发明名称 使含有至少一种可冷冻成份之天然气流液化的方法
摘要 本发明系关于一种由含有甲烷和挥发性比甲烷低得多的可冷冻成份之多成份进料流制造富含甲烷的受压液体之方法。将此多成份进料流引至分离系统中,此分离系统有于超过约1,380kPa(200psia)压力及可冷冻成份不至于形成固体的条件下操作的冷冻区域及位于冷冻区域下方的蒸馏区域。此分离系统制造富含甲烷的蒸汽流和富含可冷冻成份的液流。蒸汽流的至少一部分经冷却而制得温度超过约-112℃(-170℉)、压力足以使液态产物居于或低于其起泡点之富含甲烷的液化流体。液化流体的第一部分回到分离系统以供应分离系统冷冻效果。液化流体的第二部分以温度超过约-112℃(-170℉)之富含甲烷的受压液化产物流形式引出。
申请公布号 TW366409 申请公布日期 1999.08.11
申请号 TW087109686 申请日期 1998.06.17
申请人 发明人
分类号 C10L3/12;F25J1/00;F25J1/02 主分类号 C10L3/12
代理机构 代理人
主权项 1.一种由含有甲烷和挥发性比甲烷来得低的可冷 冻成份之多成份进料流制造富含甲烷的受压液体 之方法,其特征为其步骤包含: (a)将多成份进料流引至分离系统中,此分离系统有 于超过约1'380kPa(200psia)压力及使可冷冻成份不至 于形成固体的条件下操作的冷冻区域及位于冷冻 区域下方的蒸馏区域,该分离系统制造富含甲烷的 蒸汽流和富含可冷冻成份的液流; (b)冷却该蒸汽流的至少一部分,制得温度超过约- 112℃(-170℉)、压力足以使液态产物居于或低于其 起泡点之富含甲烷的液化流体; (c)步骤(b)的液化流体的第一部分以富含甲烷的液 化产物流形式引出;及 (d)将步骤(b)的液化流体的第二部分引至该分离系 统中以供应该分离系统冷冻效果。2.如申请专利 范围第1项之方法,其中,另包含将液化产物流引至 于超过-112℃(-170℉)储存的储存装置中。3.如申请 专利范围第1项之方法,其中,冷却步骤(b)另包含下 列步骤:将该蒸汽流压缩成高压流体,使至少一部 分的该压缩液流在热交换机中冷却,及膨胀此经冷 却、压缩的流体至较低压力,藉此进一步冷却此压 缩液流,以制得温度超过约-112℃(-170℉)、压力足 以使液态产物居于或低于其起泡点之富含甲烷的 液流。4.如申请专利范围第3项之方法,其中,压缩 流体于热交换机中之冷却系以与步骤(a)的蒸汽流 非直接热交换的方式进行。5.如申请专利范围第3 项之方法,其中,另包含藉该分离系统以压力膨胀 冷却所制得的液流,及,使用已膨胀、冷却的液流 以非直接热交换此压缩流体的方式冷却所制得的 液流。6.如申请专利范围第3项之方法,其中,另包 含调整压缩流体的压力及已膨胀的流体的压力,以 免在引至分离系统中之液化流体的第二部分中形 成固体。7.如申请专利范围第1项之方法,其中,步 骤(a)的该分离系统包含第一个蒸馏管和第二个蒸 馏管,该第一个蒸馏管包含蒸馏区和位于蒸馏区上 方的冷冻区,该第二个蒸馏管包含蒸馏区,另包含 下列步骤:将步骤(a)的该多成份进料流引至该第一 个蒸馏管中,将来自该冷冻区的塔顶馏出蒸汽流引 至第二个蒸馏管较低端的区域,自第二个蒸馏管排 出蒸汽流并根据步骤(b)冷却该蒸汽流,将步骤(d)的 液化流的第二部分引至该第二个分离管的较上端 处,自该第二个蒸馏管排出馏底液流,及将此馏底 液流引至该第一个蒸馏管的该冷冻区中。8.如申 请专利范围第1项之方法,其中,分离系统包含第一 个蒸馏区、位于第一个蒸馏区下方的第二个蒸馏 区及居于第一和第二个蒸馏区之间的冷冻区,其中 ,步骤(d)的液化流体的第二个部分引至第一个蒸馏 区。9.如申请专利范围第1项之方法,其中,步骤(b) 中的该蒸汽流之冷却系在以密闭回路式冷冻系统 冷却的热交换机中完成。10.如申请专利范围第9项 之方法,其中,密闭回路式冷冻系统的主要冷冻剂 是丙烷。11.如申请专利范围第9项之方法,其中,密 闭回路式冷冻系统的冷冻剂包含甲烷、乙烷、丙 烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、硫化氢和氮。12.如 申请专利范围第1项之方法,其中,在步骤(b)之前,另 包含使该程序中源自于富含甲烷的液化气体之蒸 发作用的沸出气体进入该程序中。13.如申请专利 范围第1项之方法,其中,气流的液化程序系使用阶 式排列的两个密闭回路式冷冻循环系统来实施。 14.如申请专利范围第1项之方法,其中,步骤(b)的多 成份气流压力超过3100kPa(450psia)。15.如申请专利范 围第1项之方法,其中,可冷冻成份是二氧化碳。16. 如申请专利范围第1项之方法,其中,冷却步骡(b)另 包含下列步骤:将该蒸汽流压缩成压缩流体,使该 压缩流体的至少一部分在热交换机中冷却,冷却的 压缩流体的第一部分以产物气流形式引出,及冷却 的压缩流体的第二部分膨胀至较低压,藉此进一步 冷却以制得温度超过约-112℃(-170℉)、压力足以使 液态产物居于或低于其起泡点之富含甲烷的液流 。17.一种分离至少包含甲烷和至少一种挥发性比 甲烷来得低的可冷冻成份之多成份进料流的方法, 其特征为其步骤包含: (a)将多成份进料流引至分离系统中,该分离系统于 该可冷冻成份不至于形成固体的条件下操作; (b)自该分离系统的较上方区域排出蒸汽流; (c)将该蒸汽流压缩成压力较高的流体; (d)使用步骤(b)的蒸汽流可用的冷却方式来冷却该 压缩流体中的至少一部分; (e)膨胀该冷却的压缩流体以进一步冷却该压缩流 体,该膨胀流体主要是液体; (f)将该膨胀流体的至少一部分引至分离系统的较 上端区域以提供该分离系统冷冻效果;及 (g)自膨胀的流体中回收富含甲烷的产物液流。18. 如申请专利范围第17项之方法,其中,另包含回收步 骤(c)的该压缩蒸汽流的一部分及根据步骤(d)冷却 该蒸汽流的其余部分。19.如申请专利范围第17项 之方法,其中,在进行步骤(c)的压缩之前,先温热步 骤(b)的该蒸汽流。20.如申请专利范围第17项之方 法,其中,分离系统包含第一个蒸馏区,位于第一个 蒸馏区下方的第二个蒸馏区,及居于第一和第二个 蒸馏区之间的冷冻区,其中,膨胀的液流引至第一 个蒸馏区。21.如申请专利范围第20项之方法,其中, 该多成份进料流由低于第一个蒸馏区处引入。22. 如申请专利范围第17项之方法,其中,另包含下列步 骤:由分离系统移除液体,以压力膨胀装置冷却该 液体,及藉由与步骤(c)的压缩流体热交换而使该液 体至少部分蒸汽化。23.如申请专利范围第17项之 方法,其中,另包含自富含该可冷冻成份的分离系 统中移除液体,以压力膨胀装置冷却该富含该可冷 冻成份的液体,及在多成份进料进入分离系统之前 ,以与该膨胀之富含该可冷冻成份的液体热交换而 冷却。24.如申请专利范围第17项之方法,其中,另包 含在多成份流体进入分离系统之前,先以膨胀装置 加以冷却。25.如申请专利范围第17项之方法,其中, 调整步骤(c)之压力较高的流体及膨胀流体(e)的压 力,以免在进入步骤(f)之分离系统的流体进料中形 成固体。26.如申请专利范围第17项之方法,其中,步 骤(g)之回收的产物液流压力超过约1,380kPa(200psia) 。27.一种由含有甲烷和挥发性比甲烷来得低的可 冷冻成份之多成份进料流制造压力超过约1,380kPa( 200psia)之液化天然气的方法,其特征为其步骤包含: (a)将多成份进料流引至分离系统中,该分离系统于 该可冷冻成份不至于形成固体的条件下操作; (b)自该分离系统的较上方区域排出蒸汽流; (c)将该蒸汽流压缩成压力较高的流体; (d)使用步骤(b)的蒸汽流可用的冷却方式来冷却该 压缩流体中的至少一部分; (e)膨胀该冷却的压缩流体以进一步冷却该压缩流 体,该膨胀流体主要是压力超过约1,380kPa(200psia)的 液体; (f)将该膨胀流体的至少一部分引至分离系统的较 上端区域以提供该分离系统冷冻效果;及 (g)自膨胀的流体中回收压力超过约1,380kPa(200psia) 之富含甲烷的液态产物。28.一种用以液化含有甲 烷和挥发性比甲烷来得低的可冷冻成份之多成份 流体,以制造温度超过约-112℃、压力足以使液态 产物居于或低于其起泡点之富含甲烷之液流的方 法,其特征为其步骤包含: (a)将压力超过约1,380kPa(200psia)的多成份进料流引 至于该可冷冻成份不至于形成固体的条件下操作 的分离系统中,以形成富含甲烷的蒸汽流及富含该 会于分离系统中固化之成份的液流; (b)以密闭回路式冷冻系统液化此蒸汽流,制得温度 超过约-112℃(-170℉)、压力居于或低于其起泡点之 富含甲烷之液体;及 (c)将该富含甲烷的液体引至于超过112℃(-170℉)储 存的储存装置中。29.如申请专利范围第28项之方 法,其中,进料流之液化系以密闭回路式冷冻系统 液进行。30.如申请专利范围第28项之方法,其中,进 料流液化之前,另包含使来自分离系统的蒸汽流与 源自液化天然气之蒸发作用的沸出气体合并。图 式简单说明: 第一图是冷冻、CFZ程序的流程图,用以说明根据本 发明之程序,制造受压液化天然气的密闭回路型冷 冻循环系统。 第二图是冷冻、CFZ程序的流程图,用以说明根据本 发明之程序,制造受压液化天然气的开放回路型冷 冻循环系统。 第三图是本发明的另一实施例的流程图,其中,二 氧化碳和甲烷分别在有CFZ的蒸馏管中蒸馏,其中, 一个塔顶馏出产物流是受压的液化天然气,另一塔 顶馏出产物流是销售气体产品。
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