用于优化天然气的液化的方法技术

用于从进料流液化烃流的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤a)：使该进料气体逆着混合制冷剂流通过热交换器，以便提供至少部分液化的并且具有低于‑140℃的温度的烃流；步骤b)：从该热交换器中从该热交换器中的温度最高的出口提取混合制冷剂流；步骤c)：将来自步骤b)的该混合制冷剂引入相分离装置以便产生气态制冷剂流和第一液态制冷剂流；步骤d)：将来自步骤c)的该第一液态制冷剂流通入该热交换器中：从第一入口到所谓的中间出口，超过该出口如此获得的制冷剂流松弛，所述出口处的温度T1是使得所述松弛产生低于20％的气体分数；步骤e)：将来自步骤c)的该气态制冷剂流通入该热交换器中：从入口并且到处于温度T3的出口，该温度T3的水平为所述热交换器的温度水平中的最低水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于优化天然气的液化的方法本专利技术涉及一种用于液化烃流如天然气的方法，特别是一种用于生产液化天然气的方法。在用于使用混合制冷剂级联液化天然气的典型设备中，制冷剂流用于通过逆着待被液化的烃流(典型地为天然气)蒸发而在主热交换器的不同水平下产生冷。出于多种原因，天然气的液化是希望的。例如，天然气可以在液态下比在气态下更容易储存和运输长的距离，因为它对于给定质量占据较小的体积并且不需要在高压下储存。用于获得液化天然气(LNG)的天然气流的液化的几种方法是已知的。典型地，混合制冷剂通过压缩机压缩并被分离成气体流和至少一个液体流，然后两个流合并以形成两相流。该两相流被进料到主热交换器中，在那里它被完全液化并过冷却到过程的最冷温度，典型地是液化天然气流的温度。在主热交换器的最冷的出口处，制冷剂膨胀并且进料回到主交换器中，以逆着正被液化的富含烃的馏分被蒸发。由于制冷剂流的两相组成一旦这两相重新合并并以此状态引入交换器中，该解决方案不是优化的。事实上，液态制冷剂流含有最重的化合物。例如，因此后者将在与较轻的化合物如氮气或甲烷相比更高的温度下蒸发。因此它用于在中等温度(典型地大约-30℃至-50℃，用于待液化的烃混合物的预冷和部分液化)下产生冷。由于气态制冷剂流含有最轻的化合物，所以它被用于在较冷的温度(典型地低于-100℃)下产生冷，以液化并完全过冷却待液化的烃混合物。因此，液态制冷剂在被膨胀和逆着待被液化的烃流蒸发之前与气态制冷剂一样多地过冷却是没有必要的。现在，这是现有技术的典型方法所提出的，如前段中所述。此外，专利申请US2009/0260392A1描述了富含烃的馏分逆着混合制冷剂的液化，该制冷剂流在相分离器中被分离成气相和液相(在压缩和冷却所述混合制冷剂的步骤之后)。接下来，制冷剂的两个相分别被冷却并且然后仅在两个相已经膨胀后重新合并。一旦重新合并，这两个相再次以两相流的形式进料到交换器中，并且逆着正被液化的天然气加热。一旦这些制冷剂流已经膨胀，对于制冷剂的液相和气相二者，这种“加热”发生。然后，本专利技术的诸位专利技术人开发了一种用于解决上述问题同时优化能量消耗的解决方案。所提出的解决方案是在主热交换器中单独地存在液态制冷剂流和气态制冷剂流。然后将液体冷却至中间温度水平，而气体被液化并冷却直到主热交换器的最冷的出口。液化的气态制冷剂然后被膨胀并且被进料回到主热交换器中。将其与冷却的液态制冷剂混合并且还预先膨胀(一旦它已经达到正确的温度水平)。本专利技术涉及一种用于从进料流开始液化烃流如天然气的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤a)：使该进料气体逆着混合制冷剂流通过热交换器以供应具有低于-140℃的温度的至少部分液化的烃流；步骤b)：从该热交换器中从该热交换器中的温度最高的出口抽取出混合制冷剂流；步骤c)：将来自步骤b)的该混合制冷剂进料到相分离装置以便产生气态制冷剂流和第一液态制冷剂流；步骤d)：将从步骤c)产生的该第一液态制冷剂流通入该热交换器中：从第一入口开始并且一直到所谓的中间出口，超过该出口如此获得的制冷剂流膨胀，所述出口处的温度T1是使得所述膨胀产生低于20％、优选低于10％的气体分数；步骤e)：与步骤d)并行地，压缩从步骤c)产生的该气态制冷剂流，并且然后在将如此获得的制冷剂流进料到相分离装置之前冷却，以便产生气态制冷剂流和第二液态制冷剂流；步骤f)：使从步骤e)产生的该第二液态制冷剂流在该热交换器中通过：从第二入口开始并且一直到出口，超过该出口如此获得的制冷剂流膨胀，所述出口处的温度T2高于T1并且使得所述膨胀产生低于20％、优选低于10％的气体分数；步骤g)：使从步骤e)产生的该气态制冷剂流在该热交换器中通过：从第三入口开始并且一直到处于温度T3的出口，所述温度T3的水平是所述热交换器的温度水平中的最低水平以便产生液化流，并且然后使如此获得的流膨胀；步骤h)：使从步骤g)产生的该流在该热交换器中通过：从处于温度T3的入口到处于近似等于温度T2的温度的出口；步骤i)：将从步骤h)产生的该制冷剂流与从步骤f)产生的该制冷剂流混合，并且然后使如此获得的混合物在该热交换器中通过：从具有近似等于T2的温度的入口到具有近似等于T1的温度的出口；步骤j)：将从步骤i)产生的该制冷剂流与从步骤d)产生的该制冷剂流混合，并且然后使如此获得的混合物在该热交换器中通过直到出口。更具体地说，本专利技术涉及：-如上定义的方法，其特征在于，该混合制冷剂流在闭环制冷回路中循环。-如上定义的方法，其特征在于，该方法包括在步骤c)之前的以下步骤：压缩从步骤b)产生的该混合制冷剂，然后冷却。-如上定义的方法，其特征在于，T1在-30℃与-50℃之间。-如上定义的方法，其特征在于，T2在-80℃与-110℃之间。-如上定义的方法，其特征在于，T3在-140℃与-170℃之间。-如上定义的方法，其特征在于，该混合制冷剂流包含氮气、甲烷、乙烯、乙烷、丁烷和戊烷之中的成分。-如上定义的方法，其特征在于，从步骤e)产生的气态制冷剂流含有氮气和甲烷。-如上定义的方法，其特征在于，不使用泵。根据本专利技术的方法使得有可能优化液化循环中液态和气态制冷剂流的使用，因为含有最重组分的液体不必像气态制冷剂那样过冷却。此外，根据本专利技术的方法中不使用泵，因为中间液体(在前述中称为由步骤c)产生的第一液态制冷剂流)不被泵送以与高压下的液体(在前述中称为由步骤e)产生的第二液态制冷剂流)混合。就资本支出而言，这是尤其有利的。尽管根据本专利技术的方法适用于各种烃进料流，但它特别适用于待液化的天然气流。此外，本领域技术人员将容易理解，液化之后，如果需要，液化天然气可以被进一步处理。作为实例，所获得的液化天然气可以通过焦耳-汤姆逊阀或通过涡轮机减压。此外，可以进行气/液分离与冷却之间的其他中间处理步骤。待液化的烃流通常是从天然气或油储层获得的天然气流。可替代地，天然气流也可以从另一来源获得，包括诸如费托法等合成来源。通常，天然气流基本上由甲烷组成。优选地，进料流包含至少60mol％的甲烷，优选至少80mol％的甲烷。取决于来源，天然气可能含有一定量的比甲烷重的烃，如乙烷、丙烷、丁烷和戊烷以及某些芳烃。天然气流还可能含有非烃产物如H2O、N2、CO2、H2S以及其他含硫化合物，以及其他。含天然气的进料流可以在其被进料到热交换器之前进行预处理。这种预处理可以包括减少和/或去除不希望的组分如CO2和H2S，或其他步骤如预冷却和/或加压。由于这些措施为本领域技术人员所熟知，因此在此不再对其进行更详细描述。如在本申请中使用的表述“天然气”是指任何含有烃(至少包括甲烷)的组合物。这包括“粗”组合物(在任何处理例如清洁或洗涤之前)以及已经部分地、基本上或完全地处理以减少和/或去除一种或多种化合物的任何组合物，所述化合物包括但不限于，硫、二氧化碳、水和具有两个或更多个碳原子的烃。分离器可以是适于将混合制冷剂分离成处于蒸汽形式的制冷剂流和液态制冷剂流的任何单元、柱或布置。此类分离器在现有技术中是已知的并且在此不再详细描述。热交换器可以是适于允许一定数量的流通过的任何柱、单元或其他布置，因此允许一个或多个制冷剂管线与一个或多个进料流之间的直接或间接热交换。将参照附图更详细地描述本专利技术，该附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从进料流(1)开始液化烃流如天然气的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤a)：使该进料气体(1)逆着混合制冷剂流通过热交换器(2)以供应具有低于‑140℃的温度的至少部分液化的烃流；步骤b)：从该热交换器(2)中从该热交换器中的温度最高的出口(33)抽取出混合制冷剂流(35)；步骤c)：将从步骤b)产生的该混合制冷剂(35)引入相分离装置(40)以便产生气态制冷剂流(41)和第一液态制冷剂流(25)；步骤d)：使从步骤c)产生的该第一液态制冷剂流(25)在该热交换器(2)中通过：从第一入口(26)开始并且一直到所谓的中间出口(28)，超过该出口如此获得的制冷剂流膨胀，所述出口(28)处的温度T1是使得所述膨胀产生低于20％、优选低于10％的气体分数；步骤e)：与步骤d)并行地，压缩从步骤c)产生的该气态制冷剂流(41)，并且然后在将如此获得的制冷剂流(42)引入相分离装置(43)之前冷却，以便产生气态制冷剂流(8)和第二液态制冷剂流(16)；步骤f)：使从步骤e)产生的该第二液态制冷剂流(16)在该热交换器(2)中通过：从第二入口(17)开始并且一直到出口(19)，超过该出口如此获得的制冷剂流膨胀，所述出口(19)处的温度T2高于T1并且使得所述膨胀产生低于20％、优选低于10％的气体分数；步骤g)：使从步骤e)产生的该气态制冷剂流(8)在该热交换器(2)中通过：从第三入口(9)开始并且一直到处于温度T3的出口(11)，所述温度T3的水平是所述热交换器(2)的温度水平中的最低水平以便产生液化流(12)，并且然后使如此获得的流膨胀；步骤h)：使从步骤g)产生的该流(14)在该热交换器(2)中通过：从处于温度T3的入口(15)一直到处于近似等于温度T2的温度的出口(34)；步骤i)：将从步骤h)产生的该制冷剂流与从步骤f)产生的该制冷剂流混合，然后使如此获得的该混合物(22)在该热交换器(2)中通过：从具有近似等于T2的温度的入口(23)一直到具有近似等于T1的温度的出口(24)；步骤j)：将从步骤i)产生的该制冷剂流与从步骤d)产生的该制冷剂流混合，并且然后使如此获得的混合物(31)在该热交换器(2)中通过直到出口(33)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.10 FR 15607311.一种用于从进料流(1)开始液化烃流如天然气的方法，该方法至少包括以下步骤：步骤a)：使该进料气体(1)逆着混合制冷剂流通过热交换器(2)以供应具有低于-140℃的温度的至少部分液化的烃流；步骤b)：从该热交换器(2)中从该热交换器中的温度最高的出口(33)抽取出混合制冷剂流(35)；步骤c)：将从步骤b)产生的该混合制冷剂(35)引入相分离装置(40)以便产生气态制冷剂流(41)和第一液态制冷剂流(25)；步骤d)：使从步骤c)产生的该第一液态制冷剂流(25)在该热交换器(2)中通过：从第一入口(26)开始并且一直到所谓的中间出口(28)，超过该出口如此获得的制冷剂流膨胀，所述出口(28)处的温度T1是使得所述膨胀产生低于20％、优选低于10％的气体分数；步骤e)：与步骤d)并行地，压缩从步骤c)产生的该气态制冷剂流(41)，并且然后在将如此获得的制冷剂流(42)引入相分离装置(43)之前冷却，以便产生气态制冷剂流(8)和第二液态制冷剂流(16)；步骤f)：使从步骤e)产生的该第二液态制冷剂流(16)在该热交换器(2)中通过：从第二入口(17)开始并且一直到出口(19)，超过该出口如此获得的制冷剂流膨胀，所述出口(19)处的温度T2高于T1并且使得所述膨胀产生低于20％、优选低于10％的气体分数；步骤g)：使从步骤e)产生的该气态制冷剂流(8)在该热交换器(2)中通过：从第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·向博荣，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR