[发明专利]使受污染的含烃气流液化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使受污染的含烃气流液化的方法，所述受污染的含烃气流尤其是含甲烷的受污气流，诸如天然气。

背景技术

在本领域中已经公知了使含烃气流液化的方法。由于众多原因，期望使诸如天然气流的含烃气流液化。作为一个示例，天然气在液态时比气态形式更加易于存储或长距离运输，因为其占据较小的体积且并不需要以高压储存。典型地，在被液化之前，处理受污染的含烃气流以移除在液化处理期间可用冷冻法分离的一种或多种污染物(诸如H₂O，CO₂，H₂S等)。

已知的使受污染的含烃气流液化的方法的一个问题在于：其是一个相当复杂的过程，从而需要许多昂贵设备。

发明内容

本发明的一个目的是解决或至少最小化上述问题。

本发明的另一个目的是提供一种更加简单且更有成本效益的使受污染的含烃气流液化的方法，所述受污染的含烃气流液化尤其是含甲烷的受污气流，诸如天然气。

再一个目的是提供一种用于小规模操作的使受污染的含烃气流液化的方法，也就是说，其具有至多0.1mtpa(百万吨/每年)的产量。

上述目的或其他目的中的一个或多个根据本发明通过提供一种使受污染的含烃气流液化的方法来实现，所述方法至少包括以下步骤：

(a)提供一种受污染的含烃气流；

(b)在第一换热器中冷却受污染的含烃气流，从而获得已冷却的受污染的含烃气流；

(c)在膨胀器中对已冷却的受污染的含烃气流进行冷却，从而获得部分液化的流；

(d)在第一分离器中对部分液化的流进行分离，从而获得气态流和液态流；

(e)使在步骤(d)中获得的液态流膨胀，从而获得多相流，所述多相流至少包含蒸汽相、液相和固相；

(f)在第二分离器中对多相流进行分离，从而获得气态流和泥浆流；

(g)在固/液分离器中对泥浆流进行分离，从而获得液态烃流和浓缩的泥浆流；

(h)使在步骤(d)中获得的气态流流过第一换热器，从而获得已加热的气态流；

(i)压缩已加热的气态流，从而获得已压缩的气流；以及

(j)使在步骤(i)中获得的已压缩的气流与在步骤(a)中提供的受污染的含烃气流相组合。

根据本发明的方法的一个优点是它具有极其简单的设计并且可被标准化来处理和液化宽范围的原料气成分。另外，具有相对有限的实用和化学要求，从而导致了OPEX和CAPEX显著减小。此外，与具有胺处理系统的设计相比，这种设计对于微量染污物(例如锈和油粒子)更加耐用。

由于根据本发明的方法并不需要连接到格栅(因为在步骤(d)中获得的气态流与在步骤(a)中提供的受污染的含烃气流相组合)，本方法的应用非常灵活。本发明的方法尤其适用于小规模操作(产量至多0.1百万吨/年).

本发明的一个重要方面是在步骤(e)中获得的液态烃产品流可具有不同的组成物，例如包含比通常更多的CO₂(例如至少250ppm-mol)以及更多的C₅₊(诸如0.1mol％以上)。

在步骤(a)中，提供了一种受污染的含烃气流。虽然受污染的含烃气流没有特别受到限制，但是其优选的是富甲烷的气流，诸如天然气。根据一个优选实施例，受污染的含烃气流至少包括50mol％的甲烷，优选地包括至少80mol％的甲烷。优选地，受污染的含烃气流的烃部分包括尤其至少75mol％的甲烷，优选地包括至少90mol％的甲烷。在天然气流中的烃部分可适当地包含介于0mol％到25mol％之间的的C2+烃类(即每个分子包含2个或更多个碳原子的烃)，优选地包含介于0到20mol％之间的C2-C6烃，优选地包含介于0.3mol％到18mol％之间的C2-C4烃类，特别是包含介于0.5mol％到15mol％之间的乙烷。

污染物也没有特别限制。典型地，污染物是CO₂、H₂S、H₂O、C6+烃、芳香化合物中的一种或多种，但是尤其是CO₂。

受污染的含烃气流中污染物的量适当地介于0.5mol％到90mol％之间，优选地为1.0mol％以上，以及优选地为10mol％以下。