CN102439384A - 对液态天然气进行脱氮的热虹吸式再沸器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对液态天然气进行脱氮的热虹吸式再沸器。膨胀的原始LNG流(104)的脱氮是在氮排除塔(150)中进行的。通过只将底部液体的一部分(112)在热虹吸式再沸器(106)中局部蒸发而再沸腾。热虹吸式再沸器将原始LNG流在膨胀(102)之前或之后进行冷却。该热虹吸式再沸器能够被放置在塔的贮液槽的外部或内部。

Description

对液态天然气进行脱氮的热虹吸式再沸器
技术领域
本发明涉及用于从包含氮、甲烷及可能是较重的烃的液态天然气流中分离氮的方法。
背景技术
原始天然气通常被液化使得能够以液态天然气(LNG)的形式被较大量地储存。因为天然气可能被氮污染，有利的是将氮去除以生产满足要求的产品用途的减少氮的LNG产品。在现有技术中已经公开了实现从LNG中去除氮的若干方法。
一种从LNG流中分离氮的简单方法是，在透平中将原始LNG流等熵膨胀，然后将该LNG流注入闪蒸分离器。从该闪蒸分离器排出的液态产物包含比原始LNG流较少的氮，而排出的蒸汽产品则包含较高比例的氮。
US-A-5421165中公开了一种不同的方法。在公开的该方法中，将原始LNG流在透平中等熵膨胀，并在再沸器的热交换器中冷却。然后使该冷却和膨胀的LNG流通过阀，使该冷却和膨胀的LNG流在其注入脱氮塔之前先在该阀处进行静态减压。在该塔内部，由于升起的蒸汽，将氮从落下的液体中汽提，使得存在于塔顶部的蒸汽流富氮。液体LNG流从塔底部被排出，作为减少氮的产品。在该塔内部，在低于LNG进料流注入的高度的位置，液流被排出并流过该热交换器，使该进料流冷却，然后在低于该进料流先前被排出的高度的位置将该进料流再注入该塔中，对该塔提供沸腾(boilup)。实际上，排出的液流通过热交换器的该通道提供了附加的分离平衡状态。
一种用于从LNG流中分离氮的类似方法，将该透平驱动的动力减压器用一种用于静态减压的阀来替代，使得发生的膨胀是等焓膨胀而不是等熵膨胀。在US-A-5421165公开的方法中使用的等熵膨胀据说可以允许更多的甲烷的回收。
US-A-5041149中描述了另一种用于从LNG流中去除氮的方法。该专利公开了一种从原始天然气流中去除氮的方法，通过首先将原始天然气流冷却，然后将其通过相分离器，以生成液流和蒸汽流。将该液流进一步冷却并注入脱氮塔。将该蒸汽流进一步冷凝并冷却以生成第二液流，然后才将其在高于该第一液流的水位处注入该脱氮塔。从塔顶部取出富氮蒸汽用于冷却该进来的第二液流。该塔的贮液槽用隔板分隔，其一侧填充有来自该塔的最低层盘的液体。该底部液体被排出，并且其在热交换器中在将来自该相分离器的蒸汽流冷凝的同时至少被局部蒸发，然后将其返回至该塔中，作为回流的流以提供沸腾。在该回流的流中剩下的液体落下至该隔板的另一侧的贮液槽中。然后将液体回流取出作为减少氮的产品流，将其泵至高压、加热并蒸发，接着使其动态膨胀以减少蒸汽产品的温度和压力。与US-A-5421165中的再沸器的热交换相同，底部液体的回流起附加的分离平衡状态的作用。
这些现有技术的氮分离方法的缺点在于，它们每个都要求使流出一个塔盘的整个液体都流过再沸器再循环。另一个缺点在于，它们每个都完全依靠塔内的液头来驱动热交换器。这些特点限制了这些方法的灵活性，因为整个过程必须设计成能够适应大量的流。与现有技术相关的另外的缺点在于，所述方法往往要求用于放置设备的大面积。
因此，本发明的一个目的在于提供一种工艺方法，其在用于从LNG流去除氮的设备的设计上可以提供更大的灵活性。该更大的灵活性便于较廉价的过程设备的设计，从而降低与该工艺方法相关的投资费。本发明的另一个目的在于提供一种氮分离工艺方法，其能够低费用并能够通过省略现有技术方法所要求的某些设备来节省有价值的空间。
发明内容
本发明提供一种对被氮污染的LNG流进行脱氮的改进的工艺方法，在LNG流膨胀之前或之后将其进料给氮排除塔，使用热虹吸式再沸器，通过只局部蒸发一部分氮底部流体逆着该LNG流，对氮排除塔提供再沸腾。该工艺方法通过允许过程设计有更大的灵活性和省略对某些设备的需求，可以有经济效益。
本发明提供一种对液态天然气(LNG)进料流进行脱氮的工艺方法，其包括：
(a)将所述LNG进料流通过设置的用于膨胀所述LNG进料流的装置进行膨胀，并将所述LNG进料流在热虹吸式再沸器中进行冷却以形成冷却、膨胀的LNG流，其中所述膨胀是在所述冷却之前进行的，或者所述冷却是在所述膨胀之前进行的；
(b)将所述冷却、膨胀的LNG流导入氮排除塔，所述氮排除塔包括分馏段和贮液槽，以提供富氮的头顶蒸汽和减少氮的底部液体；
(c)将富氮的头顶蒸汽流从所述塔排出；
(d)将所述减少氮的底部液体的至少一部分从所述塔排出；
(e)通过将减少氮的底部液体的一部分流过步骤(a)的所述热虹吸式再沸器来将其至少局部蒸发，以形成局部蒸发流；以及
(f)将所述局部蒸发流在塔的一个位置注入所述塔中，以对所述塔提供沸腾，当所述热虹吸式再沸器是放置在所述塔的所述贮液槽的外部时，所述一个位置是位于步骤(e)的所述底部液体部分被排出之处的上方，或者当所述热虹吸式再沸器是放置在所述塔的所述贮液槽内时，所述一个位置是位于步骤(e)的所述底部液体部分进入所述热虹吸式再沸器之处的上方，并且，所述一个位置是位于接收步骤(b)的LNG进料流之处的下方。
根据本发明工艺方法的一种实施例，原始LNG流包含1％-10％氮，其余为甲烷及较重的烃，将所述原始LNG流在用于膨胀的装置中进行膨胀，并在热虹吸式再沸器中进行冷却。生成的原始LNG流被导入氮排除塔，其中，当液体落下所述塔时LNG的氮含量被减少。富氮的蒸汽流从塔顶部被排出，第一减少氮的液流从塔的底部被排出。所述减少氮的液流可以被回收作为LNG产品。
第二减少氮的液流也从塔的底部被排出。所述第二减少氮的液流被流过所述热虹吸式再沸器，从而冷却所述原始LNG流并且至少局部蒸发所述第二减少氮的液流。所述局部蒸发的第二减少氮的液流，在塔的排出减少氮的底部LNG流的高度的上方位置和导入原始LNG进料流的高度的下方位置被再注入所述塔中以对所述塔提供沸腾。
在本发明的工艺方法的一个可替换的实施例中，第一和第二减少氮的液流是从所述塔通过同一个导管一起被排出的，并且在被排出之后被分开。
在本发明的工艺方法的另一个可替换的实施例中，所述热虹吸式再沸器是被放置在所述塔的所述贮液槽的内部，使得只有一个减少氮的液流从所述塔被排出。
正如会明显地看到的那样，这些工艺方法的若干变型是落入本发明的范围之内的。在一个实施例中，初始的原始LNG流是在致密流体膨胀器中被膨胀的，所述致密流体膨胀器可以被放置在所述热虹吸式再沸器的上游或下游。阀也可以被紧接放置在氮排除塔的上游，使原始LNG流在被注入塔内时通过所述阀被节流。
本发明获得设计的灵活性和在LNG脱氮操作中的过程经济效益，这是因为其部分地通过使用热虹吸式再沸器，使流过所述热虹吸式再沸器的流是由输入流和输出流之间的密度差连同塔的液头一起来驱动，而不是仅仅由塔的液头来驱动，从而允许整个过程设计有更大的灵活性。本发明还允许流过所述再沸器的流体量的改变，其进一步增加过程灵活性。另外，根据本发明的工艺方法允许省略某些设备，包括收集盘、喷嘴及大的再沸器，这些是现有技术工艺方法所要求的，因此本发明能够获得节省费用和空间的附加效益。
正如在下面的说明中会澄清的那样，获得这种灵活性，同时可以除去过程设备并保持输出水平和能量要求，包含着引入小的热力无效。但是，本发明提供的灵活性和费用及空间的节省要大于对所述热力无效的补偿，特别是给出简易性及低费用，使热力无效得以补救。
术语“富氮的流”在这里是用来表示，当与初始进料流相比较时包含较高浓度的氮的流。
术语“减少氮的流”在这里是用来表示，当与初始进料流相比较时包含较低浓度的氮的流。
术语“下方”在这里是用来表示，在一个较小高度的位置，即，在较接近地面的位置。
术语“上方”在这里是用来表示，在一个较大高度的位置，即，在远离地面的位置。
附图说明
图1是一示意图，示出根据本发明一个实施例的一种用于从LNG流中去除氮的工艺方法；
图2是一示意图，示出根据本发明另一个实施例的一种用于从LNG流中去除氮的工艺方法；
图3是经修改的US-A-5421165的图1，其将介于热交换器和阀之间的(第二)透平除去(参见US-A-5421165中的说明和母案PCT申请PCT/FR92/00991；WO 93/08436的图1)。
具体实施方式
现参照图1来详细说明本发明的优选实施例。下述的各实施例并不打算限定本发明，本领域的技术人员应当理解，还有在权利要求范围内的其它许多实施例。
如图1中所示，高压LNG流100，典型地其压力为约700psia(4.8Mpa)，含有1至10mol％(克分子百分数)的氮，其余为甲烷及可能是较重的烃，将该高压LNG流100通过用于膨胀LNG流的装置102进行膨胀以生成低压LNG流104。所述的膨胀最好是以等熵方式进行的；所述用于膨胀LNG流的装置最好是致密流体膨胀器(dense fluidexpander)(还称为水轮机)，但也可以是一种阀或其它用于膨胀流体的已知装置。低压LNG流104在热虹吸式再沸器106中被冷却以生成冷却、膨胀的LNG流108。该冷却、膨胀的LNG流108然后通过阀109基本上被等焓膨胀并被注入氮排除塔(nitrogen rejection column)150。氮排除塔150最好是盘式塔，但可以是填充塔或其它适于进行分馏的物质传递装置。富氮的蒸汽流130从塔150的顶部被排出。此处可以理解，“富氮的”指的是包含比高压LNG流100具有的氮浓度更高的氮浓度，并且典型地包含多于30％的N2和少于70％的甲烷。
第一减少氮的液流110从塔150的底部被排出，并且可以作为产品流被回收。此处可以理解，“减少氮的”指的是包含比高压LNG流100具有的氮浓度更低的氮浓度。第二减少氮的液流，再沸器流112也从塔150的底部被排出。再沸器流112的流率典型地是在液流110的流率的15％和100％之间。再沸器流112在热虹吸式再沸器106中至少被局部蒸发以生成局部蒸发的再沸器流114，该至少被局部蒸发的再沸器流114然后被注入塔150的底部，在盘式塔的情况下是在最低层塔盘的下方被注入，而在填充塔的情况下是在填充物料的下方被注入，以便提供沸腾。在设计阶段，再沸器流112的流率可按需要被调节，以提供不同的再循环率(即，出口液流对蒸汽流之比)。
在一个可替换的实施例中，用于膨胀LNG流102的装置可以被放置在热虹吸式再沸器106的下游。按此方式，高压LNG流100，当其在用于膨胀LNG流102的装置中进行膨胀之前，在热虹吸式再沸器106中被冷却。
在另一个可替换的实施例中，减少氮的液流110和再沸器流112可以从塔150的底部，通过单一管道作为单一流被排出。按照此实施例，减少氮的液流110其后会从联合流中被分离，并可选择性的作为产品流被回收。剩下的流是再沸器流112，其会如前所述通过热虹吸式再沸器被处理。
在上述的各实施例中，阀109是任意的，在可替换的实施例中，冷却的LNG流108可被直接注入氮排除塔150。其中不存在阀109，用于膨胀LNG流102的装置最好是一种双相致密流体膨胀器。
提供了特别优选的实施例，其中，原始LNG流100在致密流体膨胀器102中基本上被等熵膨胀并在热虹吸式再沸器106中被冷却。该冷却、膨胀的LNG流108通过阀109基本上被等焓膨胀并被注入氮排除塔150。在该塔内，升起的蒸汽将氮从落下的液体中汽提，富氮的蒸汽流130从塔150的顶部被排出。减少氮的液流110从塔150的底部被排出，并且可以作为产品流被回收。再沸器流112也从塔150的底部被排出。再沸器流112在热虹吸式再沸器106中至少被局部蒸发以生成局部蒸发的再沸器流114，该至少被局部蒸发的再沸器流114然后被注入塔150的底部，在盘式塔的情况下是在最低层塔盘的下方被注入，而在填充塔的情况下是在填充物料的下方被注入，以便提供沸腾。在设计阶段，再沸器106的再循环率最好是至少为4。
该局部蒸发的再沸器流114的液体部分在其再注入塔150内时与来自塔的最低级的液体混合，使减少氮的液流110不仅仅是来自该氮排除塔150的液体，或来自该热虹吸式再沸器106的液体，而是二者的混合。与将液流混合来提供排出的减少氮的液流110相关联，存在有热力损失。但是，这可以通过对氮排除塔150增加一级或多级来简单及廉价地进行补偿。
热虹吸式再沸器的再循环率可以是由热交换器的几何条件确定的任何希望的速率，因此，再沸器流112的流率与减少氮的液流110的流率之比能够灵活地被限定，并且可以容易地使特定的工艺方法最佳化。
图2中示出另一个实施例。如图1中所示，高压LNG流100通过用于膨胀LNG流100的装置102进行膨胀以生成低压LNG流104。该低压LNG流104在热虹吸式再沸器106中被冷却以生成冷却、膨胀的LNG流108。该冷却、膨胀的LNG流108然后通过阀109基本上被等焓膨胀并被注入氮排除塔150。但是，在本实施例中，该热虹吸式再沸器106是被放在塔150的贮液槽内，使该再沸器106的顶部是位于液体的高度的上方。在该贮液槽内的液体借助再沸器106内建立的压力梯度流过该热虹吸式再沸器106，该压力梯度以一个由再循环率限定的比例强制液体进入再沸器106的底部并且将液体和蒸汽从再沸器106的顶部挤出。这种取向消除了将再沸器流从塔150排出和将再沸器流再注入塔150的需要。
富氮的蒸汽流130从塔150的顶部被排出。减少氮的液流110从塔150的底部被排出，并且可以作为产品被回收。如同上面所述的实施例，在设计阶段，再循环率可被调节至任何数值，以提供希望的沸腾量。
本发明通过在现有技术的那些工艺方法中实施不同的液压过程，提供了对LNG脱氮工艺方法的适应性和灵活性的显著改善。通过允许热虹吸式再沸器106来帮助驱动再沸器流112/114的流而不是仅仅依靠塔头，并且通过允许在选择设计的再循环率方面的变化性，可以实现更大的设计灵活性。该灵活性能够导致在小的热力损失的可补救费用方面的较小的投资支出。例如，通过改变再循环率(从而改变流过再沸器的液流)，与工艺方法相关联的再沸器及管道要求能够被调节，使投资费用减至最小。采用对LNG流脱氮的热虹吸式再沸器还能够导致改善整个工艺过程的可控制性。
在本发明的内热虹吸式和外热虹吸式的工艺方法中，不需要设在塔的分馏段下方的集液盘，其会要求流出该盘的所有的液体流过再沸器。另外，当采用本发明的内热虹吸式的工艺方法时，要求的用于排出再循环流的各喷嘴也可以省去。并且，通过将热虹吸式再沸器放置在塔的内部，可以节省有价值的空间，这是因为不再需要把塔外部的空间用在再沸器及其相连的管道。当采用外热虹吸式再沸器时，仍然可以节省空间，这是因为与其它的再沸器类型相比时，本发明要求简单化的管道，较小的热传递表面积以及与热虹吸式再沸器相关联的较小的轨迹(footprint)。
各种实例
实例1
为了更详细地论证本发明与现有技术之间的某些重要的区别，使用ASPEN过程模拟器，进行整个天然气液化过程的运转，对本发明的两个实施例(“本工艺方法”)和US-A-5421165中公开的工艺方法进行比较。比较的基础是同样的LNG产品和满足的燃料平衡(驱动用于驱动工艺过程的燃气轮机所要求的LNG产品闪煮量)。用于本实例的相应参考号涉及前面所述的图1及US-A-5421165(见其中的图1)。
本工艺方法
A.再循环率：2.9
参照图1，随着在致密流体膨胀器102内的膨胀，低压LNG流104，其流率为125,470lbmol/h(56，912kgmol/h)，其压力为71.78psia(494.9kPa)，其温度为-242.9℉(-152.7℃)，并包含2.96％N2，95.47％甲烷，1.10％C2烃及0.47％较重的烃，该低压LNG流104在热虹吸式再沸器106中被冷却以生成温度为-252.5℉(-158.1℃)、压力为64.52psia(444.8kPa)的冷却、膨胀的LNG流108。冷却、膨胀的LNG流108通过阀109被节流并被注入包括6个塔盘、压力为18psia(124kPa)的氮排除塔150。头上的蒸汽流130从塔150的顶部被排出，蒸汽流130的流率为8,141lbmol/h(3,692kgmol/h)，并包含31.06％N2，68.94％甲烷及微量的较重的烃，其压力为18psia(124kPa)，温度为-261.9℉(-163.3℃)。底部的液流110从塔150的底部被排出，其流率为117,329lbmol/h(53,220kgmol/h)，其压力为19.45psia(134.1kPa)，其温度为-256.8℉(-160.4℃)，并且包含1.01％N2，97.31％甲烷，1.17％C2烃及0.51％较重的烃。再沸器流112从塔150的底部被排出，其流率为17,704lbmol/h(8,030kgmol/h)，其温度为-256.8℉(-160.4℃)，其压力为19.74psia(136.1kPa)，并且包含1.01％N2，97.31％甲烷，1.17％C2烃及0.51％较重的烃。再沸器流112被流过热虹吸式再沸器106，在该处至少被局部蒸发以生成局部蒸发的再沸器流114，其温度为-252.7℉(-158.2℃)，其压力为19.45psia(134.1kPa)，并具有25.3％的蒸汽馏分，被注入塔150的底部。此液化过程要求大致为229MW的能量。
B.再循环率：26.0
参照图1，随着在致密流体膨胀器102内的膨胀，低压LNG流104，其流率为125,474lbmol/h(56,914kgmol/h)，其压力为71.84psia(495.3kPa)，其温度为-242.9℉(-152.7℃)，并包含2.96％N2，95.47％甲烷，1.10％C2烃及0.47％较重的烃，该低压LNG流104在热虹吸式再沸器106中被冷却以生成温度为-253.15℉(-158.4℃)、压力为64.59psia(445.3kPa)的冷却、膨胀的LNG流108。冷却、膨胀的LNG流108通过阀109被节流并被注入包括6个塔盘、压力为18psia(124kPa)的氮排除塔150。头上的蒸汽流130从塔150的顶部被排出，蒸汽流130的流率为8,121lbmol/h(3，684kgmol/h)，并包含31.54％N2，68.46％甲烷及微量的较重的烃，其压力为18psia(124kPa)，温度为-261.9℉(-163.3℃)。底部的液流110从塔150的底部被排出，其流率为117,353lbmol/h(53,230kgmol/h)，其压力为19.45psia(134.1kPa)，其温度为-256.7℉(-160.4℃)，并且包含0.98％N2，97.34％甲烷，1.17％C2烃及0.51％较重的烃。再沸器流112从塔150的底部被排出，其流率为117,353lbmol/h(53,230kgmol/h)，其温度为-256.7℉(-160.4℃)，其压力为19.74psia(136.1kPa)，并且包含0.98％N2，97.34％甲烷，1.17％C2烃及0.51％较重的烃。再沸器流112被流过热虹吸式再沸器106，在该处至少被局部蒸发以生成局部蒸发的再沸器流114，其温度为-254.8℉(-159.3℃)，其压力为19.45psia(134.1kPa)，并具有3.7％的蒸汽馏分，被注入塔150的底部。此液化过程也要求大致为229MW的能量。
现有技术工艺方法
参照本图3(US-A-5421165的图1)，随着在透平21内的膨胀，半减压LNG流22，其流率为125,451lbmol/h(56,904kgmol/h)，其压力为71.70psia(494.8kPa)，其温度为-242.9℉(-152.7℃)，并包含2.96％N2，95.47％甲烷，1.10％C2烃及0.47％较重的烃，该半减压LNG流22在间接热交换器2中被冷却至温度为-252.6℉(-158.1℃)、压力为64.50psia(444.7kPa)。冷却、膨胀的LNG流108通过阀3被节流并被注入包括6个塔盘、压力为18psia(124kPa)的脱氮塔5。头上的蒸汽流10从塔5的顶部被排出，蒸汽流10的流率为8,122lbmol/h(3,684kgmol/h)，并包含31.17％N2，68.4683％甲烷及微量的较重的烃，其压力为18psia(124kPa)，温度为-261.9℉(-163.3℃)。底部的液流11从塔5被排出，其流率为117,329lbmol/h(53,220kgmol/h)，其压力为19.45psia(134.1kPa)，其温度为-256.8℉(-160.4℃)，并且包含1.01％N2，97.32％甲烷，1.17％C2烃及0.50％较重的烃。第一LNG馏分6从塔的最低塔盘被排出，其流率为121,047lbmol/h(54,906kgmol/h)，其温度为-259.7F(-162.1C)，其压力为19.74psia(136.1kPa)，并且包含1.56％N2，96.81％甲烷，1.14％C2烃及0.49％较重的烃。该第一馏分6被流过间接热交换器2，以生成流7，其温度为-256.8℉(-160.4℃)，其压力为19.45psia(134.1kPa)，并具有3.1％的蒸汽馏分。流7被返回塔5的最低塔盘的下面以提供沸腾。此液化过程也要求大致为229MW的能量。
表1列出再循环率为2.9的本工艺方法和现有技术工艺方法的各相应流的数据，以便更清楚地示出所述比较。首先指出，相应的进料流104和22，相应的产品流110和11以及产品流130和10，在所有的有关特性方面是大体上相同的。进料流和产品流的等效性使得可以进行上述两种工艺方法的有价值的比较。
如表1中所表明的，该两种工艺方法之间的显著区别在于：本工艺方法的再沸器流112的流率为17,704lbmol/h(8,030kgmol/h)，其仅仅是US-A-5421165的工艺方法的再沸器流6的流率的121,047lbmol/h(54,906kgmol/h)的14.6％。这一区别可归因于以下的事实：US-A-5421165的工艺方法要求流出塔盘的整个液体要流过再沸器热交换器进行再循环，而本工艺方法可以设计成在不同的再循环率下运行，使达到希望的分离所需要的流量最佳化，从而只要使生产要求的产品所需要的底部液体的量进行再循环。该两种工艺方法之间的其它值得指出的区别在于：对于流过再沸器的全部流体流来说，本工艺方法要显著小于US-A-5421165的工艺方法，因为在各再沸器中同量的热被传递，在本工艺方法中，更大百分比的再沸器流被蒸发，25.3％对3.1％。因此，实际上返回塔的用于沸腾的蒸汽量，本工艺方法(4479lbmol/h(2,032kgmol/h))比US-A-5421165的工艺方法(3752lbmol/h(1,702kgmol/h))更大。
表1-本工艺方法(再循环率＝2.9)与US-A-5421165工艺方法的比较
Figure GPA00001143603200121
表2列出再循环率为26.0的本工艺方法和现有技术工艺方法的各相应流的数据，以便更清楚地示出上述比较。同样地，相应的进料流104和22，相应的产品流110和11以及产品流130和10，在所有的有关特性方面是大体上相同的。进料流和产品流的等效性使得那个能够进行上述两种工艺方法的有价值的比较。
如表2中所表明的，改变再循环率可以使再循环通过热虹吸式再沸器106的流体量有很大变化，同时保持等量回收。通过再沸器的总的流体(流112和6)在该比较(117,353lbmol/h(53,230kgmol/h)与121,047lbmol/h(54,906kgmol/h))中是更为接近，按照在再沸器中蒸发的流体的百分比的原来样子(3.7％和3.1％)。这样，本工艺方法不仅当实施优选的低再循环流率时，而且在与现有技术相似的流率的条件下，具有达到等效分离的灵活性。
表2-本工艺方法(再循环率＝26.0)与US-A-5421165工艺方法的比较
Figure GPA00001143603200131
尽管本发明已经参照某些实施例详细地进行说明，本领域技术人员会理解，还有其它的在权利要求的范围内的实施例。

Claims (11)

1.一种对液态天然气(LNG)进料流进行脱氮的工艺方法，包括：
(a)将所述LNG进料流通过设置的用于膨胀所述LNG进料流的装置进行膨胀，并将所述LNG进料流在热虹吸式再沸器中进行冷却以形成冷却、膨胀的LNG流，其中所述膨胀是在所述冷却之前进行的，或者所述冷却是在所述膨胀之前进行的；
(b)将所述冷却、膨胀的LNG流导入氮排除塔，所述氮排除塔包括分馏段和贮液槽，以提供富氮的头上蒸汽和减少氮的底部液体；
(c)将富氮的头上蒸汽流从所述塔排出；
(d)将所述减少氮的底部液体的至少一部分从所述塔排出；
(e)通过将减少氮的底部液体的一部分流过步骤(a)的所述热虹吸式再沸器来将其至少局部蒸发，以形成局部蒸发流；以及
(f)将所述局部蒸发流在塔的一个位置注入所述塔中，以对所述塔提供沸腾，当所述热虹吸式再沸器是放置在所述塔的所述贮液槽的外部时，所述一个位置是位于步骤(e)的所述底部液体部分被排出之处的上方，或者当所述热虹吸式再沸器是放置在所述塔的所述贮液槽内时，所述一个位置是位于步骤(e)的所述底部液体部分进入所述热虹吸式再沸器之处的上方，并且，所述一个位置是位于接收步骤(b)的LNG进料流之处的下方。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其中，所述热虹吸式再沸器是放置在所述塔的所述贮液槽的外部，步骤(e)的所述减少氮的底部液体部分是在步骤(d)的所述减少氮的底部液体已经从所述塔被排出之后从步骤(d)的所述减少氮的底部液体分出的。
3.根据权利要求1所述的工艺方法，其中，所述热虹吸式再沸器是放置在所述塔的所述贮液槽的外部，步骤(e)的所述减少氮的底部液体部分是从所述塔与步骤(d)的所述减少氮的底部液体分别地排出的。
4.根据权利要求1所述的工艺方法，其中，所述热虹吸式再沸器是位于所述塔的所述贮液槽的内部。
5.根据前面权利要求中任一项所述的工艺方法，其中，设置的用于膨胀所述LNG进料流的所述装置是致密流体膨胀器。
6.根据前面权利要求中任一项所述的工艺方法，其中，不送进所述热虹吸式再沸器的所述减少氮的底部液体被收集作为LNG产品。
7.根据前面权利要求中任一项所述的工艺方法，其中，还包括在将步骤(a)的所述冷却、膨胀的LNG流导入所述氮排除塔之前将所述冷却、膨胀的LNG流通过阀进行节流。
8.根据前面权利要求中任一项所述的工艺方法，其中，步骤(a)的所述膨胀是在步骤(a)的所述冷却之前进行的。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的工艺方法，其中，步骤(a)的所述冷却是在步骤(a)的所述膨胀之前进行的。
10.根据前面权利要求中任一项所述的工艺方法，其中，设置的用于膨胀所述LNG进料流的所述装置是致密流体膨胀器。
11.根据前面权利要求中任一项所述的工艺方法，其中，所述LNG进料流包含1-10mol％氮。
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