專利名稱：液化天然氣與烴氣體處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將乙烷和重?zé)N或丙烷和重?zé)N與液化天然氣(下文稱LNG)分離的工藝， 該工藝結(jié)合了含烴氣體的分離，以提供易揮發(fā)性富含甲烷的氣體流和揮發(fā)性較小的天然氣液體(NGL)或液化石油氣(LPG)流。
背景技術(shù)：
作為對(duì)管道輸送的替代方案，有時(shí)將偏遠(yuǎn)位置處的天然氣液化并在特殊的LNG罐中運(yùn)輸?shù)竭m當(dāng)?shù)腖NG接收和儲(chǔ)存終點(diǎn)。然后可將LNG重新氣化并以與天然氣相同的方式作為氣態(tài)燃料使用。雖然LNG的主要部分通常是甲烷，即，甲烷構(gòu)成LNG的至少50摩爾％，但 LNG還含有相對(duì)較少量的重?zé)N，如乙烷、丙烷、丁烷等，以及氮。往往有必要將部分或全部的重?zé)N與LNG中的甲烷分離，以使得由LNG氣化所得到的氣態(tài)燃料符合管道的熱值規(guī)格。此外，往往還可取的是，將重?zé)N與甲烷和乙烷分離，因?yàn)檫@些烴作為液體產(chǎn)品的價(jià)值(作為例子，用作石化原料)比其作為燃料的價(jià)值高。雖然有許多工藝可用于從LNG中分離乙烷和/或丙烷及重?zé)N，但這些工藝往往必須在高回收率、低效用成本和工藝簡(jiǎn)單性(以及因此資金投入低)之間進(jìn)行折衷。美國(guó)專利2，952，984 ；3, 837, 172 ；5, 114，451 ；和7，155，931描述了相關(guān)的LNG工藝，該工藝能夠進(jìn)行乙烷或丙烷的回收，同時(shí)產(chǎn)生貧LNG蒸氣流，此后該蒸氣流被壓縮以輸出壓力進(jìn)入氣體分配網(wǎng)絡(luò)。然而，如果改為將貧LNG生產(chǎn)成能夠被泵(而不是壓縮)至氣體分配網(wǎng)絡(luò)的輸出壓力的液體流，隨后使用低級(jí)別的外部熱源或其它裝置氣化貧LNG，則較低的效用成本是可能的。美國(guó)專利 6，604，380 ；6，907，752 ；6，941，771 ；7，069，743 ；和 7，216，507 以及共同待決的申請(qǐng)11/749，268和12/060，362，上面的這些描述了這樣的工藝。經(jīng)濟(jì)和物流往往要求LNG接收終點(diǎn)的位置靠近將重新氣化的LNG輸送給消費(fèi)者的天然氣輸送管線。在許多情況下，這些地區(qū)也有用于處理在該地區(qū)產(chǎn)出的天然氣以回收含在天然氣中的重?zé)N的設(shè)備。分離這些重?zé)N的有效工藝包括基于氣體的冷卻和冷凍、油的吸收和冷凍油吸收的那些工藝。另外，由于產(chǎn)生電力的經(jīng)濟(jì)型設(shè)備的可用性以及能夠同時(shí)進(jìn)行膨脹和從正被處理的氣體中提取熱的原因，低溫工藝已經(jīng)變得很普及。根據(jù)氣體源的壓力、氣體的富度(乙烷、乙烯和重?zé)N的含量)和所需的終端產(chǎn)品情況，可以采用這些工藝中的每一種或它們的組合工藝。低溫膨脹工藝現(xiàn)在通常優(yōu)選用于天然氣液體回收，因?yàn)樗商峁┳畲蟪潭鹊暮?jiǎn)單性，容易啟動(dòng)，操作靈活，效率良好，安全且可靠性良好。美國(guó)專利3，292, 380 ；4, 061，481
；4，185，978 ；4，251，249 ；4，278，457 4，690，702 ；4，854，955 ；4，869，740 5，568，737 ；5，771，712 ；5，799，507 ；6，578，379 ；6，712，880 ；6，915，662 7，219，513 ；再頒布的美國(guó)專利33，408 ；以及共同待決的申請(qǐng)11/430,412 11/971,491 ；和12/206，230描述了相關(guān)的工藝(雖然本發(fā)明的描述是基于與所引用的美國(guó)
4，140，5044，157，9044，171,9644，617，0394，687，4994，689，0635，275，0055，555，7485，566，5545，890，3785，983，6646，182，469
4，519，8244，889，5455，881，5697,191，61711/839,,693專利中所述不同的處理?xiàng)l件)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通常涉及從這種LNG和氣體流中綜合回收丙烯、丙烷和重?zé)N。本發(fā)明采用新穎的工藝布局將LNG流的加熱與氣體流的冷卻相結(jié)合，從而避免了需要使用單獨(dú)的汽化器，并且避免了需要進(jìn)行外部制冷，使得能夠回收高的C3組分，同時(shí)可保持處理設(shè)備簡(jiǎn)單且資金投入低。進(jìn)一步地，本發(fā)明減少了處理LNG和氣體流所需的設(shè)施(電力和熱)，導(dǎo)致操作成本低于其它工藝，并且還顯著地降低了資本投入。迄今為止，受讓人的共同待決的申請(qǐng)12/060，362可用于在處理LNG的設(shè)備中回收C3組分和重?zé)N組分，而受讓人的美國(guó)專利5，799，507已被用于在處理天然氣的設(shè)備中回收C3組分和重?zé)N組分。意外的是，申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使受讓人的共同待決的申請(qǐng) 12/060, 362的某些特征與受讓人的美國(guó)專利5，799，507的某些特征相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)非常高的C3組分回收水平，而使用的能量比分別處理LNG和天然氣的單獨(dú)設(shè)備所需的能量少。對(duì)根據(jù)本發(fā)明要處理的LNG流進(jìn)行典型的分析，按近似的摩爾百分比計(jì)為92. 2% 的甲烷、6. 0 %的乙烷及其它C2組分、1. 1 %的丙烷及其它C3組分，加上微量的丁烷，余者由氮構(gòu)成。對(duì)根據(jù)本發(fā)明要處理的氣體流進(jìn)行典型的分析，按近似的摩爾百分比計(jì)為80. 1% 的甲烷、9. 5%的乙烷及其它C2組分、5. 6%的丙烷及其它C3組分、1. 3%的異丁烷、1. 的正丁烷，加上.8%的戊烷，余者由氮和二氧化碳構(gòu)成。有時(shí)也存在含硫氣體。


為了更好地理解本發(fā)明，參考以下的實(shí)施例和附圖。參考附圖圖1是使用LNG提供其制冷的基礎(chǔ)方案的天然氣處理設(shè)備的流程圖；圖2是分別根據(jù)共同待決的申請(qǐng)12/060，362和美國(guó)專利5，799，507的基礎(chǔ)方案的LNG和天然氣處理設(shè)備的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的LNG和天然氣處理設(shè)備的流程圖；以及圖4至8是示出本發(fā)明應(yīng)用于LNG和天然氣流的替代方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式提供圖1和2以定量說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。在以下對(duì)上述附圖的說(shuō)明中，提供了匯總對(duì)典型處理?xiàng)l件計(jì)算的流速的表格。在本文中出現(xiàn)的表中，為方便起見(jiàn)，流速(摩爾/小時(shí))的值已經(jīng)被四舍五入到最近的整數(shù)。 表中所示的總的料流速度包括了所有的非烴組分，因此通常大于烴組分的料流流速之和。 所示的溫度為四舍五入到最近度數(shù)的近似值。還應(yīng)該指出的是，為比較附圖中所描述的工藝的目的而進(jìn)行的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算是基于這樣的假設(shè)，沒(méi)有從周圍環(huán)境到工藝(或者從工藝到周圍環(huán)境)的熱泄漏。從市售的隔熱材料的質(zhì)量來(lái)看，這是非常合理的假設(shè)，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常能夠作出這種假設(shè)。為了方便起見(jiàn)，按傳統(tǒng)的英式單位和國(guó)際單位制(Si)兩者記錄工藝參數(shù)。表中給出的摩爾流速可被解釋為磅摩爾/小時(shí)或千克摩爾/小時(shí)。記錄為馬力(HP)和/或千英熱單位/小時(shí)(MBTU/Hr)的能量消耗對(duì)應(yīng)于以磅摩爾/小時(shí)表示的指定摩爾流速。記錄為千瓦(kW)的能量消耗對(duì)應(yīng)于以千克摩爾/小時(shí)表示的指定摩爾流速。圖1是顯示使用LNG流提供致冷以從天然氣中回收C3+組分的處理設(shè)備設(shè)計(jì)的流程圖。在圖1工藝的模擬中，入口氣體在126 0F [520C ]和600psia[4，137kPa(a)]下作為料流31進(jìn)入所述設(shè)備。如果入口氣體含有的硫化合物濃度會(huì)妨礙產(chǎn)物流符合規(guī)格要求，則通過(guò)對(duì)進(jìn)料氣進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理脫除硫化合物(未示出)。此外，通常對(duì)進(jìn)料流脫水以防止在低溫條件下形成水合物(冰)。固體干燥劑通常被用于此目的。入口氣體流31在熱交換器12中通過(guò)與-173 °F [-114 °C ]的部分變暖的 LNG的一部分(料流72a)和冷殘余蒸氣流38進(jìn)行熱交換而被冷卻。冷卻的料流31a 在-76 0F [-600C ]和584pSia[4，027kPa(a)]下進(jìn)入分離器13，蒸氣(料流34)在此與冷凝的液體(料流3 分離。通過(guò)適當(dāng)?shù)呐蛎浹b置(如膨脹閥17)將液體流35快速膨脹到分餾塔20的操作壓力(大約450pSia[3，101kPa(a)])。離開(kāi)膨脹閥17的膨脹料流3 達(dá)到-88 T [-670C ]的溫度，并在第一中間柱進(jìn)料點(diǎn)被供給至分餾塔20。來(lái)自分離器13的蒸氣(料流34)進(jìn)入做功膨脹機(jī)10，在其中由這部分高壓進(jìn)料獲得機(jī)械能。所述機(jī)器10將蒸氣基本上等熵地膨脹到塔操作壓力，通過(guò)做功膨脹將膨脹料流 3 冷卻到大約-96下[-71°C]的溫度。典型的市售膨脹機(jī)能夠取得理論上可從理想的等熵膨脹中獲得的功的大概80-88%。取得的功往往用于驅(qū)動(dòng)離心壓縮機(jī)(如物件11)，所述離心壓縮機(jī)例如可用于再壓縮受熱的殘余蒸氣(料流38a)。膨脹料流；Ma在第二中間柱進(jìn)料點(diǎn)被供給至分餾塔20。塔20中的脫乙烷裝置為常規(guī)的蒸餾柱，其包括有多個(gè)豎直隔開(kāi)的塔板、一個(gè)或多個(gè)填充床或塔板與填料的某種組合，以提供下落的液體與上升的蒸氣之間的必要接觸。所述柱還包括一個(gè)或多個(gè)再沸器(如再沸器19)，其加熱沿柱向下流的一部分液體并使之氣化以提供汽提蒸氣，所述汽提蒸氣沿柱向上流以汽提甲烷、C2組分和較輕組分的液體產(chǎn)物流41。根據(jù)在底部產(chǎn)物中乙烷與丙烷的摩爾比為0.020 1的典型規(guī)范，液體產(chǎn)物流41以 210 0F [990C ]離開(kāi)塔底。 塔頂蒸餾流43以-87 T [-660C ]從分餾塔20的上部分抽出，分成料流44和47 兩個(gè)部分。第一部分(料流44)流向回流冷凝器23，在該處被冷卻到-237下[_149°C]，并通過(guò)與冷LNG (料流71a)的一部分(料流7 進(jìn)行熱交換而被完全冷凝。冷凝的料流44a 進(jìn)入回流分離器M，其中冷凝的液體(料流46)與任何未冷凝的蒸氣(料流4 分離。來(lái)自回流分離器M的液體流46由回流泵25泵到略高于脫乙烷裝置20的操作壓力的壓力， 然后料流46a作為冷頂部柱進(jìn)料(回流)供給至脫乙烷裝置20。這一冷回流液體吸收并冷凝在脫乙烷裝置20的上部分中上升的蒸氣中的C3組分和重?zé)N組分。塔頂蒸氣流43的第二部分(料流47)與來(lái)自回流分離器M的任何未冷凝的蒸氣 (料流45)合并形成-88下[_67°C]的冷殘余蒸氣流38。殘余蒸氣流38與入口氣體逆向地通過(guò)熱交換器12，在該處被加熱到-5下[-21°C](料流38a)。然后分兩個(gè)階段再壓縮殘余蒸氣流。第一階段為由膨脹機(jī)10驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11。第二階段由將料流38b壓縮到銷售管線壓力(料流38c)的補(bǔ)充動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)21。在排放冷卻器22中冷卻到126下[52°C ] 后，料流38d與溫?zé)岬腖NG流71b合并，形成殘余氣體產(chǎn)物(料流42)。殘余氣體流42以足以滿足管線要求的U62psia[8，701kPa(a)]流向銷售氣管道。來(lái)自LNG罐50的LNG (料流71)在-251°F [_157°C ]下進(jìn)入泵51。泵51充分地提高LNG的壓力，使其能夠流過(guò)熱交換器，并由此到達(dá)銷售氣管道。料流71a在-242 T [_152°C ] 和1364pSia[9，404kPa(a)]下離開(kāi)泵51，并被分成料流72和73兩個(gè)部分。第一部分(料流72)如先前所述在回流冷凝器23中被加熱到-173 °F [_114°C ]，同時(shí)它向來(lái)自分餾塔20 的塔頂蒸氣流43的部分(料流44)提供冷卻，并在熱交換器12中達(dá)到46下[8°C ]，同時(shí)對(duì)入口氣體提供冷卻。利用低級(jí)別的公共熱量(utility heat)，第二部分(料流7 在熱交換器53中被加熱到40下[4°C ] 0受熱料流72b和73a合并形成溫?zé)岬腖NG流71b，其此后與殘余蒸氣流38d合并形成殘余氣體流42，如先前所述。下表中給出了圖1中所示工藝的料流流速和能量消耗的匯總表 I(圖 1)料流流動(dòng)匯總-磅摩爾/小時(shí)[千克摩爾/小時(shí)]
權(quán)利要求
1.一種工藝，用于將含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的液化天然氣和含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的氣體流分離成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的揮發(fā)性殘余氣體餾分和含有所述重?zé)N組分的主要部分的揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分，其中(a)充分加熱所述液化天然氣以使之氣化，從而形成蒸氣流；(b)將所述蒸氣流膨脹到較低壓力，并此后在第一中間柱進(jìn)料位置供給至蒸餾柱；(c)將所述氣體流膨脹到所述較低壓力、冷卻并此后在第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(d)從所述膨脹的蒸氣流和所述膨脹的冷卻氣體流以下的所述蒸餾柱的一區(qū)域中抽出蒸餾蒸氣流，然后充分冷卻所述蒸餾蒸氣流以至少部分地將其冷凝，從而形成冷凝料流和含有任何剩余蒸氣的料流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(e)將所述冷凝料流的至少一部分作為回流料流在頂部柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(f)從所述蒸餾柱的上部區(qū)域中抽出塔頂蒸氣流并分流成至少第一部分和第二部分， 然后將所述第二部分壓縮到較高壓力；(g)充分冷卻所述壓縮的第二部分以至少部分地將其冷凝，并從而形成揮發(fā)性液體流， 其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(h)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述膨脹氣體流的所述冷卻的至少一部分；(i)加熱所述第一部分，其中所述加熱提供所述蒸餾蒸氣流的所述冷卻的至少一部分；(j)將所述氣化的揮發(fā)性液體流、所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的所述揮發(fā)性殘余氣體餾分；以及(k)使所述回流料流的量和溫度以及對(duì)所述蒸餾柱的所述進(jìn)料的溫度有效地將所述蒸餾柱的塔頂溫度保持在一溫度下，由此通過(guò)在所述蒸餾柱中進(jìn)行分餾而在所述揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分中回收所述重?zé)N組分的主要部分。
2.一種工藝，用于將含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的液化天然氣和含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的氣體流分離成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的揮發(fā)性殘余氣體餾分和含有所述重?zé)N組分的主要部分的揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分，其中(a)充分加熱所述液化天然氣以部分地使之氣化；(b)分離所述部分氣化的液化天然氣，從而得到蒸氣流和液體流；(c)將所述蒸氣流膨脹到較低壓力，并此后在第一中間柱進(jìn)料位置供給至蒸餾柱；(d)將所述液體流膨脹到所述較低壓力，并此后在下部中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(e)將所述氣體流膨脹到所述較低壓力、冷卻并此后在第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(f)從所述膨脹的蒸氣流和所述膨脹的冷卻氣體流以下的所述蒸餾柱的一區(qū)域中抽出蒸餾蒸氣流，然后充分冷卻所述蒸餾蒸氣流以至少部分地將其冷凝，從而形成冷凝料流和含有任何剩余蒸氣的料流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(g)將所述冷凝料流的至少一部分作為回流料流在頂部柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(h)從所述蒸餾柱的上部區(qū)域中抽出塔頂蒸氣流并分流成至少第一部分和第二部分， 然后將所述第二部分壓縮到較高壓力；(i)充分冷卻所述壓縮的第二部分以至少部分地將其冷凝，并從而形成揮發(fā)性液體流， 其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(j)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述膨脹氣體流的所述冷卻的至少一部分；(k)加熱所述第一部分，其中所述加熱提供所述蒸餾蒸氣流的所述冷卻的至少一部分；(1)將所述氣化的揮發(fā)性液體流、所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的所述揮發(fā)性殘余氣體餾分；以及(m)使所述回流料流的量和溫度以及對(duì)所述蒸餾柱的所述進(jìn)料的溫度有效地將所述蒸餾柱的塔頂溫度保持在一溫度下，由此通過(guò)在所述蒸餾柱中進(jìn)行分餾而在所述揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分中回收所述重?zé)N組分的主要部分。
3. —種工藝，用于將含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的液化天然氣和含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的氣體流分離成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的揮發(fā)性殘余氣體餾分和含有所述重?zé)N組分的主要部分的揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分，其中(a)充分加熱所述液化天然氣以將其氣化，從而形成第一蒸氣流；(b)將所述第一蒸氣流膨脹到較低壓力，并此后在第一中間柱進(jìn)料位置供給至蒸餾柱；(c)將所述氣體流膨脹到所述較低壓力，并此后充分冷卻以將其部分地冷凝；(d)分離所述部分冷凝的氣體流，從而得到第二蒸氣流和液體流；(e)將所述第二蒸氣流在第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(f)加熱所述液體流，此后在下部中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(g)從所述膨脹的第一蒸氣流和所述第二蒸氣流以下的所述蒸餾柱的一區(qū)域中抽出蒸餾蒸氣流，然后充分冷卻所述蒸餾蒸氣流以至少部分地將其冷凝，從而形成冷凝料流和含有任何剩余蒸氣的料流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(h)將所述冷凝料流的至少一部分作為回流料流在頂部柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(i)從所述蒸餾柱的上部區(qū)域中抽出塔頂蒸氣流并分流成至少第一部分和第二部分， 然后將所述第二部分壓縮到較高壓力；(j)充分冷卻所述壓縮的第二部分以至少部分地將其冷凝，并從而形成揮發(fā)性液體流， 其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(k)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述膨脹氣體流的所述冷卻的至少一部分；(1)加熱所述第一部分，其中所述加熱提供所述蒸餾蒸氣流的所述冷卻的至少一部分；(m)將所述氣化的揮發(fā)性液體流、所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的所述揮發(fā)性殘余氣體餾分；以及(η)使所述回流料流的量和溫度以及對(duì)所述蒸餾柱的所述進(jìn)料的溫度有效地將所述蒸餾柱的塔頂溫度保持在一溫度下，由此通過(guò)在所述蒸餾柱中進(jìn)行分餾而在所述揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分中回收所述重?zé)N組分的主要部分。
4.一種工藝，用于將含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的液化天然氣和含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的氣體流分離成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的揮發(fā)性殘余氣體餾分和含有所述重?zé)N組分的主要部分的揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分，其中(a)充分加熱所述液化天然氣以部分地使之氣化；(b)分離所述部分氣化的液化天然氣，從而得到第一蒸氣流和第一液體流；(c)將所述第一蒸氣流膨脹到較低壓力，并此后在第一中間柱進(jìn)料位置供給至蒸餾柱；(d)將所述第一液體流膨脹到所述較低壓力并此后在第一下部中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(e)將所述氣體流膨脹到所述較低壓力，并此后充分冷卻以將其部分地冷凝；(f)分離所述部分冷凝的氣體流，從而得到第二蒸氣流和第二液體流；(g)將所述第二蒸氣流在第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(h)加熱所述第二液體流，此后在第二下部中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(i)從所述膨脹的第一蒸氣流和所述第二蒸氣流以下的所述蒸餾柱的一區(qū)域中抽出蒸餾蒸氣流，然后充分冷卻所述蒸餾蒸氣流以至少部分地將其冷凝，從而形成冷凝料流和含有任何剩余蒸氣的料流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(j)將所述冷凝料流的至少一部分作為回流料流在頂部柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(k)從所述蒸餾柱的上部區(qū)域中抽出塔頂蒸氣流并分流成至少第一部分和第二部分， 然后將所述第二部分壓縮到較高壓力；(1)充分冷卻所述壓縮的第二部分以至少部分地將其冷凝，并從而形成揮發(fā)性液體流， 其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(m)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述膨脹氣體流的所述冷卻的至少一部分；(η)加熱所述第一部分，其中所述加熱提供所述蒸餾蒸氣流的所述冷卻的至少一部分；(ο)將所述氣化的揮發(fā)性液體流、所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的所述揮發(fā)性殘余氣體餾分；以及(P)使所述回流料流的量和溫度以及對(duì)所述蒸餾柱的所述進(jìn)料的溫度有效地將所述蒸餾柱的塔頂溫度保持在一溫度下，由此通過(guò)在所述蒸餾柱中進(jìn)行分餾而在所述揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分中回收所述重?zé)N組分的主要部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工藝，其中(a)將所述氣體流冷卻、膨脹到所述較低壓力并此后在所述第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(b)從所述膨脹的蒸氣流和所述冷卻的膨脹氣體流以下的所述蒸餾柱的一區(qū)域中抽出所述蒸餾蒸氣流；以及(C)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述氣體流的所述冷卻的至少一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其中(a)充分冷卻所述氣體流以將其部分地冷凝；從而形成所述第二蒸氣流和所述液體流；(b)將所述第二蒸氣流膨脹到所述較低壓力并此后在所述第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(c)將所述液體流膨脹到所述較低壓力、加熱并此后在所述下部中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(d)從所述膨脹的第一蒸氣流和所述膨脹的第二蒸氣流以下的所述蒸餾柱的一區(qū)域中抽出所述蒸餾蒸氣流；以及(e)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述氣體流的所述冷卻的至少一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其中(a)充分冷卻所述氣體流以將其部分地冷凝；從而形成所述第二蒸氣流和所述第二液體流；(b)將所述第二蒸氣流膨脹到所述較低壓力并此后在所述第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(c)將所述第二液體流膨脹到所述較低壓力、加熱并此后在所述第二下部中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(d)從所述膨脹的第一蒸氣流和所述膨脹的第二蒸氣流以下的所述蒸餾柱的一區(qū)域中抽出所述蒸餾蒸氣流；以及(e)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述氣體流的所述冷卻的至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的工藝，其中(a)將所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成殘余蒸氣流；以及(b)將所述殘余蒸氣流壓縮到較高壓力，并此后與所述氣化的揮發(fā)性液體流合并以形成所述揮發(fā)性殘余氣體餾分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、6或7所述的工藝，其中(a)將所述冷凝料流分流成至少第一回流料流和第二回流料流；(b)將所述第一回流料流在所述頂部進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；以及(c)將所述第二回流料流在位于與抽出所述蒸餾蒸氣流處基本上相同的區(qū)域中的中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其中(a)將所述冷凝料流分流成至少第一回流料流和第二回流料流；(b)將所述第一回流料流在所述頂部進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；以及(c)將所述第二回流料流在位于與抽出所述蒸餾蒸氣流處基本上相同的區(qū)域中的中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工藝，其中(a)將所述冷凝料流分流成至少第一回流料流和第二回流料流；(b)將所述第一回流料流在所述頂部進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；以及(C)將所述第二回流料流在位于與抽出所述蒸餾蒸氣流處基本上相同的區(qū)域中的中間柱進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、6或7所述的工藝，其中在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以上的位置處從所述蒸餾柱中抽出蒸餾液體流，然后加熱所述蒸餾液體流，并此后在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以下的位置處將所述受熱的蒸餾液體流重新導(dǎo)入所述蒸餾柱。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其中在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以上的位置處從所述蒸餾柱中抽出蒸餾液體流，然后加熱所述蒸餾液體流，并此后在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以下的位置處將所述受熱的蒸餾液體流重新導(dǎo)入所述蒸餾柱。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工藝，其中在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以上的位置處從所述蒸餾柱中抽出蒸餾液體流，然后加熱所述蒸餾液體流，并此后在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以下的位置處將所述受熱的蒸餾液體流重新導(dǎo)入所述蒸餾柱。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝，其中在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以上的位置處從所述蒸餾柱中抽出蒸餾液體流，然后加熱所述蒸餾液體流，并此后在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以下的位置處將所述受熱的蒸餾液體流重新導(dǎo)入所述蒸餾柱。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工藝，其中在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以上的位置處從所述蒸餾柱中抽出蒸餾液體流，然后加熱所述蒸餾液體流，并此后在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以下的位置處將所述受熱的蒸餾液體流重新導(dǎo)入所述蒸餾柱。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的工藝，其中在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以上的位置處從所述蒸餾柱中抽出蒸餾液體流，然后加熱所述蒸餾液體流，并此后在抽出所述蒸餾蒸氣流的區(qū)域以下的位置處將所述受熱的蒸餾液體流重新導(dǎo)入所述蒸餾柱。
18.—種工藝，用于將含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的液化天然氣和含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的氣體流分離成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的揮發(fā)性殘余氣體餾分和含有所述重?zé)N組分的主要部分的揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分，其中(a)充分加熱所述液化天然氣以使之氣化，從而形成蒸氣流；(b)將所述蒸氣流膨脹到較低壓力，并此后在第一下部進(jìn)料位置供給至產(chǎn)生塔頂蒸氣流和底部液體流的吸收柱；(c)將所述氣體流膨脹到所述較低壓力、冷卻并此后在第二下部進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(d)將所述底部液體流在頂部柱進(jìn)料位置供給至汽提柱；(e)從所述汽提柱的上部區(qū)域中抽出蒸餾蒸氣流，然后充分冷卻所述蒸餾蒸氣流以至少部分地將其冷凝，從而形成冷凝料流和含有任何剩余的蒸氣的料流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(f)將所述冷凝料流的至少一部分作為回流料流在頂部柱進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(g)將所述塔頂蒸氣流分流成至少第一部分和第二部分，然后將所述第二部分壓縮到較高壓力；(h)充分冷卻所述壓縮的第二部分以至少部分地將其冷凝，并從而形成揮發(fā)性液體流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(i)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述膨脹氣體流的所述冷卻的至少一部分；(j)加熱所述第一部分，其中所述加熱提供所述蒸餾蒸氣流的所述冷卻的至少一部分；(k)將所述氣化的揮發(fā)性液體流、所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的所述揮發(fā)性殘余氣體餾分；以及(1)使所述回流料流的量和溫度以及對(duì)所述吸收柱和所述汽提柱的所述進(jìn)料的溫度有效地將所述吸收柱和所述汽提柱的塔頂溫度保持在某些溫度下，由此通過(guò)在所述吸收柱和所述汽提柱中進(jìn)行分餾而在所述揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分中回收所述重?zé)N組分的主要部分。
19. 一種工藝，用于將含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的液化天然氣和含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的氣體流分離成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的揮發(fā)性殘余氣體餾分和含有所述重?zé)N組分的主要部分的揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分，其中(a)充分加熱所述液化天然氣以部分地使之氣化；(b)分離所述部分氣化的液化天然氣，從而得到蒸氣流和液體流；(c)將所述蒸氣流膨脹到較低壓力，并此后在第一下部進(jìn)料位置供給至產(chǎn)生塔頂蒸氣流和底部液體流的吸收柱；(d)將所述氣體流膨脹到所述較低壓力、冷卻并此后在第二下部進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(e)將所述底部液體流在頂部柱進(jìn)料位置供給至汽提柱；(f)將所述液體流膨脹到所述較低壓力并此后在中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；(g)從所述汽提柱的上部區(qū)域中抽出蒸餾蒸氣流，然后充分冷卻所述蒸餾蒸氣流以至少部分地將其冷凝，從而形成冷凝料流和含有任何剩余的蒸氣的料流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(h)將所述冷凝料流的至少一部分作為回流料流在頂部柱進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(i)將所述塔頂蒸氣流分流成至少第一部分和第二部分，然后將所述第二部分壓縮到較高壓力；(j)充分冷卻所述壓縮的第二部分以至少部分地將其冷凝，并從而形成揮發(fā)性液體流， 其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(k)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述膨脹氣體流的所述冷卻的至少一部分；(1)加熱所述第一部分，其中所述加熱提供所述蒸餾蒸氣流的所述冷卻的至少一部分；(m)將所述氣化的揮發(fā)性液體流、所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的所述揮發(fā)性殘余氣體餾分；以及(η)使所述回流料流的量和溫度以及對(duì)所述吸收柱和所述汽提柱的所述進(jìn)料的溫度有效地將所述吸收柱和所述汽提柱的塔頂溫度保持在某些溫度下，由此通過(guò)在所述吸收柱和所述汽提柱中進(jìn)行分餾而在所述揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分中回收所述重?zé)N組分的主要部分。
20.一種工藝，用于將含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的液化天然氣和含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的氣體流分離成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的揮發(fā)性殘余氣體餾分和含有所述重?zé)N組分的主要部分的揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分，其中(a)充分加熱所述液化天然氣以將其氣化，從而形成第一蒸氣流；(b)將所述第一蒸氣流膨脹到較低壓力，并此后在第一下部進(jìn)料位置供給至產(chǎn)生塔頂蒸氣流和底部液體流的吸收柱；(c)將所述氣體流膨脹到所述較低壓力，并此后充分冷卻以將其部分地冷凝；(d)分離所述部分冷凝的氣體流，從而得到第二蒸氣流和液體流；(e)將所述第二蒸氣流在第二下部進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(f)將所述底部液體流在頂部柱進(jìn)料位置供給至汽提柱；(g)加熱所述液體流，并此后在中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；(h)從所述汽提柱的上部區(qū)域中抽出蒸餾蒸氣流，然后充分冷卻所述蒸餾蒸氣流以至少部分地將其冷凝，從而形成冷凝料流和含有任何剩余的蒸氣的料流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(i)將所述冷凝料流的至少一部分作為回流料流在頂部柱進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(j)將所述塔頂蒸氣流分流成至少第一部分和第二部分，然后將所述第二部分壓縮到較高壓力；(k)充分冷卻所述壓縮的第二部分以至少部分地將其冷凝，并從而形成揮發(fā)性液體流， 其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(1)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述膨脹氣體流的所述冷卻的至少一部分；(m)加熱所述第一部分，其中所述加熱提供所述蒸餾蒸氣流的所述冷卻的至少一部分；(η)將所述氣化的揮發(fā)性液體流、所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的所述揮發(fā)性殘余氣體餾分；以及(ο)使所述回流料流的量和溫度以及對(duì)所述吸收柱和所述汽提柱的所述進(jìn)料的溫度有效地將所述吸收柱和所述汽提柱的塔頂溫度保持在某些溫度下，由此通過(guò)在所述吸收柱和所述汽提柱中進(jìn)行分餾而在所述揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分中回收所述重?zé)N組分的主要部分。
21.一種工藝，用于將含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的液化天然氣和含有甲烷、C2組分和重?zé)N組分的氣體流分離成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的揮發(fā)性殘余氣體餾分和含有所述重?zé)N組分的主要部分的揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分，其中(a)充分加熱所述液化天然氣以部分地使之氣化；(b)分離所述部分氣化的液化天然氣，從而得到第一蒸氣流和第一液體流；(c)將所述第一蒸氣流膨脹到較低壓力，并此后在第一下部進(jìn)料位置供給至產(chǎn)生塔頂蒸氣流和底部液體流的吸收柱；(d)將所述氣體流膨脹到所述較低壓力，并此后充分冷卻以將其部分地冷凝；(e)分離所述部分冷凝的氣體流，從而得到第二蒸氣流和第二液體流；(f)將所述第二蒸氣流在第二下部進(jìn)料位置供給至所述蒸餾柱；(g)將所述底部液體流在頂部柱進(jìn)料位置供給至汽提柱；(h)將所述第一液體流膨脹到所述較低壓力并此后在第一中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；(i)加熱所述第二液體流，并此后在第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；(j)從所述汽提柱的上部區(qū)域中抽出蒸餾蒸氣流，然后充分冷卻所述蒸餾蒸氣流以至少部分地將其冷凝，從而形成冷凝料流和含有任何剩余的蒸氣的料流，其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(k)將所述冷凝料流的至少一部分作為回流料流在頂部柱進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(1)將所述塔頂蒸氣流分流成至少第一部分和第二部分，然后將所述第二部分壓縮到較高壓力；(m)充分冷卻所述壓縮的第二部分以至少部分地將其冷凝，并從而形成揮發(fā)性液體流， 其中所述冷卻提供所述液化天然氣的所述加熱的至少一部分；(η)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述膨脹氣體流的所述冷卻的至少一部分；(ο)加熱所述第一部分，其中所述加熱提供所述蒸餾蒸氣流的所述冷卻的至少一部分；(P)將所述氣化的揮發(fā)性液體流、所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成含有所述甲烷和所述C2組分的主要部分的所述揮發(fā)性殘余氣體餾分；以及(q)使所述回流料流的量和溫度以及對(duì)所述吸收柱和所述汽提柱的所述進(jìn)料的溫度有效地將所述吸收柱和所述汽提柱的塔頂溫度保持在某些溫度下，由此通過(guò)在所述吸收柱和所述汽提柱中進(jìn)行分餾而在所述揮發(fā)性相對(duì)較小的液體餾分中回收所述重?zé)N組分的主要部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的工藝，其中(a)將所述氣體流冷卻、膨脹到所述較低壓力，并此后在所述第二下部進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；以及(b)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述氣體流的所述冷卻的至少一部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的工藝，其中(a)充分冷卻所述氣體流以將其部分地冷凝；從而形成所述第二蒸氣流和所述液體流；(b)將所述第二蒸氣流膨脹到所述較低壓力并此后在所述第二下部進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(c)將所述液體流膨脹到所述較低壓力、加熱并此后在所述中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；以及(d)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述氣體流的所述冷卻的至少一部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的工藝，其中(a)充分冷卻所述氣體流以將其部分地冷凝；從而形成所述第二蒸氣流和所述第二液體流；(b)將所述第二蒸氣流膨脹到所述較低壓力并此后在所述第二下部進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(c)將所述第二液體流膨脹到所述較低壓力、加熱并此后在所述第二中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；以及(d)充分加熱所述揮發(fā)性液體流以將其氣化，其中所述加熱提供所述氣體流的所述冷卻的至少一部分。
25.根據(jù)權(quán)利要求18,19,20或21所述的工藝，其中(a)將所述任何剩余的蒸氣流和所述受熱的第一部分合并以形成殘余蒸氣流；以及(b)將所述殘余蒸氣流壓縮到較高壓力，并此后與所述氣化的揮發(fā)性液體流合并以形成所述揮發(fā)性殘余氣體餾分。
26.根據(jù)權(quán)利要求18、19、20、21、23或?qū)λ龅墓に?，其?a)將所述冷凝料流分流成至少第一回流料流和第二回流料流；(b)將所述第一回流料流在所述頂部進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(c)將所述底部液體流在上部中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；以及(d)將所述第二回流料流在所述頂部柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的工藝，其中(a)將所述冷凝料流分流成至少第一回流料流和第二回流料流；(b)將所述第一回流料流在所述頂部進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(c)將所述底部液體流在上部中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；以及(d)將所述第二回流料流在所述頂部柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的工藝，其中(a)將所述冷凝料流分流成至少第一回流料流和第二回流料流；(b)將所述第一回流料流在所述頂部進(jìn)料位置供給至所述吸收柱；(c)將所述底部液體流在上部中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱；以及(d)將所述第二回流料流在所述頂部柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱。
29.根據(jù)權(quán)利要求18、19、20、21、23或?qū)λ龅墓に?，其中在將所述底部液體流在所述頂部柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱之前加熱所述底部液體流的至少一部分。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的工藝，其中在將所述底部液體流在所述頂部柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱之前加熱所述底部液體流的至少一部分。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的工藝，其中在將所述底部液體流在所述頂部柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱之前加熱所述底部液體流的至少一部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的工藝，其中在將所述底部液體流在所述上部中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱之前加熱所述底部液體流的至少一部分。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的工藝，其中在將所述底部液體流在所述上部中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱之前加熱所述底部液體流的至少一部分。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的工藝，其中在將所述底部液體流在所述上部中間柱進(jìn)料位置供給至所述汽提柱之前加熱所述底部液體流的至少一部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了從液化天然氣(LNG)流和烴氣體流中回收重?zé)N的方法。加熱LNG進(jìn)料流以使其至少部分氣化，然后使之膨脹并在第一中間柱進(jìn)料位置被供給至分餾柱。膨脹并冷卻氣體流，然后在第二中間柱進(jìn)料位置被供給至所述柱。從中間柱進(jìn)料位置以下的分餾柱中抽出蒸餾蒸氣流，并導(dǎo)引其與LNG進(jìn)料流產(chǎn)生熱交換關(guān)聯(lián)，隨著蒸餾蒸氣流對(duì)LNG進(jìn)料流提供至少部分的加熱而將其冷卻。充分冷卻蒸餾蒸氣流以冷凝其至少一部分，形成冷凝料流。將冷凝料流的至少一部分作為頂部進(jìn)料導(dǎo)至分餾柱。
文檔編號(hào)F25J3/00GK102428333SQ201080021145
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者H·M·哈德森, J·D·威爾金森, K·T·奎拉爾, T·L·馬丁內(nèi)斯 申請(qǐng)人:奧特洛夫工程有限公司