[发明专利]从浓缩的天然气中除氮

权利要求书

1.一种从浓缩天然气中除氮的方法，其包括：

(a)在蒸馏塔的第一位置处将浓缩天然气原料引入蒸馏塔内，从蒸馏 塔内排出富氮塔顶蒸汽流，从蒸馏塔的底部排出纯化的液化天然气流并

(b)在第一位置之上的第二位置处向蒸馏塔内引入冷的回流流体， 其中冷的回流流体和提供冷回流流体的制冷作用通过以下步骤获得，该步 骤包括将所有或部分富氮塔顶蒸汽流压缩以提供压缩的富氮流，将部分压 缩富氮流做功膨胀以产生提供冷回流流体的制冷作用，并冷却和降低另一 部分压缩富氮流的压力以提供冷的回流流体。

2.如权利要求1的方法，其中通过与从蒸馏塔底部排出的汽化液体的间 接热交换以提供汽化塔底流的方式将浓缩天然气冷却，并以此提供进料至 蒸馏塔的浓缩的天然气原料，并将汽化的塔底流引入到蒸馏塔内以在那里 提供沸腾蒸汽。

3.如权利要求1的方法，其中冷回流流体和提供冷回流流体的制冷作用 通过下列方式提供：

(a)将来自蒸馏塔的富氮塔顶蒸汽流加温，以提供产生冷回流流体的 制冷作用的第一部分，进而提供加温的富氮蒸汽流；

(b)将第一部分加温的富氮蒸汽流作为除氮流排出，并将第二部分加 温的富氮蒸汽流压缩，以提供压缩的富氮流；

(c)将压缩富氮流与加温的做功膨胀的富氮流结合以提供复合的富氮流， 并将复合的富氮流压缩以提供复合的压缩富氮流；

(d)将复合的压缩富氮流冷却以产生冷却的压缩富氮流，将第一 部分冷却的压缩富氮流做功膨胀以产生冷的富氮制冷剂流，并将冷的富氮制 冷剂流加温以提供产生冷回流流体的制冷作用的第二部分，由此提供加温 的做功膨胀的富氮流；和

(e)通过与来自蒸馏塔的富氮塔顶蒸汽流和冷富氮制冷剂流的间 接热交换而将第二部分冷却的压缩富氮流冷却，以提供冷的压缩富氮流，降低 冷的压缩富氮流的压力以提供压力降低的冷富氮流，并将压力降低的冷富氮 流引入到蒸馏塔内作为冷回流流体。

4.如权利要求1的方法，其进一步包括通过使冷却的液化天然气原 料经过浓稠液体膨胀器，在蒸馏塔之前降低浓缩天然气的压力。

5.一种从浓缩天然气中除氮的系统，包括：

(a)蒸馏塔，其具有引入浓缩天然气的第一位置、引入冷回流流体的第 二位置、排出来自蒸馏塔顶部的富氮塔顶蒸汽流的塔顶管道和排出来自蒸馏塔 底部的纯化的液化天然气流的管线，其中第二位置在第一位置之上；

(b)将所有或部分富氮塔顶蒸汽流压缩以提供压缩的富氮蒸汽 流的压缩装置；

(c)使第一部分冷却的压缩富氮蒸汽流做功膨胀以提供冷的做功膨胀富氮 流的膨胀器；

(d)热交换装置，其包括

(d1)将冷的做功膨胀的富氮流加温以提供加温的做功膨胀 富氮流的第一组流体管道；

(d2)将来自蒸馏塔的富氮塔顶蒸汽流加温以提供加温的富氮塔 顶蒸汽流的第二组流体管道；

(d3)通过与冷的做功膨胀富氮流和来自蒸馏塔的富氮塔顶蒸汽 流的间接热交换，将压缩的富氮蒸汽流冷却，以提供第一部分冷却压 缩的富氮蒸汽流和第二部分冷却压缩的富氮蒸汽流的第三组流体管 道；和

(e)降低第二部分冷却压缩的富氮蒸汽流的压力以提供冷的回流流体 的装置，和将该冷的回流流体在第二位置处引入蒸馏塔的装置。

6.如权利要求5的系统，其中进一步包括通过与从蒸馏塔底部排出的蒸 汽流的间接热交换，在引入蒸馏塔之前将浓缩天然气冷却，从而形成汽化 流的重沸器装置，和将蒸汽流引入到蒸馏塔底部以在那里提供沸腾蒸汽的装 置。

7.如权利要求5的系统，其中压缩装置包括具有第一和第二级的压缩器， 并且该系统包括将来自热交换装置的加温富氮塔顶蒸汽流转移到压缩器 第一级入口的管道装置，和将来自热交换装置的加温的做功膨胀的富氮流转 移到压缩器第二级入口的管道装置。