[發明專利]冷卻天然氣物流并分離冷卻的物流成各種餾分的方法與系統

有效

• 申請號: 200680005385.4
• 申請日: 2006-02-24
• 公開（公告）號: CN101124447A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: M·貝廷;J·M·布勞沃;P·梵埃克;C·A·詹克威林克
• 申請（專利權）人: 纏繞機公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02;B01D45/16;B01D53/24;B01D53/00;F25B9/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 龍傳紅

1.冷卻天然氣物流并將冷卻的氣體物流分離成沸點不同的各種餾分例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和冷凝物的方法，該方法包括：

-在至少一個換熱器組件內冷卻所述氣體物流；

-在入口分離器內使冷卻的氣體物流分離成富含甲烷的流體餾分和貧含甲烷的流體餾分；

-將來自所述入口分離器的所述貧含甲烷的流體餾分加入分餾塔，在其中進一步分離成富含甲烷的流體餾分與貧含甲烷的流體餾分；

-將至少一部分來自所述入口分離器的所述富含甲烷的流體餾分加入旋風膨脹與分離裝置，在其中使所述流體餾分膨脹并進而進一步冷卻和分離成富含甲烷的基本上為氣體的流體餾分和貧含甲烷的基本上為液體的流體餾分；和

-將來自所述旋風膨脹與分離裝置的所述貧含甲烷的流體餾分加入分餾塔以進行進一步的分離，

-其中所述旋風膨脹與分離裝置包括：

a)用于對所述富含甲烷的流體餾分施加渦流運動的渦流賦予葉片組件，所述葉片設置在噴嘴上游，其中在所述噴嘴內使所述富含甲烷的流體餾分加速并膨脹及進而進一步冷卻，以便離心力將渦流的流體物流分離成富含甲烷的流體餾分和貧含甲烷的流體餾分，和所述渦流賦予葉片從所述噴嘴上游的魚雷狀中心主體上至少部分沿徑向突出，其中所述中心主體的外徑大于所述噴嘴的內徑，或者

b)具有出口部分的節流閥，所述出口部分裝配有對流經流體出口通道的所述流體物流施加渦流運動的渦流賦予設施，從而誘導液滴朝所述流體出口通道的外周產生渦流并聚結。

2.權利要求1的方法，其中所述換熱器組件包括第一換熱器和制冷器以冷卻所述天然氣物流，以便供應到所述旋風膨脹與分離裝置入口的所述富含甲烷的流體餾分的溫度介于-20至-60℃，和其中使由所述旋風膨脹與分離裝置排放的冷卻的富含甲烷的餾分流經第一換熱器以冷卻所述氣體物流。

3.權利要求2的方法，其中所述換熱器組件進一步包括其中在將所述天然氣物流加入所述制冷器之前使由所述第一換熱器排放的冷卻的天然氣物流進一步冷卻的第二換熱器，其中將來自所述分餾塔底部的冷流體供應到第二換熱器以冷卻第二換熱器內的所述天然氣物流。

4.權利要求1的方法，其中所述旋風膨脹與分離裝置包括噴嘴和在該旋風膨脹與分離裝置的噴嘴內的等熵膨脹效率為至少80％。

5.冷卻天然氣物流并將冷卻的氣體物流分離成沸點不同的各種餾分例如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和冷凝物的系統，該系統包括：

-冷卻所述天然氣物流的至少一個換熱器組件；

-分離所述冷卻的天然氣物流的入口分離器，所述入口分離器具有用于排放富含甲烷的流體餾分的上部出口和用于排放貧含甲烷的流體餾分的下部出口；

-與所述入口分離器的所述下部出口相連的分餾塔，在該塔中從所述入口分離器的所述下部出口中排放的至少部分所述貧含甲烷的餾分被進一步分離成富含甲烷的基本上為氣體的流體餾分和貧含甲烷的基本上為液體的流體餾分；

-與所述入口分離器的所述上部出口相連的旋風膨脹與分離裝置，在所述裝置內使所述富含甲烷的流體餾分膨脹并進而進一步冷卻和分離成富含甲烷的流體餾分和貧含甲烷的流體餾分；和

-將來自所述旋風膨脹與分離裝置的所述貧含甲烷的流體餾分加入所述分餾塔以進一步分離的供應管道，

-其中所述旋風膨脹與分離裝置包括：

a)用于對所述富含甲烷的流體餾分施加渦流運動的渦流賦予葉片組件，所述葉片設置在噴嘴上游，其中在所述噴嘴內使所述富含甲烷的流體餾分加速并膨脹及進而進一步冷卻，以便離心力將渦流的流體物流分離成富含甲烷的流體餾分和貧含甲烷的流體餾分，和所述渦流賦予葉片從所述噴嘴上游的魚雷狀中心主體上至少部分沿徑向突出，其中所述中心主體的外徑大于所述噴嘴的內徑，或者

b)具有出口部分的節流閥，所述出口部分裝配有對流經流體出口通道的所述流體物流施加渦流運動的渦流賦予設施，從而誘導液滴朝所述流體出口通道的外周產生渦流并聚結。