[发明专利]处理包括甲烷的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包括甲烷的烃流的方法和设备。

背景技术

包括甲烷的烃流可以来自于例如天然气或石油储层的许多来源或者来自于例如费-托法的合成来源。在本发明中，烃流优选地包括天然气或基本上由天然气组成。出于许多原因，处理和冷却这种烃流是有用的。使烃流液化尤为有用。

天然气是有用的燃料源，以及各种烃化合物的来源。出于许多原因，人们通常希望在位于天然气流来源地处或附近的液化天然气（LNG）工厂中使天然气液化。举例来说，与气态形式相比，由于占用容积更小，并且无需在高压下进行储存，天然气更易于以液态形式进行储存和长途输送。

GB1,572,900披露了一种用于天然气液化的工艺。要液化的天然气在热交换器中进行预冷却以去除存在于天然气中的一些水。

预冷却过的天然气离开热交换器并且流到从天然气去除冷凝水的相分离器。随后，部分地干燥的天然气流到传统干燥器中以从天然气中去除剩余水。该传统干燥器例如为包含适当干燥剂的类型。天然气从传统干燥器流到热交换器的盘管入口以便液化。第一混合致冷剂和第二混合致冷剂也流到热交换器的盘管中。

GB 1,572,900的方法和设备的一个缺陷是在两股致冷剂流和来自传统干燥器的干燥天然气流之间在它们进入热交换器时可能存在相当大的温差。这继而可能在热交换器中引起热应力（尤其是绕管式热交换器中）和内部箍缩，从而可能导致冷却过程中不稳定的行为和热交换器的损坏。

发明内容

本发明提供了一种处理包括甲烷的烃流的方法，所述方法包括：

提供至少包括甲烷和水的湿烃流；

使所述湿烃流通过湿进料环境热交换器，从而使所述湿烃流与环境进行热交换，并从而提供温度等于第一温度的湿烃流；

使湿烃流冷却，从而将温度从第一温度下降到第二温度；

在第二温度下在除水装置中从湿烃流中输出流出物流和至少一股湿处置流，所述湿处置流包括来自于湿烃流的水，所述流出物流包括已经去除至少一股湿处置流的湿烃流；

使流出物流流到另一热交换器；

使处于压缩状态的致冷剂流流过环境热交换器，从而提供致冷剂温度等于第三温度的源致冷剂流，所述第三温度与第一温度相差10℃范围之内；

使源致冷剂流的至少一部分流到所述另一热交换器，同时使其温度保持基本上等于第三温度；

在所述另一热交换器中通过与蒸发致冷剂馏分进行间接热交换而冷却所述流出物流和所述致冷剂流的所述至少一部分；

其中，使流出物流流到所述另一热交换器的步骤包括通过在湿进料热交换器中与处于基本上所述第一温度的湿烃流进行间接热交换而加热流出物流，从而使流出物流的温度与第一温度相匹配成在湿进料热交换器的热端温度差的范围内，其中，使湿烃流冷却的步骤包括该间接热交换。

在另一个方面，本发明提供了一种用于处理包括甲烷的烃流的设备，所述设备包括：

用于提供至少包括甲烷和水的湿烃流的供给管道；

连接到供给管道的湿进料环境热交换器，其布置成接收湿烃流并且在湿烃流和环境流之间进行热交换；

至少一个湿进料热交换器，其经由湿进料环境热交换器连接到供给管道，布置成接收来自于湿进料环境热交换器的湿烃流并降低湿烃流的温度，其中，在湿进料环境热交换器和湿进料热交换器之间基本上没有单独的热交换器；

在湿进料热交换器下游布置成接收湿烃流的除水装置，包括用于排放湿处置流的湿处置流出口和用于排放流出物流的蒸气出口，所述湿处置流包括来自于湿烃流的水，所述流出物流包括已经去除湿处置流的湿烃流；

源致冷剂流的供给装置，所述源致冷剂流包括处于压缩过的且环境冷却过的状态的致冷剂流，所述供给装置包括致冷剂环境热交换器和将处于压缩状态的致冷剂排放给致冷剂环境热交换器的压缩机，所述环境热交换器布置成在处于压缩状态的致冷剂和环境之间进行热交换，从而提供源致冷剂流；

设置有第一管束入口和至少一个第二管束入口的另一热交换器，所述第一管束入口用于接收来自于除水装置的流出物流的至少一部分，其中，所述另一热交换器还设置有用于排出冷却过的烃流的第一管束出口，其中，第一管束出口在所述另一热交换器内部经由第一管束与第一管束入口相连，并且其中，所述另一热交换器还设置有用于排出至少一股冷却的致冷剂流的至少一个第二管束出口，其中，所述至少一个第二管束出口在所述另一热交换器内部经由第二管束与第二管束入口相连，并且其中，所述第一和第二管束布置成与所述另一热交换器内部的蒸发致冷剂馏分处于热交换关系；