[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。

WO2011/009832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。

前述公开WO2011/009832的图2描述了一个实施方案，其中第一气体/液体分离器以具有两个区以及回流冷凝器的柱的形式提供，所述两个区具有例如由塔盘和/或填充物形成的接触增强装置。回流冷凝器由与制备多相烃类流的流相同的流的滑流冷却。低压燃料气流由从柱中排放的顶部蒸气流制得，所述顶部蒸气流被传递至燃烧装置。

如WO2011/009832中所述的方法和装置的一个缺点在于，燃料气中可得的热值不匹配对热值的需要。

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至少一个内部精馏部段和设置于所述精馏部段重力下方的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所述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；

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

-由获自所述精馏部段上方的氮气汽提塔的顶部部分的顶部蒸气形成部分冷凝的中间流，所述部分冷凝的中间流包含冷凝馏分和蒸气馏分，所述形成包括通过使所述顶部蒸气与辅助制冷剂流热交换，由此将热量以一定冷却功率从所述顶部蒸气传递至辅助制冷剂流，从而部分冷凝所述顶部蒸气；

-在分离压力下将所述冷凝馏分与所述蒸气馏分分离；

-排放作为废气的蒸气馏分，所述蒸气馏分具有热值；

-使所述冷凝馏分的至少回流部分进入起始于所述精馏部段上方的水平的氮气汽提塔；

-调节所述冷却功率以调节所排放的蒸气馏分的热值。

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：

-用于提供在初始压力下的低温烃类组合物的低温进料管线，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至少一个内部精馏部段和设置于所述精馏部段重力下方的氮气汽提塔内的至少一个内部汽提部段；

-中间减压器，所述中间减压器流体连接至所述氮气汽提塔，并设置用以接收来自在所述汽提部段重力下方的氮气汽提塔的储液空间的经氮气汽提的液体，并将所述经氮气汽提的液体减压，所述中间减压器位于包括所述氮气汽提塔的汽提压力侧与闪蒸压力侧之间的界面上；

-设置于所述闪蒸压力侧上的液体烃类产品管线，以排出由所述经氮气汽提的液体产生的液体烃类产品流；

-设置于所述闪蒸压力侧上的过程蒸气管线，以接收由所述经氮气汽提的液体产生的过程蒸气；

-设置于所述过程蒸气管线中的过程压缩机，其设置用以接收所述过程蒸气并压缩所述过程蒸气，以在所述过程压缩机的过程压缩机排放口处提供压缩蒸气，所述过程压缩机在汽提压力侧与闪蒸压力侧之间的所述界面上；