約800到大約1200磅/英寸壓力的高壓液流；汽化高壓液流，以產(chǎn)生適于運(yùn)送到管道或用于工業(yè)使用的調(diào)節(jié)天然氣；和回收天然氣液體。
US6,564,579的方法提供了很多優(yōu)點(diǎn)。但是，方法本身也有很多明顯缺陷。特別是，US6,564,579的方法優(yōu)選實(shí)施例如圖5所示需要使用高壓蒸餾器(圖5中38)；從而，根據(jù)第7欄第15-30行“從分離器86餾出氣流流經(jīng)線路94進(jìn)入壓縮機(jī)50壓縮，在壓縮機(jī)中壓力增加大約50到150磅/英寸。在壓縮機(jī)50壓縮后線路54中壓力一般是大約100到大約300磅/英寸。這使從儲(chǔ)罐86返回的氣體經(jīng)過(guò)線路54到用于液化作用的熱交換器34。從分離器86回收的液體經(jīng)過(guò)線路88輸入泵90，液體從泵經(jīng)過(guò)線路92輸入蒸餾器38。蒸餾器38功能如同前面所述用于分離NGLs，其通過(guò)線路46回收，以產(chǎn)生主要包括甲烷的餾出氣流。該氣流經(jīng)過(guò)線路48回收且輸入線路54與其中氣流結(jié)合。結(jié)合流體接著在熱交換器34中液化。”由于線路48中壓力與線路53中壓力相同，因此塔38必須采用100到大約300磅/英寸的汽化輸出壓運(yùn)行。這意味著從86出來(lái)的液流必須泵送(經(jīng)過(guò)泵90)到塔38。

發(fā)明內(nèi)容
目前我們發(fā)現(xiàn)了用于調(diào)節(jié)LNG的簡(jiǎn)化方法，它能比現(xiàn)有技術(shù)的方法更有效，更廉價(jià)地運(yùn)行。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種液化天然氣的調(diào)節(jié)方法，其包括應(yīng)用于液化天然氣輸入流的以下步驟i.至少汽化液化天然氣輸入流的主要部分以產(chǎn)生至少一部分汽化天然氣流；ii.分離所述至少一部分汽化天然氣流以產(chǎn)生富含甲烷的第一流體和富含具有兩個(gè)或多個(gè)碳原子的碳?xì)浠衔锏牡诙黧w；iii.如果需要，壓縮從步驟(ii)出來(lái)的第一流體以增加壓力且產(chǎn)生壓縮氣流；iv.通過(guò)與至少一部分液化天然氣輸入流進(jìn)行熱交換來(lái)冷卻從步驟(ii)或(iii)出來(lái)的壓縮氣流以產(chǎn)生液態(tài)壓縮氣流；v.在沒(méi)有泵送的情況下，將從步驟(ii)出來(lái)的第二流體輸送到蒸餾器，以產(chǎn)生天然氣液流和富含甲烷的流體，蒸餾器的運(yùn)行壓力設(shè)置為使得富含甲烷的流體在2到6巴范圍內(nèi)從蒸餾器排出；vi.通過(guò)與至少一部分液化天然氣輸入流進(jìn)行熱交換來(lái)冷卻從步驟(v)出來(lái)的富含甲烷的流體，且隨后泵送以產(chǎn)生液態(tài)壓縮氣流；vii.隨意結(jié)合從步驟(ii)或(iii)和(vi)出來(lái)的液態(tài)壓縮氣流；viii.汽化從步驟(iv)，(vi)和/或(vii)出來(lái)的液態(tài)壓縮氣流以產(chǎn)生調(diào)節(jié)天然氣；和ix.回收天然氣液體。
根據(jù)本發(fā)明方法產(chǎn)生調(diào)節(jié)天然氣，其適于和天然氣液體一起運(yùn)送到管道或用于其它工業(yè)用途。通常，天然氣液體包括具有兩個(gè)或多個(gè)碳原子的碳?xì)浠衔铩Ｈ绻胍?，通過(guò)本發(fā)明方法獲得的最初的天然氣液體產(chǎn)品能進(jìn)一步加工，例如通過(guò)在脫乙烷塔中除去乙烷。
優(yōu)選給生產(chǎn)過(guò)程提供超過(guò)90％或95％的輸入流，優(yōu)選所有輸入流，輸入生產(chǎn)步驟(i)。如果想要，少量輸入流可用于在生產(chǎn)內(nèi)執(zhí)行某種功能，例如用于冷卻壓縮機(jī)。然而，本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要輸入流在生產(chǎn)過(guò)程中使用的塔中起回流作用，不同于US6,604,380的方法，該方法中輸入的冷LNG的一部分繞過(guò)汽化熱交換器且在塔22和可能在分離器20中用作回流。
步驟(ii)的分離優(yōu)選使用包含最小內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分離器來(lái)完成。不需要回流，因而不需要墊片材料或氣液分離塔盤，盡管如果想要的話，分離器可以包含一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絲編織結(jié)構(gòu)，以幫助除去進(jìn)入的液體。
從步驟(ii)輸出包括兩種分離流體，氣流和液態(tài)流。如必要的話，在任選步驟(iii)(是否必要將取決于分餾步驟(ii)的運(yùn)行壓力)壓縮氣流且送入步驟(iv)中熱交換器，它將再次冷卻LNG輸入流。液態(tài)流在步驟(v)的蒸餾器中分成天然氣液態(tài)流和氣流，該蒸餾器包含氣液分離墊片或氣液分離塔盤，以提供蒸汽-液體的接觸。所述蒸餾器不需要回流存在；特別地，不需要從給生產(chǎn)過(guò)程所提供的輸入流獲得冷的LNG回流。
產(chǎn)生于步驟(v)的氣流送入熱交換器，在熱交換器中再次冷卻LNG輸入流(步驟(vi))。本發(fā)明方法的一個(gè)重要特征是從步驟(ii)/(iii)和(v)出來(lái)的氣流互相處于不同壓力并且因而在分離流體中冷卻。這兩種流體熱交換可以使用不同熱交換器完成，或者可以使用多流體熱交換器完成。使用的熱交換器優(yōu)選散熱片交換器；它們非常緊湊，并且密封溫度接近是可能的。
在步驟(iv)和(vi)的熱交換之后，開(kāi)始于步驟(v)的氣流可以得到壓縮以使它的壓力等于開(kāi)始于步驟(ii)/(iii)的高壓流體的壓力，且兩種流體可以在泵送之前結(jié)合以進(jìn)一步增加壓力，緊接著汽化以產(chǎn)生想要的調(diào)節(jié)天然氣。
本發(fā)明方法提供了許多US6,564,579圖5所描述方法的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)椴恍枰跓峤粨Q之前合并兩種分離流體，步驟(iv)使用的蒸餾器以相對(duì)較低的壓力運(yùn)行，在2到6巴壓力范圍內(nèi)的富含甲烷的退出流體優(yōu)選3到5巴(對(duì)照US6,564,579圖5，其以相對(duì)較高的壓力運(yùn)行，退出流體在100到300磅/英寸，等于6.9到20.7巴)。從步驟(ii)出來(lái)的液流從而可以減速下降進(jìn)入蒸餾器不需要泵將從步驟(ii)出來(lái)的天然氣液體運(yùn)送到蒸餾器，生產(chǎn)過(guò)程從而簡(jiǎn)化。用于壓縮退出于步驟(ii)中蒸餾器氣流的壓縮機(jī)可在不同的更低壓下使用。重要的是，蒸餾器可以使用海水再沸而不是高壓蒸餾器再沸需要的流體，盡管如果想要的話可以使用流體。最后，在熱交換之前保持從步驟(ii)/(iii)和(v)出來(lái)的氣流分離而不是結(jié)合它們，可以改善熱回收效率，尤其是如果使用散熱片熱交換器。
本發(fā)明方法可以與現(xiàn)有的LNG處理裝置結(jié)合。本方法也可形成US6,564,579中所述的部分結(jié)合能量回收系統(tǒng)。


結(jié)合附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明，其中附圖出示了代表根據(jù)本發(fā)明方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
儲(chǔ)罐1包括給生產(chǎn)過(guò)程提供進(jìn)料的LNG。儲(chǔ)罐1一般是低溫儲(chǔ)罐。位于儲(chǔ)罐中的泵2從儲(chǔ)罐1泵送LNG，經(jīng)過(guò)泵3一般增加大約9到13巴的壓力。LNG從泵3輸入多路熱交換器4，優(yōu)選散熱片類型。線路5將LNG運(yùn)送到分離器6，其具有兩個(gè)輸出線路和最小內(nèi)部構(gòu)造。輸出線路7將氣流從分離器6運(yùn)送到壓縮機(jī)8，壓力在那里一般從2巴增加到5巴，例如大約3巴。線路9將最后得到的壓縮氣體流輸送返回到多路熱交換器4的一個(gè)通路30。輸出線路10將液態(tài)流從分離器運(yùn)送到蒸餾器11，蒸餾器包含氣液分離墊片或氣液分離塔盤，以用于提供蒸汽-液體的接觸，蒸餾器將輸入流分成經(jīng)由線路12除去的壓縮天然氣液體的液態(tài)流，和經(jīng)由線路13除去且返回到多路熱交換器4利用如同線路9使用通路的分離通路31的氣體流。經(jīng)過(guò)蒸餾器11的壓力下降與經(jīng)由線路13除去的氣體流壓力相同，在2到6巴范圍內(nèi)。
蒸餾器11設(shè)置有再沸器20，其包括形成閉合回路返回蒸餾器11的熱交換器21和線路22。
退出通路30流體一般在12到16巴壓力條件下通過(guò)線路14運(yùn)送到混合點(diǎn)15。退出通路31流體運(yùn)送到泵16，退出通路31流體在泵16處的壓力等于退出通路30流體在運(yùn)送到混合點(diǎn)15之前的壓力，退出通路31流體與退出通路30流體在混合點(diǎn)15處混合。混合流體接著輸入泵17，且隨后在排入管道前在熱交換器18中蒸發(fā)。
整個(gè)過(guò)程在標(biāo)準(zhǔn)制冷溫度下進(jìn)行，例如，LNG輸入流一般在大約-170到-150℃溫度下，在生產(chǎn)過(guò)程中每一位置的溫度都取決于壓力。
所使用的精確溫度和壓力自然取決于生產(chǎn)過(guò)程的精確裝配詳圖。圖中所示的流程圖的各種改進(jìn)同樣是可能的。例如，如果LNG供應(yīng)流在足夠高的初始?jí)毫ο拢?可以省略。如果需要在更高壓力下運(yùn)行系統(tǒng)，可以在線路5上增加附加泵。多路熱交換器4可以由兩個(gè)分離的熱交換器代替，同時(shí)對(duì)應(yīng)LNG輸入流重新配置。
權(quán)利要求
1.一種液化天然氣的調(diào)節(jié)方法，其包括應(yīng)用于液化天然氣輸入流的以下步驟i.至少汽化液化天然氣輸入流的主要部分以產(chǎn)生至少一部分汽化天然氣流；ii.分離所述至少一部分汽化天然氣流以產(chǎn)生富含甲烷的第一流體和富含具有兩個(gè)或多個(gè)碳原子的碳?xì)浠衔锏牡诙黧w；iii.如果需要，壓縮從步驟(ii)出來(lái)的第一流體以增加壓力且產(chǎn)生壓縮氣流；iv.通過(guò)與至少一部分液化天然氣輸入流進(jìn)行熱交換來(lái)冷卻從步驟(ii)或(iii)出來(lái)的壓縮氣流以產(chǎn)生液態(tài)壓縮氣流；v.在沒(méi)有泵送的情況下，將從步驟(ii)出來(lái)的第二流體輸送到蒸餾器，以產(chǎn)生天然氣液流和富含甲烷的流體，蒸餾器的運(yùn)行壓力設(shè)置為使得富含甲烷的流體在2到6巴范圍內(nèi)從蒸餾器排出；vi.通過(guò)與至少一部分液化天然氣輸入流進(jìn)行熱交換來(lái)冷卻從步驟(v)出來(lái)的富含甲烷的流體，且隨后泵送以產(chǎn)生液態(tài)壓縮氣流；vii.隨意結(jié)合從步驟(ii)或(iii)和(vi)出來(lái)的液態(tài)壓縮氣流；viii.汽化從步驟(iv)，(vi)和/或(vii)出來(lái)的液態(tài)壓縮氣流以ix.產(chǎn)生調(diào)節(jié)天然氣；和x.回收天然氣液體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(v)中的富含甲烷的流體在3到5巴壓力范圍內(nèi)從蒸餾器排出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中步驟(ii)的分離使用不需要回流且不需要包含墊片材料或氣液分離塔盤的分離器完成。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟(v)中使用的蒸餾塔包含氣液分離墊片或氣液分離塔盤，且在沒(méi)有回流存在的情況下運(yùn)行。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的方法，其中給生產(chǎn)過(guò)程提供超過(guò)90％的輸入流輸入步驟(i)，所述輸入流沒(méi)有在生產(chǎn)過(guò)程中使用的任何塔中用作回流。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟(iv)和(vi)的熱交換之后，開(kāi)始于步驟(v)的氣流壓縮以使它的壓力等于開(kāi)始于步驟(ii)/(iii)的高壓流體的壓力，且兩種流體結(jié)合。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述結(jié)合流體泵送以增加壓力，且隨后汽化。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(ii)中蒸餾器設(shè)置有使用海水作為冷卻劑的再沸器。
9.如權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中輸入步驟(ii)的至少一部分汽化天然氣流的輸入壓力在9到13巴范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的方法，其中液化天然氣輸入流的溫度在-170到-150℃溫度范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的方法，其中用于步驟(ii)/(iii)和(v)的熱交換器是散熱片熱交換器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種調(diào)節(jié)液化天然氣的改進(jìn)方法。所述方法包括的步驟有，分離(6)至少一部分汽化天然氣流(5)以產(chǎn)生富含甲烷的第一流體(7)和富含具有兩個(gè)或多個(gè)碳原子的碳?xì)浠衔锏牡诙黧w(10)；在沒(méi)有泵送的情況下，將第二流體輸送到蒸餾器(11)，以產(chǎn)生天然氣液流(12)和富含甲烷的流體(13)，蒸餾器的工作壓力被如此設(shè)置以至于富含甲烷的流體在2到6巴范圍內(nèi)壓力下從蒸餾器排出。
文檔編號(hào)F17C9/04GK1922456SQ200480037786
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者D·A·哈伍德, M·J·溫斯坦利 申請(qǐng)人:英國(guó)石油勘探運(yùn)作有限公司