[发明专利]用于使烃物流液化的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种使烃物流例如天然气物流液化的方法，由此获得液化的烃产品例如液化天然气(LNG)。

背景技术

已知多种用于液化天然气物流从而获得液化天然气(LNG)的方法。出于多种原因，期望对天然气物流进行液化。例如，与气体形式相比，天然气更易于以液体形式进行储存和长途运输，因为其占用更少的体积，且不需要在高压下进行储存。

通常，待液化的天然气物流(主要包含甲烷)含有在天然气液化前将要去除至一定程度的乙烷、较重的烃以及其它可能组分。为此，对天然气物流进行处理。其中一种处理方法包括去除至少部分乙烷、丙烷和较重的烃例如丁烷和丙烷。

US2004/0079107A1公开了一种与制备主要含有比甲烷更重的烃的液体物流组合使天然气液化的方法。

US2004/0079107A1中公开的方法的一个问题在于其相当复杂，导致相对高的资金支出(CAPEX)。例如，US2004/0079107A1的图1使用了中间制冷剂循环71，由此非常依赖于外部制冷。此外，分馏塔19包括在塔19底部附近的一个或多个再沸器20，其将向下流过塔19的一部分液体加热和汽化以提供向上流过塔19的汽提蒸气。

发明内容

本发明的一个目的是将上述问题最小化，同时保持或者甚至改进乙烷和更重的烃、特别是丙烷从烃物流中的回收。

本发明的另一个目的是提供一种用于使烃物流液化同时回收至少部分乙烷、丙烷和高级烃例如丁烷和丙烷、特别是丙烷的替换方法。

根据本发明通过提供一种使烃物流例如天然气物流液化的方法实现了上述目的的一个或多个或其它目的，该方法至少包括以下步骤：

(a)将具有高于60巴压力的部分冷凝的进料物流送入第一气/液分离器；

(b)在第一气/液分离器中使进料物流分离成气体物流和液体物流；

(c)使在步骤(b)中获得的液体物流膨胀和在第一进料点处将其送入蒸馏塔；

(d)使在步骤(b)中获得的气体物流膨胀，由此获得至少部分冷凝的物流，和随后在第二进料点处将其送入蒸馏塔，该第二进料点处于比第一进料点更高的位置；

(e)从蒸馏塔的顶部除去气体塔顶物流，使其部分冷凝和将其送入第二气/液分离器；

(f)分离在步骤(e)中送入第二气/液分离器的物流，由此获得液体物流和气体物流；

(g)在第三进料点处将在步骤(f)中获得的液体物流送入蒸馏塔，该第三进料点处于比第二进料点更高的位置；和

(h)将在步骤(f)中获得的气体物流液化，由此获得液化物流；

其中在步骤(e)中从蒸馏塔中除去的气体塔顶物流通过与在步骤(d)中膨胀的物流换热而部分冷凝，所述膨胀物流之后于第二进料点处送入蒸馏塔；和

其中在步骤(f)中获得的气体物流在其于步骤(h)中液化之前与步骤(a)的进料物流换热，由此使进料物流部分冷凝。

已经发现，使用根据本发明的令人惊奇的简单方法，可以显著降低CAPEX。另外，还由于其简单性，当与已知的配置相比时，根据本发明的方法和用于实施该方法的设备已经证实非常稳健。

另外已经发现，通过在将步骤(f)中获得的气体物流于步骤(h)中液化之前，使其与步骤(a)的进料物流进行换热，由此使进料物流部分冷凝，可以获得更高的工艺效率。

本发明的一个重要优点在于不需要外部制冷剂循环冷却进料物流。同样，在蒸馏塔底部附近使用的再沸器(如果有的话)的负荷可被最小化。根据本发明，甚至优选在蒸馏塔底部附近不存在用于将向下流过蒸馏塔的一部分液体加热和汽化而提供向上流过蒸馏塔的汽提蒸气的再沸器。

此外，已经发现根据本发明，可以获得较高的丙烷回收率，由此得到较贫的富含甲烷的天然气物流(其随后被液化)。根据本发明的方法还证明适合于压力刚好低于70巴的进料物流，同时保持相对高的丙烷回收率。

本发明的另一个优点在于其适合于宽范围的进料物流组成。