[发明专利]液化富烃馏分的方法

说明书

描述了一种通过与混合制冷剂回路的混合制冷剂的间接热交换液化富烃馏分，尤其是天然气的方法，其中混合制冷剂被压缩、分离成富含混合制冷剂的高沸点组分(HMR)的液相制冷剂和富含混合制冷剂的低沸点组分(LMR)的气相制冷剂，并且所述液相和气相制冷剂在间接热交换之前被混合。根据本发明，间接热交换在至少两个热交换器(E3，E4)中进行，其中第一热交换器(E4)用于预冷，第二热交换器(E3)用于液化富烃馏分，且供给到第一热交换器的混合制冷剂包含5‑50％的富含HMR的液相制冷剂(3，15)，并且与富含LMR的气相制冷剂(6，14)以使HMR/LMR的混合比例在1.2与10之间的方式混合。

技术领域

本发明涉及通过与混合制冷剂回路中的混合制冷剂间接热交换而液化富烃馏分，尤其是天然气的方法，其中混合制冷剂被压缩、分离成富含混合制冷剂的高沸点组分(HMR＝重混合制冷剂)的液相制冷剂和富含混合制冷剂的低沸点组分(LMR＝轻混合制冷剂)的气相制冷剂，并且所述两相制冷剂在间接热交换之前混合。

背景技术

液化富烃馏分或气体混合物，尤其是天然气的方法，特别用到了闭合的混合制冷剂回路，其中多组分制冷剂至少部分在升高的压力和周围环境温度下冷凝，并且在低压和低于环境温度下蒸发而产生制冷效果。在简化的方法中，只使用一个混合制冷剂回路，其中在压缩过程中出现的制冷剂馏分在与待液化的富烃馏分间接热交换之前被混合，并在热交换器中被共同使用。

参照图1中所示的流程，下文将更详细地说明此类冷却和液化富烃馏分的方法，例如德国专利申请102011010633中所公开的。

待冷却和待液化的富烃馏分，例如天然气，通过线路100被供给到热交换器E3’。在其中，该原料馏分与尚待描述的混合制冷剂回路相对地进行预冷却，然后通过线路101供给到分离单元T。用黑框简单表示的分离单元T作用在于，例如从待液化的原料馏分100/101中分离出氮和/或更高级的烃。在分离单元T中进行的分离过程决定了原料馏分100/101在热交换器E3’中必须至少被冷却到的温度。从原料馏分中分离出的一种或多种组分通过线路104从分离单元T中排出，同时，待液化的剩余原料馏分再次通过线路102被供给到热交换器E3’，并在其中被进一步冷却、液化和选择性地过度冷却。然后，使用这种方式处理后的原料馏分103被送至它的其他用途或送到储存罐中。

冷却和液化富烃原料馏分100/102所需的混合制冷剂回路包括至少两个阶段的压缩机单元C、压缩机单元C上游的分离器D1和位于压缩机阶段下游的两个分离器D2和D3。此外，还包括用于消散压缩热量和部分冷凝混合制冷剂的两个后冷却器E1和E2，和泵或泵单元P。

在热交换器E3’中与待冷却和待液化的原料馏分100/102相对地蒸发的混合制冷剂通过线路1被供给到上述的分离器D1中。通过线路1’从该分离器顶部排出的气相制冷剂被供给到压缩机单元C的第一压缩阶段中，并被压缩到所需的中间压力。在经过后冷却器E1后，被压缩的混合制冷剂通过线路2被供给到分离器D2。富含制冷剂中的高沸点组分(HMR)的液相制冷剂从所述分离器的底部通过线路3被排出，并通过泵或泵单元P被泵送至混合制冷剂的尚待描述的气相的压力。

从分离器D2通过线路4排出的气相制冷剂被供给到压缩机C的第二个阶段，并被压缩到混合制冷剂回路所需的最终压力。被压缩的混合制冷剂通过线路5在经过后冷却器E2之后被供给到分离器D3。在分离器D3的底部中产生的液态馏分7通过控制阀V1再循环到分离器D2的入口前。富含混合制冷剂的低沸点组分(LMR)的气相制冷剂通过线路6从分离器D3的顶部排出，在与上述液相制冷剂3混合后，通过线路8被供给到热交换器E3’。液相制冷剂3和气相制冷剂6在热交换器上游汇合，或者在热交换器E3'中刚开始热交换时立刻汇合，并且作为两相流被供给。混合制冷剂在热交换器E3’中被冷却和完全液化。在热交换器E3'的冷端，混合制冷剂9在阀V2中膨长而产生制冷作用，然后再次经过热交换器E3'时完全蒸发。