重質烴和ngl從天然氣的改進分離，與天然氣液化整合的制作方法
【專利摘要】本文描述了用于分餾和液化天然氣進料流的方法和系統。天然氣首先在洗滌塔中分餾。來自洗滌塔的塔頂蒸氣經冷卻、冷凝并分開以形成液化的第一塔頂物的第一流、第二流和至少一個其它流。液化的第一塔頂物的第一流作為回流流返回至洗滌塔。液化的第一塔頂物的第二流形成LNG產物。液化的第一塔頂物的其它流用來提供或產生脫甲烷塔的回流，所述脫甲烷塔用于分餾來自洗滌塔的底部液體。
【專利說明】重質輕和NGL從天然氣的改進分離，與天然氣液化整合
[000。 背景 本發(fā)明設及用于分饋和液化天然氣進料流的方法和系統。
[0002] 從天然氣中去除重質控化HC)，例如C6+控（具有6個或更多個碳原子的），然后通 常，天然氣的液化基本上是為了將運些成分在天然氣中的濃度降低至一定水平，其中運些 成分在主換熱器中不會發(fā)生凝析。C2-巧+控(具有2-5個或更多個碳原子的控)在本領域中 還稱為液化天然氣(NGL)，通常也從天然氣中分離出來，因為它們具有高的市場價值，且可 因此單獨銷售。此外，由于NCiL具有比甲燒更高的熱值，可能必需減少NCiL成分在天然氣中的 水平W便使LNG產物滿足規(guī)定的產品規(guī)格。當用于天然氣液化過程的制冷劑包含一種或多 種控致冷劑時，例如，特別地當使用乙燒和/或丙烷的級聯或混合致冷劑循環(huán)用于液化過程 時，還可期望使用分離的NCiL成分(例如乙燒或丙烷)作為致冷劑補充。傳統地，蒸饋塔已用 于該目的。
[0003] 圖1示意性地描繪了用于分饋和液化天然氣進料流的常規(guī)配置。天然氣進料流 101，已預處理W去除酸性氣體、水和隸，且還可任選地在一個或多個換熱器中已預冷卻，引 入至洗涂塔10,在其中分離為富甲燒的塔頂蒸氣和富含比甲燒更重的控的底部液體。從洗 涂塔的頂部取出塔頂蒸氣流202,和從洗涂塔的底部取出底部液體流103。
[0004] 塔頂蒸氣流202發(fā)送至繞管式主換熱器20的暖束22,其中所述流部分冷凝。然后從 暖束取出部分冷凝的流203并在相分離器28中分離為它的液體和蒸氣相W產生液體流120 和蒸氣流207。蒸氣流207發(fā)送至主換熱器的中束24,其中所述流進一步冷卻和液化，且所述 液化流204然后在主換熱器的冷束26中過冷，產生LNG產物流205 dLNG產物流205可閃蒸并發(fā) 送到LNG儲槽30中，蒸出氣體(BOG)或閃蒸氣體401由所述槽發(fā)送至燃料集管化eader)，經燃 燒或再循環(huán)(未顯示)至塔頂蒸氣流202,進料至主換熱器。液體流120作為回流流從相分離 器28返回至洗涂塔10的頂部，W便提供洗涂塔操作必需的回流。如果產生的回流的量大于 洗涂塔所需，一部分液體流120可與流207混合并發(fā)送到主換熱器的中束24。
[0005] 來自洗涂塔10的底部液體流103富含NCiL和皿C，經膨脹W使所述流部分蒸發(fā)，然后 發(fā)送到分饋單元的脫甲燒塔，所述流在其中經受進一步分饋/分離。在圖1說明的布置中，分 饋單元包含脫甲燒塔(本文也稱為DeCl塔），脫乙燒塔(本文也稱為DeC2塔），脫丙烷塔(本文 也稱為DeC3塔），和脫下燒塔(本文也稱為DeC4塔）。通常，運些塔包含多級W提高HHC和NGL 與甲燒和天然氣的較輕成分的分離。
[0006] 脫甲燒塔12將來自洗涂塔的底部液體103分離為富甲燒的塔頂蒸氣和富含比甲燒 更重的控的底部液體。塔頂蒸氣在塔頂冷凝器中部分地冷凝W產生返回至脫甲燒塔12的液 體回流流，其中剩余的蒸氣部分從脫甲燒塔取出作為塔頂蒸氣流104。底部液體的一部分在 再沸器中加熱W提供脫甲燒塔12的上升蒸汽(boil-up)，且底部液體的剩余部分取出作為 流105,膨脹W部分地汽化所述流，并發(fā)送到脫乙燒塔14。
[0007] 脫乙燒塔14進而將來自脫甲燒塔的底部液體105分離為富乙燒的塔頂蒸氣和富含 比乙燒更重的控的底部液體。塔頂蒸氣在塔頂冷凝器中冷凝，冷凝的塔頂物的一部分作為 回流流返回至脫乙燒塔14,和剩余部分取出作為富乙燒的液化塔頂物流106。底部液體的一 部分在再沸器中加熱W提供脫乙燒塔14的上升蒸汽，且底部液體的剩余部分取出作為流 107,膨脹并發(fā)送到脫丙烷塔16。
[0008] 脫丙烷塔16,按與脫乙燒塔類似的方式操作，然后將來自脫乙燒塔的底部液體107 分離W提供富丙烷的液化的塔頂物流108和富含比丙烷更重的控的底部液體流109。同樣 地，脫下燒塔18,按與脫乙燒塔類似的方式操作，然后將來自脫丙烷塔的底部液體109分離 W提供富下燒的液化的塔頂物流108和富含比下燒更重的控的底部液體流111。
[0009] 來自塔06〔2、06〔3和06〔4的液化的塔頂物流106、108和110各自主要包含乙燒、丙 燒和下燒，且來自塔DeC4的底部液體111為富巧+(戊燒和更重的控）的流，運些NCiL流可如上 所述銷售或在適當時用作致冷劑補充。在一些情況下，一個或多個運些流的饋分還可再注 入至LNG產物流W將LNG產物流的熱值調節(jié)至最優(yōu)值。
[0010] 如上所述，塔DeCl、DeC2、DeC3和DeC4各自裝備有塔頂冷凝器，其通過將塔頂蒸氣 的至少一部分冷凝，從而提供返回至塔頂部的液體回流流，產生塔的回流。具有運些塔頂冷 凝器增加了安裝和維護系統的資本成本。然而，去除塔頂冷凝器將導致不需要的成分攜帶 至塔頂蒸氣流。冷凝器提高了分離效率，且在DeCl和DeC2塔中具有運種冷凝器尤其有利。所 需的冷回流流的溫度取決于天然氣流的組成。MiL含量越低，需要回流流越冷，W有效地將 所需的NCiL和HHC成分分離出至液體冷凝物流中。從DeCl和DeC2塔去除塔頂冷凝器將分別導 致乙燒和丙烷攜帶至來自DeCl和DeC2的塔頂蒸氣流中。運將導致乙燒隨DeCl塔頂物損失和 同樣地導致額外的丙烷存在于DeC2塔頂物中，因此對DeC2塔頂物中的乙燒的純度造成負面 影響（同樣地對它作為補充致冷劑的用途和/或作為商品的價值造成不利影響）。
[0011] 通常，丙烷用作致冷劑用于提供DeCl塔所用的塔頂冷凝器的冷負荷。特別地，運樣 的布置考慮用于使用丙烷預冷卻的混合致冷劑(C3MR)循環(huán)，和因此丙烷致冷在其中容易應 用的分饋和液化系統中。
[0012] US 2012/0090350A1描述了中天然氣液化設備中LNG產物的熱值控制系統和方法。 天然氣進料流，在初始預處理之后，引入到洗涂塔W將天然氣進料分離為貧巧+的塔頂蒸氣 和富C3+的底部液體。洗涂塔的回流部分地通過使用低壓力丙烷致冷的塔頂冷凝器提供。來 自洗涂塔的塔頂蒸氣流發(fā)送至液化設備用于液化，和底部液體流在NCiL分饋單元中分饋W 提供富C3的液體流和富C4+的液體流。
[0013] 118 6,662,589和1]5 2006/026035541描述了^下過程，其中天然氣進料流在初始 的預處理之后引入到洗涂塔W將天然氣進料分離為塔頂蒸氣和底部液體。從洗涂塔取出的 塔頂蒸氣流在主換熱器的暖區(qū)內冷卻和部分地冷凝，然后在相分離器中分離為液相，其返 回至洗涂塔的頂部作為液體回流流，和剩余的蒸氣相在主換熱器的冷區(qū)進一步冷卻和冷凝 W提供LNG產物。從洗涂塔取出的底部液體流在NCiL分饋單元(包含脫乙燒塔、脫丙烷塔和脫 下燒塔）中分饋W提供富C3、C4和巧+的液體流，和富Cl及C2的蒸氣流。富Cl及C2的蒸氣流在 主換熱器中冷凝W提供另外的LNG產物。
[0014] US 2008/0115532A1描述了在天然氣液化之前用于從天然氣流去除較重控成分的 洗涂塔的操作。用于洗涂塔的回流可由塔頂冷凝器的冷凝物和/或LNG流提供。
[0015] US 2008/0016910A1和US 2013/0061632A1描述了W下過程，其中預處理的天然氣 進料流引入到洗涂塔中W將天然氣進料分離為塔頂蒸氣和底部液體。從洗涂塔取出的塔頂 蒸氣流在主換熱器的暖區(qū)內冷卻和冷凝。然后，冷凝流分成兩個流，一個流作為液體回流流 返回至洗涂塔的頂部，和另一個在主換熱器的冷區(qū)內過冷W提供LNG產物流。從洗涂塔取出 的底部液體流在NGL分饋系統中分饋W提供C2、C3和C4產物流。
[0016] US 4,065,278、〔41059425和115 5,659，109描述了產生^^的過程，其中類似于1]5 6，662，589和US 2006/0260355A1中所述的過程，預處理的天然氣進料流在洗涂塔中分饋， 和通過在主換熱器內部分冷凝洗涂塔塔頂物并將分離的液相作為液體回流流返回至洗涂 塔來提供至洗涂塔的回流，剩余的蒸氣相的至少一部分進一步冷卻和冷凝W提供LNG產物。
[0017] US 4,445,917描述了產生LNG的過程，其中類似于2008/0016910A1 和US 2013/ 0061632A1中所述的過程，預處理的天然氣進料流在洗涂塔中分饋，洗涂塔塔頂物完全冷 凝，然后分開W提供LNG流和返回至洗涂塔頂部的液體回流流。
[001引US 5,956,971教導了產生LNG的過程，其中天然氣進料首先在具有受控冷凝區(qū)的 分饋塔中處理。
[0019] US 2007012071描述了產生LNG的過程和系統，其中預處理的天然氣進料在分饋塔 中分離為富甲燒的塔頂物和富C2+的底部液體。塔頂物流經冷凝，進一步冷卻，然后閃蒸W 產生LNG流和閃蒸氣體。閃蒸氣體在主換熱器中用作致冷劑。溫的閃蒸氣體的一部分然后再 壓縮，冷卻，冷凝并作為回流流引入到分饋塔的頂部。
[0020] US 5,588,308描述了從天然氣流去除NCiL的過程，其中天然氣進料部分地冷凝并 分離為液體和蒸氣相，蒸氣相提供天然氣產物，和液相引入到汽提塔中并在汽提塔內分饋 W提供NGL流。
[0021 ] US 2004/0200353A1描述了使用洗涂塔從天然氣進料中去除NCiL的過程，所述洗涂 塔的回流通過塔頂冷凝器提供。
[0022] 期望具有改進的方法和系統用于分饋和液化天然氣進料流。
[0023] 概要 根據本發(fā)明的第一方面，提供了分饋和液化天然氣進料流方法，所述方法包含： (a) 將所述天然氣進料流引入至洗涂塔，所述天然氣進料流在其中分離為富甲燒蒸氣 饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分在所述洗涂塔頂部收集作為第一塔 頂蒸氣，所述液體饋分在所述洗涂塔底部收集作為第一底部液體； (b) 從所述洗涂塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，并冷卻、冷凝和將所述流分開W形成 液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個 其它流； (C)將液化的第一塔頂物的所述第一流返回至所述洗涂塔，作為回流流引入到所述洗 涂塔的頂部，從而提供所述洗涂塔的回流； (d) 由液化的第一塔頂物的所述第二流形成液化天然氣(LNG)產物流； (e) 由所述洗涂塔的底部取出第一底部液體流，并將所述流引入至脫甲燒塔，所述第 一底部液體流在其中分離為富甲燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣 饋分在所述脫甲燒塔頂部收集作為第二塔頂蒸氣，所述液體饋分在所述脫甲燒塔底部收集 作為第二底部液體;和 (f) 通過W下向所述脫甲燒塔提供回流： (1)將液化的第一塔頂物的所述其它流之一作為回流流引入至所述脫甲燒塔的頂部； 和/或 (2)通過與液化的第一塔頂物的所述其它流之一間接換熱，冷凝所述第二塔頂蒸氣的 一部分W形成作為回流流再引入至所述脫甲燒塔的頂部的液化的第二塔頂物流。
[0024]根據本發(fā)明的第二方面，提供了用于分饋和液化天然氣進料流的系統，所述系統 包含： 洗涂塔，所述洗涂塔布置和操作用于接收所述天然氣進料流，并將所述流分離為富甲 燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分在所述洗涂塔頂部收集作為 第一塔頂蒸氣，所述液體饋分在所述洗涂塔底部收集作為第一底部液體； 管道組，一個或多個換熱器，和任選地一個或多個分離器，其布置和操作用于將第一塔 頂蒸氣流從所述洗涂塔的頂部取出并冷卻、冷凝和分開W形成液化的第一塔頂物的第一 流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流； 管道，其布置和操作用于將液化的第一塔頂物的所述第一流返回至所述洗涂塔，作為 回流流引入到所述洗涂塔的頂部，從而提供用于所述洗涂塔的回流； 管道，其布置和操作用于從所述系統中取出由液化的第一塔頂物的第二流形成的液化 天然氣(LNG)產物流； 脫甲燒塔，其布置和操作用于從所述洗涂塔的底部接收第一底部液體流，并將所述流 分離為富甲燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述富甲燒蒸氣饋分在所述脫 甲燒塔頂部收集作為第二塔頂蒸氣，所述富含比甲燒更重的控的液體饋分在所述脫甲燒塔 底部收集作為第二底部液體； 管道，其布置和操作用于從所述洗涂塔的底部取出第一底部液體流，并將所述流引入 至脫甲燒塔;和 W下之一或兩者： (1) 管道，其布置和操作用于將液化的第一塔頂物的所述其它流之一作為回流流引入 至所述脫甲燒塔的頂部，從而提供所述脫甲燒塔的回流； (2) 換熱器，其布置和操作用于通過與液化的第一塔頂物的所述其它流之一間接換 熱，將所述第二塔頂蒸氣的一部分冷凝形成液化的第二塔頂物流，其作為回流流再引入至 所述脫甲燒塔的頂部，從而提供所述脫甲燒塔的回流，W及布置和操作用于將液化的第一 塔頂物的所述其它流引入至所述換熱器的管道。
[00巧]附圖簡述 圖1為描繪對比的天然氣分饋和液化系統及方法的示意流程圖，不根據本發(fā)明。
[0026] 圖2為描繪根據本發(fā)明的實施方案的天然氣分饋和液化系統及方法的示意流程 圖。
[0027] 圖3為描繪根據本發(fā)明另一個實施方案的天然氣分饋和液化系統及方法的示意流 程圖。
[0028] 圖4為描繪根據本發(fā)明另一個實施方案的天然氣分饋和液化系統及方法的示意流 程圖。
[0029] 圖5為描繪根據本發(fā)明另一個實施方案的天然氣分饋和液化系統及方法的示意流 程圖。
[0030] 圖6為描繪根據本發(fā)明另一個實施方案的天然氣分饋和液化系統及方法的示意流 程圖。
[0031] 圖7為描繪根據本發(fā)明另一個實施方案的天然氣分饋和液化系統及方法的示意流 程圖。
[0032] 詳述 本發(fā)明提供了新的選項用于將回流/冷凝負荷提供至整合有天然氣液化的脫甲燒塔 中。
[0033] 更具體地，和如上所述，根據本發(fā)明的第一方面，提供了分饋和液化天然氣進料流 的方法，其中來自洗涂塔頂部的塔頂蒸氣冷卻、冷凝并分開W形成液化的第一塔頂物的第 一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。液化的第一塔 頂物的第一流再引入至洗涂塔W提供洗涂塔的回流，液化的第一塔頂物的第二流提供所需 的LNG產物，和液化的第一塔頂物的其它流用于提供或產生脫甲燒塔的回流。
[0034] 特別地，在優(yōu)選實施方案中，液化的第一塔頂物的其它流（即液化的洗涂塔塔頂物 的其它流)作為回流流引入至脫甲燒塔的頂部，從而提供所述塔的回流。
[0035] 與圖1描繪和上述的常規(guī)配置相比，運有利于允許去除用于脫甲燒塔的塔頂冷凝 器，從而顯著減少所述方法和系統的資金成本。
[0036] 此外，液化的第一塔頂物（即液化的洗涂塔塔頂)通常比經冷凝的塔頂物更冷，所 述冷凝的塔頂物可通過在丙烷冷卻的塔頂冷凝器中冷凝脫甲燒塔塔頂物產生。例如，可通 過使用丙烷蓋冷凝來自脫甲燒塔的塔頂物獲得的最低溫度回流流通常為約-31°C，而-40°C 或W下的回流流通常當即使僅部分地冷凝在主換熱器中的洗涂塔塔頂物或使用用于主換 熱器的致冷劑而獲得。因而，在脫甲燒塔中使用液化的第一塔頂物流作為回流流，而不是使 用丙烷冷卻的塔頂冷凝器使所述脫甲燒塔回流，通常改進在脫甲燒塔中甲燒與乙燒和更重 組分的分離，其進而提高在脫甲燒塔的底部液體中乙燒的回收率。
[0037] 在另一個實施方案中，脫甲燒塔的回流如下提供:通過與液化的第一塔頂物（即， 液化的洗涂塔塔頂物的其它流）的其它流間接換熱，使第二塔頂蒸氣的一部分（即，來自脫 甲燒塔的塔頂蒸氣)冷凝，W形成作為回流流再引入至脫甲燒塔頂部的液化的第二塔頂物 流。
[0038] 在本實施方案中，仍然需要專用的塔頂冷凝器用于脫甲燒塔，因此不能獲得通過 先前的實施方案獲得的資本成本節(jié)約。然而，本實施方案保留了通常使用更冷的流W產生 脫甲燒器的回流的益處，因為在本實施方案中脫甲燒塔仍然使用液化的洗涂塔塔頂物流W 提供用于使脫甲燒塔回流的冷卻負荷，而不是使用丙烷致冷劑W提供所述冷卻負荷。當丙 燒不是預冷卻致冷劑和可能不可用時，本實施方案也是有益的。因而，本實施方案仍然對在 脫甲燒塔中改進甲燒與乙燒和更重組分的分離提供益處。
[0039] 冠詞"一個"和"一種"，如本文所用和除非另有所述，當應用在本說明書和權利要 求描述的本發(fā)明的實施方案中的任何特征時是指一個或多個。"一個"和"一種"的使用并不 限制于是指單一特征，除非特別地表明運種限制。單數或復數名詞或名詞短語之前的冠詞 "該"表示特別指定的特征且可具有單數或復數的涵義，取決于使用該詞的上下文。
[0040] 如本文所用，術語"天然氣進料流"還包括包含合成和/或替代天然氣的流。天然氣 的主要成分為甲燒(其通常包含進料流的至少約85摩爾％，更通常至少約90摩爾％，和最通常 約95摩爾％)。天然氣進料流還含有較少量的其它較重的控，例如乙燒、丙烷、下燒、戊燒等。 粗天然氣的其它典型成分包括一種或多種成分，例如氮、氮、氨、二氧化碳和/或其它酸性氣 體，和隸。然而，根據本發(fā)明處理的天然氣進料流已經預處理，如果和根據需要W減少任何 (相對)高凝固點成分的水平，例如水分、酸性氣體和隸，減少至使得避免天然氣進料流引入 的洗涂塔內的凝固或其它操作問題所必須的水平。
[0041] 如本文所用，術語"富甲燒"是指包含甲燒作為它的主要成分的流、饋分或部分。所 述流、饋分或部分可特別地具有類似于或比天然氣進料流更高的甲燒濃度。因此，通常，所 述流、饋分或部分包含至少約85摩爾％，更通常至少約90摩爾%和最通常約95摩爾%或大于約 95摩爾％的甲燒。
[0042] 如本文所用，術語"比甲燒更重的控"是指具有比甲燒更低揮發(fā)度（即更高沸點）的 控。類似地，術語"比乙燒更重的控"是指具有比乙燒更低揮發(fā)度（即更高沸點）的控，術語 "比丙烷更重的控"是指具有比丙烷更低揮發(fā)度(即更高沸點）的控，等等。
[0043] 如本文所用，術語"富含比甲燒更重的焊'是指相對于天然氣進料流，富含比甲燒 更重的控的流、饋分或部分，和因此與天然氣進料流相比具有更高摩爾％的比甲燒更重的 控。類似地，術語"富乙燒"是指相對于天然氣進料流，富含乙燒的流、饋分或部分，等等。
[0044] 如本文所用，術語"間接換熱"是指在兩個流體之間的換熱，其中所述兩個流體通 過某種形式的物理障礙彼此保持分隔。
[0045] 在一個實施方案中，根據第一方面的步驟(b)包含由所述洗涂塔的頂部取出第一 塔頂蒸氣流，冷卻和部分地冷凝所述流，分離得到的液體和蒸氣相，分開所述分離的液相W 形成液化的第一塔頂物的第一流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流，和進一步冷卻和 冷凝所述分離的蒸氣相的至少一部分，W形成液化的第一塔頂物的第二流。優(yōu)選地，液化的 第一塔頂物的第二流然后過冷，然后形成LNG產物流。
[0046] 在另一個實施方案中，根據第一方面的方法的步驟(b)包含由所述洗涂塔的頂部 取出第一塔頂蒸氣流，冷卻和部分冷凝所述流，分離得到的液體和蒸氣相，由分離的液相的 至少一部分形成形成液化的第一塔頂物的第一流，進一步冷卻和冷凝所述分離的蒸氣相的 至少一部分，和分開得到的進一步冷卻和冷凝的流W形成液化的第一塔頂物的第二流和液 化的第一塔頂物的至少一個其它流。優(yōu)選地，液化的第一塔頂物的第二流然后過冷，然后形 成LNG產物流，或冷卻和冷凝的流過冷，然后分開W形成液化的第一塔頂物的第二流和液化 的第一塔頂物的至少一個其它流。
[0047] 在另一個實施方案中，根據第一方面，本方法的步驟(b)包含先前兩個實施方案的 組合。
[0048] 在上述實施方案中，優(yōu)選繞管式換熱器用于進一步冷卻和冷凝所述分離的蒸氣 相。因此，在一個實施方案中，來自洗涂塔頂部的第一塔頂蒸氣流可在繞管式主換熱器的暖 束中冷卻并部分冷凝，和分離的蒸氣相的至少一部分在繞管式主換熱器的中束和/或冷束 中進一步冷卻和冷凝。在另一個實施方案中，來自所述洗涂塔頂部的第一塔頂蒸氣流可在 塔頂冷凝器換熱器中冷卻和部分地冷凝，和所述分離的蒸氣相的至少一部分在繞管式主換 熱器中進一步冷卻和冷凝。
[0049] 在另一個實施方案中，根據第一方面的所述方法的步驟(b)包含從所述洗涂塔的 頂部取出第一塔頂蒸氣流，冷卻和冷凝所述流，并將所述冷卻和冷凝的流分開W形成液化 的第一塔頂物的第一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它 流。
[0050] 在本實施方案中，冷卻和冷凝的流可過冷，然后分開W形成液化的第一塔頂物的 第一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。備選地，所述 冷卻和冷凝的流可分開W形成液化的第一塔頂物的第一流和另一個液體流，所述液體流然 后過冷，然后分開W形成液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它 流。備選地，液化的第一塔頂物的第二流可過冷然后形成LNG產物流。
[0051] 在本實施方案中，優(yōu)選繞管式換熱器用于冷卻和冷凝來自所述洗涂塔頂部的第一 塔頂蒸氣流。
[0052] 根據第一方面的方法，優(yōu)選在步驟(C)中用作回流流的液化第一塔頂物的第一流 和用于步驟(f)的液化第一塔頂物的其它流具有至少約9:1的流量比。
[0053] 因此，優(yōu)選在步驟(C)中用作回流的液化第一塔頂物的第一流的流速約為用于步 驟(f)的液化第一塔頂物的其它流的流速的9倍或大于9倍，在相同的基準上對比（例如質量 流速比質量流速，或摩爾流速比摩爾流速等）。在其中所述方法在步驟(f)中使用液化的第 一塔頂物的其它流作為回流和液化的第一塔頂物的其它流，通過間接加熱來冷凝第二塔頂 蒸氣的一部分的那些實施方案中，優(yōu)選在步驟(C)中用作回流流的液化第一塔頂物的第一 流的流速為用于步驟(f)的液化第一塔頂物的兩個所述其它流的組合流速的9倍或大于9 倍。
[0054] 根據第一方面的方法中，優(yōu)選在步驟(C)中用作回流流的液化第一塔頂物的第一 流和用于步驟(f)的液化第一塔頂物的其它流各自具有約-40°C或W下的溫度。
[0055] 在優(yōu)選實施方案中，第一塔頂蒸氣和第二塔頂蒸氣各自包含至少約95摩爾％的甲 燒。
[0056] 在優(yōu)選實施方案中，第二底部液體包含小于約5摩爾％的甲燒。
[0057] 在一個實施方案中，所述方法還包含：由脫甲燒塔的頂部取出第二塔頂蒸氣流;冷 卻和冷凝所述流的全部或一部分W形成另外的LNG產物;和/或所述流的全部或一部分用作 燃料流;和/或所述流的全部或一部分作為氣態(tài)天然氣產物流輸出。
[0058] 在一個實施方案中，所述方法還包含由所述脫甲燒塔的底部取出第二底部液體 流，并將第二底部液體流分饋W提供一個或多個天然氣液體(NGL)流。
[0059] 在一個實施方案中，分饋第二底部液體流的步驟包含:將所述流引入至脫乙燒塔， 其中第二底部液體流分離為富乙燒饋分和富含比乙燒更重的控的饋分，所述富乙燒饋分在 脫乙燒塔的頂部收集作為第=塔頂蒸氣，所述富含比乙燒更重的控的饋分在脫乙燒塔的底 部收集作為第=底部液體。所述方法可進一步包含：從所述脫乙燒塔的頂部取出第=塔頂 蒸氣流，W及冷卻和冷凝所述流W形成NGL流;和/或從脫乙燒塔的底部取出第S底部液體 流，并由其形成一個或多個NCiL流。所述方法還可包含如下提供回流至脫乙燒塔:通過與液 化的第一塔頂物的其它流間接換熱冷凝第=塔頂蒸氣的一部分，形成液化的第=塔頂物 流，作為回流流再引入至所述脫乙燒塔的頂部。優(yōu)選地，第=塔頂蒸氣包含至少約95%的乙 燒。優(yōu)選地，第=底部液體包含小于約5摩爾％的乙燒。如果需要，第=底部液體可例如在脫 丙烷塔中和/或在脫下燒塔中進一步分饋，W進一步將所述第=底部液體分離為富丙烷饋 分、富下燒饋分和/或富含戊燒和更重的控的饋分。
[0060] 如本領域所熟知，術語"洗涂塔"、"脫甲燒塔"和"脫乙燒塔"、"脫丙烷塔"和"脫下 燒塔"是指蒸饋塔的類型。術語"蒸饋塔"是指含有一個或多個分離級的塔，由例如填料或塔 板的裝置組成，其增強接觸并因此提高在塔內部向上的上升蒸氣和向下流動的液體流之間 的傳質。W運種方法，在塔頂部收集作為塔頂蒸氣的上升蒸氣中較輕成分（即較高的揮發(fā)度 和較低的沸點）的濃度增加，和在塔底部采集作為底部液體的下降液體中較重成分（即較低 的揮發(fā)度和較高的沸點）的濃度增加。蒸饋塔的"頂部"是指在最頂的分離級處或其上的塔 的部分。塔的"底部"是指在最底的分離級處或其下的塔的部分。塔的"中間位置"是指在塔 的頂部和底部之間的位置，在兩個分離級之間。
[0061] 在洗涂塔的情況下，天然氣進料流引入至(作為氣態(tài)流或作為部分冷凝的兩相流） 洗涂塔，在塔的中間位置，或更通常，在塔的底部。來自進料流的向上的上升蒸氣在其通過 洗涂塔內部的一個或多個分離級時，然后與向下流動的液體回流流接觸，從而"洗涂"來自 所述蒸氣的比甲燒更重的成分（即，去除來自所述蒸氣的至少一些所述較少揮發(fā)性的成 分）。如上所述，運導致天然氣進料流分離為富甲燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體 饋分，所述蒸氣饋分在洗涂塔的頂部收集作為塔頂蒸氣(本文中是指"第一塔頂蒸氣"），所 述液體饋分在洗涂塔的底部收集作為底部液體(本文中是指"第一底部液體"）。
[0062] 在脫甲燒塔的情況下，來自洗涂塔的第一底部液體流如W上所述進一步分離為富 甲燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分在脫甲燒塔的頂部收集作 為塔頂蒸氣（"第二塔頂蒸氣"），所述液體饋分在脫甲燒塔的底部收集作為底部液體（"第二 底部液體"）。第一底部液體流通常部分地蒸發(fā)(經由加熱和/或流的膨脹），然后作為兩相流 引入到脫甲燒塔。通常，所述流在塔的中間位置引入到脫甲燒塔，使得來自所述流的向上的 上升蒸氣在其通過一個或多個分離級時與向下流動的液體回流流接觸，從而"洗涂"來自所 述蒸氣的比甲燒更重的成分，和使得來自所述流的向下流動的液體在其通過一個或多個分 離級時與向上的上升蒸氣(通常，通過使在塔的底部收集的底部液體的一部分沸騰而提供） 接觸，從而從所述液體"汽提"甲燒和比甲燒更輕的成分（即從所述液體去除至少一些所述 更易揮發(fā)的成分）。
[0063] 在脫乙燒塔的情況下，來自脫甲燒塔的第二底部液體流如上所述進一步分離為富 乙燒饋分和富含比乙燒更重的控的饋分，所述富乙燒饋分在脫乙燒塔頂部收集作為塔頂蒸 氣（"第=塔頂蒸氣"），所述富含比乙燒更重的控的饋分在脫乙燒塔的底部收集作為底部液 體（"第=底部液體"）。脫乙燒塔的操作通常類似于脫甲燒塔的操作，除了第二底部液體流 通常部分蒸發(fā)，然后在塔的中間位置引入到脫乙燒塔，使得來自所述流的向上的上升蒸氣 被向下流動的回流液體洗涂出比乙燒更重的成分，和使得來自所述流的向下流動的液體被 向上的上升蒸氣汽提出乙燒和比乙燒更重的成分。
[0064] 如本文所用，術語"分離器"或"相分離器"是指例如鼓或其它形式的容器的裝置， 其中兩相流可引入使得所述流分離為它的成分蒸氣和液相。
[0065] 本發(fā)明的第二方面的系統適合于實施第一方面的方法，因此根據本發(fā)明的第一方 面的方法的上述益處同樣適用于本發(fā)明的第二方面的系統。
[0066] 根據第二方面的一個實施方案，管道組、一個或多個換熱器和一個或多個分離器 經布置和操作W取出、冷卻、冷凝和分開第一塔頂蒸氣流，其包含:布置和操作W從所述洗 涂塔頂部取出第一塔頂蒸氣流的管道;布置和操作W冷卻和部分冷凝所述流的換熱器或換 熱器部分;布置和操作W分離得到的液體和蒸氣相的分離器;布置和操作W分開所述分離 的液相W形成液化的第一塔頂物的第一流和液化的第一塔頂物的其它流的管道組;和布置 和操作W接收、進一步冷卻和冷凝所述分離蒸氣相的至少一部分W形成液化的第一塔頂物 的第二流的換熱器或換熱器部分。
[0067] 所述系統可進一步包含經布置和操作W接收和過冷液化的第一塔頂物的第二流 的換熱器或換熱器部分。經布置和操作W冷卻和部分冷凝第一塔頂蒸氣流的換熱器部分可 包含繞管式主換熱器的暖束，且經布置和操作W進一步冷卻和冷凝所述分離蒸氣相的至少 一部分的換熱器部分可包含繞管式主換熱器的中束和/或冷束。備選地，布置和操作W冷卻 和部分冷凝第一塔頂蒸氣流的換熱器可包含塔頂冷凝器換熱器，且布置和操作W進一步冷 卻和冷凝分離的蒸氣相的至少一部分的換熱器可包含繞管式主換熱器。
[0068] 根據第二方面的另一個實施方案，管道組和一個或多個換熱器布置和操作W取 出、冷卻、冷凝和分開第一塔頂蒸氣流，其包含:布置和操作W從所述洗涂塔的頂部取出第 一塔頂蒸氣流的管道;布置和操作W冷卻和冷凝所述流的換熱器或換熱器部分;和布置和 操作W將經冷卻和冷凝的流分開W形成液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一塔頂物的 第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流的管道組。
[0069] 所述系統可進一步包含換熱器或換熱器部分，其經布置和操作W過冷所述經冷卻 和冷凝的流，然后所述流被分開W形成液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一塔頂物的 第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。所述系統可進一步包含布置和操作W過冷 液化第一塔頂物的第二流的換熱器或換熱器部分。
[0070] 在第二方面的實施方案中，所述系統還包含:脫乙燒塔，其布置和操作W接收來自 所述脫甲燒塔底部的第二底部液體流并將所述流分離為富乙燒饋分和富含比乙燒更重的 控的饋分，所述富乙燒饋分在脫乙燒塔的頂部收集作為第=塔頂蒸氣，所述富含比乙燒更 重的控的饋分在脫乙燒塔的底部收集作為第=底部液體;和布置和操作W從脫甲燒塔的底 部取出第二底部液體流并將所述流引入至脫乙燒塔的管道。所述系統可還包含:布置和操 作W從脫乙燒塔的頂部取出第=塔頂蒸氣流的管道，W及布置和操作W接收、冷卻和冷凝 所述流W形成NCiL流的一個或多個換熱器;和/或布置和操作W從脫乙燒塔的底部取出第= 底部液體流的管道，由其形成一個或多個NCiL流。所述系統可還包含換熱器，所述換熱器布 置和操作W通過與液化的第一塔頂物的其它流間接換熱，將所述第=塔頂蒸氣的一部分冷 凝形成液化的第=塔頂物流，所述液化的第=塔頂物流作為回流流再引入至所述脫乙燒塔 的頂部，從而提供所述脫乙燒塔的回流；W及布置和操作W將液化的第一塔頂物的所述其 它流引入至所述換熱器的管道。換熱器可操作W冷卻和冷凝第=塔頂蒸氣流W形成NCiL流， 和換熱器可操作W冷凝第=塔頂蒸氣的一部分W形成液化的第=塔頂物流，所述液化的第 =塔頂物流作為回流流再引入至脫乙燒塔的頂部，所述換熱器可為一個換熱器和相同的換 熱器。
[0071] 根據第二方面的系統的其它實施方案由第一方面的方法的實施方案的上述討論 顯而易見。
[0072] 本發(fā)明的優(yōu)選方面包括W下方面，編號#1-#27: #1.分饋和液化天然氣進料流的方法，所述方法包含： (a)將所述天然氣進料流引入至洗涂塔，所述天然氣進料流在其中分離為富甲燒蒸氣 饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分在所述洗涂塔頂部收集作為第一塔 頂蒸氣，所述液體饋分在所述洗涂塔底部收集作為第一底部液體； (b)從所述洗涂塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，并冷卻、冷凝和將所述流分開W形成 液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個 其它流； (C)將液化的第一塔頂物的所述第一流返回至所述洗涂塔，作為回流引入到所述洗涂 塔的頂部，從而提供所述洗涂塔的回流； (d) 由液化的第一塔頂物的所述第二流形成液化天然氣(LNG)產物流； (e) 由所述洗涂塔的底部取出第一底部液體流，并將所述流引入至脫甲燒塔，所述第 一底部液體流在其中分離為富甲燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣 饋分在所述脫甲燒塔頂部收集作為第二塔頂蒸氣，所述液體饋分在所述脫甲燒塔底部收集 作為第二底部液體;和 (f) 通過W下向所述脫甲燒塔提供回流： (1) 將液化的第一塔頂物的所述其它流之一作為回流流引入至所述脫甲燒塔的頂部； 和/或 (2) 通過與液化的第一塔頂物的所述其它流之一間接換熱，冷凝所述第二塔頂蒸氣的 一部分W形成液化的第二塔頂物流，所述第二塔頂物流作為回流流再引入至所述脫甲燒塔 的頂部。
[0073] #2.方面#1的方法，其中步驟(b)包含： 由所述洗涂塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，冷卻和部分地冷凝所述流，分離得到的液 體和蒸氣相，將所述分離的液相分開W形成液化的第一塔頂物的第一流和液化的第一塔頂 物的至少一個其它流，和進一步冷卻和冷凝所述分離的蒸氣相的至少一部分W形成液化的 第一塔頂物的第二流;和/或 由所述洗涂塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，冷卻和部分地冷凝所述流，分離得到的液 體和蒸氣相，由所述分離的液相的至少一部分形成液化的第一塔頂物的第一流，進一步冷 卻和冷凝所述分離的蒸氣相的至少一部分，并將得到的進一步冷卻和冷凝的流分開W形成 液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。
[0074] #3.方面#2的方法，其中： 使液化的第一塔頂物的第二流過冷，然后形成所述LNG產物流;或 使冷卻和冷凝的流過冷，然后分開W形成液化第一塔頂物的第二流和液化第一塔頂物 的至少一個其它流。
[0075] #4.方面#2或#3的方法，其中來自所述洗涂塔頂部的第一塔頂蒸氣流在繞管式主 換熱器的暖束中冷卻和部分冷凝，和所述分離的蒸氣相的至少一部分在繞管式主換熱器的 中間束和/或冷束中進一步冷卻和冷凝。
[0076] #5.方面#2或#3的方法，其中來自所述洗涂塔頂部的第一塔頂蒸氣流在塔頂冷凝 器換熱器中冷卻和部分冷凝，和所述分離的蒸氣相的至少一部分在繞管式主換熱器中進一 步冷卻和冷凝。
[0077] #6.方面#1的方法，其中步驟(b)包含： 從所述洗涂塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，冷卻和冷凝所述流，并將所述冷卻和冷凝 流分開W形成液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂 物的至少一個其它流。
[007引 #7.方面#6的方法，其中： 使所述冷卻和冷凝流過冷，然后分開W形成液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一 塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流;或 所述冷卻和冷凝流分開W形成液化的第一塔頂物的第一流和另一個液體流，使所述液 體流隨后過冷，然后分開W形成液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一 個其它流;或 使液化的第一塔頂物的第二流過冷，然后形成所述LNG產物流。
[0079] #8.方面#1至#7任一項的方法，其中在步驟(C)中用作回流流的液化第一塔頂物 的第一流和用于步驟(f)的液化第一塔頂物的其它流具有至少約9:1的流量比。
[0080] #9.方面#1至#8任一項的方法，其中在步驟(C)中用作回流流的液化第一塔頂物 的第一流和用于步驟(f)的液化第一塔頂物的其它流各自具有約-40°C或W下的溫度。
[0081] #10.方面#1至#9任一項的方法，其中所述第一塔頂蒸氣和第二塔頂蒸氣各自包 含至少約95摩爾％的甲燒，和第二底部液體包含小于約5摩爾％的甲燒。
[0082] #11.方面#1至#10任一項的方法，其中所述方法還包含：由脫甲燒塔的頂部取出 第二塔頂蒸氣流;冷卻和冷凝所述流的全部或一部分W形成另外的LNG產物;和/或所述流 的全部或一部分用作燃料流;和/或將所述流的全部或一部分作為氣態(tài)天然氣產物流輸出。
[0083] #12.方面#1至#11任一項的方法，其中所述方法還包含由所述脫甲燒塔的底部取 出第二底部液體流，并將第二底部液體流分饋W提供一個或多個天然氣液體(NGL)流。
[0084] #13.方面#12的方法，其中第二底部液體流的分饋步驟包含：將所述流引入至脫 乙燒塔中，第二底部液體流在其中分離為富乙燒的饋分和富含比乙燒更重的控的饋分，所 述富乙燒的饋分在脫乙燒塔的頂部收集作為第=塔頂蒸氣，所述富含比乙燒更重的控的饋 分在脫乙燒塔的底部收集作為第=底部液體。
[00化]#14.方面#13的方法，其中所述方法還包含： 由所述脫乙燒塔的頂部取出第S塔頂蒸氣流，并冷卻和冷凝所述流W形成NGL流;和/ 或 由所述脫乙燒塔的底部取出第S底部液體流，并由其形成一個或多個NCiL流。
[0086] #15.方面#13或#14的方法，其中所述方法還包含如下提供回流至脫乙燒塔中：通 過與液化的第一塔頂物的其它流間接換熱，使第=塔頂蒸氣的一部分冷凝，形成液化的第 =塔頂物流，所述第=塔頂物流作為回流流再引入至所述脫乙燒塔的頂部。
[0087] #16.方面13至#15任一項的方法，其中所述第=塔頂蒸氣包含至少約95%的乙燒， 和所述第=底部液體包含小于約5摩爾％的乙燒。
[0088] #17.用于分饋和液化天然氣進料流的系統，所述系統包含： 洗涂塔，所述洗涂塔布置和操作用于接收所述天然氣進料流，并將所述流分離為富甲 燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分在所述洗涂塔頂部收集作為 第一塔頂蒸氣，所述液體饋分在所述洗涂塔底部收集作為第一底部液體； 管道組，一個或多個換熱器，和任選地一個或多個分離器，其布置和操作用于將第一塔 頂蒸氣流從所述洗涂塔的頂部取出并冷卻、冷凝和分開W形成液化的第一塔頂物的第一 流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流； 管道，其布置和操作用于將液化的第一塔頂物的所述第一流返回至所述洗涂塔，作為 回流流引入到所述洗涂塔的頂部，從而提供用于所述洗涂塔的回流； 管道，其布置和操作用于從所述系統中取出由液化的第一塔頂物的第二流形成的液化 天然氣(LNG)產物流； 脫甲燒塔，其布置和操作用于從所述洗涂塔的底部接收第一底部液體流，并將所述流 分離為富甲燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述富甲燒蒸氣饋分在所述脫 甲燒塔頂部收集作為第二塔頂蒸氣，所述富含比甲燒更重的控的液體饋分在所述脫甲燒塔 底部收集作為第二底部液體； 管道，其布置和操作用于從所述洗涂塔的底部取出第一底部液體流，并將所述流引入 至脫甲燒塔;和 W下之一或兩者： (1) 管道，其布置和操作用于將液化的第一塔頂物的所述其它流之一作為回流流引入 至所述脫甲燒塔的頂部，從而提供所述脫甲燒塔的回流； (2) 換熱器，其布置和操作用于通過與液化的第一塔頂物的所述其它流之一間接換 熱，將所述第二塔頂蒸氣的一部分冷凝形成液化的第二塔頂物流，其作為回流流再引入至 所述脫甲燒塔的頂部，從而提供所述脫甲燒塔的回流，W及布置和操作用于將液化的第一 塔頂物的所述其它流引入至所述換熱器的管道。
[0089] #18.方面#17的系統，其中所述管道組，一個或多個換熱器，和一個或多個分離器 布置和操作W將所述第一塔頂蒸氣流取出、冷卻、冷凝和分開，其包含： 布置和操作用于從所述洗涂塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流的管道； 布置和操作用于冷卻和部分地冷凝所述流的換熱器或換熱器部分； 布置和操作用于分離得到的液體和蒸氣相的分離器； 管道組，布置和操作用于分開所述分離的液相W形成液化的第一塔頂物的第一流和液 化的第一塔頂物的其它流;和 換熱器或換熱器部分，布置和操作用于接收、進一步冷卻和冷凝所述分離的蒸氣相的 至少一部分W形成液化的第一塔頂物的第二流。
[0090] #19.方面#18的系統，其中所述系統還包含布置和操作用于接收和使所述液化的 第一塔頂物的第二流過冷的換熱器或換熱器部分。
[0091] #20.方面#18或#19的系統，其中布置和操作用于冷卻和部分冷凝所述第一塔頂 蒸氣流的所述換熱器部分包含繞管式主換熱器的暖束，和布置和操作W進一步冷卻和冷凝 所述分離蒸氣相的至少一部分的所述換熱器部分包含繞管式主換熱器的中束和/或冷束。
[0092] #21.方面#18或#19的系統，其中布置和操作用于冷卻和部分冷凝所述第一塔頂 蒸氣流的所述換熱器包含塔頂冷凝器換熱器，和布置和操作用于進一步冷卻和冷凝所述分 離的蒸氣相的至少一部分的所述換熱器包含繞管式主換熱器。
[0093] #22.方面#17的系統，其中布置和操作用于取出、冷卻、冷凝和分開所述第一塔頂 蒸氣流的所述管道組和一個或多個換熱器包含： 布置和操作用于從所述洗涂塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流的管道； 布置和操作用于冷卻和冷凝所述流的換熱器或換熱器部分;和 管道組，其布置和操作用于分開所述經冷卻和冷凝的流W形成液化的第一塔頂物的第 一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。
[0094] #23.方面#22的系統，其中所述系統還包含換熱器或換熱器部分，其布置和操作 用于使所述經冷卻和冷凝的流過冷，然后所述流被分開W形成液化的第一塔頂物的第一 流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。
[0095] #24.方面#22的系統，其中所述系統還包含布置和操作用于使所述液化的第一塔 頂物的第二流過冷的換熱器或換熱器部分。
[0096] #25.方面#17至#24的系統，其中所述系統還包含： 脫乙燒塔，其布置和操作用于從所述脫甲燒塔的底部接收第二底部液體流，并將所述 流分離為富乙燒饋分和富含比乙燒更重的控的饋分，所述富乙燒饋分在所述脫乙燒塔頂部 收集作為第=塔頂蒸氣，所述富含比乙燒更重的控的饋分在所述脫乙燒塔底部收集作為第 =底部液體;和 管道，其布置和操作用于從所述脫甲燒塔的底部取出第二底部液體流，并將所述流引 入至脫乙燒塔。
[0097] #26.方面#25的系統，其中所述系統還包含： 布置和操作用于從所述脫乙燒塔的頂部取出第=塔頂蒸氣流的管道，W及布置和操作 用于接收、冷卻和冷凝所述流W形成NGL流的一個或多個換熱器;和/或 布置和操作用于從所述脫乙燒塔的底部取出第=底部液體流的管道，由其形成一個或 多個NGL流。
[0098] #27.方面#25或#26的系統，其中所述系統還包含換熱器，其布置和操作用于通過 與液化的第一塔頂物的其它流間接換熱，使所述第=塔頂蒸氣的一部分冷凝，形成液化的 第=塔頂物流，其作為回流流再引入至所述脫乙燒塔的頂部，從而提供所述脫乙燒塔的回 流，W及布置和操作用于將液化的第一塔頂物的所述其它流引入至所述換熱器的管道。
[0099] 僅作為示例，現在參考附圖2-7描述本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方案。在上述圖1和下 述圖2-7中，在一個特征對于多個圖共有時，為清晰和簡潔起見，該特征在各個圖中指定相 同的附圖標記。
[0100] 在圖2-7描繪的實施方案中，用于液化天然氣的主換熱器顯示為繞管式換熱器。然 而，雖然優(yōu)選使用運種換熱器，但主換熱器可等效地為板翅式換熱器或本領域已知的任何 其它種類的換熱器。同樣地，雖然在描繪的實施方案中，主換熱器的盤管束顯示為容納在單 個罩或殼中，形成單個單元，但主換熱器可等效地包含一系列兩個或更多個單元，每個束具 有自己的罩/殼，或一個或多個束容納在一個罩/殼中，且一個或多個其它束容納在一個或 多個不同的罩/殼中。用于向主換熱器供應冷的致冷劑的致冷劑循環(huán)可同樣地為適用于實 施天然氣液化的任何類型。本領域已知和使用的且可用于本發(fā)明的示例性循環(huán)包括丙烷預 冷卻混合制冷循環(huán)(C3MR)，單混合致冷劑循環(huán)(SMR)、氮膨脹器循環(huán)、甲燒膨脹器循環(huán)、雙混 合致冷劑循環(huán)(DMR)和級聯循環(huán)。
[0101] 現在參考圖2,在本發(fā)明的一個實施方案中，天然氣進料流101通常已經預處理W 去除酸性氣體、水和隸，且其可任選地還已在一個或多個換熱器中預冷卻，引入到含有多個 分離級的洗涂塔10的底部。洗涂塔10將天然氣進料分離為富甲燒蒸氣饋分和富含比甲燒更 重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分在塔頂部收集作為塔頂蒸氣(本文中還稱為"第一塔頂蒸 氣"或"洗涂塔塔頂蒸氣"），所述液體饋分在塔的底部收集作為底部液體(本文中還稱為"第 一底部液體"或"洗涂塔底部液體"）。從洗涂塔的頂部取出塔頂蒸氣流202，和從洗涂塔的底 部取出底部液體流103。
[0102] 第一塔頂蒸氣流202發(fā)送至主換熱器20用于冷卻和液化。在所述實施方案中，主換 熱器20為含有在單個殼罩中容納的暖束22、中束24和冷束26的繞管式換熱器。主換熱器可 通過有效用于實施天然氣液化的任何適合的致冷劑循環(huán)提供任何適合的致冷劑(未顯示）。 塔頂蒸氣流202引入到主換熱器20的暖端，并在暖束22中經冷卻和部分冷凝W形成部分冷 凝(兩相)流203。所述部分冷凝流203然后從暖束中取出并在相分離器28中分離為液體相和 蒸氣相W產生液體流120和蒸氣流207。
[0103] 蒸氣流207返回至主換熱器20,在其中它首先在中束24中進一步冷卻并完全冷凝 W形成液化的第一塔頂物流204。該液化的第一塔頂物流然后在冷束26中過冷，從而產生 LNG產物流205。LNG產物流205可如所示經閃蒸(例如通過將流通過J-T閥)并發(fā)送到LNG儲槽 30中用于儲存。來自槽的蒸出氣體(BOG)或閃蒸氣體401可發(fā)送到燃料集管，經燃燒或再循 環(huán)至進料給主換熱器(未顯示）的塔頂蒸氣流中。
[0104] 來自相分離器28的液體流120通常為約-40°C至約-70°C的溫度，將其分開從而形 成液化的第一塔頂物的兩個流125和121。流125通常包含流120的大部分流量，流125與流 121的流量比通常為約9:1(流125因此通常占流120的至少90%，和流121通常占流120的小于 10%)。流125返回至洗涂塔10(通常通過累送或重力），作為回流流引入到洗涂塔的頂部，W 便提供洗涂塔操作必需的回流。流121發(fā)送至(通常在通過J-T閥之后)脫甲燒塔12的頂部， 作為回流流W便提供脫甲燒塔操作必需的回流，將在W下詳述中進一步描述。
[0105] 從洗涂塔10取出的第一底部液體流103經膨脹(例如，如所示，通過J-T閥）W部分 地蒸發(fā)所述流，然后引入到也含有多個分離級的脫甲燒塔12的中間位置。脫甲燒塔12將第 一底部液體103分離為富甲燒蒸氣饋分和富含比甲燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分 在塔頂部收集作為塔頂蒸氣(本文也稱為"第二塔頂蒸氣"或"脫甲燒塔塔頂蒸氣"），所述液 體饋分在塔底部收集作為底部液體(本文也稱為"第二底部液體"或"脫甲燒塔底部液體"）。 在本實施方案中，和如W上所述，通過將液化的第一塔頂物流121作為回流流引入至脫甲燒 塔頂部來提供脫甲燒塔的回流。脫甲燒塔底部液體的一部分如所示在再沸器(其可使用任 何適合的熱源）中加熱W便提供脫甲燒塔12的上升蒸汽。底部液體的剩余部分取出作為第 二底部液體流105。
[0106] 洗涂塔和脫甲燒塔中的溫度和壓力通常經控制使得第一塔頂蒸氣和第二塔頂蒸 氣（即洗涂塔塔頂蒸氣和脫甲燒塔塔頂蒸氣)各自包含至少約95摩爾％的甲燒，并使得第二 底部液體（即脫甲燒塔底部液體)包含小于5摩爾％的甲燒。運樣做使得從脫甲燒塔取出的 NLG和HHC (即C2+控）的回收率和在第二底部液體流中的濃度最大化。在洗涂塔和脫甲燒塔 頂部的溫度通過回流流125的溫度控制，且125由液化的第一塔頂物形成，該回流流通常具 有如上所述的約-40°C或W下的溫度。脫甲燒塔底部的溫度通過脫甲燒塔再沸器控制。塔中 的壓力通過天然氣進料流101的壓力限定，和當第一底部液體流1〇3(即洗涂塔底部液體流） 膨脹時，壓力度下降。
[0107] 從脫甲燒塔頂部取出的脫甲燒塔塔頂蒸氣作為第二塔頂蒸氣流104,可用于任何 適合的或需要的目的。例如，其可用作燃料流，和/或發(fā)送到管道或作為氣態(tài)天然氣產物流 銷售和輸出。此外或備選地，其可(未顯示)在主換熱器中冷卻和冷凝(與第一塔頂蒸氣分開 和/或組合)W形成并提供另外的LNG產物。
[0108] 從脫甲燒塔12的底部取出的第二底部液體流105在NGL分饋系統中進一步分饋，在 運種情況下所述NCiL分饋系統包含脫乙燒塔14、脫丙烷塔16和脫下燒塔18, W便提供所需的 MiL流(例如和如上討論，其可用作補充致冷劑，作為單獨商品銷售，和/或選擇性地與LNG產 物再結合W調節(jié)LNG產物的熱值）。
[0109] 更具體地，第二底部液體流(脫甲燒塔底部液體)首先經冷卻（例如，如所示，通過 使用空氣、水或另一種環(huán)境溫度冷卻介質的換熱器），和冷卻流105然后經膨脹(例如，如所 示，通過換熱器和J-T閥）W形成部分蒸發(fā)(兩相)流，其引入到脫乙燒塔14的中間位置，所述 脫乙燒塔14還含有多個分離級。脫乙燒塔14將第二底部液體105分離為富乙燒蒸氣饋分和 富含比乙燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分在塔頂部收集作為塔頂蒸氣(本文還稱為 "第=塔頂蒸氣"或"脫乙燒塔塔頂蒸氣"），所述液體饋分在塔底部收集作為底部液體(本文 還稱為"第=底部液體"或"脫乙燒塔底部液體"）。用于脫乙燒塔的回流如下提供:在塔頂冷 凝器換熱器(其可提供有任何適合的致冷劑）中冷凝脫乙燒塔塔頂蒸氣，冷凝的塔頂物的一 部分作為回流流返回至脫乙燒塔14,和剩余部分取出作為液化的第=塔頂物流106。脫乙燒 塔底部液體的一部分，如所示，在再沸器(其可使用任何適合的熱源）中加熱，W便提供脫乙 燒塔14的上升蒸汽。底部液體的剩余部分取出作為第=底部液體流107。
[0110] 由于通常僅非常少量的甲燒存在于進料至脫乙燒塔的第二底部液體流1〇5(脫甲 燒塔底部液體）中的事實（如上討論），和由于第二底部液體中乙燒(和其他NGL)的回收率/ 產率通常非常好的事實，在本實施方案中脫乙燒塔可產生富乙燒的塔頂蒸氣流，其既有高 純度又W相對高的體積生產，從而使可用于補充致冷劑和/或作為NCiL產物流出售的高純度 乙燒的量最大化。通常，第=塔頂蒸氣(脫乙燒塔塔頂蒸氣)包含至少約95摩爾％的乙燒，和 第=底部液體(脫乙燒塔底部液體)包含小于約5摩爾％的乙燒。
[0111] 第S底部液體流(脫乙燒塔底部液體）107經膨脹(例如通過J-T閥）W形成部分蒸 發(fā)的（兩相)流，將其引入到也含有多個分離級的脫丙烷塔16的中間位置。脫丙烷塔16將第 =底部液體107分離為富丙烷蒸氣饋分和富含比丙烷更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分 在塔頂部收集作為塔頂蒸氣(本文還稱為"第四塔頂蒸氣"或"脫丙烷塔塔頂蒸氣"），所述液 體饋分在塔底部收集作為底部液體(本文還稱為"第四底部液體"或"脫丙烷塔底部液體"）。 脫丙烷塔的回流通過在塔頂冷凝器換熱器中（提供有任何適合的致冷劑)冷凝脫丙烷塔塔 頂蒸氣提供，冷凝的塔頂物的一部分返回至脫丙烷塔16作為回流，和剩余部分取出作為液 化的第四塔頂物流108。脫丙烷塔底部液體的一部分如所示在再沸器(其可使用任何適合的 熱源）中加熱W便提供脫丙烷塔16的上升蒸汽。底部液體的剩余部分取出作為第四底部液 體流109。
[0112] 第四底部液體流(脫丙烷塔底部液體）109經膨脹(例如通過J-T閥）W形成部分蒸 發(fā)的（兩相)流，將其引入到也含有多個分離級的脫下燒塔18的中間位置。脫下燒塔18將第 四底部液體109分離為富下燒蒸氣饋分和富含比下燒更重的控的液體饋分，所述蒸氣饋分 在塔頂部收集作為塔頂蒸氣(本文還稱為"第五塔頂蒸氣"或"脫下燒塔塔頂蒸氣"），所述液 體饋分在塔底部收集作為底部液體(本文還稱為"第五底部液體"或"脫下燒塔底部液體"）。 脫下燒塔的回流通過在塔頂冷凝器中（提供有任何適合的致冷劑)冷凝脫下燒塔塔頂蒸氣 提供，冷凝的塔頂物的一部分返回至脫下燒塔18作為回流，和剩余部分取出作為液化的第 五塔頂物流110。脫下燒塔底部液體的一部分如所示在再沸器(其可使用任何適合的熱源） 中加熱W便提供脫下燒塔18的上升蒸汽。底部液體的剩余部分取出作為第五底部液體流 111。
[0113] 與圖1顯示的常規(guī)布置相比，圖2中描繪的本發(fā)明的實施方案的方法和系統因此在 提供回流至脫甲燒塔的方式上不同。特別地，盡管在圖1中的布置中，從洗涂塔取出的塔頂 蒸氣流經冷卻、冷凝并分開W提供正好兩個液化的塔頂物流，其中一個(蒸氣205)作為LNG 產物取出且另一個(流120)用作洗涂塔的回流流，但在圖2的布置中，從洗涂塔取出的塔頂 蒸氣流（即第一塔頂蒸氣流)經冷卻、冷凝并分開W提供液化的第一塔頂物的至少=個流。 液化的第一塔頂物的第一流(流125)作為回流流返回至洗涂塔，液化的第一塔頂物的第二 流(流204)作為LNG產物(流205)取出，且液化的第一塔頂物的至少一個其它流(流121)作為 回流流引入至脫甲燒塔的頂部。如上所述，運提供了 W下益處:消除用于脫甲燒塔的專用塔 頂冷凝器的需要，和(通常)提供更冷的回流至脫甲燒塔(從而增強在脫甲燒塔底部液體中 的乙燒回收率）。
[0114] 并非使用在相分離器28中從第一塔頂物部分冷凝流203中分離的液體使洗涂塔和 脫甲燒塔回流，而是可在備選布置中由主換熱器的一個或多個更冷位置獲得洗涂塔和/或 脫甲燒塔的回流。
[0115] 因此，目前參考圖3,本發(fā)明的備選實施方案描繪如下：其中主換熱器具有僅兩個 束，即暖束22和冷束26。從洗涂塔10頂部取出的第一塔頂蒸氣流202再次引入到暖束22,但 在運種情況下，暖束用于冷卻和完全冷凝塔頂蒸氣流W形成液化的第一塔頂物流，然后將 其分開W形成液化的第一塔頂物的第一流125、液化的第一塔頂物的第二流204,和液化的 第一塔頂物的其它流121。如圖2中顯示的實施方案中，液化的第一塔頂物的第一流125然后 返回至洗涂塔10的頂部作為回流流，液化的第一塔頂物的第二流204在冷束26中過冷W提 供LNG產物流205,和液化的第一塔頂物的其它流121作為回流流引入至脫甲燒塔的頂部。
[0116] 同樣，目前參考圖4，在又一個實施方案中，主換熱器也僅有兩個束，即暖束22和冷 束26,但在本實施方案中，從洗涂塔10取出的第一塔頂物的流202全部在暖束22中經冷卻和 完全冷凝W形成液化的第一塔頂物流204,且該流全部然后在冷束26中過冷W形成液化的 第一塔頂物的過冷流，然后將其分開W形成液化的第一塔頂物的第一流125、液化的第一塔 頂物的第二流205和液化的第一塔頂物的其它流121。在本實施方案中，液化的第一塔頂物 的第二流205此作為LNG產物流取出，不需要其它冷卻或處理。如圖2中顯示的實施方案，液 化的第一塔頂物的第一流125作為回流流返回至洗涂塔10的頂部，和液化的第一塔頂物的 其它流121作為回流流引入至脫甲燒塔的頂部。
[0117] 在圖3和4描繪的實施方案中，液化的第一塔頂物的第一流125和其它流121通常比 在圖2描繪的實施方案中產生的液化的第一塔頂物的第一流125和其它流121冷得多，由于 所述流源自圖3和4中主換熱器的更冷的位置。在圖3所示的實施方案中，流125和121通常在 約-100°C至約-135°C的溫度。在圖4中顯示的實施方案中，流125和121通常在約-130°C至 約-160°C的溫度。因為運些流在更冷的溫度，需要運些流相對更低的流速，且其可用于提供 洗涂塔10和脫甲燒塔12所必需的回流(在圖4中所需的流125和121的流速小于圖3中的那 些;和同樣地在圖3中流125和121所需的流速小于圖2中的那些）。圖3和4中描繪的布置還消 除了對相分離器28的需要并減少主換熱器中所需的束的數量，從而進一步減少運些布置的 資本成本。
[0118] 在又一個實施方案(未顯示）中，圖2、3和4中描繪的兩個或更多個布置的組合可用 于提供洗涂塔和脫甲燒塔的回流流。例如，在一個布置中，用于使洗涂塔回流的液化第一塔 頂物的第一流125可如下產生:將從洗涂塔取出的第一塔頂蒸氣流202部分地冷凝，在相分 離器28中分離液相，并W圖2顯示的類似方式使用液相W形成液化的第一塔頂物的第一流 125,而用于使脫甲燒塔回流的液化的第一塔頂物的其它流121則如下產生:將離開主換熱 器的中束或冷束的其它冷卻和液化流或過冷流分開W形成液化的第一塔頂物的第二流 204/205和液化的第一塔頂物的其它流121，W圖3或4中描繪的類似方式。
[0119] 同樣，在另一個布置中，洗涂塔和/或脫甲燒塔的回流可由主換熱器冷端下游的任 何其它位置獲得，例如由LNG槽。它們還可由在設備另一部分中產生的LNG流獲得，例如末 端-閃蒸交換器(未顯示），其液化天然氣流的一部分101，同時加溫BOG或閃蒸氣體流401。
[0120] 在又一個實施方案中，通過液化的第一塔頂物的第一和其它流提供至洗涂塔和/ 或脫甲燒塔的回流可通過塔頂冷凝器提供至塔的回流補充，或補充到塔頂冷凝器提供至塔 的回流，所述塔頂冷凝器供應有致冷劑并操作W冷凝來自所述塔的塔頂物的至少一部分。
[0121] 目前參考圖5和6,本發(fā)明的又一個實施方案顯示了與圖2中顯示的實施方案不同， 在于第一塔頂蒸氣流202的初始冷卻和部分冷凝不發(fā)生在主換熱器的暖束，而是發(fā)生在單 獨的塔頂冷凝器換熱器中，通過向主換熱器供應致冷劑和冷卻負荷的相同制冷循環(huán)對所述 塔頂冷凝器換熱器供應致冷劑。在圖5和6中，描繪了兩個束式繞管式換熱器，通過丙烷預冷 混合致冷劑循環(huán)(C3MR)對其供應致冷劑。如前記錄，主換熱器可為另一種類型的換熱器，和 不同類型的制冷循環(huán)可同樣使用，但本文為簡單起見僅顯示繞管式換熱器和C3MR循環(huán)。
[0122] 在圖5和6描繪的實施方案中，天然氣與丙烷致冷劑在預冷卻器換熱器％中預冷 卻，然后作為天然氣進料流101引入至洗涂塔。從洗涂塔10的頂部取出的第一塔頂蒸氣流 202然后在塔頂冷凝器換熱器32中部分地冷卻和冷凝W形成部分冷凝的（兩相)流203。部分 冷凝的流203在相分離器28中分離為它的液體和蒸氣相W產生液體流120和蒸氣流207。然 后，將液體流120分開W形成液化的第一塔頂物的第一流125和液化的第一塔頂物的其它流 121，然后作為回流流引入至洗涂塔10和脫甲燒塔12,如前關于圖2中顯示的實施方案所述。 蒸氣流207引入到主換熱器20,在其中其進一步冷卻、冷凝和過冷W形成液化的第一塔頂物 的第二流，其作為LNG產物流205取出。塔頂冷凝器換熱器32可為板翅式換熱器、印制電路換 熱器或任何其它適合的換熱器。
[0123] 在圖5所顯示的實施方案中，從主換熱器20的底部取出的暖的混合致冷劑流309發(fā) 送至壓縮系統(包含電動機36,和相關的壓縮機和中間冷卻器和后冷卻器），在此其經壓縮 W形成高壓致冷劑流312。然后，該流在分離器38中相分離W產生混合致冷劑蒸氣(MRV)流 302和混合致冷劑液體(M化)流301。兩個流301和302發(fā)送至主換熱器W在單獨的回路中冷 卻。經冷卻的和至少部分冷凝的MRV流從主換熱器的冷束的冷端取出，膨脹（例如，通過J-T 閥，如所示），并再引入至主換熱器的殼側，作為冷的低壓力的已蒸發(fā)(vaporized)/蒸發(fā)性 (vapor i Z ing)致冷劑流308 W向主換熱器的冷束和暖束提供冷卻負荷。經冷卻的MI^L流從主 換熱器的暖束的冷端取出，然后分開W形成兩個流。一個流經膨脹W形成冷的已蒸發(fā)/蒸發(fā) 性的低壓力致冷劑流307,將其再引入至主換熱器的殼側W向主換熱器的暖束提供其它的 冷卻負荷。另一個流320經膨脹（例如，通過J-T閥，如所示）W形成冷的已蒸發(fā)/蒸發(fā)性的低 壓力致冷劑流，通常在約-60°C至約-120°C的溫度，其通過塔頂冷凝器換熱器32W提供冷卻 負荷用于部分冷凝第一塔頂蒸氣流202,所述第一塔頂蒸氣流202從洗涂塔10的頂部取出。 離開塔頂冷凝器換熱器32的暖的致冷劑流350然后可與離開主換熱器暖端的暖的致冷劑組 合作為流309。備選地，如果流350仍然是兩相，其可進一步膨脹并發(fā)送至在中間位置的主換 熱器的殼側W向主換熱器的暖束提供另外的冷卻負荷。
[0124] 在單獨的塔頂換熱器中，而不是在主換熱器自身的暖束中，經由與來自主換熱器 的致冷劑換熱來部分冷凝來自洗涂塔的第一塔頂蒸氣流的益處是，其消除主換熱器中的多 個回路和束。運還導致更易于操作的較低復雜性的系統。在流致冷劑蒸氣307和320之間的 分流器基于塔的塔頂溫度來調節(jié)，塔頂溫度又基于來自所述塔的塔頂物流的所需純度來確 定。
[0125] 在圖6顯示的實施方案中，制冷循環(huán)的操作類似于圖5和上述說明的那樣。唯一的 差別是，在圖6描繪的實施方案中，提供至塔頂冷凝器換熱器32的致冷劑流320不是通過將 從主換熱器暖束的冷端取出的冷卻的MI^L流分開來得到，而是通過將從主換熱器冷束的冷 端取出的冷卻和至少部分冷凝的MRV流分開而得到。在該情況中，流320在膨脹之后的溫度 為約-140°C至-160°C，因此比在圖5顯示的實施方案中等同的致冷劑流320冷得多。
[0126] 除圖5-6顯示的ML和MRV流之外，存在可獲得由此發(fā)送至塔頂冷凝器換熱器32的 致冷劑流的其它位置。運些隨所使用的制冷循環(huán)改變。例如，在使用最多四個不同組成的混 合致冷劑流的SMR循環(huán)中，用于產生回流的致冷劑可由任何運些流獲得。
[0127] 目前參考圖7,顯示本發(fā)明的又一個實施方案，其不同于圖2顯示的實施方案，在于 液化的第一塔頂物的其它流121不是作為回流流引入到脫甲燒塔12的頂部，而是在塔頂冷 凝器換熱器中用作致冷劑流，其中部分第二塔頂蒸氣（即部分脫甲燒塔塔頂蒸氣)通過與液 化的第一塔頂物的其它流間接換熱而冷凝，W形成液化的第二塔頂物流，其作為回流流再 引入至脫甲燒塔的頂部。因此，雖然液化的第一塔頂物的其它流不是自身用作脫甲燒塔中 的回流流，但在本實施方案中，液化的第一塔頂物的其它流確實供應冷卻負荷用于產生脫 甲燒塔中的回流，因此仍然間接產生脫甲燒塔的回流。
[0128] 更具體地，和如圖7所示，在本實施方案中，從洗涂塔10頂部取出的第一液化塔頂 物流202在主換熱器20的暖束22中再次經冷卻和部分冷凝，W形成兩相流203,然后在分離 器28中分離為它的液相和蒸氣相。液相120再次進一步分開W形成液化的第一塔頂物的第 一流125,和在運種情況下，液化的第一塔頂物的兩個其它流121和122。液化的第一塔頂物 的第一流125如前所述再引入至洗涂塔10的頂部W提供該塔的回流。然而，液化的第一塔頂 物的兩個其它流121和125在運種情況下用作致冷劑流W分別向脫甲燒塔塔頂冷凝器換熱 器40和脫乙燒塔塔頂冷凝器換熱器42供應冷卻負荷。
[0129] 在運種情況下，脫甲燒塔12的回流因此通過W下產生：由脫甲燒塔的頂部取出脫 甲燒塔塔頂蒸氣流（"第二塔頂蒸氣"）；所述流通過與液化的第一塔頂物的其它流之一 121 間接換熱在脫甲燒塔塔頂冷凝器40中部分冷凝;分離液相和蒸氣相;將液相作為液化的第 二塔頂物流返回至脫甲燒塔，其作為回流流再引入至塔的頂部;和取出剩余的蒸氣相作為 第二塔頂蒸氣流1〇4(例如和如上討論，該流可用作燃料，作為氣態(tài)天然氣產物輸出，和/或 液化W提供另外的LNG產物）。
[0130] 類似地，在本實施方案中，脫乙燒塔14的回流因此通過W下產生:從所述脫乙燒塔 的頂部取出脫乙燒塔塔頂蒸氣流（"第=塔頂蒸氣"）；所述流通過與液化的第一塔頂物的另 一個其它流122間接換熱在脫乙燒塔塔頂冷凝器42中冷凝;將液化塔頂物的一部分作為液 化的第=塔頂物流返回至脫乙燒塔，其作為回流流再引入至塔頂部；和取出液化的塔頂物 的剩余部分作為液化的第S塔頂物流106(例如和如上討論，該流可銷售作為NCiL產物，用作 補充致冷劑，和/或與LNG產物組合W調節(jié)后者的熱值）。
[0131] 第一塔頂物的暖流126和127離開脫甲燒塔塔頂冷凝器40和脫乙燒塔塔頂冷凝器 42,可用于任何適合的或所需的用途。例如，它們可再注入至天然氣進料，和/或用作致冷劑 補充。
[0132] 此外，圖7中所示布置的許多變化也是可能的。例如，并不如圖7所示由相分離器28 獲得流125、121和122的一些或全部，而是可由主換熱器的較冷位置獲得流125、121和/或 122,按在圖3和4描繪的實施方案中產生的液化的第一塔頂物的第一流和其它流的類似方 式。 實施例
[0133] 為了說明本發(fā)明的操作，由如圖2和3描述和描繪的天然氣液化系統中去除致冷劑 的方法使用AS陽N Plus軟件模擬。
[0134] 下表1列出用于圖2所描繪的方法的模擬的條件和各流的組成，和表2列出用于圖3 所描繪的方法的模擬的條件和各流的組成。在運些表格中的數據說明，利用液化的第一塔 頂物的其它流的一部分(將從洗涂塔取出的第一塔頂蒸氣冷卻、液化和分開而產生），W便 使脫甲燒塔回流，導致重質控和NCiL成分與天然氣的有效分離。此外，與例如圖1中所描繪的 常規(guī)布置相比，運些布置導致設備成本的減少，通過消除脫甲燒塔塔頂冷凝器和回流鼓，從 而導致成本節(jié)約和更簡單的操作。
[0135] 表1
表2 '?VN、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、％、％、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、％、、、、、、、、、、、、、、、、、、*!、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、一、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、N~、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、％ '
應理解本發(fā)明不局限于W上參考優(yōu)選實施方案描述的細節(jié)，而是在不離開W下權利要 求限定的本發(fā)明的宗旨或范圍下可進行許多改進和變化。
【主權項】
1. 分餾和液化天然氣進料流的方法，所述方法包含： (a) 將所述天然氣進料流引入至洗滌塔，所述天然氣進料流在其中分離為富甲烷蒸氣 餾分和富含比甲烷更重的烴的液體餾分，所述蒸氣餾分在所述洗滌塔頂部收集作為第一塔 頂蒸氣，所述液體餾分在所述洗滌塔底部收集作為第一底部液體； (b) 從所述洗滌塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，并冷卻、冷凝和將所述流分開以形成 液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個 其它流； (c) 將液化的第一塔頂物的所述第一流返回至所述洗滌塔，作為回流引入到所述洗滌 塔的頂部，從而提供所述洗滌塔的回流； (d) 由液化的第一塔頂物的所述第二流形成液化天然氣(LNG)產物流； (e) 由所述洗滌塔的底部取出第一底部液體流，并將所述流引入至脫甲烷塔，所述第 一底部液體流在其中分離為富甲烷蒸氣餾分和富含比甲烷更重的烴的液體餾分，所述蒸氣 餾分在所述脫甲烷塔頂部收集作為第二塔頂蒸氣，所述液體餾分在所述脫甲烷塔底部收集 作為第二底部液體;和 (f) 通過以下向所述脫甲烷塔提供回流： (1) 將液化的第一塔頂物的所述其它流之一作為回流流引入至所述脫甲烷塔的頂部； 和/或 (2) 通過與液化的第一塔頂物的所述其它流之一間接換熱，冷凝所述第二塔頂蒸氣的 一部分以形成液化的第二塔頂物流，所述第二塔頂物流作為回流流再引入至所述脫甲烷塔 的頂部。2. 權利要求1的方法，其中步驟(b)包含： 由所述洗滌塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，冷卻和部分地冷凝所述流，分離得到的液 體和蒸氣相，將所述分離的液相分開以形成液化的第一塔頂物的第一流和液化的第一塔頂 物的至少一個其它流，和進一步冷卻和冷凝所述分離的蒸氣相的至少一部分以形成液化的 第一塔頂物的第二流;和/或 由所述洗滌塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，冷卻和部分地冷凝所述流，分離得到的液 體和蒸氣相，由所述分離的液相的至少一部分形成液化的第一塔頂物的第一流，進一步冷 卻和冷凝所述分離的蒸氣相的至少一部分，并將得到的進一步冷卻和冷凝的流分開以形成 液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。3. 權利要求2的方法，其中： 使液化的第一塔頂物的第二流過冷，然后形成所述LNG產物流;或 使冷卻和冷凝的流過冷，然后分開以形成液化第一塔頂物的第二流和液化第一塔頂物 的至少一個其它流。4. 權利要求2的方法，其中來自所述洗滌塔頂部的第一塔頂蒸氣流在繞管式主換熱器 的暖束中冷卻和部分冷凝，和所述分離的蒸氣相的至少一部分在繞管式主換熱器的中間束 和/或冷束中進一步冷卻和冷凝。5. 權利要求2的方法，其中來自所述洗滌塔頂部的第一塔頂蒸氣流在塔頂冷凝器換熱 器中冷卻和部分冷凝，和所述分離的蒸氣相的至少一部分在繞管式主換熱器中進一步冷卻 和冷凝。6. 權利要求1的方法，其中步驟(b)包含： 從所述洗滌塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流，冷卻和冷凝所述流，并將所述冷卻和冷凝 流分開以形成液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂 物的至少一個其它流。7. 權利要求6的方法，其中： 使所述冷卻和冷凝流過冷，然后分開以形成液化的第一塔頂物的第一流、液化的第一 塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流;或 所述冷卻和冷凝流分開以形成液化的第一塔頂物的第一流和另一個液體流，使所述液 體流隨后過冷，然后分開以形成液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一 個其它流;或 使液化的第一塔頂物的第二流過冷，然后形成所述LNG產物流。8. 權利要求1的方法，其中在步驟(c)中用作回流流的液化第一塔頂物的第一流和用于 步驟(f)的液化第一塔頂物的其它流具有至少約9:1的流量比。9. 權利要求1的方法，其中在步驟(c)中用作回流流的液化第一塔頂物的第一流和用于 步驟(f)的液化第一塔頂物的其它流各自具有約_40°C或以下的溫度。10. 權利要求1的方法，其中所述第一塔頂蒸氣和第二塔頂蒸氣各自包含至少約95摩 爾％的甲烷，和第二底部液體包含小于約5摩爾％的甲烷。11. 權利要求1的方法，其中所述方法還包含：由脫甲烷塔的頂部取出第二塔頂蒸氣流； 冷卻和冷凝所述流的全部或一部分以形成另外的LNG產物;和/或所述流的全部或一部分用 作燃料流;和/或將所述流的全部或一部分作為氣態(tài)天然氣產物流輸出。12. 權利要求1的方法，其中所述方法還包含由所述脫甲烷塔的底部取出第二底部液體 流，并將第二底部液體流分餾以提供一個或多個天然氣液體(NGL)流。13. 權利要求12的方法，其中第二底部液體流的分餾步驟包含:將所述流引入至脫乙烷 塔中，第二底部液體流在其中分離為富乙烷的餾分和富含比乙烷更重的烴的餾分，所述富 乙烷的餾分在脫乙烷塔的頂部收集作為第三塔頂蒸氣，所述富含比乙烷更重的烴的餾分在 脫乙烷塔的底部收集作為第三底部液體。14. 權利要求13的方法，其中所述方法還包含： 由所述脫乙烷塔的頂部取出第三塔頂蒸氣流，并冷卻和冷凝所述流以形成NGL流;和/ 或 由所述脫乙烷塔的底部取出第三底部液體流，并由其形成一個或多個NGL流。15. 權利要求13的方法，其中所述方法還包含如下提供回流至脫乙烷塔中：通過與液化 的第一塔頂物的其它流間接換熱，使第三塔頂蒸氣的一部分冷凝，形成液化的第三塔頂物 流，所述第三塔頂物流作為回流流再引入至所述脫乙烷塔的頂部。16. 權利要求13的方法，其中所述第三塔頂蒸氣包含至少約95%的乙烷，和所述第三底 部液體包含小于約5摩爾％的乙烷。17. 用于分餾和液化天然氣進料流的系統，所述系統包含： 洗滌塔，所述洗滌塔布置和操作用于接收所述天然氣進料流，并將所述流分離為富甲 烷蒸氣餾分和富含比甲烷更重的烴的液體餾分，所述蒸氣餾分在所述洗滌塔頂部收集作為 第一塔頂蒸氣，所述液體餾分在所述洗滌塔底部收集作為第一底部液體； 管道組，一個或多個換熱器，和任選地一個或多個分離器，其布置和操作用于將第一塔 頂蒸氣流從所述洗滌塔的頂部取出并冷卻、冷凝和分開以形成液化的第一塔頂物的第一 流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流； 管道，其布置和操作用于將液化的第一塔頂物的所述第一流返回至所述洗滌塔，作為 回流流引入到所述洗滌塔的頂部，從而提供用于所述洗滌塔的回流； 管道，其布置和操作用于從所述系統中取出由液化的第一塔頂物的第二流形成的液化 天然氣(LNG)產物流； 脫甲烷塔，其布置和操作用于從所述洗滌塔的底部接收第一底部液體流，并將所述流 分離為富甲烷蒸氣餾分和富含比甲烷更重的烴的液體餾分，所述富甲烷蒸氣餾分在所述脫 甲烷塔頂部收集作為第二塔頂蒸氣，所述富含比甲烷更重的烴的液體餾分在所述脫甲烷塔 底部收集作為第二底部液體； 管道，其布置和操作用于從所述洗滌塔的底部取出第一底部液體流，并將所述流引入 至脫甲烷塔;和 以下之一或兩者： (1) 管道，其布置和操作用于將液化的第一塔頂物的所述其它流之一作為回流流引入 至所述脫甲烷塔的頂部，從而提供所述脫甲烷塔的回流； (2) 換熱器，其布置和操作用于通過與液化的第一塔頂物的所述其它流之一間接換 熱，將所述第二塔頂蒸氣的一部分冷凝形成液化的第二塔頂物流，其作為回流流再引入至 所述脫甲烷塔的頂部，從而提供所述脫甲烷塔的回流，以及布置和操作用于將液化的第一 塔頂物的所述其它流引入至所述換熱器的管道。18. 權利要求17的系統，其中所述管道組，一個或多個換熱器，和一個或多個分離器布 置和操作以將所述第一塔頂蒸氣流取出、冷卻、冷凝和分開，其包含： 布置和操作用于從所述洗滌塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流的管道； 布置和操作用于冷卻和部分地冷凝所述流的換熱器或換熱器部分； 布置和操作用于分離得到的液體和蒸氣相的分離器； 管道組，布置和操作用于分開所述分離的液相以形成液化的第一塔頂物的第一流和液 化的第一塔頂物的其它流;和 換熱器或換熱器部分，布置和操作用于接收、進一步冷卻和冷凝所述分離的蒸氣相的 至少一部分以形成液化的第一塔頂物的第二流。19. 權利要求18的系統，其中所述系統還包含布置和操作用于接收和使所述液化的第 一塔頂物的第二流過冷的換熱器或換熱器部分。20. 權利要求18的系統，其中布置和操作用于冷卻和部分冷凝所述第一塔頂蒸氣流的 所述換熱器部分包含繞管式主換熱器的暖束，和布置和操作以進一步冷卻和冷凝所述分離 蒸氣相的至少一部分的所述換熱器部分包含繞管式主換熱器的中束和/或冷束。21. 權利要求18的系統，其中布置和操作用于冷卻和部分冷凝所述第一塔頂蒸氣流的 所述換熱器包含塔頂冷凝器換熱器，和布置和操作用于進一步冷卻和冷凝所述分離的蒸氣 相的至少一部分的所述換熱器包含繞管式主換熱器。22. 權利要求17的系統，其中布置和操作用于取出、冷卻、冷凝和分開所述第一塔頂蒸 氣流的所述管道組和一個或多個換熱器包含： 布置和操作用于從所述洗滌塔的頂部取出第一塔頂蒸氣流的管道； 布置和操作用于冷卻和冷凝所述流的換熱器或換熱器部分;和 管道組，其布置和操作用于分開所述經冷卻和冷凝的流以形成液化的第一塔頂物的第 一流、液化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。23. 權利要求22的系統，其中所述系統還包含換熱器或換熱器部分，其布置和操作用于 使所述經冷卻和冷凝的流過冷，然后所述流被分開以形成液化的第一塔頂物的第一流、液 化的第一塔頂物的第二流和液化的第一塔頂物的至少一個其它流。24. 權利要求22的系統，其中所述系統還包含布置和操作用于使所述液化的第一塔頂 物的第二流過冷的換熱器或換熱器部分。25. 權利要求17的系統，其中所述系統還包含： 脫乙烷塔，其布置和操作用于從所述脫甲烷塔的底部接收第二底部液體流，并將所述 流分離為富乙烷餾分和富含比乙烷更重的烴的餾分，所述富乙烷餾分在所述脫乙烷塔頂部 收集作為第三塔頂蒸氣，所述富含比乙烷更重的烴的餾分在所述脫乙烷塔底部收集作為第 三底部液體;和 管道，其布置和操作用于從所述脫甲烷塔的底部取出第二底部液體流，并將所述流引 入至脫乙烷塔。26. 權利要求25的系統，其中所述系統還包含： 布置和操作用于從所述脫乙烷塔的頂部取出第三塔頂蒸氣流的管道，以及布置和操作 用于接收、冷卻和冷凝所述流以形成NGL流的一個或多個換熱器;和/或 布置和操作用于從所述脫乙烷塔的底部取出第三底部液體流的管道，由其形成一個或 多個NGL流。27. 權利要求25的系統，其中所述系統還包含換熱器，其布置和操作用于通過與液化的 第一塔頂物的其它流間接換熱，使所述第三塔頂蒸氣的一部分冷凝，形成液化的第三塔頂 物流，其作為回流流再引入至所述脫乙烷塔的頂部，從而提供所述脫乙烷塔的回流，以及布 置和操作用于將液化的第一塔頂物的所述其它流引入至所述換熱器的管道。
【文檔編號】F25J3/06GK105823303SQ201610042600
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】T.特隆, G.克里什納墨菲, M.J.羅伯茨
【申請人】氣體產品與化學公司