[發明專利]用于冷卻和分離烴流的方法和設備

無效

• 申請號: 200980105921.1
• 申請日: 2009-02-18
• 公開（公告）號: CN102203530A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: M·D·亞赫
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;F25J3/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙培訓

技術領域

本發明涉及一種用于冷卻和分離烴流、尤其是天然氣但不排外地并可選擇隨后液化烴流的方法和設備。在另一個方面，本發明涉及一種包括這樣的設備的液化站。

背景技術

冷卻和液化天然氣流從而獲得液化天然氣(LNG)的一些方法都是已知的。因為很多原因，對天然氣流進行液化是所希望的。舉例來說，天然氣液體比氣態形式更容易長距離儲存和運輸，因為它占據了較小的體積，不需要高壓儲存。

烴流、例如天然氣的液化通常包括兩個或更多個冷卻級以及一個或更多個分離級。至少一個分離級用以降低天然氣流中比甲烷重的烴的水平，在下文中稱為″重質烴類″(heavier?hydrocarbons)。傳統上，在所有重要的冷卻以及特別是液化之前，都要從天然氣流中分離重質烴類，這有一些原因，包括重質烴類具有與甲烷不同的冷凍或液化溫度，所以這可能會使它們堵塞甲烷液化站的零件。

重質烴類從天然氣中的分離可以通過冷卻天然氣以部分地使其冷凝、然后使用分餾塔進行。

US5960644描述了一種用于從高壓天然氣流中去除二氧化碳、乙烷和較重組分的方法，其中，在將各種流送入分餾塔之前，高壓天然氣流被部分地冷凝，并流經第一和第二分離器。為了向分餾塔的下部分供熱，一流體流從分餾塔排出，并在換熱器46中被加熱，以獲得再煮沸流，該再煮沸流被引入分餾塔。

US5960644利用外部制冷劑部分地冷凝高壓天然氣流，以及利用加熱介質為分餾塔的下部分提供熱量。用于部分地冷凝高壓天然氣流的外部制冷劑沒有描述，加熱介質是一種被壓縮氣態產物流，其需要單獨壓縮到管線壓力。

發明內容

本發明的目的是減少環繞制冷劑回路的制冷劑提供給定的冷卻負荷(duty)所需的能量(power)。

本發明提供了一種冷卻和分離烴流、例如天然氣的方法，該方法至少包括下列步驟：

(a)提供烴流；

(b)冷卻烴流，以提供部分液化的烴流，其中至少一小部分冷卻通過部分地或完全地蒸發冷卻的制冷劑流而提供；

(c)使至少一小部分部分液化的烴流通過第一入口流入蒸餾塔；

(d)提供下部進料流；

(e)提供至少包括一被壓縮的、完全液化的制冷劑流的制冷劑回路；

(f)靠制冷劑流加熱下部進料流，以提供加熱的下部進料流和冷卻的制冷劑流；

(g)使加熱的下部進料流通過比第一入口低的第二入口流入蒸餾塔；和

(h)在蒸餾塔中分離部分液化的烴流，以至少提供第一塔頂氣態流和第一塔底液態流。

本發明還提供了一種用于冷卻和分離烴流、例如天然氣的設備，其至少包括：

第一冷卻級，用以冷卻烴流和提供部分液化的烴流；

蒸餾塔，用以接收和分離通過第一入口提供的至少一小部分部分液化的烴流；

至少包括一被壓縮的、完全液化的制冷劑流的制冷劑回路；和

第一換熱器，用以靠被壓縮的、完全液化的制冷劑流加熱一下部進料流，以提供冷卻的制冷劑流和加熱的下部進料流，所述加熱的下部進料流將通過比第一入口低的第二入口流入蒸餾塔；和

位于第一冷卻級中的換熱系統，其布置在第一換熱器下游的制冷劑回路中，用以靠至少一小部分冷卻的制冷劑流冷卻烴流，從而部分地或完全地蒸發該至少一小部分冷卻的制冷劑流。

本發明還提供了一種包括這里所限定的設備的液化站。

附圖說明

現在參照非限制性的附圖，通過舉例對本發明的實施方式和例子加以描述，其中：

圖1是依照本發明的一個實施例的冷卻和分離烴流的第一種方法的概略圖；

圖2是依照本發明的第二實施例的冷卻和分離作為液化站的一部分的烴流的第二種方法的概略圖；

圖3是依照本發明的第三實施例的冷卻和分離烴流的第三種方法的概略圖；

圖4是依照本發明的第四實施例的冷卻和分離烴流的第四種方法的概略圖；和

圖5是依照本發明的第五實施例的冷卻和分離烴流的第五種方法的概略圖。

具體實施方式

在此公開的實施例采用制冷劑流加熱進入蒸餾塔的下部進料流。由此形成的冷卻的制冷劑流則有利地被采用來冷卻烴流，從而在烴流的至少一部分被送到蒸餾塔之前，部分地冷凝或幫助部分地冷凝烴流。

正如圖1所概括的，提供了一種冷卻和分離烴流、例如天然氣的方法，該方法至少包括下列步驟：

(a)提供烴流10；

(b)冷卻烴流10，以提供部分液化的烴流20；

(c)使至少一小部分部分液化的烴流20通過第一入口17流入蒸餾塔12；

(d)提供下部進料流30；