[发明专利]用于分离较宽变化的甲烷和氮的系统和方法

权利要求书

1.一种用于从包含氮气、甲烷和其它组分的第一进料流股中除去氮气并用于产生高压甲烷产物流股的系统，所述系统包括：

第一分流器，其中所述第一进料流股被分成第二进料流股和第三进料流股；

第一分馏塔，其中所述第二进料流股和所述第三进料流股被分成第一塔顶馏出物流股和第一塔底流股；

第二分馏塔，包含冷凝器和再沸器，其中第一塔顶馏出物流股被分离成第二塔顶馏出物流股和第二塔底流股；

第一热交换器，通过与所述第一塔底流股和所述第一塔顶馏出物流股的热交换用于冷却所述第一分流器上游的第一进料流股，以及用于冷却所述第一分馏塔上游的第二进料流股；

外部再沸器，通过与所述第一塔底流股的热交换用于冷却所述第一分馏塔上游的所述第三进料流股；

其中所述甲烷产物流股包含所述第一塔底流股和第二塔底流股；

其中所述第二塔顶馏出物流股是氮气排放流股；以及

其中所述第二分馏塔的冷凝器的负荷和再沸器的负荷是彼此独立的。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第三进料流股在用于将所述第二进料流股进料到所述第一分馏塔中的塔板位置下方的塔板位置处选择性地进料到所述第一分馏塔中。

3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括用于将所述第一塔顶馏出物流股分成第二分馏塔上游的第四进料流股和第五进料流股的第二分流器，并且其中所述第五进料流股在用于将所述第四进料流股进料到所述第二分馏塔中的塔板位置下方的塔板处进料到所述第二分馏塔中。

4.根据权利要求3所述的系统，进一步包括通过与所述第二塔顶馏出物流股和第二塔底流股的热交换用于冷却所述第二分流器上游的第一塔顶馏出物流股和用于冷却所述第二分馏塔上游的第四进料流股的第二热交换器。

5.根据权利要求4所述的系统，进一步包括用于在所述第一热交换器之前将所述第一塔底流股分成第一部分和第二部分的第三分流器；

用于泵送所述第二部分以增加所述第二部分的压力的泵；以及

其中所述第一部分和第二部分通过所述第一热交换器。

6.根据权利要求5所述的系统，进一步包括用于将所述第二塔底流股分成至少两部分的第四分流器，其中这些部分中的一种是在通过所述第二热交换器之前用于所述第二分馏塔中的冷凝器的制冷剂流股。

7.根据权利要求6所述的系统，进一步包括过冷却器，其中在所述冷凝器中热交换之前和之后所述制冷剂流股循环通过所述过冷却器。

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括将所述第一进料流股分成所述第一热交换器上游的第一部分和第二部分的第二分流器；

包含再沸器的第三分馏塔，其中将NGL进料流股分离成第三塔顶馏出物流股和第三塔底流股；

其中所述第一分流器包括相分离器，其中所述第一进料流股的第一部分和第二部分被分成所述第二进料流股、所述第三进料流股和所述NGL进料流股；

其中所述第一进料流股的第一部分在所述分离器之前向所述第三分馏塔的再沸器提供热量；

其中所述第一热交换器冷却所述第一分流器上游的第一进料流股的第二部分；

其中所述第三塔底流股是NGL销售流股；以及

其中所述甲烷产物流股进一步包含所述第三塔顶馏出物流股。

9.根据权利要求6所述的系统，进一步包括第三分馏塔，其中所述第二塔顶馏出物流股被分离成第三塔顶馏出物流股和第三塔底流股；

在通过所述冷凝器之前用于将所述第三塔底流股与所述制冷剂流股结合的混合器；以及

其中在作为所述氮气排放流股排放之前，所述第三塔顶馏出物流股在所述第二热交换器中被温热。