[发明专利]浮式液化天然气预处理的方法

说明书

早期国家申请的优先权要求

本申请要求2013年2月14日提交的美国申请No.13/766,958的优先权。

发明领域

本发明涉及在漂浮环境如船中液化以前处理天然气的组合吸收和吸附方法。更具体而言，它涉及液体由于船在海上自然摇晃、倾斜和移动而差分布于其中的吸收器中污染物的脱除改进。

发明背景

天然气广泛用于工业和居民应用中。天然气的运输比液体运输更加困难。当天然气田相对接近用户时，天然气通常通过管道运输。在天然气田位置遥远和/或使用者远离天然气田的其它情况下，首先将天然气液化，然后以液化天然气(LNG)的形式运输。

在LNG装置中，必须将污染物，例如二氧化碳和硫化氢降至非常低的含量。例如，进料气流中的二氧化碳含量在液化以前必须小于50ppmv以避免在系统中形成干冰。商业上，这可通过使用溶剂吸收方法实现，例如使天然气与胺溶剂如单乙醇胺(MEA)或二乙醇胺(DEA)接触例如以除去二氧化碳。胺在使用以后再生。其它CO₂脱除方法是本领域中已知的，例如深冷方法、吸附方法如变压吸附(PSA)和变温吸附(TSA)，以及膜基方法。

污染物脱除以后是将天然气输送通过分子筛脱水装置以将水脱除至1ppmv以下。

近年来，对于开发可将离岸天然气液化以运输的浮式LNG(FLNG)设备存在提高的兴趣。FLNG设备可位于邻近离岸天然气井处以在将它装载在游轮上时将天然气液化，这消除了需要在常规设备中液化以前在陆上取得天然气的管道。FLNG设备可根据需要从一个港口移动至另一港口以服务小LNG田。

然而，在该容器上加工天然气必然遭遇陆地基设备未遭遇的问题。船的移动可产生液体在分离塔中差的分布。塔内气-液相的质量传递效率由于差的分布而明显降低。在FLNG预处理中，使用胺吸收器和再生器除去酸性气体。如果塔效率降低，则来自胺吸收器的处理气体可能不能满足低酸性气体规格(例如小于50ppm CO₂)，这会产生下游液化系统的阻塞问题。

因此，需要可确保处理气体满足LNG进料规格的可靠方法。

发明概述

本发明的一个方面是预处理用于FLNG装置的天然气料流的方法。在一个实施方案中，方法包括将天然气进料流引入位于船上的胺吸收单元中以降低硫、CO₂或者二者的含量以形成具有降低污染物的天然气进料流。将具有降低污染物的天然气进料流引入位于船上的变温吸附单元中以降低H₂O、CO₂或二者的含量。变温吸附单元具有脱水循环和CO₂脱除循环。监控船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO₂含量或者二者。如果船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO₂含量小于或等于预定值，则变温吸附单元以脱水循环操作。如果船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO₂含量大于预定值，则开始CO₂脱除循环。

在一些实施方案中，在至少一个CO₂脱除循环以后，当船运动量或者降低硫的天然气料流中的CO₂含量降至小于或等于预定值时，开始脱水循环。

附图简述

图1为关于用于处理LNG进料的现有技术系统的阐述。

图2A-C为关于变温吸附方法中使用四个吸附器的脱水循环的一个实施方案的阐述。

图3A-D为关于变温吸附方法中使用四个吸附器的CO₂脱除循环的一个实施方案的阐述。

发明详述

本发明涉及在FLNG设备中预处理LNG进料的方法。该方法使用常规胺技术以从天然气中除去酸性气体，其后是当FLNG容器的运动或CO₂含量在预定极限以下时，进行变温吸附(TSA)方法以除去水。如果FLNG容器运动和/或CO₂含量在预定极限以上，则使用TSA系统除去从胺方法中滑流的酸性气体。本发明提供FLNG预处理的可靠方法以提供可满足LNG进料规格的处理天然气。