[发明专利]一种从液化天然气中分离氮气的方法和系统

摘要

本发明涉及一种从液化天然气中分离氮气的方法和系统，该系统包括脱氮塔、脱氮塔再沸器、闪蒸罐、冷箱、冷分离器、LNG储罐和挥发气压缩机等。该方法首先将脱酸脱水后的富氮天然气冷却至‑145～‑162℃进行节流对氮气进行一次分离，在LNG储罐气液分离后得到挥发气，挥发气经复热、压缩、冷却并在冷箱深冷后进入脱氮塔进行精馏对氮气进行二次深度分离，塔顶气进一步冷却后在闪蒸罐对氮气进行三次分离，得到的气相回收热量后即得到富氮尾气。本发明的方法通过两次闪蒸和一次精馏过程将液化天然气中的氮气脱除，使产品LNG中的氮含量降低至1％以下，并使尾气中氮含量达99.9％、甲烷含量降低至0.1％。本发明的方法脱氮效果好，能耗低，分离后的氮气可作为冷剂补充或工厂氮气使用，具有很好的环保效益和经济效益。

主权项

一种从液化天然气中分离氮气的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将富氮天然气通入冷箱(1)的第一流道(A1)冷却至‑40～‑75℃后通入冷分离罐(2)进行气液分离，得到气相的天然气I和液相重烃；2)将天然气I经第二阀门(V2)通入脱氮塔再沸器(11)的管程作为再沸器热源，之后经第三阀门(V3)进入冷箱(1)的第二流道(A2)继续深冷至‑145～‑162℃得到天然气II：3)将天然气II经第五阀门(V5)减压节流得到的天然气III通入LNG储罐(3)进行气液分离，得到挥发气I和LNG；4)将挥发气I通入挥发气加热器(4)加热至‑20～20℃后通入挥发气压缩机(5)的进行逐级压缩，挥发气压缩机出口气体的压力为1300～2800kPa，经四级冷却器冷却后通入挥发气加热器与挥发气I换热得到挥发气II；5)将挥发气II通入冷箱(1)的第三流道(D1)冷却至‑135～‑160℃通入脱氮塔(10)精馏，脱氮塔再沸器(11)的温度为‑100～‑130℃，塔顶操作压力为1200～2700kPa，精馏后从脱氮塔再沸器(11)得到天然气IV，塔顶得到挥发气III；6)将天然气IV经第九阀门减压节流后与天然气III汇合，将挥发气III送入冷箱(1)的第四流道(D2)冷却至‑138～‑162℃进入闪蒸罐(12)进行气液分离得到液相的天然气V和挥发气IV；7)将天然气V作为回流送入脱氮塔(10)的塔顶，将挥发气IV送入冷箱(1)的第五流道(D3)复热至10～35℃得到甲烷含量不大于1％的尾气；步骤1)中所述的富氮天然气为脱除酸性气、水和汞后的净化天然气，其中的氮含量为1％～15％；步骤5)天然气IV中氮气的含量不大于3％，挥发气III中甲烷的含量不大于2％。