[发明专利]天然气生产设备及天然气生产方法

说明书

天然气生产设备设置有原材料供应段101，该原材料供应段用于将处于过冷状态的压缩液化天然气(LNG)通过原材料供应段101、第一热交换器1、第二热交换器2、第一蒸发器3以及第一膨胀涡轮4、接着再次通过该第二热交换器2作为原材料引入到第一蒸馏塔7。从第一蒸馏塔7的头部抽吸的富含甲烷的气体组分作为天然气被递送。储存在该第一蒸馏塔7的底部中的液体组分被引入到第二蒸馏塔9。从该第二蒸馏塔9的头部抽吸的富含甲烷的气体组分作为天然气被递送。天然气液体从该第二蒸馏塔9的底部被递送。

本发明涉及一种过滤器本发明涉及使用液化天然气作为原材料的天然气生产设备及天然气生产方法，并且更具体地，涉及能够在回收天然气液体的同时在所需压力(例如，诸如6MPa至10MPa的高压)下供应天然气的天然气生产设备及可用供应方法。

天然气(NG)为了运输和储存方便而作为液化天然气(LNG)进行储存并且在主要用于热力发电或城市燃气之前进行蒸发。由于页岩气热潮，LNG现货市场上已经可获得便宜的LNG，并且使用来自不同原产国的LNG的案例数正在增长。当将NG用作例如发电燃料时，100％甲烷对于增加燃烧能以实现增加的发电量是相当便利的。另一方面，诸如乙烷的具有更多碳的组分(在下文中有时叫做“诸如乙烷的组分”)除了在化工厂中作为原材料有价值之外，还具有能够通过用作高卡LNG而节约液态丙烷气(LPG)用量的优点。考虑到此情形，需要在LNG消耗位置(LNG接收终端)处提供高度节能过程以用于将LNG分离成NG的富含甲烷的气体和诸如乙烷的组分。

用于从LNG中提取天然气液体(NGL)以供应NG的技术的目的是调节主要向发电厂和管道供应的燃料气体的卡值，并且在例如专利文献1中，调节NG供应的卡值的目的是通过以下方式来实现的：首先将增压到NG供应压力的原材料LNG减压到允许蒸馏的压力，之后蒸馏以分离成NG和NGL，收集与由膨胀涡轮进行的减压相关联的膨胀能，并且再次将由通过涡轮提供动力的压缩机分离的NG增压到NG供应压力。

在专利文献2中，为了供应高压NG，通过压缩机对从蒸馏塔的头部收集的所有甲烷进行增压，接着进行液化并且由泵进一步增压，之后蒸馏以供应NG。

现有技术文献：

-专利文献1：日本未经审查的专利公开号2016-156581

-专利文献2：美国专利申请公开号2009/0282865

构成原材料LNG的组分根据LNG产自哪里而有所不同，并且可以包括大量的C3和高级烃类，诸如丙烷或丁烷。这种LNG具有更高沸点，这减小在提取富含甲烷的NG时甲烷的回收率。为了维持甲烷的回收率，必须增加蒸馏塔的操作温度或者必须降低蒸馏塔的操作压力。

一种用于增加蒸馏塔的操作温度的想法是供应蒸汽或热水而非在用于蒸馏LNG的蒸馏塔的再沸器中广泛使用的海水、工业用水等。然而，蒸汽或热水使用天然气或电力作为热源，并且因此具有较差能量效率和高操作成本。

然而，以前，在再沸器中使用海水来降低蒸馏塔的操作压力时，尚无需热源，诸如天然气或电力，但令人担心的是所得NG压力可能不满足根据应用所需的压力。

NG供应压力倾向于随用于NG发电的发电设备的不断增加的高压而增加。因为在蒸馏操作过程中最有效的操作压力取决于LNG组成并且无法被视为是固定的，所以在使用专利文献1所披露的设备的情况下，原材料LNG的供应压力与蒸馏塔的操作压力相差极大。此压力差异可能导致原材料LNG的膨胀、与再压缩相关的NG的膨胀以及压缩率的增大，并且可能需要另外的压缩机来实现NG供应压力。

另一方面，专利文献2所披露的方法需要用于处理所有供应NG的泵，并且因此是昂贵的。

尤其是在原材料LNG含有更多C3或高级烃组分诸如丙烷的情况下，原材料LNG的供应压力与蒸馏塔的操作压力之间的差异倾向于甚至更大，原因是蒸馏塔的操作压力是基于底部液体的组成和再沸器热源的温度通过气液平衡确定的。