[发明专利]用于使富含烃类的馏份液化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于使含有氮气的富含烃类的馏份液化的方法，其中富含烃类的馏份在与至少一个冷却循环的冷却剂或冷却剂混合物方向相反地进行间接热交换的情况下实施冷却及液化，并临时储存经液化的富含烃类的馏份。

背景技术

此类用于使含有氮气的富含烃类的馏份液化的方法尤其是用于天然气液化过程，并且早已是在现有技术中已知的。早期通常需要使包含在此类馏份中的所有甲烷液化。其原因是天然气价格高，而且在高效发电站中发电所达到的总效率明显优于通过在燃气轮机中燃烧天然气所能达到的总效率。

通常天然气中的氮含量为1至5体积％。因为储存的经液化的天然气产品(LNG)中允许的氮含量不得超过1体积％的值，仅能很有效地避免非期望的倾翻(Roll-Over)效应，所以此类天然气并未完全液化。

若液化过程的循环压缩机具有电力驱动，而且无法在燃气轮机中燃烧天然气，则在储存LNG时产生的返罐气体(Tankrückgas)或蒸发气体(Boil-Off-Gas)目前就在残气网络(Restgasnetz)中压缩。若不设置残气网络，则试图集成其中可以燃烧残余气体的燃气轮机。

比较大的天然气液化过程例如理解为液化效率大于2mtpa LNG的LNG-基底负载设备，在此过程中借助用于分离出氮气的所谓的脱氮装置(NRU)对蒸发气体进行后期处理。将在此获得的甲烷返回式液化或者作为可燃气体送入燃气轮机。若在较小的液化过程的情况下待液化的粗煤气中的氮含量大于1体积％，则不设置前述的氮分离就无法实现在LNG生产过程中的高的甲烷产率。

发明内容

本发明的目的是提供用于使含有氮气的富含烃类的馏份液化的此类方法，利用该方法可以将甲烷产率提高至接近100％。

为了实现该目的，建议用于使含有氮气的富含烃类的馏份液化的方法，其特征在于，在使富含烃类的馏份液化期间实施氮分离，并将在储存经液化的馏份时产生的蒸发气体馏份压缩及返回式液化，其中蒸发气体馏份与同一冷却循环方向相反地进行返回式液化，并且也对该馏份实施氮分离。

用于使富含烃类的馏份液化的本发明方法的另一个优选的实施方案的特征在于，

-在氮分离期间获得的氮气馏份的残余甲烷含量允许将该氮气馏份排放至大气中或者作为低热量(niederkalorig)可燃气体使用，

-在氮分离期间获得的氮气馏份的残余甲烷含量小于5体积％，优选小于1体积％，

-在至少一个分离机和/或至少一个精馏塔中进行氮分离，其中在设置多个分离机和/或精馏塔的情况下它们优选以级联的方式布置，

和/或在不同的压力下运行，

-将待进行返回式液化的蒸发气体馏份在送至液化过程之前和/或在液化过程中但仍在送至氮分离之前混入待液化的富含烃类的馏份中，

-待进行返回式液化的蒸发气体馏份与待液化的富含烃类的馏份一起压缩，

-将待液化的富含烃类的馏份在氮分离之前分离出重的烃类、C₂₊烃和/或C₃₊烃，

-若在至少一个精馏塔中进行氮分离，则将待液化的富含烃类的馏份的支流作为精馏塔的塔底中的汽提气流送入精馏塔或其中至少一个精馏塔，和/或将待液化的富含烃类的馏份的支流在精馏塔或其中一个精馏塔的重沸器中冷却，并作为其他的进料流送入精馏塔或其中至少一个精馏塔，

-若在至少一个精馏塔中进行氮分离，则利用设置在精馏塔中的冷凝器调节由精馏塔排出的氮气馏份中的氮含量。

现在根据本发明已经在富含烃类的馏份的液化过程中进行氮分离。由此降低待液化的富含烃类的馏份中的氮含量，使得(储存的)LNG产品中的氮含量优选低于1体积％。根据本发明对在储存LNG产品时产生的蒸发气体馏份实施返回式液化，从而不会丢失其中所含的甲烷。根据本发明设计氮分离，使得在该过程中获得的氮气馏份中的残余甲烷含量低，以至于该馏份优选在减压及获得制冷之后无需额外的后期处理即可直接排放至大气。

因为在待液化的富含烃类的馏份中所含的所有甲烷原则上均可在LNG产品中获得，所以利用根据本发明的液化方法可以将LNG液化过程的甲烷产率提高至接近100％。

与已知的液化过程不同，不再需要设置额外的用于处理蒸发气体馏份的NRU，其尤其是在较小的液化过程中是不成比例地成本高昂的。

根据本发明设置的氮分离需要更大的能量消耗。但这低于液化过程的总能量需求的10％。此外，除了分离机或精馏塔以外，不需要其他决定成本的机器。