Способ и система для удаления азота из lng - заявка 2017102731 на патент на изобретение в РФ

1. Способ восстановления метана из углеводородосодержащего газа, содержащий этапы, на которых:
(a) охлаждают и, по меньшей мере, частично конденсируют сырьевой поток, содержащий углеводородосодержащий газ, чтобы тем самым предоставлять охлажденный сырьевой поток, при этом углеводородосодержащий газ содержит в диапазоне 0,5-30 мольных процентов азота;
(b) фракционируют, по меньшей мере, часть охлажденного подаваемого потока в дистилляционной колонне, чтобы тем самым формировать нижний поток с пониженным содержанием азота и верхний поток с повышенным содержанием азота, при этом фракционирование осуществляют при давлении в диапазоне 1-8 МПа, при этом верхний поток с повышенным содержанием азота содержит, по меньшей мере, 75 процентов азота, первоначально присутствующего в углеводородосодержащем газе; и
(c) восстанавливают, по меньшей мере, часть нижнего потока с пониженным содержанием азота, чтобы тем самым формировать LNG-обогащенный поток.
2. Способ по п. 1, в котором, по меньшей мере, часть охлаждения на этапе (a) выполняется через косвенный теплообмен с потоком одного смешанного хладагента в холодильном цикле с замкнутым контуром, цикле с двойным смешанным хладагентом, каскадном холодильном цикле или холодильном цикле за счет азота.
3. Способ по п. 1, в котором, по меньшей мере, часть охлаждения на этапе (a) выполняется через косвенный теплообмен с потоком смешанного хладагента в холодильном цикле с замкнутым контуром.
4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий, до охлаждения этапа (a), охлаждение углеводородосодержащего газа, чтобы тем самым формировать охлажденный углеводородосодержащий газ, при этом, по меньшей мере, часть охлаждения выполняется через косвенный теплообмен с потоком смешанного хладагента в холодильном цикле с замкнутым контуром.
5. Способ по п. 1, в котором LNG-обогащенный поток содержит, по меньшей мере, на 85 процентов меньше азота, чем углеводородосодержащий газ на основе мольной процентной концентрации азота.
6. Способ по п. 1, в котором углеводородосодержащий газ содержит менее 20 мольных процентов азота.
7. Способ по п. 1, в котором этап (b) фракционирования возникает при давлении в диапазоне 2-6 МПа.
8. Способ по п. 1, в котором LNG-обогащенный поток содержит менее 3 мольных процентов азота.
9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий, до охлаждения этапа (a), ввод углеводородосодержащего газа в ребойлер, находящийся в сообщении по текучей среде с дистилляционной колонной, чтобы за счет этого формировать сырьевой поток на этапе (a).
10. Способ по п. 1, дополнительно содержащий, до охлаждения этапа (a), предварительную обработку углеводородосодержащего газа, чтобы формировать обработанный углеводородосодержащий газ, при этом обработанный углеводородосодержащий газ представляет собой углеводородосодержащий газ на этапе (a).
11. Способ по п. 1, в котором этап (c) восстановления содержит охлаждение, по меньшей мере, части нижнего потока с пониженным содержанием азота, чтобы формировать LNG-обогащенный поток, при этом, по меньшей мере, часть охлаждения выполняется через косвенный теплообмен с потоком смешанного хладагента в холодильном цикле с замкнутым контуром.
12. Способ восстановления метана из углеводородосодержащего газа, содержащий этапы, на которых:
(a) охлаждают и, по меньшей мере, частично конденсируют сырьевой поток, содержащий углеводородосодержащий газ, чтобы тем самым предоставлять охлажденный сырьевой поток, при этом углеводородосодержащий газ содержит в диапазоне 0,5-30 мольных процентов азота;
(b) фракционируют, по меньшей мере, часть охлажденного подаваемого потока в дистилляционной колонне, чтобы тем самым формировать нижний поток с пониженным содержанием азота и верхний поток с повышенным содержанием азота, при этом верхний поток с повышенным содержанием азота содержит, по меньшей мере, 75 процентов азота, первоначально присутствующего в углеводородосодержащем газе;
(c) охлаждают, по меньшей мере, часть верхнего потока с повышенным содержанием азота, чтобы тем самым формировать охлажденный верхний поток с повышенным содержанием азота;
(d) сепарируют охлажденный верхний поток с повышенным содержанием азота на поток жидкой флегмы и побочный продукт в виде пара;
(e) вводят, по меньшей мере, часть потока жидкой флегмы в дистилляционную колонну; и
(f) охлаждают, по меньшей мере, часть нижнего потока с пониженным содержанием азота, чтобы тем самым формировать LNG-обогащенный поток.
13. Способ по п. 12, в котором, по меньшей мере, часть охлаждения на этапе (a), этапе (c) и этапе (f) выполняется через косвенный теплообмен с потоком одного смешанного хладагента в холодильном цикле с замкнутым контуром, цикле с двойным смешанным хладагентом, каскадном холодильном цикле или холодильном цикле за счет азота.
14. Способ по п. 12, в котором, по меньшей мере, часть охлаждения на этапе (a), этапе (c) и этапе (f) выполняется через косвенный теплообмен с потоком смешанного хладагента в холодильном цикле с замкнутым контуром.
15. Способ по п. 12, дополнительно содержащий, до охлаждения этапа (a), охлаждение углеводородосодержащего газа, чтобы тем самым формировать охлажденный углеводородосодержащий газ, при этом, по меньшей мере, часть охлаждения выполняется через косвенный теплообмен с потоком смешанного хладагента в холодильном цикле с замкнутым контуром.
16. Способ по п. 12, в котором LNG-обогащенный поток содержит, по меньшей мере, на 85 процентов меньше азота, чем углеводородосодержащий газ на основе мольной процентной концентрации азота.
17. Способ по п. 12, в котором этап (b) фракционирования возникает при давлении в диапазоне 2-6 МПа.
18. Способ по п. 12, в котором LNG-обогащенный поток содержит менее 3 мольных процентов азота.
19. Способ по п. 12, дополнительно содержащий, до охлаждения этапа (a), предварительную обработку углеводородосодержащего газа, чтобы формировать обработанный углеводородосодержащий газ, при этом обработанный углеводородосодержащий газ представляет собой углеводородосодержащий газ на этапе (a).
20. Способ по п. 12, дополнительно содержащий, до охлаждения этапа (a), ввод углеводородосодержащего газа в ребойлер, находящийся в сообщении по текучей среде с дистилляционной колонной, чтобы тем самым формировать сырьевой поток на этапе (a).
21. Установка для восстановления сжиженного метанового газа (LNG) из углеводородосодержащего газа, содержащая:
- первичный теплообменник, имеющий первый охлаждающий канал, расположенный в нем, при этом первый охлаждающий канал сконфигурирован с возможностью охлаждать углеводородосодержащий газ до охлажденного углеводородосодержащего газа;
- дистилляционную колонну, находящуюся в сообщении по текучей среде с первым охлаждающим каналом, при этом дистилляционная колонна содержит первое впускное отверстие для того, чтобы принимать охлажденный углеводородосодержащий газ, при этом дистилляционная колонна сконфигурирована с возможностью сепарировать охлажденный углеводородосодержащий газ на верхний поток с повышенным содержанием азота и нижний поток с пониженным содержанием азота;
- второй охлаждающий канал, расположенный в первичном теплообменнике, находящемся в сообщении по текучей среде с дистилляционной колонной, при этом второй охлаждающий канал сконфигурирован с возможностью охлаждать нижний поток с пониженным содержанием азота до LNG-обогащенного потока жидкости;
- третий охлаждающий канал, расположенный в первичном теплообменнике, находящемся в сообщении по текучей среде с дистилляционной колонной, при этом третий охлаждающий канал сконфигурирован с возможностью охлаждать верхний поток с повышенным содержанием азота до охлажденного потока с повышенным содержанием азота;
- систему возврата флегмы, находящуюся в сообщении по текучей среде между третьим охлаждающим каналом и дистилляционной колонной, при этом система возврата флегмы сконфигурирована с возможностью сепарировать охлажденный поток с повышенным содержанием азота на поток жидкой флегмы и побочный продукт в виде пара; и
- один смешанный холодильный цикл с замкнутым контуром, по меньшей мере, частично расположенный в первичном теплообменнике.
22. Установка по п. 21, дополнительно содержащая ребойлер, находящийся в сообщении по текучей среде с первым охлаждающим каналом, при этом ребойлер сконфигурирован с возможностью охлаждать углеводородосодержащий газ до введения в первый охлаждающий канал.
23. Установка по п. 22, в которой ребойлер находится в сообщении по текучей среде с дистилляционной колонной и сконфигурирован с возможностью предоставлять теплоноситель в дистилляционную колонну.
24. Установка по п. 21, в которой система возврата флегмы содержит конденсаторный барабан для сепарирования охлажденного потока с повышенным содержанием азота на поток жидкой флегмы и побочный продукт в виде пара.
25. Установка по п. 21, в которой система возврата флегмы содержит флегмовый насос, сконфигурированный с возможностью накачивать жидкую флегму в дистилляционную колонну.
26. Установка по п. 21, в которой поток жидкой флегмы вводится в дистилляционную колонну через второе впускное отверстие, при этом второе впускное отверстие позиционируется в более высокой точке относительно первого впускного отверстия.
Наверх