[发明专利]用于处理多相烃流的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理多相烃流的方法和设备。

所述方法和设备提供已处理的液态烃流。另外还提供一种低压燃气流。

背景技术

多相烃流的通常来源是天然气流或者由天然气生产出的多相流，例如通过冷却和/或改变天然气的压力而形成包括气相和液相的多相流。因此，可以采用本文所描述的方法来提供呈液化天然气(LNG)流形式的已处理的液态烃流。

天然气是一种有用的燃料源，又是各种烃化合物的一个来源。出于多种原因，往往希望在天然气流源处或附近的液化天然气(LNG)厂中液化天然气。例如，与气态形式相比，天然气在液态下可更容易储存和长距离运输，这是因为液化天然气占据较小的体积并且不需要在高压下储存。

通常，主要包括甲烷的天然气在升高的压力下进入液化天然气厂，并且被预处理以生产出适合在低温温度下液化的已净化的进料流。已净化的气体使用换热器通过多个冷却阶段进行处理，以逐渐降低其温度，直至实现液化。液化天然气然后被进一步冷却和膨胀到适于储存和运输的最终大气压下。每次膨胀所产生的闪蒸蒸气可被用作燃气源。

一些烃流(诸如天然气)可能含有大量的氮，以使得如果不采取特殊措施来将至少一部分氮从烃流中除去，则生产出的燃气和任何已液化的烃流可能含有不期望的高含量的氮。很多液化天然气规范要求成品中的含氮量低于1mol％。

US 2008/0066493公开了一种处理液化天然气以提供液化天然气流的方法，该液化天然气流具有含量降低的低沸点成分(诸如氮(N₂))。该方法包括：膨胀液化天然气以提供已膨胀的多相流体；以及将该多相流体引入塔内、气液接触段下方，以获得具有含量降低的低沸点组分的塔底液体流和富含低沸点成分(诸如氮)的塔顶气体流。塔底液体流被通入闪蒸器。富含低沸点组分的塔顶气体流在换热器中被加热，并且随后被压缩到燃气压力以获得燃气。再循环流与燃气分离开，在换热器中依靠富含低沸点成分的塔顶气体流被至少部分冷凝，并且作为回流流被引入塔内、气液接触段上方。在US 2008/0066493的多个实施例中，第二气体流(来自闪蒸器)同样在换热器中被加热，被压缩到燃气压力，以及被添加到再循环流中。

存在于塔顶气体流中的至少部分冷量因此用于再次冷凝再循环流以产生回流，所述冷量不能用来冷却该方法中其他位置处的另一种工艺流。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种处理多相烃流以提供已处理的液态烃流的方法，该方法至少包括以下步骤：

-从天然气生产多相烃流，所述多相烃流包括气相和液相；

-将多相烃流通入第一气/液分离器中；

-在第一气/液分离器中在第一压力下分离所述多相烃流，以提供第一分离器底部流和包括烃和氮的第一分离器烃蒸气流；

-在第二气/液分离器中在第二压力下分离第一分离器底部流，以提供第二分离器烃蒸气流和呈液化天然气形式的已处理的液态烃流，其中第二压力低于第一压力；

-在顶部流压缩机中压缩第二分离器烃蒸气流，以提供汽提蒸气流；和

-将汽提蒸气流在比多相烃流通入第一气/液分离器的高度低的重力方向的高度处通入第一气/液分离器。

在另一个方面，本发明提供一种用于处理包括液相和气相的多相烃流以提供呈液化天然气形式的已处理的液态烃流的设备，该设备至少包括：

-用于从天然气生产出多相烃流的装置，所述装置包括液化单元以及一个或多个烃流膨胀装置中的至少一个；

-第一气/液分离器，所述第一气/液分离器布置用于接收多相烃流，并且将多相烃流分离成第一分离器底部流和包括烃和氮的第一分离器烃蒸气流，所述第一气/液分离器具有：第一入口，所述第一入口用于将多相烃流供给到第一气/液分离器中；第一出口，所述第一出口用于将第一分离器烃蒸气流从第一气/液分离器中排出；第二出口，所述第二出口用于将第一分离器底部流从第一气/液分离器排出，和第二入口，所述第二入口位于比第一入口低的重力高度处，用于将汽提蒸气流供给到第一气/液分离器中；

-第二气/液分离器，所述第二气/液分离器布置用于接收第一分离器底部流，并且将第一分离器底部流分离成第二分离器烃蒸气流和呈液化天然气形式的已处理的液态烃流，所述第二气/液分离器具有：与第一气/液分离器的第二出口流体连通以用于将第一分离器底部流供给到第二气/液分离器中的第一入口；用于将第二分离器烃蒸气流从第二气/液分离器排出的第一出口；和用于将已处理的液态烃流从第二气/液分离器排出的第二出口；