液化富烴餾分的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于液化和過冷富烴餾分、特別是天然氣的方法，其中一旦冷卻，所述餾分被部分冷凝以除去重質烴類，特別是苯。
【背景技術】
[0002]富烴餾分的液化和過冷通常相逆于至少一個制冷劑循環和/或至少一個混合制冷劑循環而實現。
[0003]在富烴餾分、特別是天然氣的液化中，防止由待液化餾分的某些成分的凍結所引起的停機是非常重要的。在外界溫度下，在開始加工時，通常通過化學清洗(例如胺洗滌)和/或吸附法將水和二氧化碳去除至一定程度，從而在富烴餾分的液化期間它們不會產生不希望的固體形式。
[0004]易于凍結的重質烴類(HH)(在下文中術語“重質烴類”包含C6+烴類)，特別是苯，在環境條件下，僅在很高成本和不便的情況下才能從待液化的餾分中除去。因此通常的做法是使進氣進行少量部分的冷凝，然后在分離器中排出富HH液態餾分，以便充分地降低由該分離器排出的氣相將在隨后的液化和過冷期間凍結的風險。
[0005]然而，部分冷凝通常僅僅保證當待液化的氣體混合物包括具有中間沸程的成分，例如丙烷、丁烷和/或戊烷時，HH、特別是苯在氣相中是十分貧瘠的，所述具有中間沸程的成分在進氣冷卻期間在HH之前以充足的數量進行液化，并且由此作為所述HH的溶劑。
[0006]當在進氣成分中的中間沸化物-稱為所謂的貧氣-濃度不足時，其不能通過部分冷凝以及隨后富HH液體的去除來充分消耗苯(通常是〈lppmv)，仍然會發生不必要的凍結。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是詳細說明一種所討論類型的液化和過冷富烴餾分、特別是天然氣的方法，即使在這些條件下，其也能實現可靠并且經濟地去除重質烴類。
[0008]該目的是通過液化和過冷富烴餾、特別是天然氣的方法而實現的，所述方法的特征在于:
[0009]a)已液化的富烴餾分在單獨的換熱器中過冷(標準模式)，
[0010]b)最遲在達到換熱器中限定的固體沉積值時，中斷向換熱器供應已液化的富烴餾分(清洗模式)，
[0011]c)在換熱器中的固體用融霜氣體融化并從換熱器中排出，和
[0012]d)已液化的富烴餾分隨后回到換熱器中。
[0013]根據本發明，已液化的富烴餾分現在在單獨的換熱器(再冷卻器)中過冷，其中有意地允許固體的凍結或沉積。由此方法有意地設法在-70°C溫度以下，優選地在-80°C以下，在天然氣液化的再冷卻器中得到重質烴類的固體形式。當已經達到在該單獨的換熱器中限定的固體沉積值時，標準模式中斷并且該方法轉換到清洗模式。為了實現這種情況，中斷向再冷卻器供應待過冷的已液化富烴餾分，并且已液化的餾分被立即送至用于其他使用和/或中間儲存器。上述限定的固體沉積值例如可以通過在經過再冷卻器期間待過冷的富烴餾分的壓降增加而確定。根據本發明，清洗模式包括使用適量融霜氣體在合適的溫度融化固體，并且隨后在合適的點、優選地在一個或多個管道低點，從單獨的換熱器中排出融化產物，并且通常以濃縮的形式將所述融化的固體送到工廠范圍以外。選擇融霜氣體的量和/或溫度以使至少50%，優選地至少70%的固體量可以被融化和除去。根據本發明展開的方法建議一旦在單獨的換熱器中的固體已經融化，使用氣態或液態清潔介質清潔至少其中形成固體的單獨的換熱器的換熱器通道。該清潔融化并除去余留在單獨的換熱器中的固體。特別合適的清潔介質是干氮以及在液化和過冷富烴餾分的中間儲存期間產生的蒸發氣態餾分。
[0014]在清洗之后，終止融霜氣體和/或清潔介質的供應，并且通過待過冷的已液化富烴餾分返回到單獨的換熱器而將方法轉變成標準模式。
[0015]當在標準模式時，已液化的富烴餾分在單獨的換熱器中相逆于至少一個制冷劑流和/或至少一個混合制冷劑流而被過冷，根據本發明用于液化和過冷富烴餾分的方法的一個有益的實施方案的特征在于在清洗模式下使用這種制冷劑流和/或混合制冷劑流來冷卻待液化的富烴餾分。
[0016]由于在清洗模式的制冷劑流和/或混合制冷劑流的上述改變流路，布置在單獨的換熱器上游的換熱器或換熱器區域至少在一定程度上承擔所述單獨的換熱器的過冷功能。該方式有效地避免以下情況，在清洗模式中由液化區域排出的已液化的富烴餾分明顯地比在標準模式下由單獨的換熱器排出的過冷餾分更熱。因此即使在清洗模式，在該工藝的冷端排出的已液化的富烴餾分的溫度至多為30°C，優選地至多為20°C，比在標準模式中已過冷的富烴餾分的溫度更高。
[0017]當待液化的富烴餾分相逆于至少一個制冷循環液化和過冷時，根據本發明方法的其他有益的實施方案是清洗模式需要的融霜氣體是在制冷循環中循環的制冷劑的支流。當該制冷循環包括例如兩級壓縮機單元時，作為融霜氣體的制冷劑支流可以從第二壓縮機級的吸入側排出，膨脹到合適的壓力并且選擇性地被加熱，由所述單獨的換熱器中通過并且隨后送到第一壓縮機級的吸入側。
【附圖說明】
[0018]根據本發明用于液化和過冷富烴餾分的方法，以及其其他有益的實施方案參考圖1和2示出的工作實施例而在下文更特別地說明。
[0019]圖1示出了富烴餾分相逆于混合循環被液化和過冷的方式，而圖2示出兩級氮膨脹器循環的實施方式。
【具體實施方式】
[0020]待液化的富烴供給餾分1，例如所謂的貧化天然氣，在實際液化之前送到去除單元A，在該去除單元中使用化學洗滌和/或吸附方法來除去水和二氧化碳，并通過線路2將它們排出。由此預純化的供給餾分3被送到第一換熱器或換熱器區域El，其在此被冷卻并且部分地冷凝。部分冷凝的餾分4然后被送到分離器D1，并且分離成包含重質烴類的液態餾分5和富經氣態饋分6。前者從分離器Dl的底部通過控制閥V6排出時，而氣態饋分6在第二換熱器或換熱器區域E2中被液化。根據本發明，已液化的富烴餾分7在單獨的換熱器或再冷卻器E3中被過冷。已過冷的富烴餾分8—一在天然氣LNG產品餾分的情況下一一通過閥V4輸送至用于其他使用和/或至中間儲存器。上面描述的換熱器El到E3可以是螺旋形盤管換熱器和/或焊接板式換熱器。
[0021]在圖1示出的方式中，相逆于包括兩級壓縮機單元Cl的混合循環而實現富烴餾分的冷卻、液化和過冷。在換熱器El到E3中的蒸發和加熱的制冷劑通過線路20送到布置在壓縮機單元Cl第一級上游的容器D2。積聚在所述容器中的氣態餾分21在壓縮機單元Cl的第一壓縮機級中被壓縮到中間壓力，在中間冷卻器E4中冷卻和部分冷凝，然后通過線路22送到第二分離器D3。積聚在所述第二分離器中的氣態餾分23在壓縮機單元Cl的第二