[发明专利]用于从富烃馏分去除氮的方法

说明书

本发明涉及一种用于获得具有≤1 mol％的氮含量的经液化的富烃馏分（产品馏分）的方法，其中，采用制冷回路使所述富烃馏分液化并过冷并且随后使所述富烃馏分经历氮的精馏去除。根据本发明，经液化和过冷的富烃馏分（2）经膨胀（V1）并被供给到氮汽提塔（T1），产品馏分（4）被从所述氮汽提塔（T1）的底部抽离，富氮馏分（5）被从所述氮汽提塔（T1）的顶部抽离，被压缩（C1）、采用所述制冷回路（K）被液化并过冷（E1‑E3）、经膨胀（V2）并被供给到高压氮塔（T2），已经采用所述制冷回路（K）被冷却的所述富氮馏分的子流作为再沸腾流（9）被供给进入所述高压氮塔（T2），以及氮耗尽馏分（11）被从所述高压氮塔（T2）的底部抽离并被供给到所述汽提塔（T1），其中，所述两个塔（T1、T2）经由热量交换器（E4）热联接，所述热量交换器（E4）充当用于所述氮汽提塔（T1）的再沸腾器并且充当用于所述高压氮塔（T2）的顶部冷凝器，以及在所述两个塔（T1、T2）之间布置有回流收集器（D1），从所述回流收集器（D1），气态和/或液态高纯度氮流被抽离。

技术领域

本发明涉及一种获得具有≤1 mol％的氮含量的经液化的富烃馏分（产品馏分）的方法，其中，采用制冷回路使富烃馏分液化并过冷并且随后使富烃馏分经历氮的精馏去除。

背景技术

术语“制冷回路”在下文中应该被理解为意味着如下的任何制冷系统和任何制冷回路，借助于所述制冷系统和所述制冷回路可以使富烃馏分液化并随后使其过冷。仅仅是示意性的示例包括具有或不具有相变的冷却剂（混合物）回路、膨胀器回路、吸收制冷系统等。

含氮天然气需要合适的液化措施以不允许LNG（液化天然气）中的氮浓度增长至超过1 mol％，因为在该情形中有可能在LNG储存槽罐中出现不希望的和危险的具有不同密度的LNG层。排出氮的已知方法是在天然气液化过程的冷端处抽离燃料气流，其与原料气（Rohgas）相比具有明显提升的氮浓度。因此可能的是，LNG实现不多于1 mol％的氮的规格，即使原料气中的氮浓度远超过1 mol％。如果燃气涡轮机将接收该燃料气（Brenngas）的至少一部分，根据燃气涡轮机的设计，应该在此也观测到15至45 mol％的最大容许氮浓度。

然而，如果天然气中的氮含量高到使得不可能同时遵从LNG中的以及燃料气中的最大容许氮含量，则照惯例是抽离包含≥99 mol％的氮的高浓度氮流并将其直接释放至大气。该高浓度氮流可以通过如下方式得以实现：经由在实际天然气液化过程的下游的所谓的NRU（氮排除装置,Nitrogen Rejection Unit）中的燃料气的分离或者借助于集成至天然气液化过程中的N₂/CH₄分离，如例如从美国专利7,520,143已知的那样。在该N₂/CH₄分离中，高浓度氮馏分、氮/烃混合物以及LNG产品馏分被从分离过程抽离。氮在此从塔（Kolonne）中的总原料气流分离并且以技术品级纯度来释放。通常高达≥99 mol％的氮的来自于原料气中的氮含量的该显著氮富集需要比较高的分离强度以及因此需要比较高的能量强度，其发生在由于提升的压力而导致的不良气体/液体平衡下。然而在许多情形中，所期望的是，不释放除了LNG和高浓度氮馏分之外的任何另外的馏分。

发明内容

本发明的目的在于详细说明一种通用类型的用于获得具有≤1 mol％的氮含量的经液化的富烃产品馏分的方法，其中，避免了释放氮/烃混合物而同时维持低资金和操作成本，并且除了经液化的富烃产品馏分之外，仅获得具有至少98 mol％的氮含量的，优选地具有≥99 mol％的氮含量的高浓度氮馏分。

为了实现该目的，提出了一种通用类型的用于获得具有≤1 mol％的氮含量的经液化的富烃产品馏分的方法，所述方法的特征在于

a）经液化和过冷的富烃馏分经膨胀并被供给到氮汽提塔（Stickstoff-Strippkolonne），

b）产品馏分被从所述氮汽提塔的底部抽离，