[發明專利]用于在LNG液化設備中脫氮和/或回收氦氣的方法

有效

• 申請號: 200980153364.0
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN102272544A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: D.克勞福德;D.A.科伊爾;B.阿南塔拉曼
• 申請（專利權）人: 凱洛格·布朗及魯特有限責任公司
• 主分類號: F25J3/00
• 分類號: F25J3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅

技術領域

本實施例大體而言涉及液化烴流體，且涉及處理這樣的流體的方法和設備。本實施例更特定而言涉及從在天然氣液化設備中處理的烴流移除諸如氮氣和/或氦氣這樣的低沸點組分。

背景技術

天然氣是從地下井獲得的重要能源，但是其有時含有諸如氮氣和氦氣的雜質。在這些情形下，可執行雜質提取，諸如脫氮。氦氣也可存在于天然氣中，且能夠被分離以在氦氣回收設備中進一步處理。

原料天然氣主要含甲烷。其也可包含更少量的乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷和較重烴以及水、氮氣、氦氣、汞和酸氣，諸如二氧化碳、硫化氫和硫醇。

通過將天然氣冷卻到大約-161℃(取決于其確切組成)能夠將天然氣轉換成液化天然氣(LNG)，這將其體積減小至其在標準條件體積的大約1/600。這種體積的減小可使得運輸更經濟。液化天然氣(LNG)可轉移到位于遠洋輪船上的冷凍儲罐。液化天然氣所需的制冷生產通常為LNG液化設備內最高支出之一。

在LNG中氮氣的存在可增加運輸成本且降低天然氣的熱值。氮氣污染的常用方案是脫氮。包含所提取的氮氣的流可包含烴，其可用于諸如摻混到燃氣流內的目的。

氦氣可存在于天然氣中且可作為產物回收。可利用產生富含氦氣的氣流的方法來從天然氣分離氦氣，富含氦氣的氣流然后可進一步在氦氣回收設施中處理。

鑒于上文所述，需要有一種有效的方法來減小LNG流的氮氣濃度，從所述LNG流提取富含氮氣的流，且減少了對LNG液化設備的制冷需要。

附圖說明

為了更詳細地理解本發明的上述特征，上文簡要總結的本發明的更特定的描述可參考實施例作出，這些實施例中的某些在附圖中示出。但應指出的是，附圖只是說明本發明的典型實施例且因此不應認為限制其范圍，因為本發明可容許其它等效的實施例。

圖1示出概括性LNG液化設備方塊流程圖，其示出了總LNG液化設施的主要構件。

圖2示出端部閃蒸部段能夠從LNG移除氮氣的一個實施例。

圖3示出在LNG液化設備內氮氣和/或氦氣脫除的工藝的實施例。

圖4示出在LNG液化設備內氮氣和/或氦氣脫除的工藝的實施例。

圖5示出在LNG液化設備內脫氮和/或回收氦氣的工藝的實施例。

具體實施方式

現將提供詳細描述。所附權利要求中的每一個限定了單獨的發明，其用于涉及侵權的目的，被認為包括權利要求中所規定的各種元件或限制的等效物。取決于上下文，在下文中對“發明”的所有提及可在某些情況下僅指特定具體實施例。在其它情況下，應認識到對于“發明”的提及將指在一個或多個但未必所有權利要求中所陳述的主題。現將在下文中更詳細地描述這些本發明中的每一個，包括具體實施例、變型和實例，但本發明并不限于這些實施例、變型或實例，包括這些是為了使得本領域普通技術人員能在組合本專利中的信息與可用的信息和技術時做出和使用本發明。

本發明的一實施例為一種減少液化天然氣中氮氣濃度的方法，該方法包括：使初始LNG流通過第一熱交換器和第一液體膨脹機以降低溫度且使LNG流動態地減壓從而獲得第一膨脹的LNG流；在第二靜態液體膨脹機中使第一膨脹的LNG流減壓以獲得含蒸氣相的第二膨脹的LNG流；以及，將第二膨脹的LNG流傳遞到一個或多個預分餾容器以進行閃蒸平衡分離以獲得具有增加的氮氣濃度的一個或多個蒸氣流和具有減小的氮氣濃度的液體流。具有減小的氮氣濃度的液體流作為進料進入分餾塔，從分餾塔的上部抽提與到分餾塔的進料相比富含氮氣的流，且從分餾塔的下部抽提與初始LNG流相比具有減小的氮氣濃度的LNG產物流。自該一個或多個預分餾容器的蒸氣或液體流的至少一部分通過第一熱交換器以提供對初始LNG流的冷卻。

該方法也可包括在一個或多個蒸氣膨脹機中對自該一個或多個預分餾容器的蒸氣流中的至少一個進行動態減壓。