[发明专利]用于从LNG移除氮气的工艺和系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于从含烃气体回收液体天然气(“LNG”)的工艺和系统。更确切地说，本发明大体上涉及用于从含烃气体移除氮气且产生LNG流的工艺和系统。

背景技术

由于对甲烷的增加的需求，非传统的气体源已经越来越多地用作用来产生LNG的馈料流。然而，这些非传统的气体源含有高浓度的氮气，这在气体于LNG设施中受到液化时导致若干操作问题。举例来说，气体馈料流中存在高浓度氮气会阻碍甲烷完全凝结，并且会不利地影响所产生LNG流的质量。

由于甲烷的商业价值，因此在某些情况下，想要在处理期间从气体馈料流移除氮气的至少一部分。然而，用于移除氮气的一些常规过程可仅对于某些类型的馈料流取(决于其氮气浓度)，才是商业上可行。此外，许多常规氮气移除过程并不特别适合于在处理期间从气体馈料流移除较小浓度的氮气。此外，在许多这些常规氮气移除过程期间可能难以调节温度和其它操作条件，这会不利地影响从所得LNG流有效地移除氮气且产生规范LNG产物的能力。

因此，需要可以在产生LNG时从含烃气体更有效地移除较低浓度氮气的工艺和系统。

发明内容

本文所描述的一个或多个实施例涉及用于从含烃气体回收甲烷的工艺。所述工艺包括：(a)冷却且至少部分地冷凝包括所述含烃气体的馈料流以从而提供经冷却的馈料流，其中所述含烃气体包括0.5到30摩尔百分比的范围内的氮气；(b)在蒸馏柱中分馏所述经冷却的馈料流的至少一部分以从而形成贫氮气底部流和富氮气顶部流，其中所述分馏在1到8MPa的范围内的压力下发生，且所述富氮气顶部流包括最初存在于所述含烃气体中的至少75％的氮气；以及(c)回收所述贫氮气底部流的至少一部分以从而形成富含LNG的流。

本文所描述的一个或多个实施例涉及用于从含烃气体回收甲烷的工艺。所述工艺包括：(a)冷却且至少部分地冷凝包括所述含烃气体的馈料流以从而提供经冷却的馈料流，其中所述含烃气体包括0.5到30摩尔百分比的范围内的氮气；(b)在蒸馏柱中分馏所述经冷却的馈料流的至少一部分以从而形成贫氮气底部流和富氮气顶部流，其中所述富氮气顶部流包括最初存在于所述含烃气体中的至少75％的氮气；(c)冷却所述富氮气顶部流的至少一部分以从而形成经冷却的富氮气顶部流；(d)将所述经冷却的富氮气顶部流分离为液体回流和蒸气副产物；(e)将所述液体回流的至少一部分引入到所述蒸馏柱中；以及(f)冷却所述贫氮气底部流的至少一部分以从而形成富含LNG的流。

本文所描述的一个或多个实施例涉及用于从含烃气体回收甲烷的设施。所述设施包括：(a)主要热交换器，其具有安置于其中的第一冷却通道，其中所述第一冷却通道被配置为将所述含烃气体冷却为经冷却的含烃气体；(b)蒸馏柱，其与所述第一冷却通道流体连通，其中所述蒸馏柱包括用以接收所述经冷却的含烃气体的第一入口，其中所述蒸馏柱被配置为将所述经冷却的含烃气体分离为富氮气顶部流和贫氮气底部流；(c)安置于所述主要热交换器内的第二冷却通道，其与所述蒸馏柱流体连通，其中所述第二冷却通道被配置为将所述贫氮气底部流冷却为富含LNG的液体流；(d)安置于所述主要热交换器内的第三冷却通道，其与所述蒸馏柱流体连通，其中所述第三冷却通道被配置为将所述富氮气顶部流冷却为经冷却的富氮气流；(e)回流系统，其在所述第三冷却通道与所述蒸馏柱之间流体连通，其中所述回流系统被配置为将所述经冷却的富氮气流分离为液体回流和蒸气副产物；以及(f)单个闭环混合致冷循环，其至少部分地安置于所述主要热交换器内。

附图说明

参考以下附图在本文中描述了本发明的实施例，在附图中：

图1提供根据本发明的一个实施例经配置的LNG回收设施的示意性描绘，具体来说说明使用单个闭环混合致冷剂系统以从馈送气体流回收甲烷。

具体实施方式

本发明的实施例的以下详细描述参考附图。所述实施例意图以足够的细节描述本发明的各种方面以使得所属领域的技术人员能够实践本发明。可以利用其它实施例并且可以在不脱离权利要求书的范围的前提下进行改变。因此，不应将以下详细描述视为具有限制意义。本发明的范围仅由所附的权利要求书以及此权利要求书所授权的等效物的完整范围来界定。