專利名稱：天然氣液化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來處理天然氣或其它富甲烷氣體流的方法，以產(chǎn)生具有高甲烷純度的液化天然氣(LNG)流以及主要包含比甲烷重的烴類的液體流。
背景技術(shù)：
通常從鉆入地下儲層中的井回收天然氣。它通常具有主要成分的甲烷，即甲烷包括至少50摩爾百分比的氣體。依據(jù)具體的地下儲層，天然氣也包含較小量的較重?zé)N類，如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等等；以及水、氫氣、氮?dú)?、二氧化碳、及其它氣體。
大多數(shù)天然氣以氣體形式處置。用來把天然氣從井口輸送到氣體處理廠并從此處運(yùn)送到天然氣客戶的最普通裝置是高壓氣體輸送管道。然而，在多種情況下，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了運(yùn)輸或?yàn)榱耸褂帽仨毑⑶?或希望液化天然氣。例如在偏遠(yuǎn)地段，常常沒有允許方便地運(yùn)輸天然氣到市場的管道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在這樣的情況下，通過允許使用貨船和運(yùn)輸卡車輸送LNG，LNG相對于氣態(tài)天然氣低得多的比容能夠大大地降低運(yùn)輸成本。
偏愛天然氣液化的另一種情況是關(guān)于其用作機(jī)動車燃料的用途。在大都市區(qū)域中，如果有適用的經(jīng)濟(jì)LNG源，則有可由LNG供給動力的公共汽車、出租車、轎車、及卡車車隊(duì)。這樣的LNG供燃料車輛當(dāng)與由燃燒較高分子重量烴類的汽油和柴油發(fā)動機(jī)供給動力的類似車輛相比時(shí)，由于天然氣清潔燃燒特性而產(chǎn)生顯著較少的空氣污染。另外，如果LNG是高純度的(即，具有95摩爾百分比或更高的甲烷純度)，則由于對于甲烷與所有其它烴類燃料相比的較低碳?xì)浔嚷?，產(chǎn)生的二氧化碳(“溫室氣體”)量顯著較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一般涉及天然氣的液化，同時(shí)作為副產(chǎn)品流產(chǎn)生主要包括比甲烷重的烴類的液體流，如包括乙烷、丙烷、丁烷、及更重?zé)N類成分的天然氣液體(NGL)；包括丙烷、丁烷、及更重?zé)N類成分的液化石油氣(LPG)；或包括丁烷、及更重?zé)N類成分的冷凝物。產(chǎn)生副產(chǎn)品液體流具有兩個重要好處產(chǎn)生的LNG具有高甲烷純度，并且副產(chǎn)品液體是可以用于多種其它目的的有價(jià)值產(chǎn)品。按照本發(fā)明待處理的天然氣流的典型分析按近似摩爾百分比是84.2％甲烷、7.9％乙烷和其它C2成分、4.9％丙烷和其它C3成分、1.0％異丁烷、1.1％正丁烷、0.8％戊烷附加物，由氮和二氧化碳組成剩余部分。含硫氣體有時(shí)也存在。
有用于液化天然氣的多種已知方法。例如，為了多種這樣的過程的調(diào)查見Finn、Adrian J.、Grant L.Johnson、及Terry R.Tomlinson的“LNG Technology for Offshore and Mid-Scale Plants(用于離岸和中等規(guī)模工廠的LNG技術(shù))”，Proceeding of the Seventy-Ninth AnnualConvention of the Gas Processors Association(氣體處理器協(xié)會第七十九次年會會議錄)，pp.429-450，Atlanta，Georgia，March 13-15，2000和Kikkawa、Yoshitsugi、Masaaki Ohishi、及Noriyoshi Nozawa的“Optimize the Power System of Baseload LNG Plant(優(yōu)化基本負(fù)荷LNG工廠的動力系統(tǒng))”，Proceedings of the Eightieth AnnualConvention of the Gas Processors Association(氣體處理器協(xié)會第八十次年會會議錄)，San Antonio，Texas，March 12-14，2001。美國專利No.4,445,917；No.4,525,185；No.4,545,795；No.4,755,200；No.5,291,736；No.5,363,655；No.5,365,740；No.5,600,969；No.5,615,561；No.5,651,269；No.5,755,114；No.5,893,274；No.6,014,869；No.6,062,041；No.6,119,479；No.6,125,653；No.6,250,105 B1；No.6,269,655 B1；No.6,272,882 B1；No.6,308,531 B1；No.6,324,867 B1；No.6,347,532 B1；及提交于2002年6月4日的我們的共同待決美國專利申請No.10/161,780也描述了相關(guān)過程。這些方法一般包括其中凈化(通過除去水和諸如二氧化碳和硫化合物之類的麻煩化合物)、冷卻、冷凝、及膨脹天然氣的步驟。天然氣的冷卻和冷凝能以多種不同方式完成?！按壚鋮s”利用天然氣與幾種冷卻劑的熱交換，這幾種冷卻劑具有依次較低的沸點(diǎn)，如丙烷、乙烷、及甲烷。作為選擇例，這種熱交換可使用單一冷卻劑通過在幾種不同壓力級下蒸發(fā)冷卻劑而實(shí)現(xiàn)?！岸喑煞掷鋮s”利用天然氣與一種或多種冷卻劑流體的熱交換，該冷卻劑流體包括代替多個單一成分冷卻劑的幾種冷卻劑成分。天然氣的膨脹等焓地(例如，使用Joule-Thomson膨脹)和等熵地(例如，使用工作-膨脹渦輪)完成。
無論用來液化天然氣流的方法如何，通常是在液化富甲烷流之前，要求除去比甲烷重的烴類的顯著部分。對于這種烴除去步驟的原因是多樣的，包括需要控制LNG流的加熱值、和作為產(chǎn)品本身的這些較重?zé)N類成分的值。不幸的是，至今很少把注意力集中到烴類除去步驟的效率上。
按照本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，把烴類除去步驟小心地集成到LNG液化過程中，使用比現(xiàn)有技術(shù)過程顯著少的能量可產(chǎn)生LNG和分離的較重?zé)N類液體產(chǎn)品。本發(fā)明盡管在較低壓力下適用，但當(dāng)在400至1500psia[2,758至10,342kPa(a)或更高的范圍中處理進(jìn)給氣體時(shí)，特別便利。


為了更好地理解本發(fā)明，參照如下例子和附圖。參照附圖圖1是按照本發(fā)明適于LPG的副產(chǎn)品的天然氣液化工廠的流程圖；圖2和3是在本發(fā)明的過程中可以采用的可選擇分餾系統(tǒng)的圖；圖4是用于甲烷的壓力-焓相位圖，用來說明本發(fā)明優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)過程的優(yōu)點(diǎn)；及圖5、6、7、8、9、及10是按照本發(fā)明適于流體流的副生產(chǎn)可選擇天然氣液化工廠的流程圖。
在以上附圖的如下解釋中，提供統(tǒng)計(jì)流量的表格，用于代表性過程條件的計(jì)算。在這里出現(xiàn)的表格中，用于流量的值(摩爾每小時(shí))為了方便已經(jīng)圓整到最接近的整數(shù)值。在表格中表示的總流速率包括所有非烴類成分，并因此一般大于烴類成分流的流量之和。指示的溫度是圓整到最近度數(shù)的近似值。也應(yīng)該注意，為了比較在附圖中描繪的過程的目的進(jìn)行的過程設(shè)計(jì)計(jì)算基于沒有從周圍到過程(或從過程到周圍)的熱量泄漏的假設(shè)?？少I到絕緣材料的質(zhì)量使得這成為非常合理的假設(shè)，并且是一種由本領(lǐng)域的技術(shù)人員典型進(jìn)行的假設(shè)。
為了方便起見，過程參數(shù)以傳統(tǒng)英制單位和以國際單位制(SI)的單位報(bào)告。在表格中給出的摩爾流量可以解釋為磅摩爾每小時(shí)或公斤摩爾每小時(shí)。能量消耗報(bào)告為馬力(HP)，并且/或者千英制熱量單位每小時(shí)(MBTU/Hr)與以磅摩爾每小時(shí)的規(guī)定摩爾流量相對應(yīng)。按千瓦(kW)報(bào)告的能量消耗與千瓦摩爾每小時(shí)的規(guī)定摩爾流量相對應(yīng)。按磅每小時(shí)(Lb/Hr)報(bào)告的生產(chǎn)速率與磅摩爾每小時(shí)的規(guī)定摩爾流量相對應(yīng)。按公斤每小時(shí)(kg/Hr)報(bào)告的生產(chǎn)速率與公斤摩爾每小時(shí)的規(guī)定摩爾流量相對應(yīng)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照圖1，我們開始說明按照本發(fā)明的過程，其中希望生產(chǎn)包含在天然氣進(jìn)給流中的大部分丙烷和較重成分的LPG副產(chǎn)品。在本發(fā)明的這種模擬中，進(jìn)口氣體在90[32℃]和1285psia[8,860kPa(a)]下作為流31進(jìn)入工廠。如果進(jìn)口氣體包含防止產(chǎn)品流滿足規(guī)格的一定濃度的二氧化碳和/或硫化合物，則這些化合物由進(jìn)給氣體的適當(dāng)預(yù)處理(未表明)除去。另外，進(jìn)給流通常脫水，以防止在低溫條件下水合物(冰)形成。固體干燥劑已經(jīng)典型地用于這種目的。
進(jìn)給流31在熱交換器10中通過與在-14[-26℃]下的冷卻劑流和擴(kuò)容分離器液體(流40a)的熱交換而被冷卻。注意，在所有情況下，熱交換器10代表多個單個熱交換器或單個多次通過熱交換器、或其任意組合。(對于指示冷卻服務(wù)是否使用多于一個熱交換器的決定將取決于多個因素，包括但不限于，進(jìn)口氣體流量、熱交換器尺寸、流溫度等等。)冷卻流31a在23[-5℃]和1278psia[8,812kPa(a)]下進(jìn)入分離器11，其中蒸汽(流32)與冷凝液體(流33)分離。
來自分離器11的蒸汽(流32)被劃分成兩個流34和36，使流34包含約42％的總蒸汽。某些情況可能偏愛把流34與冷凝液體(流39)的某些部分組合以形成流35，但在這種模擬中，在流39中沒有流動。組合流35以與冷卻劑流71e熱交換的關(guān)系通過熱交換器13，導(dǎo)致流35a的冷卻和大體冷凝。在-90[-68℃]下大體冷凝的流35a然后通過適當(dāng)?shù)呐蛎浹b置，如膨脹閥14，閃脹到稍高于分餾塔19的操作壓力(近似450psia[3,103kPa(a)]。在膨脹期間，流的一部分被汽化，導(dǎo)致總流的冷卻。在圖1中表明的過程中，離開膨脹閥14的膨脹流35b達(dá)到-123[-86℃]的溫度。由于提供從分餾塔19的分餾級上升的蒸汽蒸餾流37的冷卻和部分冷凝，膨脹流35b被加熱到-78[-61℃]的溫度，并且在熱交換器21中被進(jìn)一步汽化。加熱流35c然后供給在分餾塔19的脫乙烷段19b中的上部中點(diǎn)進(jìn)給位置處。
來自分離器11的蒸汽的剩余58％(流36)進(jìn)入工作膨脹機(jī)器15，其中從高壓進(jìn)給的這部分抽取機(jī)械能。機(jī)器15把蒸汽大體等熵地從約1278psia[8,812kPa(a)]的壓力膨脹到塔操作壓力，借助于做功膨脹把膨脹流36a冷卻到近似-57[-49℃]的溫度。典型的可買到膨脹機(jī)能夠在理想等熵膨脹中理論上可得到的功的80-85％的量級上回收?；厥盏墓Τ３Ｓ脕眚?qū)動離心壓縮機(jī)(如條目16)，該離心壓縮機(jī)例如可用來重新壓縮塔頂氣體(流49)。膨脹和部分冷凝流36a作為進(jìn)給在下部中間柱進(jìn)給點(diǎn)處供給到蒸餾柱19。流40，分離器液體(流33)的剩余部分，由膨脹閥12閃蒸到稍高于脫乙烷器19的操作壓力，在流40提供對于早先描述的進(jìn)來供給氣體的冷卻之前，把它冷卻到-14[-26℃](流40a)的溫度。流40b，現(xiàn)在在75[24℃]的溫度下，然后在第二下部中間柱供給點(diǎn)處進(jìn)入脫乙烷器19。
在分餾塔19中的脫乙烷器是包含多個垂直隔離盤、一個或多個填充床、或盤和填充的某種組合的常規(guī)蒸餾柱。如常常在天然氣處理工廠中的情形那樣，分餾塔可以包括兩個段。上部段19a是分離器，其中頂部進(jìn)給劃分成其相應(yīng)蒸汽和液體部分，并且其中從下部蒸餾或脫乙烷段19b上升的蒸汽與頂部進(jìn)給的蒸汽部分(如果有)相結(jié)合，以形成離開塔頂部的脫乙烷器頂部蒸汽(流37)。下部、脫乙烷段19b包含盤和/或填充，并且提供在下落液體與上升蒸氣之間的必要接觸。脫乙烷段也包括一個或多個再沸器(如再沸器20)，該再沸器加熱和汽化沿柱向下流動的液體的一部分，以提供沿柱向上流動的汽提蒸汽。液體產(chǎn)品流41基于在底部產(chǎn)品中在摩爾基礎(chǔ)上0.020∶1的乙烷對于丙烷比值的典型技術(shù)參數(shù)，在213[101℃]下離開塔的底部。
頂部蒸流流37以-73[-59℃]離開脫乙烷器19，并且如早先描述的那樣在回流冷凝器21中被冷卻和部分冷凝。部分冷凝流37a以-94[-70℃]進(jìn)入回流鼓22，其中冷凝液體(流44)與未冷凝蒸汽(流43)分離。冷凝液體(流44)由泵23泵吸到在脫乙烷器19上的頂部進(jìn)給點(diǎn)，作為回流流44a。
當(dāng)脫乙烷段形成分餾塔的下部部分時(shí)，回流冷凝器21可以布置在塔內(nèi)部在柱19上方，如圖2中所示。這消除對于回流鼓22和回流泵23的需要，因?yàn)檎麴s流然后在塔中在柱的分餾級上方被冷卻和分離?？蛇x擇地，代替在圖1中的回流冷凝器21的分餾器(如在圖3中的分餾器21)的使用消除回流鼓和回流泵，并且也提供并發(fā)分餾級，以代替在脫乙烷柱的上部段中的那些級。如果分餾器定位在工廠中在分級高度(grade level)處，則它連接到蒸汽/液體分離器上，并且收集在分離器中的液體被泵吸到蒸餾柱的頂部。關(guān)于把回流冷凝器包括在柱內(nèi)部還是使用分餾器的決定通常取決于工廠大小和熱交換器表面要求。
來自回流鼓22的未冷凝蒸汽(流43)在熱交換器24中被加熱到93[34℃]，并且一部分(流48)然后退出以作為用于工廠的燃料氣體。(必須退出的燃料氣體的量主要由驅(qū)動在工廠中的氣體壓縮機(jī)，如在這個例子中的冷凍劑壓縮機(jī)64、66、及68，的發(fā)動機(jī)和/或渦輪所需要的燃料確定。)加熱蒸汽的剩余部分(流49)由壓縮機(jī)16壓縮，該壓縮機(jī)16由膨脹機(jī)器15、61、及63驅(qū)動。在排放冷卻器25中冷卻到100[38℃]之后，流49b在熱交換器24中通過與冷蒸汽-流43的交叉交換被進(jìn)一步冷卻到-83[-64℃]。
流49c然后進(jìn)入熱交換器60，并且進(jìn)一步由冷卻劑流71d冷卻到-255[-160℃]以冷凝和低溫冷卻它，此時(shí)它進(jìn)入做功膨脹機(jī)器61，其中從流抽取機(jī)械能。機(jī)器61把液體流49d大體等熵地從約593psia[4,085kPa(a)]的壓力膨脹到LNG存儲壓力(15.5psia[107kPa(a)]，稍高于大氣壓力。做功膨脹把膨脹流49e膨脹到近似-256[-160℃]的溫度，此時(shí)它然后被引向保持LNG產(chǎn)品的LNG存儲罐62(流50)。
對于流35和49c的所有冷卻由封閉循環(huán)冷卻環(huán)路提供。用于這個循環(huán)的工作流體是烴和氮的混合物，使混合物的組成按需要調(diào)節(jié)以提供要求的冷卻劑溫度，同時(shí)使用適用的冷卻介質(zhì)在合適壓力下冷凝。在這種情況下，已經(jīng)假定用冷卻水冷凝，從而包括氮、甲烷、乙烷、丙烷、及較重?zé)N類的冷卻劑混合物與圖1過程類似地被使用。流的組成，按近似摩爾百分比，是8.7％氮、31.7％甲烷、47.0％乙烷、及8.6％丙烷，其余由較重?zé)N類組成。
冷卻劑流71以100[38℃]和607psia[4,185kPa(a)]的壓力離開排放冷卻器69。它進(jìn)入熱交換器10，并由部分加熱冷卻劑流71f和由其它冷卻劑流冷卻到-34[-37℃]和部分地冷凝。對于圖1情形，已經(jīng)假定，這些其它冷卻劑流是在三個不同溫度和壓力級下的商業(yè)質(zhì)量丙烷冷卻劑。部分冷凝冷卻劑流71a然后進(jìn)入熱交換器13，用來由部分加熱膨脹冷卻劑流71e進(jìn)一步冷卻到-90[-68℃]，進(jìn)一步冷凝冷卻劑(流71b)。冷卻劑在熱交換器60中由膨脹冷卻劑流71d冷凝，并且然后低溫冷卻到-255[-160℃]。低溫冷卻液體流71c進(jìn)入做功膨脹機(jī)器63，其中從流抽取機(jī)械能，由于它大體等熵地從約586psia[4,040kPa(a)]的壓力膨脹到約34psia[234kPa(a)]。在膨脹期間，流的一部分被汽化，導(dǎo)致總流冷卻到-264[-164℃](流71d)。膨脹流71d然后重新進(jìn)入熱交換器60、13、及10，其中它在被汽化和過熱時(shí)，提供對于流49c、流35、及冷卻劑(流71、71a、及71b)的冷卻。
過熱冷卻劑蒸汽(流71g)以90[32℃]離開熱交換器10，并且分三級壓縮到617psia[4,254kPa(a)]。三個壓縮級(冷卻劑壓縮機(jī)64、66、及68)的每一個由補(bǔ)充動力源驅(qū)動，并且跟隨有冷卻器(排放冷卻器65、67、及69)以除去壓縮的熱量。來自排放冷卻器69的壓縮流71返回到熱交換器10，以完成循環(huán)。
用于在圖1中表明的過程的流流量和能量消耗的總結(jié)在如下表格中敘述表I(圖1)流的流量總結(jié)-磅.摩爾/Hr[kg摩爾/Hr]

在LPG中的回收率*丙烷 99.05％丁烷+ 100.00％生產(chǎn)率 197,031Lb/Hr[197,031kg/Hr]LNG產(chǎn)品生產(chǎn)率 725,522Lb/Hr[725,522kg/Hr]
純度 91.43％較低加熱值970.4BTU/SCF[36.16MJ/m3]功率冷卻劑壓縮90,714HP [149,132kW]丙烷壓縮 36,493HP [59,994kW]總壓縮127,207HP [209,126kW]設(shè)施熱量脫乙烷器再沸器58,003MBTU/Hr [37,470kW]*(基于圓整流量)LNG生產(chǎn)過程的效率使用要求的“比功率消耗”典型地比較，“比功率消耗”是總致冷壓縮功率與總液體生產(chǎn)率的比值。關(guān)于用來生產(chǎn)LNG的現(xiàn)有技術(shù)過程的比功率消耗的公開信息指示0.168HP-Hr/Lb
至0.182HP-Hr/Lb
的范圍，這相信是對于LNG生產(chǎn)工廠的基于每年340天的開工率(on-streamfactor)。在這個相同基礎(chǔ)上，對于本發(fā)明的圖1實(shí)施例的比功率消耗是0.148HP-Hr/Lb
，這給出優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)過程的14-23％的效率改進(jìn)。
有說明本發(fā)明的改進(jìn)效率的兩個主要因素。通過檢查當(dāng)應(yīng)用于高壓氣體流(如在這個例子中考慮的氣體流)時(shí)液化過程的熱力學(xué)，可理解第一因素。由于這個流的主要構(gòu)成是甲烷，所以甲烷的熱力學(xué)性質(zhì)可用于相對于在本發(fā)明中使用的循環(huán)比較在現(xiàn)有技術(shù)過程中采用的液化循環(huán)的目的。圖4包含用于甲烷的壓力-焓相圖。在現(xiàn)有技術(shù)液化循環(huán)的大部分中，在流在高壓下(路徑A-B)的同時(shí)，完成氣體流的所有冷卻，此時(shí)流然后膨脹(路徑B-C)到LNG存儲容器的壓力(稍高于大氣壓力)。這個膨脹步驟可以采用做功膨脹機(jī)器，該做功膨脹機(jī)器典型地能夠在理想等熵膨脹中理論上可得到的功的75-80％的量級上回收。為了簡單起見，對于路徑B-C，完全等熵膨脹顯示在圖4中。即使這樣，由這種做功膨脹提供的焓減小也很小，因?yàn)楹愣实木€在相圖中的液體區(qū)域中幾乎是豎直的。
現(xiàn)在把這與本發(fā)明的液化循環(huán)相對比。在高壓(路徑A-A′)下部分冷卻之后，氣體流做功膨脹(路徑A′-A″)到中間壓力。(同樣，為了簡單起見，顯示完全等熵膨脹。)冷卻的剩余部分在中間壓力下完成(路徑A″-B′)，并且流然后膨脹(路徑B′-C)到LNG存儲容器的壓力。由于等熵線斜率在相圖中的蒸汽區(qū)域中較緩，所以由本發(fā)明的第一做功膨脹步驟(路徑A′-A″)提供顯著較大的焓減小。因而，對于本發(fā)明所要求的總冷卻量(路徑A-A′和A″-B′之和)小于對于現(xiàn)有技術(shù)過程(路徑A-B)所要求的冷卻，減小液化氣體流所要求的致冷(和因此減小致冷壓縮)。
說明本發(fā)明的改進(jìn)效率的第二因素是在較低操作壓力下烴類蒸餾系統(tǒng)的優(yōu)越性能。在大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)過程中烴去除步驟在高壓下進(jìn)行，典型地使用洗滌柱，該洗滌柱把冷烴類液體用作吸收流，以從進(jìn)來氣體流除去較重?zé)N類。在高壓下操作洗滌柱不是很高效，因?yàn)樗鼘?dǎo)致來自氣體流的甲烷和乙烷的主要部分的共同吸收，這些甲烷和乙烷以后必須從吸收液體汽提并且被冷卻以成為LNG產(chǎn)品的部分。在本發(fā)明中，在中間壓力下進(jìn)行烴類除去步驟，其中蒸汽-液體平衡更受偏愛，導(dǎo)致在副產(chǎn)品液體流中希望較重?zé)N類的非常高效回收。
其它實(shí)施例本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明可適于供所有類型的LNG液化工廠使用以允許NGL流、LPG流、或冷凝流的共同生產(chǎn)，因?yàn)樽詈玫剡m合在給定工廠位置的需要。而且，將認(rèn)識到，各種過程配置可以用來回收液體副產(chǎn)品流。本發(fā)明可適于回收包含在進(jìn)給氣體中存在的大部分C2成分的NGL流，或者回收僅包含在進(jìn)給氣體中存在的C4和更重成分的冷凝流，而不是如早先描述的那樣生產(chǎn)LPG副產(chǎn)品。
圖1代表用于指示處理?xiàng)l件的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖5至10描繪對于具體用途可以考慮的本發(fā)明的可選擇實(shí)施例。依據(jù)在進(jìn)給氣體中的較重?zé)N類的量和進(jìn)給氣體壓力，離開熱交換器10的冷卻進(jìn)給流31a可能不包含任何液體(因?yàn)樗谄渎饵c(diǎn)以上，或者因?yàn)樗哂谄渑R界冷凝壓力)，從而在圖1和6至10中表示的分離器11是不需要的，并且冷卻進(jìn)給流可直接流到適當(dāng)膨脹裝置，如做功膨脹機(jī)器15。在其中進(jìn)口氣體比至此描述的富有的情況下，可以采用如圖5中所示的本發(fā)明的實(shí)施例。冷凝液體流33流經(jīng)熱交換器18并被低溫冷卻，然后劃分成兩部分。第一部分(流40)流經(jīng)膨脹閥12，在該處它經(jīng)受用于閃蒸的膨脹，因?yàn)閴毫p小到大約蒸餾柱19的壓力。來自膨脹閥12的冷流40a然后流經(jīng)熱交換器18，在該處它被部分加熱，因?yàn)槿缭缦让枋龅哪菢铀脕淼蜏乩鋮s流33。部分加熱流40b然后在熱交換器10中被進(jìn)一步加熱，并且流到在分餾塔19上的下部中點(diǎn)進(jìn)給位置。第二液體部分(流39)，仍然在高壓下，(1)與來自分離器11的蒸汽流的部分34相結(jié)合，或者(2)與大體冷凝流35a組合，或者(3)在膨脹閥17中膨脹并且此后或者供給到在上部中點(diǎn)進(jìn)給位置處的分餾塔19或者與膨脹流35b相結(jié)合?？蛇x擇地，流39的部分可以遵循至此描述和在圖5中描繪的流動路徑的任一條或全部。
在液體副產(chǎn)品流(在圖1和6至10中的流43)的回收之后在它供給到用來冷凝和低溫冷卻的熱交換器60之前剩余的氣流的處置可以以多種方式實(shí)現(xiàn)。在圖1的過程中，流被加熱，使用從一個或多個做功膨脹機(jī)器導(dǎo)出的能量壓縮到較高壓力，在排放冷卻器中部分地冷卻，然后通過與原始流的交叉交換進(jìn)一步冷卻。如圖6中所示，某些用途可能偏愛使用由例如外部動力源驅(qū)動的輔助壓縮機(jī)59把流壓縮到較高壓力。如由在圖1中的虛線設(shè)備(熱交換器24和排放冷卻器25)表示的那樣，某些情況可能偏愛通過減少或消除壓縮流在它進(jìn)入熱交換器60之前的預(yù)冷卻而減少設(shè)施的資金成本(以增加在熱交換器60上的冷卻負(fù)載和增加冷卻劑壓縮機(jī)64、66、及68的功率消耗為代價(jià))。在這樣的情況下，離開壓縮機(jī)的流49a可以如圖7中所示直接流到熱交換器24，或者如圖8中所示直接流到熱交換器60。如果做功膨脹機(jī)器不用于高壓進(jìn)給氣體的任何部分的膨脹，則可以使用由外部動力源驅(qū)動的壓縮機(jī)，如在圖9中所示的壓縮機(jī)59，代替壓縮機(jī)16。其它情形根本不可能證明流的任何壓縮是適當(dāng)?shù)?，從而流如圖10中所示直接流到熱交換器60，并且在圖1中流過虛線設(shè)備(熱交換器24、壓縮機(jī)16、及排放冷卻器25)。如果在工廠燃料氣體(流48)退出之前不包括加熱流的熱交換器24，則可能需要輔助加熱器58，以使用供給必需熱量的設(shè)施流或另一個過程流在燃料氣體被消耗之前加熱它，如圖8至10中所示。對于每種用途一般必須估計(jì)諸如這些之類的選擇，如諸如氣體組成、工廠大小、希望副產(chǎn)品流回收級之類的因素，并且必須全部考慮適用設(shè)備。
按照本發(fā)明，進(jìn)口氣體流和到LNG生產(chǎn)段的進(jìn)給流的冷卻可以以多種方式完成。在圖1和5至10的過程中，進(jìn)口氣體流31由外部冷卻劑流和擴(kuò)容分離器液體冷卻和冷凝。然而，冷過程流也可用來把冷卻的某些供給到高壓冷卻劑(流71a)。而且，可以利用在比被冷卻的流冷的溫度下的任何流。比如，來自分餾塔19的蒸汽的側(cè)抽取可退出，并且用來冷卻。對于每種具體用途，必須估計(jì)用于過程熱交換器的塔液體和/或蒸汽的使用和分布、和用于進(jìn)口氣體和進(jìn)給氣體冷卻的熱交換器的具體布置、以及用于特定熱交換服務(wù)的過程流的選擇。冷卻源的選擇將取決于多個因素，包括但不限于進(jìn)給氣體組成和條件、工廠大小、熱交換器大小、可能冷卻源溫度、等等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也將認(rèn)識到，可以組合地采用以上冷卻源或方法的任何組合，以實(shí)現(xiàn)希望的進(jìn)給流溫度。
而且，供給到進(jìn)口氣體流和到LNG生產(chǎn)段的進(jìn)給流的輔助外部致冷也可以以多種不同方式實(shí)現(xiàn)。在圖1和6至10中，對于高水平外部致冷已經(jīng)假定沸騰單成分冷卻劑，并且對于低水平外部致冷已經(jīng)假定汽化多成分冷卻劑，使單成分冷卻劑用來預(yù)冷卻多成分冷卻劑流?？蛇x擇地，高水平冷卻和低水平冷卻可使用具有依次較低沸點(diǎn)的單成分冷卻劑(即，“串級致冷”)、或在依次較低蒸發(fā)壓力下的一種單成分冷卻劑而實(shí)現(xiàn)。作為另一個選擇例，高水平冷卻和低水平冷卻可使用多成分冷卻劑流實(shí)現(xiàn)，該多成分冷卻劑流的相應(yīng)組成部分被調(diào)節(jié)以提供必需的冷卻溫度。用來提供外部致冷的方法的選擇將取決于多個因素，包括但不限于進(jìn)給氣體組成和條件、工廠大小、壓縮機(jī)驅(qū)動器大小、熱交換器大小、環(huán)境散熱器溫度、等等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也將認(rèn)識到，以上描述的用來提供外部致冷的方法的任何組合可以組合地采用，以實(shí)現(xiàn)希望的進(jìn)給流溫度。
離開熱交換器60的冷凝液體流(在圖1中的流49d、在圖6中的流49e、在圖7中的流49c、在圖8和9中的流49b、及在圖10中的流49a)的低溫冷卻，減少或消除在流膨脹到LNG存儲罐62的操作壓力期間可能產(chǎn)生的閃蒸蒸汽的量。這一般通過消除對于快速氣體壓縮的需要而減少用來產(chǎn)生LNG的比功率消耗。然而，某些情形可能偏愛通過減小熱交換器60的尺寸和使用快速氣體壓縮或其它手段處置可能產(chǎn)生的任何閃蒸氣體，而降低設(shè)施的資金成本。
盡管個別流膨脹在具體膨脹裝置中描繪，但在適當(dāng)場合可以采用可選擇的膨脹手段。例如，條件可以保證大體冷凝進(jìn)給流(在圖1和5至10中的流35a)的做功膨脹。而且，對于離開熱交換器60的低溫冷卻液體流(在圖1中的流49d、在圖6中的流49e、在圖7中的流49c、在圖8和9中的流49b、及在圖10中的流49a)，等焓閃脹可以被使用來代替做功膨脹，但將使在熱交換器60中的進(jìn)一步低溫冷卻是必要的，以避免在膨脹中形成閃蒸蒸汽，或者也添加閃蒸蒸汽壓縮或用來處置生成的閃蒸蒸汽的其它手段。類似地，對于離開熱交換器60的低溫冷卻高壓冷卻劑流(在圖1和6至10中的流71c)，可以使用等焓閃脹來代替做功膨脹，結(jié)果是用于冷卻劑的壓縮的功率消耗的增加。
盡管這里已經(jīng)描述了相信是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，對其可以進(jìn)行其它和進(jìn)一步修改，例如使本發(fā)明適應(yīng)各種條件、進(jìn)給類型、或其它要求，而不脫離由如下權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的方法，其中(a)將所述天然氣流在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分和形成冷凝流；和(b)將所述冷凝流膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；改進(jìn)在于，其中(1)將所述天然氣流在一個或多個冷卻步驟中處理；(2)將所述冷卻的天然氣流分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(3)將所述第一氣流冷卻，以大體冷凝它的全部并且此后膨脹到中間壓力；(4)將所述膨脹的大體冷凝的第一氣流以與更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流成熱交換關(guān)系導(dǎo)向并由此加熱，該更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流從蒸餾柱的分餾級上升；(5)將所述第二氣流膨脹到所述中間壓力；(6)將所述加熱膨脹第一氣流和所述膨脹第二氣流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，其中將所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流以及包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(7)所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流由所述膨脹大體冷凝第一氣流充分地冷卻以部分冷凝它，并且此后分離以形成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流；(8)將所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；及(9)將所述易揮發(fā)殘余氣體部分在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
2.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的方法，其中(a)將所述天然氣流在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分和形成冷凝流；和(b)將所述冷凝流膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；改進(jìn)在于，其中(1)將所述天然氣流在一個或多個冷卻步驟中處理，以部分地冷凝它；(2)將所述部分冷凝天然氣流分離，以由此提供蒸汽流和液體流；(3)將所述蒸汽流分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(4)將所述第一氣流冷卻，以大體冷凝它的全部并且此后膨脹到中間壓力；(5)將所述膨脹的大體冷凝的第一氣流以與更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流成熱交換關(guān)系地導(dǎo)向并由此加熱，該更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流從蒸餾柱的分餾級上升；(6)將所述第二氣流膨脹到所述中間壓力；(7)將所述液體流膨脹到所述中間壓力；(8)將所述加熱膨脹的第一氣流、所述膨脹的第二氣流、及所述膨脹的液體流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，其中所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(9)將所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流由所述膨脹大體冷凝第一氣流充分地冷卻以部分冷凝它，并且此后分離以形成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流；(10)將所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；及(11)將所述易揮發(fā)殘余氣體部分在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
3.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的方法，其中(a)將所述天然氣流在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分和形成冷凝流；和(b)將所述冷凝流膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；改進(jìn)在于，其中(1)將所述天然氣流在一個或多個冷卻步驟中處理，以部分地冷凝它；(2)將所述部分冷凝天然氣流分離，由此提供蒸汽流和液體流；(3)將所述蒸汽流分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(4)將所述第一氣流與所述液體流的至少一部分相組合，由此形成組合流；(5)將所述組合流冷卻以大體冷凝它的全部，并且此后膨脹到中間壓力；(6)將所述膨脹的大體冷凝的組合流以與更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流成熱交換關(guān)系地導(dǎo)向并由此加熱，該更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流從蒸餾柱的分餾級上升；(7)將所述第二氣流膨脹到所述中間壓力；(8)將所述液體流的任何剩余部分膨脹到所述中間壓力；(9)將所述加熱膨脹的組合流、所述膨脹的第二氣流、及所述液體流的所述膨脹剩余部分導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，其中所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(10)將所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流由所述膨脹大體冷凝的組合流充分地冷卻以部分冷凝它，并且此后分離以形成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流；(11)將所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；及(12)將所述易揮發(fā)殘余氣體部分在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
4.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的方法，其中(a)將所述天然氣流在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分和形成冷凝流；和(b)將所述冷凝流膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；改進(jìn)在于，其中(1)將所述天然氣流在一個或多個冷卻步驟中處理，以部分地冷凝它；(2)將所述部分冷凝天然氣流分離，以由此提供蒸汽流和液體流；(3)將所述蒸汽流分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(4)將所述第一氣流冷卻以大體冷凝它的全部，并且此后膨脹到中間壓力；(5)將所述膨脹的大體冷凝的第一氣流以與更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流成熱交換關(guān)系地導(dǎo)向并由此被加熱，該更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流從蒸餾柱的分餾級上升；(6)將所述第二氣流膨脹到所述中間壓力；(7)將所述液體流冷卻，并且此后分成至少一個第一部分和一個第二部分；(8)將所述第一部分膨脹到所述中間壓力，并且此后被加熱；(9)將所述第二部分膨脹到所述中間壓力；(10)將所述加熱膨脹的第一氣流、所述膨脹的第二氣流、所述加熱膨脹的第一部分、及所述膨脹的第二部分導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，其中所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(11)將所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流由所述膨脹大體冷凝第一氣流充分地冷卻以部分冷凝它，并且此后分離以形成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流；(12)將所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；及(13)將所述易揮發(fā)殘余氣體部分在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
5.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的方法，其中(a)將所述天然氣流在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分和形成冷凝流；和(b)將所述冷凝流膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；改進(jìn)在于，其中(1)將所述天然氣流在一個或多個冷卻步驟中處理，以部分地冷凝它；(2)將所述部分冷凝天然氣流分離，以由此提供蒸汽流和液體流；(3)將所述蒸汽流分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(4)將所述第一氣流冷卻以大體冷凝它的全部，并且此后膨脹到中間壓力；(5)將所述液體流冷卻，并且此后分成至少一個第一部分和一個第二部分；(6)將所述第一部分膨脹到所述中間壓力，并且此后被加熱；(7)將所述第二部分與所述大體冷凝第一氣流組合，由此形成組合流，藉此將所述組合流膨脹到所述中間壓力；(8)將所述膨脹的組合流以與更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流成熱交換關(guān)系地導(dǎo)向并由此加熱，該更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流從蒸餾柱的分餾級上升；(9)將所述第二氣流膨脹到所述中間壓力；(10)將所述加熱膨脹的組合流、所述膨脹的第二氣流、及所述加熱膨脹的第一部分導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，其中所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(11)將所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流由所述膨脹的組合流充分地冷卻以部分冷凝它，并且此后分離以形成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流；(12)將所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；及(13)將所述易揮發(fā)殘余氣體部分在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)方法，其中，所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，將所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述塔的一部分中部分地冷凝它，并且同時(shí)分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)方法，其中，所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述塔的部分中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)方法，其中，所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述塔的部分中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進(jìn)方法，其中，所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述塔的部分中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)方法，其中，所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述塔的部分中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)方法，其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在分餾器中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流從分餾器流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)方法，其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在分餾器中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流從分餾器流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)方法，其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在分餾器中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流從分餾器流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進(jìn)方法，其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在分餾器中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流從分餾器流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)方法，其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在分餾器中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流從分餾器流到所述蒸餾柱的頂部分餾級。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15所述的改進(jìn)方法，其中，將所述易揮發(fā)殘余氣體部分壓縮并且此后在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
17.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15所述的改進(jìn)方法，其中，將所述易揮發(fā)殘余氣體部分加熱、壓縮并且此后在壓力下冷卻，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
18.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15所述的改進(jìn)方法，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的改進(jìn)方法，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的改進(jìn)方法，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15所述的改進(jìn)方法，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的改進(jìn)方法，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的改進(jìn)方法，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
24.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的設(shè)備，其包括(1)一個或多個第一熱交換裝置，接收所述天然氣流并在壓力下冷卻它；(2)劃分裝置，連接到所述第一熱交換裝置上，以接收所述冷卻天然氣流并且把它分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(3)第二熱交換裝置，連接到所述劃分裝置上，以接收所述第一氣流，并且將它充分地冷卻以大體冷凝它；(4)第一膨脹裝置，連接到所述第二熱交換裝置上，以接收所述大體冷凝第一氣流并且把它膨脹到中間壓力；(5)第三熱交換裝置，連接到所述第一膨脹裝置上，以接收所述膨脹大體冷凝第一氣流并且加熱它，所述第三熱交換裝置還連接到蒸餾柱上，以接收從所述蒸餾柱的分餾級上升的更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分冷凝它；(6)第二膨脹裝置，連接到所述劃分裝置上，以接收所述第二氣流并且將它膨脹到所述中間壓力；(7)所述蒸餾柱還連接到所述第三熱交換裝置和所述第二膨脹裝置上，以接收所述加熱膨脹第一氣流和所述膨脹第二氣流，使所述蒸餾柱適于把所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(8)分離裝置，連接到所述第三熱交換裝置上，以接收所述冷卻部分冷凝蒸餾流，并且把它分離成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流，所述分離裝置還連接到所述蒸餾柱上，以把所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；(9)第四熱交換裝置，連接到所述分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成冷凝流；(10)第三膨脹裝置，連接到所述第四熱交換裝置上，以接收所述冷凝流并且把它膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；及(11)控制裝置，適于調(diào)節(jié)到所述蒸餾柱的所述進(jìn)給流的量和溫度，以把所述蒸餾柱的頂部溫度保持在一定溫度下，借此在所述較不易揮發(fā)部分中回收所述較重?zé)N類成分的主要部分。
25.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的設(shè)備，其包括(1)一個或多個第一熱交換裝置，接收所述天然氣流和在壓力下把它充分地冷卻以部分冷凝它；(2)第一分離裝置，連接到所述第一熱交換裝置上，以接收所述部分冷凝天然氣流并且把它分離成蒸汽流和液體流；(3)劃分裝置，連接到所述第一分離裝置上，以接收所述蒸汽流并且把它劃分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(4)第二熱交換裝置，連接到所述劃分裝置上，以接收所述第一氣流，并且把它充分地冷卻以大體冷凝它；(5)第一膨脹裝置，連接到所述第二熱交換裝置上，以接收所述大體冷凝第一氣流并且把它膨脹到中間壓力；(6)第三熱交換裝置，連接到所述第一膨脹裝置上，以接收所述膨脹大體冷凝第一氣流并且加熱它，所述第三熱交換裝置還連接到蒸餾柱上，以接收從所述蒸餾柱的分餾級上升的更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分冷凝它；(7)第二膨脹裝置，連接到所述劃分裝置上，以接收所述第二氣流并且把它膨脹到所述中間壓力；(8)第三膨脹裝置，連接到所述第一分離裝置上，以接收所述液體流并且把它膨脹到所述中間壓力；(9)所述蒸餾柱還連接到所述第三熱交換裝置、所述第二膨脹裝置、及所述第三膨脹裝置上，以接收所述加熱膨脹第一氣流、所述膨脹第二氣流、及所述膨脹液體流，使所述蒸餾柱適于把所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(10)第二分離裝置，連接到所述第三熱交換裝置上，以接收所述冷卻部分冷凝蒸餾流，并且把它分離成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流，所述第二分離裝置還連接到所述蒸餾柱上，以把所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；(11)第四熱交換裝置，連接到所述第二分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成冷凝流；(12)第四膨脹裝置，連接到所述第四熱交換裝置上，以接收所述冷凝流并且把它膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；及(13)控制裝置，適于調(diào)節(jié)到所述蒸餾柱的所述進(jìn)給流的量和溫度，以把所述蒸餾柱的頂部溫度保持在一定溫度下，借此在所述較不易揮發(fā)部分中回收所述較重?zé)N類成分的主要部分。
26.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的設(shè)備，其包括(1)一個或多個第一熱交換裝置，接收所述天然氣流和在壓力下把它充分地冷卻以部分冷凝它；(2)第一分離裝置，連接到所述第一熱交換裝置上，以接收所述部分冷凝天然氣流并且把它分離成蒸汽流和液體流；(3)劃分裝置，連接到所述第一分離裝置上，以接收所述蒸汽流并且把它劃分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(4)組合裝置，連接到所述劃分裝置上并且連接到所述第一分離裝置上，以接收所述第一氣流和所述液體流的至少一部分并且由此形成組合流，(5)第二熱交換裝置，連接到所述組合裝置上，以接收所述組合流，并且把它充分地冷卻以大體冷凝它；(6)第一膨脹裝置，連接到所述第二熱交換裝置上，以接收所述大體冷凝的組合流并且把它膨脹到中間壓力；(7)第三熱交換裝置，連接到所述第一膨脹裝置上，以接收所述膨脹大體冷凝的組合流并且加熱它，所述第三熱交換裝置還連接到蒸餾柱上，以接收從所述蒸餾柱的分餾級上升的更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分冷凝它；(8)第二膨脹裝置，連接到所述劃分裝置上，以接收所述第二氣流并且把它膨脹到所述中間壓力；(9)第三膨脹裝置，連接到所述第一分離裝置上，以接收所述液體流的任何剩余部分并且把它膨脹到所述中間壓力；(10)所述蒸餾柱還連接到所述第三熱交換裝置、所述第二膨脹裝置、及所述第三膨脹裝置上，以接收所述加熱膨脹的組合流、所述膨脹第二氣流、及所述液體流的所述膨脹剩余部分，使所述蒸餾柱適于把所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(11)第二分離裝置，連接到所述第三熱交換裝置上，以接收所述冷卻的部分冷凝的蒸餾流，并且把它分離成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流，所述第二分離裝置還連接到所述蒸餾柱上，以把所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；(12)第四熱交換裝置，連接到所述第二分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成冷凝流；(13)第四膨脹裝置，連接到所述第四熱交換裝置上，以接收所述冷凝流并且把它膨脹到較低壓力，以形成所述液化的天然氣流；及(14)控制裝置，適于調(diào)節(jié)到所述蒸餾柱的所述進(jìn)給流的量和溫度，以把所述蒸餾柱的頂部溫度保持在一定溫度下，借此在所述較不易揮發(fā)部分中回收所述較重?zé)N類成分的主要部分。
27.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的設(shè)備，其包括(1)一個或多個第一熱交換裝置，接收所述天然氣流和在壓力下把它充分地冷卻以部分冷凝它；(2)第一分離裝置，連接到所述第一熱交換裝置上，以接收所述部分冷凝的天然氣流并且把它分離成蒸汽流和液體流；(3)第二熱交換裝置，連接到所述第一分離裝置上，以接收所述液體流并且冷卻它；(4)第一劃分裝置，連接到所述第二熱交換裝置上，以接收所述冷卻的液體流并且把它劃分成至少一個第一部分和一個第二部分；(5)第一膨脹裝置，連接到所述第一劃分裝置上，以接收所述第一部分并且把它膨脹到中間壓力，所述第一膨脹裝置還連接成把所述膨脹第一部分供給到所述第二熱交換裝置，由此在冷卻所述液體流的同時(shí)加熱所述膨脹第一部分；(6)第二劃分裝置，連接到所述第一分離裝置上，以接收所述蒸汽流并且把它劃分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(7)第三熱交換裝置，連接到所述第二劃分裝置上，以接收所述第一氣流，并且把它充分地冷卻以大體冷凝它；(8)第二膨脹裝置，連接到所述第三熱交換裝置上，以接收所述大體冷凝的第一氣流并且把它膨脹到所述中間壓力；(9)第三膨脹裝置，連接到所述第二劃分裝置上，以接收所述第二氣流并且把它膨脹到所述中間壓力；(10)第四膨脹裝置，連接到所述第一劃分裝置上，以接收所述第二部分并且把它膨脹到所述中間壓力；(11)第四熱交換裝置，連接到所述第二膨脹裝置上，以接收所述膨脹的大體冷凝的第一氣流并且加熱它，所述第四熱交換裝置還連接到蒸餾柱上，以接收從所述蒸餾柱的分餾級上升的更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分地冷凝它；(12)所述蒸餾柱還連接到所述第四熱交換裝置、所述第三膨脹裝置、所述第四膨脹裝置、及所述第二熱交換裝置上，以接收所述加熱膨脹第一氣流、所述膨脹第二氣流、所述膨脹第二部分、及所述加熱膨脹第一部分，使所述蒸餾柱適于把所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(13)第二分離裝置，連接到所述第四熱交換裝置上，以接收所述冷卻的部分冷凝的蒸餾流，并且把它分離成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流，所述第二分離裝置還連接到所述蒸餾柱上，以把所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；(14)第五熱交換裝置，連接到所述第二分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成冷凝流；(15)第五膨脹裝置，連接到所述第五熱交換裝置上，以接收所述冷凝流并且把它膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；及(16)控制裝置，適于調(diào)節(jié)到所述蒸餾柱的所述進(jìn)給流的量和溫度，以把所述蒸餾柱的頂部溫度保持在一定溫度下，借此在所述較不易揮發(fā)部分中回收所述較重?zé)N類成分的主要部分。
28.一種用來液化包含甲烷和較重?zé)N類成分的天然氣流的設(shè)備，其包括(1)一個或多個第一熱交換裝置，接收所述天然氣流和在壓力下把它充分地冷卻以部分冷凝它；(2)第一分離裝置，連接到所述第一熱交換裝置上，以接收所述部分冷凝的天然氣流并且把它分離成蒸汽流和液體流；(3)第二熱交換裝置，連接到所述第一分離裝置上，以接收所述液體流并且冷卻它；(4)第一劃分裝置，連接到所述第二熱交換裝置上，以接收所述冷卻液體流并且把它劃分成至少一個第一部分和一個第二部分；(5)第一膨脹裝置，連接到所述第一劃分裝置上，以接收所述第一部分并且把它膨脹到中間壓力，所述第一膨脹裝置還連接成把所述膨脹第一部分供給到所述第二熱交換裝置，由此在冷卻所述液體流的同時(shí)加熱所述膨脹第一部分；(6)第二劃分裝置，連接到所述第一分離裝置上，以接收所述蒸汽流并且把它劃分成至少一個第一氣流和一個第二氣流；(7)第三熱交換裝置，連接到所述第二劃分裝置上，以接收所述第一氣流，并且把它充分地冷卻以大體冷凝它；(8)組合裝置，連接到所述第三熱交換裝置上并且連接到所述第一劃分裝置上，以接收所述大體冷凝的第一氣流和所述第二部分，并且由此形成組合流；(9)第二膨脹裝置，連接到所述組合裝置上，以接收所述組合流并且把它膨脹到所述中間壓力；(10)第三膨脹裝置，連接到所述第二劃分裝置上，以接收所述第二氣流并且把它膨脹到所述中間壓力；(11)第四熱交換裝置，連接到所述第二膨脹裝置上，以接收所述膨脹的組合流并且加熱它，所述第四熱交換裝置還連接到蒸餾柱上，以接收從所述蒸餾柱的分餾級上升的更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分地冷凝它；(12)所述蒸餾柱還連接到所述第四熱交換裝置、所述第三膨脹裝置、及所述第二熱交換裝置上，以接收所述加熱膨脹的組合流、所述膨脹的第二氣流、及所述加熱膨脹的第一部分，使所述蒸餾柱適于把所述流分離成所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流、和包含所述較重?zé)N類成分的主要部分的較不易揮發(fā)部分；(13)第二分離裝置，連接到所述第四熱交換裝置上，以接收所述冷卻的部分冷凝的蒸餾流，并且把它分離成包含所述甲烷和較輕成分的主要部分的易揮發(fā)殘余氣體部分和回流流，所述第二分離裝置還連接到所述蒸餾柱上，以把所述回流流導(dǎo)向到所述蒸餾柱中，作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；(14)第五熱交換裝置，連接到所述第二分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成冷凝流；(15)第五膨脹裝置，連接到所述第五熱交換裝置上，以接收所述冷凝流并且把它膨脹到較低壓力，以形成所述液化天然氣流；及(16)控制裝置，適于調(diào)節(jié)到所述蒸餾柱的所述進(jìn)給流的量和溫度，以把所述蒸餾柱的頂部溫度保持在一定溫度下，借此在所述較不易揮發(fā)部分中回收所述較重?zé)N類成分的主要部分。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中(1)所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述分餾塔的段中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級；并且(2)所述第四熱交換裝置連接到所述分餾塔上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中(1)所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述分餾塔的段中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級；并且(2)所述第四熱交換裝置連接到所述分餾塔上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中(1)所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述分餾塔的段中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級；并且(2)所述第四熱交換裝置連接到所述分餾塔上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中(1)所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述分餾塔的段中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級；并且(2)所述第五熱交換裝置連接到所述分餾塔上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中(1)所述蒸餾柱是分餾塔的下部段，并且其中，所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流被充分地冷卻以在所述蒸餾柱上方的所述分餾塔的段中部分地冷凝它，并且同時(shí)被分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，藉此所述回流流流到所述蒸餾柱的頂部分餾級；并且(2)所述第五熱交換裝置連接到所述分餾塔上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
34.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)分餾器，連接到所述第一膨脹裝置上，以接收所述膨脹的大體冷凝的第一氣流并且加熱它，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以接收所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分地冷凝它，并且同時(shí)把它分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以供給所述加熱膨脹的第一氣流作為到所述蒸餾柱的進(jìn)給、和所述回流流作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；和(2)所述第四熱交換裝置，連接到所述分餾器上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)分餾器，連接到所述第一膨脹裝置上，以接收所述膨脹大體冷凝第一氣流并且加熱它，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以接收所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分地冷凝它，并且同時(shí)把它分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以供給所述加熱膨脹的第一氣流作為到所述蒸餾柱的進(jìn)給、和所述回流流作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；和(2)所述第四熱交換裝置，連接到所述分餾器上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)分餾器，連接到所述第一膨脹裝置上，以接收所述膨脹大體冷凝第一氣流并且加熱它，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以接收所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分地冷凝它，并且同時(shí)把它分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以供給所述加熱膨脹的組合流作為到所述蒸餾柱的進(jìn)給、和所述回流流作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；和(2)所述第四熱交換裝置，連接到所述分餾器上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
37.根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)分餾器，連接到所述第二膨脹裝置上，以接收所述膨脹大體冷凝第一氣流并且加熱它，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以接收所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分地冷凝它，并且同時(shí)把它分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以供給所述加熱膨脹的第一氣流作為到所述蒸餾柱的進(jìn)給、和所述回流流作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；和(2)所述第五熱交換裝置，連接到所述分餾器上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
38.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)分餾器，連接到所述第二膨脹裝置上，以接收所述膨脹大體冷凝第一氣流并且加熱它，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以接收所述更易揮發(fā)蒸汽蒸餾流并且把它充分地冷卻以部分地冷凝它，并且同時(shí)把它分離以形成所述易揮發(fā)殘余氣體部分和所述回流流，所述分餾器還連接到所述蒸餾柱上，以供給所述加熱膨脹的組合流作為到所述蒸餾柱的進(jìn)給、和所述回流流作為到所述蒸餾柱的頂部進(jìn)給；和(2)所述第五熱交換裝置，連接到所述分餾器上以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
39.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)壓縮裝置，連接到所述分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；和(2)所述第四熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
40.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)壓縮裝置，連接到所述第二分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；和(2)所述第四熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
41.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)壓縮裝置，連接到所述第二分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；和(2)所述第五熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
42.根據(jù)權(quán)利要求29、30、或31所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)壓縮裝置，連接到所述分餾塔上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；和(2)所述第四熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
43.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)壓縮裝置，連接到所述分餾塔上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；和(2)所述第五熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
44.根據(jù)權(quán)利要求34、36、或36所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)壓縮裝置，連接到所述分餾器上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；和(2)所述第四熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
45.根據(jù)權(quán)利要求37或38所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)壓縮裝置，連接到所述分餾器上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；和(2)所述第五熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
46.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)加熱裝置，連接到所述分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且加熱它；(2)壓縮裝置，連接到所述加熱裝置上，以接收所述加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；及(3)所述第四熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
47.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)加熱裝置，連接到所述第二分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且加熱它；(2)壓縮裝置，連接到所述加熱裝置上，以接收所述加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；及(3)所述第四熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
48.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)加熱裝置，連接到所述第二分離裝置上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且加熱它；(2)壓縮裝置，連接到所述加熱裝置上，以接收所述加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；及(3)所述第五熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
49.根據(jù)權(quán)利要求29、30、或31所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)加熱裝置，連接到所述分餾塔上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且加熱它；(2)壓縮裝置，連接到所述加熱裝置上，以接收所述加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；及(3)所述第四熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
50.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)加熱裝置，連接到所述分餾塔上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且加熱它；(2)壓縮裝置，連接到所述加熱裝置上，以接收所述加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；及(3)所述第五熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
51.根據(jù)權(quán)利要求34、35、或36所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)加熱裝置，連接到所述分餾器上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且加熱它；(2)壓縮裝置，連接到所述加熱裝置上，以接收所述加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；及(3)所述第四熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第四熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
52.根據(jù)權(quán)利要求37或38所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括(1)加熱裝置，連接到所述分餾器上，以接收所述易揮發(fā)殘余氣體部分并且加熱它；(2)壓縮裝置，連接到所述加熱裝置上，以接收所述加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分并且壓縮它；及(3)所述第五熱交換裝置，連接到所述壓縮裝置上以接收所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，使所述第五熱交換裝置適于在壓力下冷卻所述壓縮的加熱的易揮發(fā)殘余氣體部分，以冷凝它的至少一部分并由此形成所述冷凝流。
53.根據(jù)權(quán)利要求24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、或46所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
54.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
55.根據(jù)權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
56.根據(jù)權(quán)利要求42所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
57.根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
58.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
59.根據(jù)權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
60.根據(jù)權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
61.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
62.根據(jù)權(quán)利要求49所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
63.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
64.根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
65.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、及C2成分的主要部分。
66.根據(jù)權(quán)利要求24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、或46所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
67.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
68.根據(jù)權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
69.根據(jù)權(quán)利要求42所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
70.根據(jù)權(quán)利要求43所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
71.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
72.根據(jù)權(quán)利要求45所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
73.根據(jù)權(quán)利要求47所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
74.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
75.根據(jù)權(quán)利要求49所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
76.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
77.根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
78.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中，所述易揮發(fā)殘余氣體部分包含所述甲烷、較輕成分、C2成分、及C3成分的主要部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用來與生產(chǎn)主要包含比甲烷重的烴類的液體流一道液化天然氣的方法。在該過程中，待液化的天然氣流被部分冷卻，膨脹到中間壓力，及供給到蒸餾柱。來自這個蒸餾柱的底部產(chǎn)品優(yōu)選地包含比甲烷重的任何烴類的主要部分。該烴類否則會降低液化天然氣的純度。來自蒸餾柱的殘余氣體流被壓縮到較高中間壓力，在壓力下冷卻以冷凝它，及然后膨脹到較低壓力以形成液化天然氣流。
文檔編號F25J3/00GK1946979SQ200480042852
公開日2007年4月11日 申請日期2004年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
發(fā)明者約翰·D·威爾金森, 漢克·M·哈德森, 凱爾·T·奎利亞爾 申請人:奧特洛夫工程有限公司