[发明专利]用于从低温烃类组合物中去除氮气的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从低温烃类组合物中分离氮气的方法和装置。

背景技术

液化天然气(LNG)形成这种低温烃类组合物的经济上重要的例子。天然气为可用的燃料来源，以及各种烃类化合物的来源。由于多种原因，通常希望在天然气流的来源处或接近天然气流的来源，在液化天然气厂中液化天然气。例如，相比于气体形式，天然气更易于作为液体储存并在长距离内输送，因为其占据更小的体积，且无需在高压下储存。

WO 2011/009832描述了一种用于处理由天然气产生的多相烃类流的方法，其中将更低沸点的组分(如氮气)从所述多相烃类流中分离，以产生具有更低含量的这种更低沸点的组分的液化天然气流。其利用在不同压力下操作的两个连续的气体/液体分离器。将多相烃类流进料至第一压力下的第一气体/液体分离器。将所述第一气体/液体分离器的底部流传递至第二气体/液体分离器，所述第二气体/液体分离器提供在低于所述第一压力下的第二压力下的蒸气。蒸气在顶部流压缩机中压缩，并作为汽提蒸气流返回至所述第一气体/液体分离器。

可将来自低温储罐的压缩挥发气添加至所述汽提蒸气流。所述第一液体/气体分离器包括具有接触增强装置(如塔盘或填充物)的接触区，所述接触区在用于多相烃类流进入第一气体/液体分离器的入口与用于汽提蒸气流的入口之间重力设置。

低压燃料气流由从所述第一气体/液体分离器排出的顶部蒸气流制得，将所述低压燃料气流传递至燃烧装置。

如WO 2011/009832中所述的方法和装置的一个缺点在于，如果汽提蒸气的量显著改变(当工厂在保持模式与装载模式操作之间变换时可为这种情况)，则在第一气体/液体分离器中的平衡可能被扰动。

发明内容

本发明提供了一种从低温烃类组合物中去除氮气的方法，所述低温烃类组合物包含含氮气和甲烷的液相，所述方法包括：

-提供包含含氮气和甲烷的液相的低温烃类组合物；

-将在汽提压力下的第一氮气汽提器进料流进料至氮气汽提塔，所述氮气汽提塔包括设置于氮气汽提塔内的至少一个内部汽提部段，所述第一氮气汽提器进料流包含低温烃类组合物的第一部分；

-从所述汽提部段下方的氮气汽提塔的储液空间提取经氮气汽提的液体；

-由所述经氮气汽提的液体制备至少液体烃类产品流和过程蒸气，至少包括将所述经氮气汽提的液体减压至闪蒸压力的步骤；

-将所述过程蒸气压缩至至少汽提压力，由此获得压缩蒸气；

-将所述压缩蒸气选择性地分离成汽提部分和不包含汽提部分的非汽提部分，所述非汽提部分包含所述压缩蒸气的旁通部分；

-在所述汽提部段重力下方的水平处将汽提蒸气流传递至氮气汽提塔中，所述汽提蒸气流至少包含所述压缩蒸气的汽提部分；

-将中间蒸气传递通过冷凝器，从而使所述中间蒸气与辅助制冷剂流间接热交换，并部分冷凝所述中间蒸气，其中所述中间蒸气至少包含所述压缩蒸气的非汽提部分，且其中所述热交换包括将热量以一定冷却负荷从所述中间蒸气传递至辅助制冷剂流，由此过量液体由所述中间蒸气形成，且由此来自所述压缩蒸气的至少所述旁通部分保持在气相中；

-排出作为废气的蒸气馏分，所述蒸气馏分包含获自所述氮气汽提塔的顶部空间的顶部蒸气的排出馏分，并至少包含所述旁通部分；以及

-将液体再循环部分的至少部分返回至所述液体烃类产品流，其中所述液体再循环部分包含所述过量液体的至少部分；

其中从所述选择性分离至所述废气的蒸气馏分中的旁通部分的排出，所述旁通部分绕过至少一个内部汽提部段。

在另一方面，本发明提供了一种用于从低温烃类组合物中去除氮气的装置，所述低温烃类组合物包含含氮气和甲烷的液相，所述装置包括：用于从低温烃类组合物中去除氮气，所述低温烃类组合物包含含氮气和甲烷的液相，所述装置包括：

-连接至低温烃类组合物的来源的低温进料管线，所述低温烃类组合物包含含氮气和甲烷的液相；

-与所述低温进料管线流体连通的氮气汽提塔，所述氮气汽提塔包括设置于氮气汽提塔内的至少一个内部汽提部段和在所述汽提部段重力下方限定的储液空间；

-包括中间减压器的经氮气汽提的液体的排放管线，所述经氮气汽提的液体的排放管线与所述氮气汽提塔的储液空间流体连通，并设置用以从所述储液空间接收经氮气汽提的液体并将经氮气汽提的液体减压，所述中间减压器位于包括氮气汽提塔的汽提压力侧与闪蒸压力侧之间的界面上；