用于從低溫烴類組合物中去除氮氣的方法和裝置制造方法
【專利摘要】氮氣從低溫烴類組合物中去除。將低溫烴類組合物的至少第一部分作為第一氮氣汽提器進料流進料至氮氣汽提塔。從氮氣汽提塔提取經(jīng)氮氣汽提的液體。至少包括將所述經(jīng)氮氣汽提的液體減壓至閃蒸壓力的步驟，從而產(chǎn)生液體烴類產(chǎn)品流和過程蒸氣。壓縮過程蒸氣，并將其選擇性地分成汽提部分和非汽提部分。將包含至少所述汽提部分的汽提蒸氣流傳遞至氮氣汽提塔中。蒸氣餾分作為廢氣排放，所述蒸氣餾分包含來自氮氣汽提塔的頂部蒸氣的排放餾分，并包含來自壓縮蒸氣的非汽提部分的至少旁通部分，所述旁通部分繞過設(shè)置于氮氣汽提塔中的汽提部段。
【專利說明】用于從低溫烴類組合物中去除氮氣的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于從低溫烴類組合物中分離氮氣的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]液化天然氣(LNG)形成這種低溫烴類組合物的經(jīng)濟上重要的例子。天然氣為可用的燃料來源，以及各種烴類化合物的來源。由于多種原因，通常希望在天然氣流的來源處或接近天然氣流的來源，在液化天然氣廠中液化天然氣。例如，相比于氣體形式，天然氣更易于作為液體儲存并在長距離內(nèi)輸送，因為其占據(jù)更小的體積，且無需在高壓下儲存。
[0003]WO 2011/009832描述了一種用于處理由天然氣產(chǎn)生的多相烴類流的方法，其中將更低沸點的組分(如氮氣)從所述多相烴類流中分離，以產(chǎn)生具有更低含量的這種更低沸點的組分的液化天然氣流。其利用在不同壓力下操作的兩個連續(xù)的氣體/液體分離器。將多相烴類流進料至第一壓力下的第一氣體/液體分離器。將所述第一氣體/液體分離器的底部流傳遞至第二氣體/液體分離器，所述第二氣體/液體分離器提供在低于所述第一壓力下的第二壓力下的蒸氣。蒸氣在頂部流壓縮機中壓縮，并作為汽提蒸氣流返回至所述第一氣體/液體分離器。
[0004]可將來自低溫儲罐的壓縮揮發(fā)氣添加至所述汽提蒸氣流。所述第一液體/氣體分離器包括具有接觸增強裝置(如塔盤或填充物)的接觸區(qū)，所述接觸區(qū)在用于多相烴類流進入第一氣體/液體分離器的入口與用于汽提蒸氣流的入口之間重力設(shè)置。
[0005]低壓燃料氣流由從所述第一氣體/液體分離器排出的頂部蒸氣流制得，將所述低壓燃料氣流傳遞至燃燒裝置。
[0006]如WO 2011/009832中所述的方法和裝置的一個缺點在于，如果汽提蒸氣的量顯著改變(當工廠在保持模式與裝載模式操作之間變換時可為這種情況)，則在第一氣體/液體分離器中的平衡可能被擾動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種從低溫烴類組合物中去除氮氣的方法，所述低溫烴類組合物包含含氮氣和甲烷的液相，所述方法包括:
[0008]-提供包含含氮氣和甲烷的液相的低溫烴類組合物；
[0009]-將在汽提壓力下的第一氮氣汽提器進料流進料至氮氣汽提塔，所述氮氣汽提塔包括設(shè)置于氮氣汽提塔內(nèi)的至少一個內(nèi)部汽提部段，所述第一氮氣汽提器進料流包含低溫烴類組合物的第一部分；
[0010]-從所述汽提部段下方的氮氣汽提塔的儲液空間提取經(jīng)氮氣汽提的液體；
[0011]-由所述經(jīng)氮氣汽提的液體制備至少液體烴類產(chǎn)品流和過程蒸氣，至少包括將所述經(jīng)氮氣汽提的液體減壓至閃蒸壓力的步驟；
[0012]-將所述過程蒸氣壓縮至至少汽提壓力，由此獲得壓縮蒸氣；
[0013]-將所述壓縮蒸氣選擇性地分離成汽提部分和不包含汽提部分的非汽提部分，所述非汽提部分包含所述壓縮蒸氣的旁通部分；
[0014]-在所述汽提部段重力下方的水平處將汽提蒸氣流傳遞至氮氣汽提塔中，所述汽提蒸氣流至少包含所述壓縮蒸氣的汽提部分；
[0015]-將中間蒸氣傳遞通過冷凝器，從而使所述中間蒸氣與輔助制冷劑流間接熱交換，并部分冷凝所述中間蒸氣，其中所述中間蒸氣至少包含所述壓縮蒸氣的非汽提部分，且其中所述熱交換包括將熱量以一定冷卻負荷從所述中間蒸氣傳遞至輔助制冷劑流，由此過量液體由所述中間蒸氣形成，且由此來自所述壓縮蒸氣的至少所述旁通部分保持在氣相中；
[0016]-排出作為廢氣的蒸氣餾分，所述蒸氣餾分包含獲自所述氮氣汽提塔的頂部空間的頂部蒸氣的排出餾分，并至少包含所述旁通部分；以及
[0017]-將液體再循環(huán)部分的至少部分返回至所述液體烴類產(chǎn)品流，其中所述液體再循環(huán)部分包含所述過量液體的至少部分；
[0018]其中從所述選擇性分離至所述廢氣的蒸氣餾分中的旁通部分的排出，所述旁通部分繞過至少一個內(nèi)部汽提部段。
[0019]在另一方面，本發(fā)明提供了一種用于從低溫烴類組合物中去除氮氣的裝置，所述低溫烴類組合物包含含氮氣和甲烷的液相，所述裝置包括:用于從低溫烴類組合物中去除氮氣，所述低溫烴類組合物包含含氮氣和甲烷的液相，所述裝置包括:
[0020]-連接至低溫烴類組合物的來源的低溫進料管線，所述低溫烴類組合物包含含氮氣和甲烷的液相；
[0021]-與所述低溫進料管線流體連通的氮氣汽提塔，所述氮氣汽提塔包括設(shè)置于氮氣汽提塔內(nèi)的至少一個內(nèi)部汽提部段和在所述汽提部段重力下方限定的儲液空間；
[0022]-包括中間減壓器的經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線，所述經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線與所述氮氣汽提塔的儲液空間流體連通，并設(shè)置用以從所述儲液空間接收經(jīng)氮氣汽提的液體并將經(jīng)氮氣汽提的液體減壓，所述中間減壓器位于包括氮氣汽提塔的汽提壓力側(cè)與閃蒸壓力側(cè)之間的界面上；
[0023]-與所述中間減壓器連通的設(shè)置于閃蒸壓力側(cè)上的液體烴類產(chǎn)品管線，以排出由所述經(jīng)氮氣汽提的液體產(chǎn)生的液體烴類產(chǎn)品流；
[0024]-與所述中間減壓器連通的設(shè)置于閃蒸壓力側(cè)上的過程蒸氣管線，以接收由所述經(jīng)氮氣汽提的液體產(chǎn)生的過程蒸氣；
[0025]-設(shè)置于所述過程蒸氣管線中的過程壓縮機，其設(shè)置用以接收所述過程蒸氣并壓縮所述過程蒸氣，以在所述過程壓縮機的過程壓縮機排放口處提供壓縮蒸氣，所述過程壓縮機在汽提壓力側(cè)與閃蒸壓力側(cè)之間的所述界面上；
[0026]-旁通分流器，由此其上游側(cè)與所述過程壓縮機的排放口流體連通以接收壓縮蒸氣，所述旁通分流器的第一排放側(cè)經(jīng)由汽提蒸氣管線和第二入口系統(tǒng)而與所述氮氣汽提塔流體連通，所述第二入口系統(tǒng)設(shè)置于所述汽提部段的重力下方的水平處，并設(shè)置用以接收來自所述過程壓縮機的所述壓縮蒸氣的至少汽提部分，所述旁通分流器的第二排放側(cè)與含有所述壓縮蒸氣的非汽提部分的蒸氣旁通管線流體連通；
[0027]-與所述蒸氣旁通管線流體連通設(shè)置的冷凝器以帶來至少包含來自所述蒸氣旁通管線的非汽提部分的中間蒸氣，所述冷凝器包括熱交換表面，所述熱交換表面提供所述中間蒸氣與輔助制冷劑流之間的間接熱交換接觸；[0028]-與所述冷凝器和所述氮氣汽提塔的頂部空間連通的排放管線，其設(shè)置用以排放作為廢氣的蒸氣餾分，所述蒸氣餾分包含獲自所述氮氣汽提塔的頂部空間的頂部蒸氣和包含非冷凝蒸氣的旁通部分，所述非冷凝蒸氣來自已通過所述冷凝器的中間蒸氣；以及
[0029]-液體再循環(huán)管線，所述液體再循環(huán)管線在其上游側(cè)與所述冷凝器流體連通，且在其下游側(cè)與所述液體烴類產(chǎn)品管線液體連通；
[0030]其中旁通路徑在所述旁通分流器與所述排放管線之間延伸，其中所述旁通路徑繞過所述至少一個內(nèi)部汽提部段。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]使用實施例并參照附圖，在下文進一步說明本發(fā)明，在附圖中:
[0032]圖1示意性地表示工藝流程圖，其表示引入本發(fā)明的一個實施方案的方法和裝置；和
[0033]圖2示意性地表示工藝流程圖，其表示引入本發(fā)明的另一實施方案的方法和裝置。
[0034]在這些圖中，相同的附圖標記將用于指代相同或類似的部件。此外，單個附圖標記將用于確定管道或管線以及由該管線傳送的流。
【具體實施方式】
[0035]本說明書涉及從包含含氮氣和甲烷的液相的低溫烴類組合物中去除氮氣。將低溫烴類組合物的至少第一部分作為第一氮氣汽提器進料流進料至氮氣汽提塔。從氮氣汽提塔提取經(jīng)氮氣汽提的液體。至少包括將所述經(jīng)氮氣汽提的液體減壓至閃蒸壓力的步驟，從而產(chǎn)生液體烴類產(chǎn)品流和過程蒸氣。壓縮過程蒸氣，并將其選擇性地分離成汽提部分和非汽提部分。在設(shè)置于氮氣汽提塔中的汽提部段的重力下方將至少包含汽提部分的汽提蒸氣流傳遞至氮氣汽提塔中。將至少包含壓縮過程蒸氣的非汽提部分的中間蒸氣傳遞通過冷凝器，由此從所述中間蒸氣形成過量液體，且由此來自壓縮蒸氣的至少旁通部分保持在氣相中。蒸氣餾分作為廢氣排放，所述蒸氣餾分包含來自氮氣汽提塔的頂部蒸氣的排放餾分，并包含來自壓縮蒸氣的至少旁通部分，所述旁通部分繞過設(shè)置于氮氣汽提塔中的汽提部段。液體再循環(huán)部分包含所述過量液體的至少部分。將液體再循環(huán)部分的至少部分返回至液體烴類產(chǎn)品流。
[0036]分離含有來自壓縮過程蒸氣的旁通部分的非汽提部分，并將至少旁通部分傳遞至廢氣，由此繞過設(shè)置于氮氣汽提塔內(nèi)的汽提部段的一個優(yōu)點在于，氮氣汽提塔可免于流動通過汽提部段的汽提蒸氣的過量流動。這種過量流動可導致平衡條件的擾動。由于將非汽提部分傳遞通過冷凝器，因此避免了分離在非汽提部分中的過程蒸氣的有價值的部分(如通常蒸氣甲烷)通過廢氣損失，而是可被再冷凝并添加至過量液體，所述過量液體最終被返回至液體烴類產(chǎn)品流。
[0037]廢氣中的蒸氣餾分通常具有熱值。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)冷凝器的冷卻負荷，以調(diào)控排放的蒸氣餾分的熱值。調(diào)控熱值的能力是有利的，其允許對抗來自壓縮過程蒸氣的旁通部分的流量和/或組成相比于來自氮氣汽提塔的頂部蒸氣的流量和/或組成的變化或波動而穩(wěn)定廢氣中的蒸氣餾分的熱值。當LNG工廠由保持模式操作變換至裝載模式操作時，可預期LNG設(shè)備中流量和組成的變化。在裝載模式過程中，不僅蒸氣流量更高，而且組成也更貧乏(特別地含有更多的氮氣)。調(diào)節(jié)旁通部分以及冷凝器中的冷卻負荷兩者的能力有助于在裝載模式過程中處理另外的蒸氣裝載的能力。
[0038]過程蒸氣可包含蒸氣甲烷，所述蒸氣甲烷已在之前形成粗液化產(chǎn)品的部分。由于多種原因，已在之前形成粗液化產(chǎn)品的部分的蒸氣甲烷可在LNG液化廠中形成。在天然氣液化設(shè)施的正常操作過程中，含甲烷的蒸氣以如下形式由(粗)液化產(chǎn)品形成:
[0039]-閃蒸氣，其得自在減壓過程中粗液化產(chǎn)品的閃蒸；以及
[0040]-揮發(fā)氣(boil-offgas)，其得自由于添加至液化產(chǎn)品的熱量而導致的熱蒸發(fā)，所述熱量例如為進入儲罐、LNG管道中的熱滲透，以及來自工廠LNG泵的熱量輸入的形式。在所述操作模式(稱為保持模式操作)過程中，儲罐在液化烴類產(chǎn)品離開設(shè)備時由液化烴類產(chǎn)品填充，而同時不進行任何輸送機裝載操作。當在保持模式中，含甲烷的蒸氣在儲罐的設(shè)備側(cè)廣生。
[0041]在存在持續(xù)的輸送機裝載操作(通常船舶裝載操作)時的LNG設(shè)備的操作模式稱為裝載模式操作。在裝載模式操作過程中，例如由于船舶罐的初始冷卻、通過連接儲罐和船舶的管道和容器的熱滲透，以及來自LNG裝載泵的熱輸入，揮發(fā)氣在儲罐的船舶側(cè)另外產(chǎn)生。
[0042]提出的解決方法可在保持模式和裝載模式操作過程中處理這些蒸氣。其組合了從低溫烴類組合物中去除氮氣以及過量的蒸氣甲烷的再冷凝。在需要少量工廠燃料的情況中(如使用來自外部電網(wǎng)的電力的電驅(qū)動工廠的情況)，這形成了優(yōu)良的解決方法。
[0043]當過程蒸氣可包含閃蒸氣和揮發(fā)氣中的一者或兩者時，其特別適用于揮發(fā)氣。揮發(fā)氣的流量最受制于典型LNG工廠的變化。由于所提出的解決方法允許將壓縮蒸氣選擇性地汽提成汽提部分和非汽提部分，因此其允許選擇性地使超過作為汽提蒸氣所需的任何過程蒸氣繞過氮氣汽提塔中的汽提部段。這使得所提出的解決方法特別適于使揮發(fā)氣容納(accommodate)于過程蒸氣中。
[0044]圖1示出了一種包括本發(fā)明的一個實施方案的裝置。低溫進料管線8經(jīng)由第一入口系統(tǒng)21與氮氣汽提塔20流體連通。第一進料管線10任選地經(jīng)由初始流分流器9連接低溫進料管線8與氮氣汽提塔20的第一入口系統(tǒng)21，所述初始流分流器9設(shè)置于低溫進料管線8與第一進料管線10之間。
[0045]液化系統(tǒng)100可設(shè)置于低溫進料管線8的上游。液化系統(tǒng)100用作低溫烴類組合物的來源。液化系統(tǒng)100經(jīng)由主減壓系統(tǒng)5與低溫進料管線8流體連通，所述主減壓系統(tǒng)5經(jīng)由粗液化產(chǎn)品管線I與液化系統(tǒng)100連通。在所示實施方案中，主減壓系統(tǒng)5由動態(tài)單元(如膨脹機渦輪機6)和靜態(tài)單元(如焦耳湯姆遜閥6)組成，但其他變體是可能的。優(yōu)選地但不必須地，形成液化系統(tǒng)中的烴類液化過程的部分的任何壓縮機，特別是任何制冷劑壓縮機由一個或多個電動機驅(qū)動，而不由任何蒸汽輪機和/或燃氣輪機機械驅(qū)動。這種壓縮機可僅僅由一個或多個電動機驅(qū)動。
[0046]氮氣汽提塔20包括設(shè)置于氮氣汽提塔20內(nèi)的內(nèi)部汽提部段24。頂部蒸氣排放管線30經(jīng)由氮氣汽提塔20內(nèi)的頂部空間26與氮氣汽提塔20連通。
[0047]經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線40經(jīng)由氮氣汽提塔20內(nèi)的儲液空間28與氮氣汽提塔20連通，所述儲液空間28在汽提部段24的重力下方。[0048]氮氣汽提塔20可包括蒸氣/液體接觸增強裝置，以提高組分分離和脫氮。取決于氮氣汽提液體中的氮氣的容忍量和低溫進料管線8中的氮氣量，可通常總共需要2至8個之間的理論級。在一個特定實施方案中，需要4個理論級。這種接觸增強裝置可以以塔盤和/或填充物的形式，以結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化填充物的形式提供。蒸氣/液體接觸增強裝置的至少部分適當?shù)匦纬蓛?nèi)部汽提部段24的部分。
[0049]中間減壓器45設(shè)置于經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線40中，并由此流體連接至氮氣汽提塔20。中間減壓器45功能上聯(lián)接至液面控制器LC，所述液面控制器LC與氮氣汽提塔20的儲液空間28協(xié)作。
[0050]中間減壓器45設(shè)置于包括氮氣汽提塔20的汽提壓力側(cè)與閃蒸壓力側(cè)之間的界面上。閃蒸壓力側(cè)包括液體烴類產(chǎn)品管線90和過程蒸氣管線60，所述液體烴類產(chǎn)品管線90設(shè)置用以排放由經(jīng)氮氣汽提的液體40產(chǎn)生的液體烴類產(chǎn)品流，所述過程蒸氣管線60設(shè)置用以接收由經(jīng)氮氣汽提的液體40產(chǎn)生的過程蒸氣。在所示的實施方案中，閃蒸壓力側(cè)還包括用于儲存液體烴類產(chǎn)品流的連接至液體烴類產(chǎn)品管線90的低溫儲罐210、任選的揮發(fā)氣供應(yīng)管線230和任選的端部閃蒸分離器50。
[0051]如果提供這種端部閃蒸分離器50(如在圖1的實施方案中的情況)，其可構(gòu)造為經(jīng)由中間減壓器45和經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線40與氮氣汽提塔20流體連通。端部閃蒸分離器50可隨后經(jīng)由液體烴類產(chǎn)品管線90連接至低溫儲罐210。低溫泵95可存在于液體烴類產(chǎn)品管線90中，以協(xié)助將液體烴類產(chǎn)品輸送至低溫儲罐210。
[0052]如果提供初始流分流器9，則低溫進料管線8也連接至如下中的至少一者:經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線40、液體烴類產(chǎn)品管線90和過程蒸氣管線60。為此目的，第二進料管線11在其上游側(cè)連接至任選的初始分流器9。所述第二進料管線11繞過氮氣汽提塔20。旁通流流動控制閥15設(shè)置于第二進料管線11中。旁通流流動控制閥功能連接至設(shè)置于第一進料管線10中的流動控制器FC。適當?shù)?，第二進料管線11進料至任選的端部閃蒸分離器50。
[0053]任選的第二進料管線11和任選的初始分流器9的一個益處在于，氮氣汽提塔20的尺寸可比如下情況中更小:低溫進料管線8和第一進料管線10直接連接而無分流器，使得全部低溫烴類組合物經(jīng)由第一入口系統(tǒng)21進入氮氣汽提塔20。
[0054]如圖1的實施方案中所示，過程蒸氣管線60可經(jīng)由閃蒸氣管線64和閃蒸氣流動控制閥65連接至任選的端部閃蒸分離器50，以及經(jīng)由任選的揮發(fā)氣供應(yīng)管線230連接至低溫儲罐210。后一連接的一個優(yōu)點在于，其允許通過冷凝器而再冷凝來自低溫儲罐210的揮發(fā)氣中的至少部分，這在下文中進一步討論。
[0055]也將過程壓縮機260配置于汽提壓力側(cè)與閃蒸壓力側(cè)之間的界面上。優(yōu)選地，過程壓縮機260由電動機驅(qū)動。過程壓縮機260設(shè)置于過程蒸氣管線60中，以接收過程蒸氣并壓縮過程蒸氣。壓縮蒸氣排放管線70與過程壓縮機260的過程壓縮機排放出口 261流體連接。適當?shù)?，過程壓縮機260設(shè)置有防喘振控制和再循環(huán)冷卻器，當過程壓縮機處于再循環(huán)時以及在啟動過程中(在圖中未顯示)使用所述再循環(huán)冷卻器。
[0056]汽提蒸氣管線71經(jīng)由第二入口系統(tǒng)23與氮氣汽提塔20流體連通，所述第二入口系統(tǒng)23配置在汽提部段24的重力下方的水平處，并優(yōu)選在儲液空間28上方。汽提蒸氣管線71經(jīng)由旁通分流器79連接至壓縮蒸氣排放管線70。汽提蒸氣閥75設(shè)置于汽提蒸氣管線71中。
[0057]任選地，外部汽提蒸氣供應(yīng)管線74設(shè)置為與氮氣汽提塔20的第二入口系統(tǒng)23流體連通。在一個實施方案中，如圖1所示，任選的外部汽提蒸氣供應(yīng)管線74連接至壓縮蒸氣排放管線70。外部汽提蒸氣流動控制閥73設(shè)置于任選的外部汽提蒸氣供應(yīng)管線74中。在一個實施方案中，任選的外部汽提蒸氣供應(yīng)管線74適當?shù)剡B接至液化系統(tǒng)100中或液化系統(tǒng)100上游的烴類蒸氣管線。
[0058]旁通分流器79也經(jīng)由至少蒸氣旁通管線76與冷凝器流體連通。蒸氣旁通控制閥77優(yōu)選設(shè)置于蒸氣旁通管線76中。蒸氣旁通管線76含有來自壓縮蒸氣排放管線70的壓縮蒸氣的非汽提部分。冷凝器可為經(jīng)由蒸氣旁通管線76與旁通分流器79流體連通的任何類型的間接熱交換器。這種冷凝器有利地用于再冷凝來自壓縮蒸氣排放管線70的壓縮過程蒸氣中的至少部分。
[0059]圖1顯示了便利的實施方案，其中冷凝器以在氮氣汽提塔20外部的頂部冷凝器35的形式設(shè)置。頂部冷凝器35設(shè)置為與頂部蒸氣排放管線30和蒸氣旁通管線76兩者流體連通，以部分冷凝中間蒸氣流，所述中間蒸氣流除了含有從氮氣汽提塔20排放的任何頂部蒸氣之外，還含有來自蒸氣旁通管線76的非汽提部分。冷凝器包括提供中間蒸氣與輔助制冷劑流132之間的間接熱交換接觸的熱交換表面，由此熱量可以以一定冷卻負荷從中間蒸氣傳遞至輔助制冷劑流132。輔助制冷劑流流動控制閥135設(shè)置于輔助制冷劑管線132中。
[0060]在圖1的實施方案中，蒸氣旁通管線76適當?shù)匮刂酝窂窖由?，所述旁通路徑在旁通分流?9與在頂部冷凝器35的上游側(cè)的頂部蒸氣排放管線30之間延伸。旁通路徑在旁通分流器79與頂部蒸氣排放管線30和/或蒸氣餾分排放管線80之間延伸。旁通路徑不經(jīng)過氮氣汽提塔20中的內(nèi)部汽提部段24。通過此方式，可避免非汽提部分經(jīng)過內(nèi)部汽提部段24，這有助于避免擾動氮氣汽提塔20中的平衡。
[0061]仍然參照圖1，頂部分離器33設(shè)置于頂部蒸氣排放管線30的下游側(cè)上。頂部蒸氣排放管線30排放至頂部分離器33中。頂部分離器33設(shè)置用以從頂部蒸氣的任何冷凝餾分中分離任何非冷凝的蒸氣餾分。
[0062]蒸氣餾分排放管線80設(shè)置用以排放上述蒸氣餾分。蒸氣餾分排放管線80與冷凝器和氮氣汽提塔20的頂部空間26兩者流體連通。在其中中間蒸氣含有頂部蒸氣和非汽提蒸氣的實施方案(如圖1的實施方案)中，蒸氣餾分排放管線80固有地與冷凝器和氮氣汽提塔20的頂部空間26兩者流體連通。在此實施方案中旁通路徑延伸至蒸氣餾分排放管線80。
[0063]蒸氣旁通管線76的一個益處在于，當存在過量的過程蒸氣時，其可與廢氣一起在蒸氣餾分排放管線80中處理，而不會擾亂氮氣汽提塔20中的材料平衡。
[0064]冷凝器也與液體再循環(huán)管線13流體連通。液體再循環(huán)管線13與液體烴類產(chǎn)品管線90液體連通。液體連通意指液體再循環(huán)管線13連接至任何合適的位置，液體再循環(huán)部分的至少一部分可從所述位置流動至液體烴類產(chǎn)品管線90，且同時保持在液相中。因此，液體再循環(huán)管線13可例如直接連接至如下的一種或多種:氮氣汽提塔20、低溫進料管線8、第一進料管線10、任選的第二進料管線11、經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線40、任選的端部閃蒸分離器50和液體烴類產(chǎn)品管線90。將再循環(huán)閥14配置于液體再循環(huán)管線13中。
[0065]任選地，氮氣汽提塔20除了包括內(nèi)部汽提部段24之外，還包括內(nèi)部精餾部段22。內(nèi)部精餾部段22設(shè)置于氮氣汽提塔20內(nèi)，且重力高于汽提部段24。頂部空間26優(yōu)選限定為在精餾部段22的重力上方。第一入口系統(tǒng)21重力設(shè)置于內(nèi)部精餾部段22與內(nèi)部汽提部段24之間。頂部空間26在精餾部段22的重力上方。
[0066]任選的內(nèi)部精餾部段22可包括類似于內(nèi)部汽提部段24的蒸氣/液體接觸增強裝置，以進一步提高組分分離和脫氮。
[0067]可設(shè)置回流系統(tǒng)以允許冷凝餾分的至少回流部分36在精餾部段22上方的水平處進入氮氣汽提塔20。在圖1的實施方案中，回流系統(tǒng)包括冷凝餾分排放管線37、任選的回流泵38和冷凝餾分分流器39，所述冷凝餾分排放管線37流體連接至頂部分離器33的下部，所述任選的回流泵38設(shè)置于冷凝餾分排放管線37中。冷凝餾分分流器39經(jīng)由回流部分管線36和回流入口系統(tǒng)25而流體連接冷凝餾分排放管線37與氮氣汽提塔20，并流體連接冷凝餾分排放管線37與液體再循環(huán)管線13。由回流流動控制器(未顯示)功能控制的任選的回流流動閥32可優(yōu)選地設(shè)置于回流部分管線36中。
[0068]在其中氮氣汽提塔20包括任選的內(nèi)部精餾部段22的實施方案中，液體再循環(huán)管線13優(yōu)選經(jīng)由不經(jīng)過精餾部段22的再循環(huán)路徑(如果設(shè)置再循環(huán)路徑的話)而與液體烴類產(chǎn)品管線90液體連通。以此方式，液體再循環(huán)管線13協(xié)助避免將過多的液體進料至精餾部段22，并避免將再循環(huán)液體經(jīng)過精餾部段22。這有利于避免擾動氮氣汽提塔20中的平衡。
[0069]可設(shè)置冷卻負荷控制器34以控制冷卻負荷，所述冷卻負荷為熱量從中間蒸氣傳遞至輔助制冷劑流的速率。適當?shù)?，冷卻負荷控制器34構(gòu)造為相對于發(fā)熱功率的需要響應(yīng)廢氣熱值指示器而控制冷卻負荷。在所示的實施方案中，冷卻負荷控制器34以壓力控制器PC和輔助制冷劑流流動控制閥135的形式呈現(xiàn)，所述壓力控制器PC和輔助制冷劑流流動控制閥135功能上彼此聯(lián)接。
[0070]燃燒裝置220適當?shù)卦O(shè)置于蒸氣餾分排放管線80的下游端上，以接收蒸氣餾分排放管線80中的蒸氣餾分的至少燃料部分。燃燒裝置可包括多個燃燒單元，和/或其可包括如下中的一種或多種:例如爐子、鍋爐、焚燒爐、雙燃料柴油機或它們的組合。鍋爐和雙燃料柴油機可聯(lián)接至發(fā)電機。
[0071]可控制廢氣中甲烷的量以滿足對甲烷的具體要求。這使得廢氣適合用作優(yōu)選在不高于汽提壓力的燃料氣壓力下的燃料氣流，甚至在對熱值的需要可變的情況中。
[0072]蒸氣再循環(huán)管線87任選地構(gòu)造為接收來自頂部排放管線30的蒸氣的至少蒸氣再循環(huán)部分。蒸氣再循環(huán)管線87繞過氮氣汽提塔20，并進料回到如下中的至少一者:液體烴類產(chǎn)品管線90和過程蒸氣管線60。蒸氣再循環(huán)流動控制閥88優(yōu)選設(shè)置于蒸氣再循環(huán)管線87中。所提出的蒸氣再循環(huán)管線87的一個益處在于，其允許選擇性地增加液體烴類產(chǎn)品流90中的氮氣含量。如果設(shè)置任選的端部閃蒸分離器50，則蒸氣再循環(huán)管線87適當?shù)剡M料至端部閃蒸分離器50。
[0073]適當?shù)?，任選的蒸氣再循環(huán)管線87的構(gòu)造包括任選的蒸氣餾分分流器89，所述蒸氣餾分分流器89可設(shè)置于蒸氣餾分管線80中，從而允許蒸氣餾分管線80與蒸氣再循環(huán)管線87之間的受控流體連通。
[0074]冷回收熱交換器85可設(shè)置于蒸氣餾分排放管線80中，以在將蒸氣餾分80進料至任何燃燒裝置之前通過與冷回收流86熱交換而保持蒸氣餾分80所具有的冷。[0075]在一個實施方案中，冷回收流86可包含源自液化系統(tǒng)100的烴類進料管線110中的烴類進料流的側(cè)流，或者可由所述側(cè)流組成。所得的經(jīng)冷卻的側(cè)流可例如與低溫進料管線8中的低溫烴類組合物組合。因此，在冷回收熱交換器85中的冷回收熱交換補充了低溫烴類組合物的生產(chǎn)率。在另一實施方案中，冷回收流86可包含頂部蒸氣排放管線30中(優(yōu)選在頂部蒸氣排放管線30的部分中，頂部蒸氣從氮氣汽提塔20通過所述部分傳遞至頂部冷凝器35)的頂部蒸氣，或者可由所述頂部蒸氣組成。由此降低了所需的來自頂部冷凝器35中的輔助制冷劑流132的功率。
[0076]本說明書中的液化系統(tǒng)100到目前為止已極示意性地描述。其可表示任何合適的烴類液化系統(tǒng)和/或過程，特別是制備液化天然氣的任何天然氣液化過程，且本發(fā)明不受限于液化系統(tǒng)的具體選擇。合適的液化系統(tǒng)的例子使用單一制冷劑循環(huán)過程(通常為單一混合的制冷劑-SMR過程，如描述于在1998年Gastech (迪拜)提出的K R Johnsen和PChristiansen 的文章“LNG Production on floating platforms”中的 PRIC0,但也有可能為單一組分制冷劑，例如也描述于Johnsen和Christiansen的前述文章中的BHP-cLNG過程);雙制冷劑循環(huán)過程(例如常用的通?？s寫為C3MR的丙烷-混合-制冷劑過程，如例如描述于美國專利4，404, 008中，或者例如雙混合制冷劑-DMR -過程(其一個例子描述于美國專利6，658，891中)，或者例如其中每個制冷劑循環(huán)含有單一組分制冷劑的雙循環(huán)過程)；和基于用于三個或更多個制冷循環(huán)(其一個例子描述于美國專利7，114，351中)的三個或更多個壓縮機組的過程。
[0077]合適的液化系統(tǒng)的其他例子描述于:美國專利5，832，745 (ShellSMR)、美國專利6，295，833、美國專利5，657，643 (兩者均為Black和Veatch SMR的變體)、美國專利
6,370, 910 (Shell DMR)。DMR的另一合適的例子為所謂的Axens LIQUEFIN過程，如例如描述于日本東京的第22屆World Gas Conference (2003)提出的P-Y Martin等人的題為“LIQUEFIN:AN INNOVATIVE PROCESS TO REDUCE LNG COSTS” 的文章中。其他合適的三循環(huán)過程包括例如美國專利6，962，060、TO2008/020044、美國專利7，127，914、DE3521060A1、美國專利5，669，234(商業(yè)上稱為優(yōu)化級聯(lián)過程)、美國專利6，253，574(商業(yè)上稱為混合流體級聯(lián)過程)、美國專利6，308，531、美國申請公布2008/0141711、Mark J.Roberts等人“Large capacity single train AP-X (TM) Hybrid LNG Process”，卡塔爾多哈，Gastech,2002(2002年10月13-16日)。提供這些建議以說明本發(fā)明的廣泛的適用性，而不旨在為排他的和/或可能性的窮舉列表。
[0078]優(yōu)選地但不必須地，形成液化系統(tǒng)中的烴類液化過程的部分的任何壓縮機，特別是任何制冷劑壓縮機由一個或多個電動機驅(qū)動，而不由任何蒸汽輪機和/或燃氣輪機機械驅(qū)動。這種壓縮機可僅僅由一個或多個電動機驅(qū)動。并非如上所列的所有例子使用電動機作為制冷劑壓縮機驅(qū)動器。明顯的是可使用除了電動機之外的任何驅(qū)動器代替電動機以最大受益于本發(fā)明。
[0079]一個例子(其中液化系統(tǒng)100基于例如C3MR或Shell DMR)簡要示于圖2中。其使用低溫熱交換器180，其在此情況中為繞線式熱交換器的形式，所述繞線式熱交換器包括下部和上部烴類產(chǎn)品管束(分別為181和182)、下部和上部LMR管束(分別為183和184)和HMR管束185。
[0080]下部和上部烴類產(chǎn)品管束181和182流體連接粗液化產(chǎn)品管線I與烴類進料管線110。至少一個冷凍烴類預冷卻熱交換器115可設(shè)置于低溫熱交換器180的上游的烴類進料管線110中。
[0081]混合制冷劑形式的主制冷劑在主制冷劑回路101中提供。主制冷劑回路101包括被消耗制冷劑管線150和經(jīng)壓縮制冷劑管線120，所述被消耗制冷劑管線150連接低溫熱交換器180 (在此情況中為低溫熱交換器180的殼側(cè)186)與主制冷劑壓縮機160的主抽吸端，所述經(jīng)壓縮制冷劑管線120連接主制冷劑壓縮機160排放出口與MR分離器128。一個或多個熱交換器設(shè)置于經(jīng)壓縮制冷劑管線120中，在本實施例中包括至少一個環(huán)境熱交換器124和至少一個冷凍主制冷劑預冷卻熱交換器125。MR分離器128經(jīng)由輕制冷劑餾分管線121與下部LMR管束183流體連接，并經(jīng)由重制冷劑餾分管線122與HMR管束連接。
[0082]所述至少一個冷凍烴類預冷卻熱交換器115和所述至少一個冷凍主制冷劑預冷卻熱交換器125通過預冷卻制冷劑冷凍(分別經(jīng)由管線127和126)。相同的預冷卻制冷劑可由相同的預冷卻制冷劑循環(huán)共享。此外，所述至少一個冷凍烴類預冷卻熱交換器115和所述至少一個冷凍主制冷劑預冷卻熱交換器125可組合成一個預冷卻熱交換器單元(未顯示)。參照美國專利6，370，910作為非限制性的例子。
[0083]任選的外部汽提蒸氣供應(yīng)管線74 (如果設(shè)置的話)可適當?shù)卦谒鲋辽僖粋€冷凍烴類預冷卻熱交換器115的上游的點、所述至少一個冷凍烴類預冷卻熱交換器115的下游的點，或(例如可能地，如果提供兩個或更多個冷凍烴類預冷卻熱交換器)兩個連續(xù)的冷凍烴類預冷卻熱交換器之間的點處連接至烴類進料管線110，以獲得來自烴類進料管線110的烴類進料流的一部分。
[0084]在上部(182、184)和下部(181、183)管束之間的過渡點處，HMR管束185與HMR管線141流體連接，在所述HMR管線141中配置HMR控制閥144。HMR管線141與低溫熱交換器180的殼側(cè)186流體連通，并經(jīng)由殼側(cè)186且以與下部烴類產(chǎn)品管束181和下部LMR管束183和HMR管束185中的每一個的熱交換設(shè)置而與被消耗制冷劑管線150流體連通。
[0085]在上部管束182和184的上方，接近低溫熱交換器180的頂部，LMR管束184與LMR管線131流體連接。第一 LMR返回管線133在LMR管線131與低溫熱交換器180的殼側(cè)186之間建立流體連通。將LMR控制閥134配置于第一 LMR返回管線133中。第一 LMR返回管線133經(jīng)由所述殼側(cè)186且以與上部和下部烴類產(chǎn)品管束182和181中的每一個和LMR管束183和184中的每一個和HMR管束185的熱交換設(shè)置而與被消耗制冷劑管線150流體連通。
[0086]圖2顯示了輔助制冷劑的一個可能的來源。LMR管線131分成輔助制冷劑管線132和第一 LMR返回管線133。第二 LMR返回管線138在其上游端經(jīng)由頂部冷凝器(例如圖1的頂部冷凝器35，或如圖2所示的一體內(nèi)部頂部冷凝器235)與輔助冷卻劑管線132流體連接，并在下游端所述第二 LMR返回管線138適當?shù)亟?jīng)由第一 HMR管線141最終與被消耗制冷劑管線150連接。
[0087]在圖2中圍繞氮氣汽提塔20的管線與圖1所示的管線類似，并不再詳細陳述?？商峁┤芜x的管線(包括任選的第二進料管線11、任選的外部汽提蒸氣供應(yīng)管線74和任選的蒸氣再循環(huán)管線87)，但為了清晰而不在圖2中再現(xiàn)。
[0088]然而，應(yīng)注意，圖2的實施方案與圖1的實施方案的一個差異在于，頂部冷凝器35、頂部分離器33和回流系統(tǒng)以一體內(nèi)部頂部冷凝器235的形式實施，所述一體內(nèi)部頂部冷凝器235內(nèi)部配置于氮氣汽提塔20中的頂部空間26內(nèi)。這種內(nèi)部頂部冷凝器235本身是本領(lǐng)域已知的。液體再循環(huán)管線13設(shè)置為與部分液體泄流塔盤27液體連通，所述部分液體泄流塔盤27設(shè)置于在精餾部段22的重力上方和內(nèi)部頂部冷凝器235的重力下方的氮氣汽提塔20的內(nèi)部。部分液體泄流塔盤27與圖1的冷凝餾分分流器39的功能等同。
[0089]無論是否為(外部)頂部冷凝器35或內(nèi)部頂部冷凝器235的形式，冷凝器優(yōu)選設(shè)置為與蒸氣旁通管線76和氮氣汽提塔20的頂部空間26兩者流體連通，由此經(jīng)過冷凝器的中間蒸氣優(yōu)選含有來自蒸氣旁通管線76的非汽提部分和獲自氮氣汽提塔20的頂部空間26的頂部蒸氣。
[0090]用于從包含含氮氣和甲烷的液相的低溫烴類組合物中去除氮氣的裝置和方法可如下操作:
[0091]提供包含含氮氣和甲烷的液相的低溫烴類組合物8，所述低溫烴類組合物8優(yōu)選在2至15絕壓巴(bara)的初始壓力下且優(yōu)選在低于_130°C的溫度下。
[0092]低溫烴類組合物8可獲自天然氣或石油儲集層或煤床。作為一種選擇，低溫烴類組合物8也可獲自另一來源,包括例如合成來源,如Fischer-Tropsch過程。優(yōu)選地,低溫烴類組合物8包含至少50mol %的甲燒,更優(yōu)選至少80mol %的甲燒。
[0093]在典型的實施方案中，可通過使烴類進料流110經(jīng)過液化系統(tǒng)100而實現(xiàn)低于_130°C的溫度。在這種液化系統(tǒng)100中，包含含烴類的進料蒸氣的烴類進料流110可例如在低溫熱交換器180中與主制冷劑流熱交換，由此液化進料流的進料蒸氣以提供粗液化產(chǎn)品管線I內(nèi)的粗液化流。所需的低溫烴類組合物8可隨后獲自粗液化流I。
[0094]主制冷劑流可通過循環(huán)主制冷劑回路101中的主制冷劑而產(chǎn)生，由此被消耗的制冷劑150在主制冷劑壓縮機160中被壓縮，從而由被消耗的制冷劑150形成經(jīng)壓縮的制冷劑120。經(jīng)由設(shè)置于經(jīng)壓縮制冷劑管線120中的一個或多個熱交換器，從自主制冷劑壓縮機160中排放的經(jīng)壓縮的制冷劑中除熱。這產(chǎn)生部分冷凝的經(jīng)壓縮的制冷劑，其在MR分離器128中相分離成輕制冷劑餾分121和重制冷劑餾分122，所述輕制冷劑餾分121由部分冷凝的經(jīng)壓縮的制冷劑的蒸氣成分組成，所述重制冷劑餾分122由部分冷凝的經(jīng)壓縮的制冷劑的液體成分組成。
[0095]輕制冷劑餾分121連續(xù)經(jīng)由下部LMR束183和上部LMR束184而經(jīng)過低溫熱交換器180，而重制冷劑餾分122經(jīng)由HMR束185經(jīng)過低溫熱交換器180直至過渡點。在經(jīng)過這些分別的管束時，分別的輕和重制冷劑餾分由在殼側(cè)186中再次蒸發(fā)(從而產(chǎn)生被消耗的制冷劑150)的輕和重制冷劑餾分冷卻，這完成了循環(huán)。同時，烴類進料流110連續(xù)經(jīng)由下部烴類束181和上部烴類束182而經(jīng)過低溫熱交換器180，并由相同的蒸發(fā)的輕和重制冷劑餾分液化和過冷。
[0096]取決于來源，烴類進料流110可含有除了甲烷和氮氣之外的不同量的組分，包括除了水之外的一種或多種非烴類組分(如C02、Hg、H2S和其他硫化合物)；和比甲烷更重的一種或多種烴類(例如特別地乙烷、丙烷和丁烷，以及可能的更少量的戊烷和芳族烴類)。分子量至少為丙烷的分子量的烴類在本文可稱為C3+烴類，分子量至少為乙烷的分子量的烴類在本文可稱為C2+烴類。
[0097]如果需要，烴類進料流110可已經(jīng)預處理以降低和/或去除一種或多種不希望的組分，如CO2和H2S,或者已經(jīng)歷其他步驟，如預加壓等。這種步驟是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，且它們的機理在本文不進一步討論。因此，烴類進料流110的組成取決于氣體的類型和位置以及所應(yīng)用的一個或多個預處理而變化。
[0098]粗液化流I可包含在-165 V至-120 V之間的原始溫度下和通常15bara至120bara之間的液化壓力下的Imol %至5mol %之間的氮氣。在許多情況中，原始溫度可為-155°C至_140°C之間。在所述更窄的范圍內(nèi)，液化系統(tǒng)100中所需的冷卻負荷低于在更低溫度下所需的冷卻負荷，而在高于15bara的壓力下的過冷量足夠高以避免減壓至I至2bara之間的閃蒸氣的過量產(chǎn)生。
[0099]可通過將粗液化流I由液化壓力主要減壓至初始壓力，而由粗液化流I獲得低溫烴類組合物8。第一氮氣汽提器進料流10衍生自低溫烴類組合物8，并經(jīng)由第一入口系統(tǒng)21進料至在汽提壓力下的氮氣汽提塔20。
[0100]汽提壓力通常等于或低于初始壓力。在優(yōu)選實施方案中，汽提壓力選擇為在2至15絕壓巴之間。優(yōu)選地，汽提壓力為至少4bara，因為使用略微更高的汽提壓力，則在汽提蒸氣管線71中的汽提蒸氣可受益于在過程壓縮機260中添加至過程流60的一些另外的焓(壓縮熱的形式)。
[0101]優(yōu)選地，汽提壓力為至多8bara，以有利于氮氣汽提塔20中的分離效率。此外，如果汽提壓力在4至Sbara之間的范圍內(nèi)，則蒸氣餾分管線80中的廢氣可易于用作所謂的低壓燃氣流而無需進一步壓縮。
[0102]在一個實施例中，粗液化流I的原始溫度為_161°C，而液化壓力為55bara。主減壓可在兩個階段中完成:首先使用膨脹渦輪機6的動態(tài)階段，以將壓力從55bara降低至約IObara,接著使用Joule Thomson閥7在靜態(tài)階段中進一步減壓至7bara的壓力。在此情況中，汽提壓力假設(shè)為6bara。
[0103]頂部蒸汽流30獲自氮氣汽提塔20的頂部空間26。獲自頂部蒸汽流30并包含頂部蒸氣30的排放餾分的蒸氣餾分80作為廢氣排放。適當?shù)?，將蒸氣餾分80的至少燃料部分傳遞至在不高于汽提壓力的燃料氣壓力下的燃燒裝置220。
[0104]從氮氣汽提塔20的儲液空間26提取經(jīng)氮氣汽提的液體40。經(jīng)氮氣汽提的液體40的溫度通常高于第一氮氣汽提器進料流10的溫度。通常，預期經(jīng)氮氣汽提的液體40的溫度高于第一氮氣汽提器進料流10的溫度，并為_140°C至_80°C之間，優(yōu)選為-140°C至_120°C之間。
[0105]然后優(yōu)選使用中間減壓器45將經(jīng)氮氣汽提的液體40減壓至閃蒸壓力，所述閃蒸壓力低于汽提壓力，并適當?shù)卦贗至2絕壓巴之間的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，閃蒸壓力在L O至
1.4bara之間的范圍內(nèi)。在略微更高的閃蒸壓力與汽提壓力之間的差異下，汽提蒸氣管線71中的汽提蒸氣可受益于在過程壓縮機260中添加至過程流60的一些另外的壓縮熱。
[0106]中間減壓器45可由液面控制器LC控制，所述液面控制器LC設(shè)定為:如果氮氣汽提塔20的儲液空間26中累積的液體水平增加到目標水平以上，則所述液面控制器LC增加通過中間減壓器的流量。作為減壓的結(jié)果，溫度通常降低至_160°C以下。由此制得的液體烴類產(chǎn)品流90可通常在開放絕緣的低溫儲罐中保持在大氣壓下。
[0107]也產(chǎn)生過程蒸氣60。過程蒸氣60可包含由經(jīng)氮氣汽提的液體40的減壓和/或旁通進料流11的減壓(之后在下文進一步討論)所產(chǎn)生的閃蒸氣64。
[0108]第一氮氣汽提器進料流10包含低溫烴類組合物8的第一部分。其可含有全部低溫烴類組合物8，但在實踐中，優(yōu)選的是將低溫烴類組合物8分成第一部分10和具有與第一部分10相同的組成和相的第二部分11。所述第二部分優(yōu)選以旁通進料流的形式從汽提壓力側(cè)轉(zhuǎn)向至閃蒸壓力側(cè)上的合適的位置。
[0109]可使用旁通流流動控制閥15控制分流比，所述分流比定義為相對于低溫烴類組合物管線8中的低溫烴類組合物的流量的第二部分的流量。所述旁通流流動控制閥15可通過流動控制器FC控制，以保持第一氮氣汽提器進料流10進入氮氣汽提塔20中的預定目標流量。如果存在超過目標流量的過剩的流量，則流動控制器FC將增加旁通流流動控制閥15的打開部分，如果相比于目標流量存在流量不足，則流動控制器FC將減小打開部分。
[0110]作為通用的原則，分流比可有利地選擇為50%至95%之間。對于低溫烴類組合物中更高的氮氣含量，通常推薦更低的值，而對于更低的氮氣含量，優(yōu)選更高的值。在一個實施例中，低溫烴類組合物8中的氮氣含量為3.0mol %，由此所選的分流比為75%。
[0111]在隨后將源自初始流分流器9的第二部分進料至經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線40、液體烴類產(chǎn)品管線90和過程蒸氣管線60中的至少一者中，并同時繞過氮氣汽提塔20之前，也將所述第二部分減壓至所述閃蒸壓力。適當?shù)?，將任選的第二部分傳遞至任選的端部閃蒸分離器50中。
[0112]過程蒸氣60可包含揮發(fā)氣。揮發(fā)氣230通常源于將熱量添加至液體烴類產(chǎn)品流90，由此液體烴類產(chǎn)品流90的一部分蒸發(fā)而形成揮發(fā)氣。在典型的LNG工廠中，揮發(fā)氣的產(chǎn)生可超過閃蒸氣的流量數(shù)倍，特別是在以所謂的裝載模式操作工程的過程中，因此，如果存在不足的對發(fā)熱功率的現(xiàn)場需要以使用包含于揮發(fā)氣中的全部甲烷，則重要的有利的是不僅再冷凝閃蒸氣，還再冷凝揮發(fā)氣。
[0113]為了促進揮發(fā)氣傳遞至過程蒸氣流60，優(yōu)選地，任選的揮發(fā)氣供應(yīng)管線230連接低溫儲管210中的蒸氣空間與過程蒸氣管線60。為了促進閃蒸氣64傳遞至過程蒸汽流60，并進一步將液體烴類產(chǎn)品流90除氮，優(yōu)選地，在經(jīng)氮氣汽提的液體減壓之后，將經(jīng)氮氣汽提的液體進料至任選的端部閃蒸分離器中，在所述任選的端部閃蒸分離器中，經(jīng)氮氣汽提的液體在閃蒸分離壓力下相分離成液體烴類產(chǎn)品流90和閃蒸氣64。閃蒸分離壓力等于或低于閃蒸壓力，并適當?shù)貫镮至2絕壓巴之間的范圍內(nèi)，分離成液體烴類產(chǎn)品流90和閃蒸氣64。在一個實施方案中，閃蒸分離壓力預期為1.05bara。
[0114]將過程蒸氣60壓縮至至少汽提壓力，由此獲得壓縮蒸汽流70。汽提蒸氣流71獲自壓縮蒸汽流70，并經(jīng)由第二入口系統(tǒng)23傳遞至氮氣汽提塔20。所述汽提蒸氣可以以與向下滲濾通過汽提部段23的液體接觸逆流而向上滲濾通過汽提部段23。
[0115]如果外部汽提蒸氣供應(yīng)管線74與第二入口系統(tǒng)23流體連通設(shè)置，則外部汽提蒸氣可選擇性地經(jīng)由第二入口系統(tǒng)23進料至氮氣汽提塔20。由此可避免氮氣汽提塔20的主要破壞，例如在過程壓縮機260不起到提供足夠量的壓縮蒸汽流70的作用的情況中。
[0116]由壓縮蒸汽流70獲得汽提蒸氣流71涉及將壓縮蒸汽流70選擇性地分流成汽提部分和非汽提部分。非汽提部分包含壓縮蒸氣的旁通部分，所述旁通部分也可在下文稱為蒸氣旁通部分。其不含汽提部分。汽提蒸氣流71至少含有汽提部分。
[0117]可使用蒸氣旁通控制閥77來控制選擇性注入。適當?shù)?，蒸氣旁通控制閥77由壓縮蒸氣管線70上的壓力控制器控制，所述壓力控制器設(shè)置為響應(yīng)壓縮蒸汽管線70中增加的壓力而增加蒸氣旁通控制閥77的打開部分。預期允許流動通過蒸氣旁通管線76而進入頂部蒸汽流30中的蒸氣旁通部分的流量在所謂的裝載模式過程中特別高，在所述裝載模式時的揮發(fā)氣的量通常比在所謂的保持模式過程中高得多。優(yōu)選地，蒸氣旁通控制閥77在保持模式下正常操作過程中完全關(guān)閉。
[0118]通過將中間蒸氣傳遞通過冷凝器而由中間蒸氣形成部分冷凝的中間流。中間蒸氣包含壓縮蒸氣的至少非汽提部分。在優(yōu)選實施方案中，如圖1所示，中間蒸氣也含有頂部蒸氣30。這可通過將壓縮蒸氣的非汽提部分選擇性地注入頂部蒸汽流30中而實現(xiàn)，由此形成中間蒸氣。部分冷凝的中間蒸氣的形成適當?shù)厣婕笆怪虚g蒸氣與輔助制冷劑流132間接熱交換，并部分冷凝中間蒸氣，由此熱量以選定冷卻負荷從中間蒸氣傳遞至輔助制冷劑流132。所得部分冷凝的中間流包含含過量液體的冷凝餾分和蒸氣餾分。蒸氣餾分含有來自壓縮蒸氣的旁通部分，所述旁通部分在整個部分冷凝中保持在蒸氣相中。
[0119]冷凝餾分在分離壓力下在頂部分離器33中與蒸氣餾分分離，所述分離壓力可低于汽提壓力，并優(yōu)選在2至15絕壓巴之間的范圍內(nèi)。蒸氣餾分作為廢氣經(jīng)由蒸氣餾分排放管線80排放。其含有獲自氮氣汽提塔20的頂部空間26的頂部蒸氣的排放餾分以及至少蒸氣旁通部分。冷凝餾分例如經(jīng)由冷凝餾分排放管線37從頂部分離器33排放至回流系統(tǒng)中。
[0120]以此方式，從將壓縮蒸氣選擇性分流成汽提部分和非汽提部分一直到廢氣的蒸氣餾分中的旁通部分的排放，旁通部分繞過至少一個內(nèi)部汽提部段24。換言之，在由旁通分流器79至頂部蒸氣排放管線30和/或蒸氣餾分排放管線80的路徑上，旁通部分不經(jīng)過至少一個內(nèi)部汽提部段24。由此實現(xiàn)的是，超過在平衡下的氮氣汽提塔20的正常操作過程中所消耗的汽提蒸氣的量的在壓縮蒸汽管線70中的任何壓縮蒸氣在汽提部段24周圍轉(zhuǎn)向，從而不擾動氮氣汽提塔20內(nèi)的汽提平衡。在優(yōu)選實施方案中，旁通部分不僅繞過汽提部段24，還繞過整個氮氣汽提塔20，如圖1的實施方案中所示。
[0121]將從頂部分離器33排放的冷凝餾分的至少部分引導至液體再循環(huán)管線13中，以形成液體再循環(huán)部分?？墒褂迷O(shè)置于冷凝餾分排放管線37中的流動控制器和/或設(shè)置于頂部分離器33上的液面控制器來適當?shù)乜刂圃傺h(huán)閥14。液體再循環(huán)部分含有過量液體的的至少部分。將液體再循環(huán)部分的至少部分返回至液體烴類產(chǎn)品流，并同時使所述至少部分保持在液相中。這可通過將液體再循環(huán)部分進料至如下的至少一者中而完成:氮氣汽提塔20、低溫烴類組合物8、第一氮氣汽提器進料管線10、任選的旁通進料管線11、經(jīng)氮氣汽提的液體40、任選的端部閃蒸分離器50和液體烴類產(chǎn)品流90。
[0122]因此，冷凝器(其在圖1的實施方案中以頂部冷凝器35的形式實施)允許通過將任何這種蒸氣含甲烷的流添加至(壓縮)過程蒸汽流，從而再冷凝之前形成粗液化產(chǎn)品I (或低溫烴類組合物8)的部分的蒸氣甲烷。優(yōu)選地，甲烷冷凝至超過排放蒸氣餾分80中的甲烷的目標量的程度。一旦形成過程蒸氣60或壓縮過程蒸氣70的部分，蒸氣甲烷可設(shè)法與輔助制冷劑132熱交換，由此，蒸氣甲烷從來自氮氣汽提塔20的頂部蒸氣30中冷凝出來，并同時允許氮氣的大部分與廢氣一起排放。因此，有可能從低溫烴類組合物8中去除足夠的氮氣，以產(chǎn)生在氮氣含量的所需最大指標內(nèi)的液體烴類產(chǎn)品流90，并同時不在廢氣中產(chǎn)生比所需更多的熱容量。
[0123]廢氣中的蒸氣餾分80通常具有熱值。通過調(diào)節(jié)頂部冷凝器35中的冷卻負荷而適當?shù)卣{(diào)節(jié)被排放的蒸氣餾分80的熱值。這可通過冷卻負荷控制器34完成。通過調(diào)節(jié)熱量從頂部蒸氣傳遞至輔助制冷劑流的冷卻負荷，可調(diào)節(jié)廢氣中甲烷的相對量。作為結(jié)果，可調(diào)節(jié)排放蒸氣餾分的熱值以與發(fā)熱功率的具體需要匹配。這使得廢氣適合用作燃料氣流，即使在熱值的需要可變的情況中。
[0124]當蒸氣餾分80作為燃料傳遞至燃燒裝置220，并由燃燒裝置220消耗時，可調(diào)節(jié)熱值，以與燃燒裝置220的發(fā)熱功率的實際需要匹配。
[0125]可根據(jù)廢氣作為燃料氣的預期用途的適當情況而選擇所調(diào)節(jié)的熱值?？筛鶕?jù)DIN51857標準確定熱值。對于許多應(yīng)用，所調(diào)節(jié)的熱值可與低熱值(LHV ;有時稱為凈熱值)成比例，所述低熱值可定義為通過燃燒指定量(最初在25°C下)并使燃燒產(chǎn)物的溫度返回至150 °C而釋放的熱量。這假設(shè)不回收反應(yīng)產(chǎn)物中的水的蒸發(fā)潛熱。
[0126]然而，為了本公開的上下文中調(diào)節(jié)熱值的目的，無需在絕對值基礎(chǔ)上確定被排放的蒸氣餾分的實際熱值。通常，為了使所遞送的發(fā)熱功率的任何缺乏或過量達到最小，相對于發(fā)熱功率的實際需要而調(diào)節(jié)熱值即足夠。
[0127]在本說明書的上下文中，冷卻負荷反映了熱量在冷凝器中交換的速率，其可以以功率單位(例如瓦特或兆瓦)表示。冷卻負荷與經(jīng)受與頂部蒸氣的熱交換的輔助制冷劑的
流量相關(guān)。
[0128]優(yōu)選地，響應(yīng)因此與所調(diào)節(jié)的熱值相關(guān)的信號而自動調(diào)節(jié)冷卻負荷。在其中將蒸氣餾分傳遞至一個或多個甲烷的選擇性消耗者(例如圖1所示的燃燒裝置220)的實施方案中，可響應(yīng)所需的發(fā)熱功率而完成控制，由此控制甲烷的部分流量以獲得匹配需要的熱值。
[0129]適當?shù)兀o助制冷劑流流動控制閥135可通過壓力控制器PC控制，以保持輔助制冷劑流132通過頂部冷凝器35的預定目標流量。在蒸氣餾分排放管線80中的實際壓力因此與所調(diào)節(jié)的熱值相關(guān)。當壓力下降至預定目標水平以下時(其表示甲烷的消耗速度高于蒸氣餾分80的供應(yīng)速率)，壓力控制器PC設(shè)定為減小輔助制冷劑流流動控制閥135的打開部分。相反，當壓力超過預定目標水平時，壓力控制器PC設(shè)定為增加輔助制冷劑流流動控制閥135的打開部分。
[0130]預期蒸氣懼分80含有50mol %至95mol %之間的氮氣，優(yōu)選70mol %至95mol %之間的氮氣或50mol %至90mol %之間的氮氣,更優(yōu)選70mol %至90mol %之間的氮氣,還更優(yōu)選7511101%至95mol %之間的氮氣,最優(yōu)選7511101%至90mol %之間的氮氣。預期冷凝懼分37含有少于35mol%的氮氣。
[0131]輔助制冷劑132流在標準條件下在低于頂部蒸汽流30的起泡點的溫度下在標準條件下優(yōu)選具有起泡點(IS013443標準:在1.0大氣壓下15°C )。這有利于再冷凝相對更高量的存在于頂部蒸汽流30中的甲烷，從而進而促進蒸氣餾分80中的甲烷含量的可控性。例如，輔助制冷劑可含有5mol%至75mol%之間的氮氣。在一個優(yōu)選實施方案中，輔助制冷劑流由主制冷劑流的滑流形成，更優(yōu)選地由輕制冷劑餾分的滑流形成。后一情況示于圖2中，但也可適用于圖1的實施方案。這種滑流可經(jīng)由低溫熱交換器180的殼側(cè)186而便利地傳遞回主制冷劑回路中，其中所述滑流可仍然協(xié)助從上部和/或下部束中的流中提取熱量。
[0132]在一個實施例中，輔助制冷劑的一個預期組合物含有25mol%至40mol%之間的氮氣、3011101%至6011101%之間的甲燒和至多3011101%的C2 (乙燒和/或乙烯)，由此,輔助制冷劑含有至少95%的這些成分和/或氮氣和甲烷總共為至少65mol %。如果使用混合制冷劑用于液化烴類流的過冷，則在這些范圍內(nèi)的組合物可易于得自主制冷劑回路。
[0133]也可能使用分開的制冷循環(huán)以為了部分冷凝頂部蒸汽流30的目的。然而，使用來自主制冷劑流的滑流具有如下優(yōu)點:安裝的另外的設(shè)備的量最小。例如，不需要另外的輔助制冷劑壓縮機和輔助制冷劑冷凝器。
[0134]如果氮氣汽提塔20配備如上所述的任選的內(nèi)部精餾部段22，則頂部蒸汽流30優(yōu)選獲自精餾部段22上方的氮氣汽提塔20的頂部空間。
[0135]起始于在精餾部段22上方的水平處，使冷凝餾分的至少回流部分36到達在氮氣汽提塔20中的精餾部段22。所述回流部分可由此處向下滲濾通過精餾部段22，并與向上上升通過精餾部段22的蒸氣接觸。在圖1的實施方案的情況中，冷凝餾分可經(jīng)由回流入口系統(tǒng)25傳遞通過至氮氣汽提塔20中?；亓鞑糠诌m當?shù)孬@自冷凝餾分，并經(jīng)由任選的回流泵38(和/或其可在重力影響下流動)和回流部分管線36而裝入氮氣汽提塔20中。在圖2的實施方案的情況中，冷凝餾分在氮氣汽提塔20的頂部空間內(nèi)部分離，并因此已在精餾部段22上方可得。
[0136]回流部分可含有全部 冷凝餾分，但任選地，冷凝餾分在任選設(shè)置的冷凝餾分分流器39中分成液體再循環(huán)部分和回流部分，所述液體再循環(huán)部分經(jīng)由液體再循環(huán)管線13排放至例如第一進料流10中，所述回流部分經(jīng)由回流入口系統(tǒng)25和回流部分管線36排放至氮氣汽提塔20中。
[0137]將冷凝餾分分成回流部分36和液體再循環(huán)部分13的能力有利于使冷凝餾分的任何過量液體在精餾部段22周圍作為液體再循環(huán)轉(zhuǎn)向，例如以不干擾精餾部段22的操作。在其中將液體再循環(huán)部分再循環(huán)至氮氣汽提塔20的實施方案中，可通過在精餾部段22重力下方的點處將液體再循環(huán)部分進料至氮氣汽提塔22中，從而完成繞過內(nèi)部精餾部段22。
[0138]部分冷凝也可涉及與在其他連續(xù)設(shè)置的頂部熱交換器中的其他流的直接和/或間接熱交換。例如，冷回收熱交換器85可為一種頂部熱交換器，通過所述頂部熱交換器，頂部流的部分冷凝還包括與蒸氣餾分80間接熱交換。
[0139]可適當?shù)赝ㄟ^選擇性地打開蒸汽再循環(huán)控制閥88而選擇性地使用任選的蒸氣再循環(huán)管線87，以增加保持于液體烴類產(chǎn)品流90中的氮氣量。這可通過如下完成:從蒸氣餾分中提取蒸氣再循環(huán)部分，將蒸氣再循環(huán)部分減壓至閃蒸壓力，并隨后將蒸氣再循環(huán)部分注入經(jīng)氮氣汽提的液體40中。未傳遞至蒸氣再循環(huán)管線87中的蒸氣餾分80的剩余部分可形成燃料部分，所述燃料部分可傳送至燃燒裝置220。
[0140]在一些實施方案中，溶解于液體烴類產(chǎn)品流90中的氮氣的目標量為0.5至Imol^之間，優(yōu)選接近1.0mol^，然而盡可能不超過1.1mol%。蒸氣再循環(huán)流動控制閥88調(diào)節(jié)進料返回至例如端部閃蒸分離器50中且同時繞過氮氣汽提塔20的蒸氣餾分流80的量。因此，可影響液體烴類產(chǎn)品流90中的氮氣量。為了進一步有助于滿足目標氮氣含量，可響應(yīng)來自任選地設(shè)置于液體烴類產(chǎn)品管線90中的質(zhì)量測量儀QMI的信號而控制蒸氣再循環(huán)流動控制閥88。
[0141]所提出的方法和裝置特別地適于結(jié)合烴類液化系統(tǒng)(如天然氣液化系統(tǒng))應(yīng)用，以從粗液化產(chǎn)品中去除氮氣。已發(fā)現(xiàn)，即使當粗液化產(chǎn)品或低溫烴類組合物含有Imol^(或約Imol% )直至5mol% (或直至約5mol% )的相當高的量的氮氣時,所得液體烴類產(chǎn)品可滿足0.5至Imol^之間的氮氣的指標內(nèi)的氮氣含量。
[0142]氮氣的剩余部分作為廢氣中的蒸氣餾分的部分與受控量的甲烷一起排放。
[0143]據(jù)建議，當粗液化產(chǎn)品或低溫烴類組合物含有1.5m0l% (優(yōu)選1.Smol %)直至5mol%的氮氣時，本文提出的方法和裝置最有利。當?shù)獨夂康陀诩s1.8mol%和/或低于約1.5mol%時,現(xiàn)有的可選擇的方法也足以起作用。
[0144]對于保持模式(表1)和裝載模式(表2)兩者，在圖1所示的實施方案進行靜態(tài)模擬。假設(shè)低溫烴類組合物8包括超過90mol %的氮氣與甲烷的混合物(98.204mol % )。在實施例中，氮氣(1.654mol% )和甲烷(98.204mol% )的量超過99.8mol %，0.142mol%的余量由二氧化碳(0.005mOl%)組成。二氧化碳經(jīng)由經(jīng)氮氣汽提的液體40和液體烴類產(chǎn)品流90離開所述過程。在兩種情況中，初始蒸氣分流器9的分流比均為約75%。
[0145]可以看出，在保持模式和裝載模式中，盡管過程蒸氣的量具有大的差異，但排放蒸氣懼分80中的甲燒的量可保持在約8011101%下并適當?shù)卦贗Omol1^至2511101%之間的范圍內(nèi)，且同時液體烴類產(chǎn)品流90中的氮氣含量保持在接近1.0mol^且不超過1.1mol^的目標內(nèi)。
[0146]在保持模式中，將約2.0kg/s的由約17mol%的氮氣和83mol%的甲烷組成的揮發(fā)氣經(jīng)由揮發(fā)氣供應(yīng) 管線230添 加至過程，而在裝載模式中所述揮發(fā)氣為約4.4kg/s。
[0147]在保持模式中，不將蒸氣引導通過蒸氣旁通管線76，而在裝載模式中，將壓縮蒸氣70中的30%引導通過蒸氣旁通管線76，以容納由另外的揮發(fā)氣流入而帶來的另外的蒸氣。在裝載模式中，液體再循環(huán)13也由冷凝餾分排放管線37中的冷凝餾分的約8%增加至所述冷凝餾分的約41%。另外的冷凝餾分的流動由另外的再冷凝甲烷所導致。
【權(quán)利要求】
1.從低溫烴類組合物中去除氮氣的方法，所述低溫烴類組合物包含含氮氣和甲烷的液相，所述方法包括: -提供包含含氮氣和甲烷的液相的低溫烴類組合物； -將在汽提壓力下的第一氮氣汽提器進料流進料至氮氣汽提塔，所述氮氣汽提塔包括設(shè)置于氮氣汽提塔內(nèi)的至少一個內(nèi)部汽提部段，所述第一氮氣汽提器進料流包含低溫烴類組合物的第一部分； -從所述汽提部段下方的氮氣汽提塔的儲液空間提取經(jīng)氮氣汽提的液體； -由所述經(jīng)氮氣汽提的液體制備至少液體烴類產(chǎn)品流和過程蒸氣，至少包括將所述經(jīng)氮氣汽提的液體減壓至閃蒸壓力的步驟； -將所述過程蒸氣壓縮至至少汽提壓力，由此獲得壓縮蒸氣； -將所述壓縮蒸氣選擇性地分成汽提部分和不包含汽提部分的非汽提部分，所述非汽提部分包含所述壓縮蒸氣的旁通部分； -將汽提蒸氣流傳遞至在所述汽提部段重力下方的水平處的氮氣汽提塔中，所述汽提蒸氣流至少包含所述壓縮蒸氣的汽提部分； -將中間蒸氣傳遞通過冷凝器，從而使所述中間蒸氣與輔助制冷劑流間接熱交換，并部分冷凝所述中間蒸氣，其中所述中間蒸氣至少包含所述壓縮蒸氣的非汽提部分，且其中所述熱交換包括將熱量以一定冷卻負荷從所述中間蒸氣傳遞至輔助制冷劑流，由此過量液體由所述中間蒸氣形成，且由此來自所述壓縮蒸氣的至少所述旁通部分保持在氣相中； -排出作為廢氣的蒸氣餾分，所述蒸氣餾分包含獲自所述氮氣汽提塔的頂部空間的頂部蒸氣的排出餾分，并至少包含所述旁通部分；以及 -將液體再循環(huán)部分的至少部分返回至所述液體烴類產(chǎn)品流，其中所述液體再循環(huán)部分包含所述過量液體的至少部分； 其中從所述選擇性分離至所述廢氣的蒸氣餾分中的旁通部分的排出，所述旁通部分繞過至少一個內(nèi)部汽提部段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的中間蒸氣的部分冷凝產(chǎn)生包含冷凝餾分和所述蒸氣餾分的部分冷凝的中間流，其中所述蒸氣餾分包含所述旁通部分，且其中所述冷凝懼分包含所述過量液體，所述方法還包括: -將所述壓縮蒸氣的非汽提部分選擇性注入獲自所述氮氣汽提塔的頂部空間的頂部蒸氣中，由此形成所述中間蒸氣；以及 -在所述蒸氣餾分作為廢氣排出之前，在分離壓力下從所述蒸氣餾分中分離所述冷凝餾分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中在所述廢氣中的蒸氣餾分具有熱值，所述方法還包括: -調(diào)節(jié)所述冷卻負荷以調(diào)節(jié)所排放的蒸氣餾分的熱值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中所述氮氣汽提塔還包括至少一個內(nèi)部精餾部段，所述至少一個內(nèi)部精餾部段重力高于所述氮氣汽提塔內(nèi)的所述汽提部段而設(shè)置于所述氮氣汽提塔內(nèi)，所 述方法還包括: -使所述冷凝餾分的至少回流部分從所述精餾部段上方的水平處進入所述氮氣汽提塔中的精餾部段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其還包括: -將所述冷凝餾分分成所述回流部分和所述液體再循環(huán)部分，由此所述液體再循環(huán)部分不包含所述回流部分；且其中所述的使所述液體再循環(huán)部分的至少部分返回至所述液體烴類產(chǎn)品流包括: -使所述液體再循環(huán)部分在所述精餾部段周圍轉(zhuǎn)向。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在所述選擇性分流之后，所述汽提部分具有與所述非汽提部分相同的組成和相。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述汽提壓力在2至15絕壓巴之間的范圍內(nèi)和/或其中所述閃蒸壓力為I至2絕壓巴之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括將所述蒸氣餾分的至少燃料部分傳遞至在不高于汽提壓力的燃料氣壓力下的燃燒裝置。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述過程蒸氣包括通過將熱量添加至所述液體烴類產(chǎn)品流而獲得的揮發(fā)氣，由此液體烴類產(chǎn)品流的一部分蒸發(fā)而形成所述揮發(fā)氣。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中在所述的將所述經(jīng)氮氣汽提的液體減壓至所述閃蒸壓力的過程中產(chǎn)生閃蒸氣，且其中所述過程蒸氣包含所述閃蒸氣。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述的提供所述低溫烴類組合物包括: -使包含含烴類的進料蒸氣的進料流在低溫熱交換器中與主制冷劑流熱交換，由此液化所述進料流的進料蒸氣以提供粗液化流；以及 -由所述粗液化流獲得所述低溫烴類組合物。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括: -從所述蒸氣餾分提取蒸氣再循環(huán)部分； -將所述蒸氣再循環(huán)部分減壓至閃蒸壓力； -將所述蒸氣再循環(huán)部分注入如下的至少一者中:經(jīng)氮氣汽提的液體、液體烴類產(chǎn)品流和過程蒸氣。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述輔助制冷劑流含有5m0l%至75mol%之間的氮氣。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述蒸氣餾分包含50mOl%至9511101%之間的氮氣。
15.一種用于從低溫烴類組合物中去除氮氣的方法，所述低溫烴類組合物包含含氮氣和甲烷的液相，所述裝置包括: -連接至低溫烴類組合物的來源的低溫進料管線，所述低溫烴類組合物包含含氮氣和甲烷的液相； -與所述低溫進料管線流體連通的氮氣汽提塔，所述氮氣汽提塔包括設(shè)置于氮氣汽提塔內(nèi)的至少一個內(nèi)部汽提部段和在所述汽提部段重力下方限定的儲液空間； -包括中間減壓器的經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線，所述經(jīng)氮氣汽提的液體的排放管線與所述氮氣汽提塔的儲液空間流體連通，并設(shè)置用以從所述儲液空間接收經(jīng)氮氣汽提的液體并將經(jīng)氮氣汽提的液體減壓，所述中間減壓器位于包括氮氣汽提塔的汽提壓力側(cè)與閃蒸壓力側(cè)之間的界面上； -與所述中間減壓器連通的設(shè)置于閃蒸壓力側(cè)上的液體烴類產(chǎn)品管線，以排出由所述經(jīng)氮氣汽提的液體產(chǎn)生的液體烴類產(chǎn)品流； -與所述中間減壓器連通的設(shè)置于閃蒸壓力側(cè)上的過程蒸氣管線，以接收由所述經(jīng)氮氣汽提的液體產(chǎn)生的過程蒸氣； -設(shè)置于所述過程蒸氣管線中的過程壓縮機，其設(shè)置用以接收所述過程蒸氣并壓縮所述過程蒸氣，以在所述過程壓縮機的過程壓縮機排放口處提供壓縮蒸氣，所述過程壓縮機在汽提壓力側(cè)與閃蒸壓力側(cè)之間的所述界面上； -旁通分流器，由此其上游側(cè)與所述過程壓縮機的排放口流體連通以接收壓縮蒸氣，所述旁通分流器的第一排放側(cè)經(jīng)由汽提蒸氣管線和第二入口系統(tǒng)而與所述氮氣汽提塔流體連通，所述第二入口系統(tǒng)設(shè)置于所述汽提部段的重力下方的水平處，并設(shè)置用以接收來自所述過程壓縮機的所述壓縮蒸氣的至少汽提部分，所述旁通分流器的第二排放側(cè)與含有所述壓縮蒸氣的非汽提部分的蒸氣旁通管線流體連通； -與所述蒸氣旁通管線流體連通設(shè)置的冷凝器以帶來至少包含來自所述蒸氣旁通管線的非汽提部分的中間蒸氣，所述冷凝器包括熱交換表面，所述熱交換表面提供所述中間蒸氣與輔助制冷劑流之間的間接熱交換接觸； -與所述冷凝器和所述氮氣汽提塔的頂部空間連通的排放管線，其設(shè)置用以排放作為廢氣的蒸氣餾分，所述蒸氣餾分包含獲自所述氮氣汽提塔的頂部空間的頂部蒸氣和包含非冷凝蒸氣的旁通部分，所述非冷凝蒸氣來自已通過所述冷凝器的中間蒸氣；以及 -液體再循環(huán)管線，所述液體再循環(huán)管線在其上游側(cè)與所述冷凝器流體連通，且在其下游側(cè)與所述液體烴類產(chǎn)品管線液體連通； 其中旁通路徑在所述旁通分流器與所述排放管線之間延伸，其中所述旁通路徑繞過所述至少一個內(nèi)部汽提部段，且其中所述蒸氣旁通管線沿著所述旁通路徑延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述冷凝器也與所述氮氣汽提塔的頂部空間流體連通設(shè)置，由此所述中間蒸氣包含來自所述蒸氣旁通管線的非汽提部分和獲自所述氮氣汽提塔的頂部空間的頂部蒸氣。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述氮氣汽提塔還包括至少一個內(nèi)部精餾部段，所述至少一個內(nèi)部精餾部段重力高于所述氮氣汽提塔內(nèi)的所述汽提部段而設(shè)置于所述氮氣汽提塔內(nèi)，所述裝置還包括回流系統(tǒng)和冷凝餾分分流器，所述回流系統(tǒng)設(shè)置用以使來自冷凝器的冷凝餾分的至少回流部分從所述精餾部段上方的水平處進入所述氮氣汽提塔中的精餾部段，所述冷凝餾分分流器設(shè)置用以接收來自冷凝器的冷凝餾分，其中所述液體再循環(huán)管線經(jīng)由所述冷凝餾分分流器與冷凝器流體連通，并經(jīng)由繞過所述精餾部段的再循環(huán)路徑與所述液體烴類產(chǎn)品管線液體連通。
【文檔編號】F25J1/02GK103988035SQ201280061161
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月12日
【發(fā)明者】A·M·C·R·桑托斯 申請人:國際殼牌研究有限公司