生产富甲烷液体的方法技术

公开了一种从加压的富甲烷气体流生产温度在－１１２℃（－１７０°Ｆ）上、压力足以使该液体保持在或低于其沸点的加压的富甲烷液体流的方法。在该方法中，供给温度低于－１５５℃（－２４７°Ｆ）的富甲烷液体流并增加它的压力，供给一种待液化的加压的富甲烷气体（１２），并以一定的速度引入加压的富甲烷液体流（１０），从而生产出温度在－１１２℃（－１７０°Ｆ）、压力足以使该液体保持在或低于其沸点上的富甲烷液体流。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于从富甲烷气体，尤其是关于从天然气生产加压的液体天然气(PLNG)的方法。
技术介绍
近年来，由于天然气清洁的燃烧性能和使用方便而得到了广泛的应用。很多天然气源位于离气体的商用市场距离遥远的地区，有时可用管线将生产出的天然气送到商用市场，而当管线输送不现实时，生产出的天然气常加工成液化天然气(称作为“LNG”)来送到市场上。LNG工厂的一个重要的特征是要求大量的投资，用来液化天然气的设备通常也是相当昂贵的。液化厂由若干基本系统构成，这些系统包括除去杂质的气体处理、液化、制冷动力设施和储运装载设施。LNG的制冷系统是很昂贵的，因为液化天然气需要大量制冷。通常天然气蒸气在压力约为4830kPa(700psia)～7600kPa(1100psia)、温度约为20℃(68°F)～40°(104℃)时送到LNG厂，而在大气压力下的天然气成分将通常在温度范围为-165℃(-265°F)和-155℃(-247°F)之间的温度上液化，这大大降低的温度要求进行大量的制冷工作。近来，人们已建议在-112℃(-170°F)和足以使液体保持和低于沸点温度的压力下来输送天然气。对大多数天气成分而言，在-112℃(-170°F)以上的温度上的天然气压力将约在1380kPa(200psia)和4500kPa(650psia)之间，为使它区别于LNG，这种加压的液态天然气称作为PLNG，它在接近大气压下，在温度约为-162℃(-260°F)上运输。由于PLNG可比大气压力下的传统的LNG的温度高50℃，因此生产PLNG比生产LNG大大减小了所需要的制冷量。在美国专利申请09/099262、09/099590、和09/099589、以及美国临时申请60/079642中均讨论了制造PLNG的方法的例子。从制造和运输PLNG的基本的经济利益来看，一直有需要来改进生产PLNG的方法。概述公开了一种从加压的富甲烷气流来生产加压的富甲烷液流的改进的方法，该加压的液流温度在-112℃(-170°F)以上、压力足以使该液体保持在、或处于其沸点以下。在该方法中，供给一种温度约在-155℃(-247°F)的富甲烷液流并增大它的压力。将液化的加压的富甲烷气体以某一速度引到加压的富甲烷液流中，从而生产出温度在-112℃(-170°F)、压力是以使液体保持在或低于它的沸点的富甲烷液流。在一个优选实施例中，加压的液态天然气(PLNG)是通过提供压力为接近大气压的LNG、并将该LNG泵压到以该方法生产PLNG所要求的压力来生产的。将天然气供到该加工方法中并使压力向上或向下调节，如果需要可调成基本与加压的LNG的压力相同。按照天然气可得到的压力的不同，它的压力可由压缩装置来增大、或由如Joule-Thomson阀或涡轮式膨胀器那样的膨胀装置来降低。然后加压的天然气以某一比例与加压的LNG混合，在该比例上产生的PLNG具有高于-112℃(-170°F)的温度，它的压力足以使所产生的液体保持在或低于液体的沸点的温度。天然气在它与加压的PLNG混合以前可用任何合适的冷却装置来有选择地进行冷却。例如天然气可采用与外部冷却介质的直接的热交换、由降低天然气压的膨胀装置、或由与加压的LNG的热交换来进行冷却。通过加压的LNG和加压的天然气的混合而产生的混合物可有选择地通过一个相分离器，从而除去混合后未液化的残留气体。然后将从分离器抽回的液体通到一个合适的储存装置，在温度约为-112℃(-170°F)和足以使液体保持在或低于沸点温度以下的压力上储存。附图概述通过参照下面的详细描述和表示本专利技术实施例的流程的附图，将可更好理解本专利技术及其优点。附图说明图1是本专利技术一个实施例的简略流程图，其中加压的天然气与加压的LNG混合以生产PLNG。图2是类似于图1实施例的本专利技术的另一实施例的简略流程图，不同的是在加压的LNG和加压的天然气在混合的产生PLNG之前通过一热交换器。图3是类似于图1实施例的本专利技术又一实施例的简略流程图，不同之处是通过混合加压的LNG和加压的天然气而产生的液体混合物通过一个相分离器，从而除去未液化的气体。这些附图不能包括本专利技术的其它实施例的范围，其它实施例可具有对这些特殊实施例的正常和预期的修改。为了清楚而简单地进行表示，附图中删去了如阀门、流体混合器和控制系统等的各种所需要的分系统。本专利技术的详细描述本专利技术的方法生产出一种加压的富甲烷液态产品，该产品的温度高于-112℃(-170°F)、其压力足以使该液体保持在或低于其沸点上，这种液态产品在本说明书中常被称作为PLNG。在本专利技术的方法中，PLNG是通过将富甲烷液体、最好是接近大气压上的液态天然气(LNG)加压到用本方法生产PLNG产品所要求的压力，并将加压的富甲烷气体、最好是加压的天然气引到加压的富甲烷液体中。加压的富甲烷液体由加压的天然气加热、并由加压的富甲烷液体来液化富甲烷气体，从而生产出温度在-112℃(-170°F)以上、压力足以使液体保持在或低于其沸点的PLNG。在本说明书中所用到的关于PLNG的术语“沸点”指的是PLNG开始转变成气体时的温度和压力。例如，如果在常温下PLNG保持某个体积，在温度升高时，在PLNG中开始形成气泡的温度就是沸点，类似情况是，如果在常温下PLNG保持某个体积，但压力减小，该开始形成气泡的压力定义为沸点。在该沸点上，液化的气体是饱和的溶液。对大多数天然气成分来说，在温度为-112℃(-170°F)以上的温度上的天然气的沸点压力将约在1380kPa(200psia)和4500kPa(650psia)之间。对具有特殊温度的某种天然气成分而言，本专业技术人员能确定其沸点压力。现在将参照附图描述本专利技术的方法。参见图1，来自任何合适的LNG源的LNG供到管线10并通过一个合适的泵20，例如可通过来自LNG厂、静止的储存容器或装在卡车、驳船、火车或船上的一个或多个容器的载体来供给LNG。这种LNG通常具有低于-155℃(-247°F)、更典型的是具有约-162℃(-260°F)的温度，它的压力大约为大气压力，泵20将LNG的压力加到预定量级，该预定量级是由本专利技术的方法生产PLNG所要求的压力。该PLNG产品的压力足以使液体保持在或低于沸点上。因此PLNG产品的压力将取决于PLNG产品的温度和成分。对于保持或低于其沸点温度和温度在-112℃(-170°F)以上的PLNG来说，通过管线11从泵20排出的液体的压力通常将高于1380kPa(200psia)、更典型的将具有约在2400kPa(350psia)和3800kPa(550psia)之间的压力。天然气从任何合适的气源供到管线12。适用于本专利技术方法的天然气可包括从原生油井(伴生气体)或从气井(非伴生气体)中得到的天然气。天然气的成分可有很大变化，这里所用的天然气流包含作为主要成分的甲烷(C1)，通常还含有乙烷(C2)，较多的碳氢化合物、及少量的污染物如水、二氧化碳、硫化氢、氮气、丁烷、六个或多个碳原子的碳氢化合物、灰尘、硫化铁、蜡或伴生油等。这些污染物的溶解度随着温度、压力和成分的不同而变化。在深冷温度上，CO2、水和其它污染物可形成固体，它们会在传输和储存PLNG的设备上产生流体流动的问题。如果预计到管线13中的天然气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从加压的富甲烷气体生产温度在－１１２℃（－１７０℃Ｆ）以上的加压的富甲烷液体产品的方法，包括下列步骤：（ａ）供给温度低于－１５５℃（－２４７°Ｆ）的富甲烷液体并加压该富甲烷液体；和（ｂ）供给加压的富甲烷气体并将它在某一速度上引入 加压的富甲烷液体，从而生产出一种温度在－１１２℃（－１７０°Ｆ）以上，压力足以使它保持或低于其沸点的加压的富甲烷液体产品。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约翰B斯通，
申请(专利权)人：埃克森美孚上游研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]