CN111433329A - 天然气处理装置以及天然气处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供下述技术，即：用于在天然气的供给量减少的情况下，也稳定地进行天然气所含有的杂质的除去。天然气处理装置中，在天然气的液化前进行杂质除去处理，接下来进行烃分离工序25，使分离后的甲烷的一部分回收再利用于杂质除去设备群20的入口侧。因此，当井口的天然气的产出量变少而天然气的供给量变少时，也可使供给至杂质除去设备群20的气体的量增加。因此，可抑制伴随杂质除去处理群20中的被处理气体的减少的、处理效率的降低。

Description

天然气处理装置以及天然气处理方法
技术领域
本发明涉及一种进行天然气的处理的天然气处理装置。
背景技术
在用于对从井口产出的烃气体即天然气进行处理的天然气处理装置中，设有进行从液化前的天然气中除去各种杂质的预处理的预处理设备、及将预处理后的天然气液化而获得液化天然气(Liquidized Natural Gas，LNG)的液化设备。预处理设备中，为了防止冷却至-150℃以下的天然气在液化设备内的堵塞等，除了进行水分或二氧化碳的除去以外，还进行硫化氢的除去等杂质除去。
作为预处理设备的示例，在专利文献1中记载了吸收设备和吸附设备，所述吸收设备在由天然气或煤层气体(Coal seam gas，CSG)生成液化天然气(LNG)时，使液化前的天然气与N-甲基二乙醇胺(Methyldiethanolamine，MDEA)接触，将硫化氢或二氧化碳吸收除去，所述吸附设备使天然气在包括分子筛(吸附剂)容器的脱水设备(吸附塔)中流通，吸附除去水分等。
此外，在天然气田中，从开发到枯竭为止的气体的产出量在天然气开始产出后逐渐上升，以产出量高的状态进入稳定的期间(平台(plateau)期)。然后，继平台期之后进入产出量逐渐减少的减退期，最终天然气的产出结束。
伴随此种天然气的产出量的经过变化，在天然气处理装置中，供给至各设备的天然气的供给量变化。另一方面，包含所述吸收设备或吸附设备的除去杂质的预处理设备设计为：通常在对平台期的供给量的天然气进行处理时，处理效率变高。因此，存在下述问题，即：若进入产出量逐渐减少的减退期，则处理效率劣化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特表2010-532796号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是在所述背景下完成，在于提供一种用于在天然气的供给量减少的情况下，也稳定地进行天然气所含有的杂质的除去的技术。
解决问题的技术手段
本发明的天然气处理装置包括：杂质除去设备群，包括从使用吸附剂将天然气所含的杂质吸附除去的吸附设备、和使天然气与吸收液接触而将天然气所含的杂质除去的吸收设备中选择至少一个的预处理设备，将经由供给管线供给的天然气所含的杂质除去；
蒸馏设备，将由所述杂质除去设备群进行了处理的天然气蒸馏分离为甲烷与碳数2以上的重质烃，并经由送气管线将所述甲烷进行送气；
回收再利用气体管线，将所述送气的甲烷的一部分进行分流，与从所述供给管线供给至杂质除去设备群的天然气合流。
所述天然气处理装置也可包括以下的特征。
(a)所述天然气处理装置包括：液化设备，用于将从所述蒸馏设备送气的甲烷液化。
(b)所述蒸馏设备对通过使所述天然气减压膨胀而使温度降低所得的气液混合体进行所述蒸馏分离，
所述送气管线包括将所述甲烷升压的压缩机，所述回收再利用气体管线设于从所述压缩机的出口侧将所述甲烷的一部分进行分流的位置。
(c)所述天然气处理装置包括：气液分离设备，将作为供给至所述杂质除去设备群前的天然气所含的液体成分的冷凝液分离后，经由所述供给管线将所述冷凝液分离后的天然气供给至所述杂质除去设备群；
蒸汽压调整设备，经由冷凝液供给管线而被供给所述冷凝液，将所述冷凝液所含的轻质烃进行蒸馏分离，调整冷凝液的蒸汽压；以及
冷凝液回收再利用管线，将由所述蒸汽压调整设备分离轻质烃后的冷凝液的一部分进行分流，与从所述冷凝液供给管线供给至蒸汽压调整节设备的冷凝液合流。
(d)所述冷凝液回收再利用管线装卸自如地设于从所述蒸汽压调整节设备提取冷凝液的冷凝液提取管线与所述冷凝液供给管线之间。
(e)所述杂质除去设备群及所述蒸馏设备设于漂浮在洋上的浮体上。
(f)在所述浮体上，设有用于将从所述蒸馏设备送气的甲烷液化的液化设备。
发明的效果
本发明在对天然气进行处理时，在天然气的液化前利用多个预处理设备进行杂质除去处理，接下来分离为甲烷与重质烃，使分离后的甲烷的一部分回收再利用于杂质除去处理的入口侧。因此，在天然气的处理量变少时也可维持各预处理设备中的天然气的处理量，进行效率良好且稳定的处理。
附图说明
图1为表示利用天然气处理装置实施的各种处理工序的工序图。
图2为设于所述天然气处理装置的烃分离设备的构成图。
图3为设于所述天然气处理装置的冷凝液的蒸汽压调整设备的构成图。
具体实施方式
首先，一面参照图1一面对本例的天然气处理装置中的天然气的处理流程进行说明。本例的天然气处理装置构成为将天然气(各图中也记作NG)所含的甲烷分离并液化的天然气液化装置。
由本例的天然气液化装置进行处理的NG中，至少含有硫化氢或二氧化碳，还含有水分、水银或氧。
如图1所示，对于天然气，在气液分离工序21中分离天然气中所含的液体后，作为液化前的预处理而进行杂质的除去。分离了液体的天然气首先在酸性气体除去工序22中，进行二氧化碳或硫化氢等(有时将它们统称为“酸性气体”)的除去。酸性气体除去工序22的设备例如包含吸收设备，此吸收设备包括使吸收酸性气体的吸收液与天然气对流接触的吸收塔，将作为可能在液化时在LNG中固化的酸性气体的二氧化碳或硫化氢从天然气向吸收液吸收、除去。
由酸性气体除去工序22进行了处理的天然气进一步在水分除去工序23中除去水分。进而，由水分除去工序23进行了处理的天然气在水银除去工序24中除去水银。
进行这些水分除去工序23、水银除去工序24的设备例如分别包括吸附塔，所述吸附塔为填充有吸附水分的吸附剂、吸附水银的水银吸附剂的吸附设备。这些吸附塔借由使天然气通过吸附塔，从而使天然气通过填充于吸附塔内的吸附剂之间的间隙，使天然气与吸附剂接触。此时，天然气与吸附剂接触，由此作为吸附对象物的水或水银被吸附剂吸附，天然气中的水或水银被除去。所述水银除去工序24也可置于酸性气体除去工序22的前段。将包含进行这些酸性气体除去工序22、水分除去工序23及水银除去工序24的预处理设备的设备群称为杂质除去设备群20。
接下来，除去了杂质的天然气在烃分离工序25中被分离为甲烷与碳数2以上的重质烃。烃分离工序中，例如使用蒸馏设备(甲烷馏除器(demethanizer))。关于含有甲烷馏除器的烃分离设备的详细说明，将在下文叙述。
由烃分离工序25分离的甲烷在液化工序26中被液化而成为液化天然气(LNG)。对于LNG，随后进行通过使LNG的一部分气化(末端闪蒸)从而进行LNG的温度调整的末端闪蒸气体工序27、储存LNG的工序28等工序，例如向LNG油轮出货。
而且，由气液分离工序21从天然气进行气液分离而得的液体成分(冷凝液)的一部分在进行除去轻质烃的蒸汽压调整工序31后，作为冷凝液而储存32、出货。进而，从经气液分离的冷凝液中将含有水分的不冻液进行相分离，对所述不冻液实施不冻液再生处理30。关于不冻液，可使用单乙二醇(MEG)等，再生的不冻液再供给至天然气的井口。而且，对于末端闪蒸气体或在LNG储存工序28中从LNG蒸发的蒸发气体(Boil Off Gas，BOG)，进行升压处理29而主要用作燃烧气体，在产生剩余的情况下，剩余气体也可通过回到液化工序26的前段从而再次液化。
而且，本实施方式包括：回收再利用气体管线10，使经烃分离工序25分离的甲烷回到向酸性气体除去工序22供给天然气的供给管线100，与从气液分离工序21侧供给的天然气合流。关于回收再利用气体管线10，与进行烃分离工序25的设备的说明一起进行说明。
接下来，对所述天然气处理装置所包含且实施烃分离工序25的烃分离设备进行说明。
图2为构成天然气处理装置的烃分离设备的构成例。烃分离设备包括：天然气供给管线101，供给经水银除去工序24进行了处理的天然气；冷箱(cold box)11、冷箱12，将从天然气供给管线101供给的天然气冷却；进料分离器(feed separator)13，进行经冷箱11、冷箱12冷却而一部分液化的天然气的气液分离；以及甲烷馏除器17，进行天然气的蒸馏，分离为甲烷与碳数2以上的重质烃。
从天然气供给管线101供给的天然气由冷箱11、冷箱12冷却，并由进料分离器13进行气液分离。接下来，气体成分内的一部分由膨胀器(expander)14进行减压膨胀，作为-50℃～-80℃的气液混合体而供给至甲烷馏除器17。图2中的15为焦耳-汤姆逊(Joule-Thomson，JT)阀15。而且，由进料分离器13进行了气液分离的天然气中的剩余的气体成分由冷箱16冷却后，由减压阀104进行减压膨胀，作为-70℃～-100℃的气液混合体而供给至甲烷馏除器17。由进料分离器13进行气液分离而得的液体成分在用作冷箱12的冷媒后，供给至甲烷馏除器17。
另外，甲烷馏除器17通过将所供给的天然气的气液混合体蒸馏而将甲烷分离，经由设于塔顶部的送气管线105而排出。而且，使较乙烷更为重质的重质烃(C2+)从塔底部流出。此外，图2中的符号171表示再沸器。
而且，本实施方式的烃分离设备将从甲烷馏除器17排出的甲烷、或由进料分离器13分离的天然气中的液体成分用作冷箱11、冷箱12的冷媒。即，本实施方式的甲烷馏除器17构成为自冷媒型的蒸馏设备。
另外，从甲烷馏除器17流出的甲烷用作冷箱11的冷媒，由压缩机311、增压压缩机(booster compressor)312升压，进而由空气冷却器320冷却后，向进行液化工序26的设备送气。
在送气管线105中的压缩机311的下游侧，连接着回收再利用气体管线10的一端。回收再利用气体管线10的另一端侧如图1所示那样，连接于杂质除去设备群20的入口侧，本例中，连接于酸性气体除去工序22的入口侧的供给管线100。此外，如图2所示，也可在回收再利用气体管线10设有压力调节阀V10。
此处，对天然气田的开发到枯竭之间的产出量的变化、及伴随产出量的变化的对天然气处理装置的影响进行说明。如上文所述，天然气田中，开始从气体田产出天然气后，产出量逐渐增加，不久成为维持高产出量的状态的期间(平台期)。进而，经年累月而最终进入天然气的产出量逐渐降低的减退期。
如此，天然气的产出量根据从井口的开发起的经过时间而变化。另一方面，天然气处理装置的各设备中，例如进行液化工序26的液化设备或其后的工序27、工序28中，即便天然气的供给量变化，也几乎不影响处理效率。换言之，例如在减退期中，即便处理量降低，进行每单位重量的甲烷气体的液化、LNG的末端闪蒸或储存所需要的能量也不会产生大的变化。
另一方面，在杂质除去设备群20侧，如上文所述那样，在酸性气体除去工序22中使用吸收塔，在水分除去工序23及水银除去工序24中使用吸附塔。
例如，酸性气体除去工序22的吸收塔中，若供给的天然气的量少于设计流量，则吸收液量也与天然气量相应地降低，从而导致蒸汽负荷、液负荷均低于适当运转区域，吸收液与天然气无法充分接触，吸收塔无法发挥规定性能，结果导致有时吸收塔难以持续运转。
而且，若供给至水分除去工序23及水银除去工序24的吸附塔的天然气的量少于适于运转的变动范围，则有时产生偏流(沟流)，即：供给至吸附塔的天然气仅通过所填充的吸附剂中相对较容易通过的部位。若产生此种沟流，则天然气仅与所填充的吸附剂中的一部分接触，气体中所含的被吸附成分(水分或水银)的吸附效率变差。而且，若恒常地进行产生沟流那样的低流量的运转，则有时短路路径固定化。其结果为，即便天然气流量回到适当流量，天然气也不与吸附材料整体进行均匀的接触，而是优选在短路路径流动，由此不仅吸附效率变差，而且仅短路路径附近部分的吸附材料有助于吸附，因而可能导致吸附材料的寿命与以吸附材料整体为前提的设计寿命相比变得极短。
进而，烃分离工序25的甲烷馏除器17为蒸馏塔，在蒸馏塔中，也是若供给的气体的量变少，则蒸汽负荷、液负荷与此相应地变小，因而蒸馏效率降低。而且，当甲烷馏除器为通过将由膨胀器14生成的冷热导入冷箱11、冷箱12、冷箱16从而对所供给的天然气进行自冷却，将重质烃分离的过程，因而若供给的气体量减少，则由膨胀器14所得的冷热也减少，由此重质烃的分离效率降低。
如以上所例示那样，伴随来自井口的天然气的供给量低于设计流量的影响主要在杂质除去设备群20或作为烃分离工序25的蒸馏设备的甲烷馏除器17中变得明显。
关于所述方面，优选在设计天然气处理装置内的各设备时，设计成在产出量多且较产出开始期或的减退期更长的平台期可进行有效率的处理。因此，在天然气处理装置的各处理设备中，大多情况下基于平台期的天然气的供给流量来设定各设备中的天然气的设计流量。
但是，中小型的气体田也有时平台期相对较短，在几年～10年左右的短的期间进入减退期。因此，有时天然气处理装置发挥设计流量那样的性能的期间变短，生产效率变差。
因此，本实施方式的天然气处理装置中，在井口的气体田进入减退期而天然气的供给量减少时，经由回收再利用气体管线10将甲烷气体的一部分回收再利用于杂质除去设备群20的入口侧。例如，若成为经由供给管线100供给至酸性气体除去工序22的天然气的供给流量低于预先设定的流量的状态，则将回收再利用气体管线10设为在线的状态。另外，利用图2所示的调节阀V10来调整甲烷气体的回收再利用量，使供给至酸性气体除去工序22的天然气的供给流量成为例如与平台期相同程度。
根据所述构成，在杂质除去设备群20的入口侧，从井口侧供给的天然气与从甲烷馏除器17排出的甲烷气体的一部分合流后，供给至杂质除去设备群20。其结果为，例如对酸性气体除去工序22内的吸收塔以与平台期同样的流量供给天然气。
通过所述甲烷气体的回收再利用，可将供给至杂质除去设备群20及烃分离设备的天然气的供给流量、即在各设备内流动的天然气的流量维持于与平台期相同程度。
其结果为，可在酸性气体除去工序22内的吸收塔中将由天然气的流量的不足所致的蒸汽负荷保持于可运转的流量，可有效率地维持可吸收酸性气体的状态。
而且，在后段的水分除去工序23、水银除去工序24内的各吸附塔中，也可抑制由天然气的流量的不足所致的沟道的产生，有效率地维持可吸附水分或水银的状态。
进而，在烃分离设备内的甲烷馏除器(蒸馏设备)17中，也可抑制由经液化的天然气的供给流量的不足所致的冷热生成量的减少、蒸馏塔内的蒸汽负荷的降低，有效率地进行甲烷气体的蒸馏分离。
另外，即便减退期中的天然气的产出量不断降低，天然气的供给量进一步减少，也可通过增加回收再利用的甲烷气体，从而维持供给至杂质除去设备群20及烃分离设备的天然气的流量。
此外，甲烷气体的回收再利用量不限定于下述情况，即：调整为可将杂质除去设备群20的入口侧的压力维持于与平台期相同程度的量。例如，也可考虑回收再利用气体管线10的可送气化流量，以所述压力维持于平台期的80％以上的值的方式设定等，设定与设备能力等相应的适当的值。
而且，通过将回收再利用气体管线10连接于甲烷气体的送气管线105中的压缩机312的下游侧，从而可将高压的甲烷气体回收再利用。其结果为，杂质除去设备群20的入口侧的流量调整变得容易，并且可实现升压所需的压缩机设备的减少。
根据所述实施方式，在天然气液化装置中，在天然气的液化前进行杂质除去处理，接下来进行烃分离工序25，使分离后的甲烷的一部分回收再利用于杂质除去设备群20的入口侧。因此，在井口的天然气的产出量变少而天然气的供给量变少时，也可将供给至杂质除去设备群20的天然气的量维持于与平台期相同程度。因此，可在设于杂质除去设备群20内的预处理设备(酸性气体的吸收塔或水分、水银的吸附塔)、设于烃分离设备内的甲烷馏除器17中，抑制伴随天然气的供给量的减少的、处理效率的降低，进行稳定的处理。
接下来，对将回收再利用管线设于进行冷凝液的蒸汽压调整工序31的设备的实施方式进行说明。
如图3所示，进行蒸汽压调整工序31的设备包括冷凝液用的蒸馏塔(稳定塔(stabilizer))131，经由冷凝液供给管线106而被供给上文所述的气液分离工序21中经分离的冷凝液。
而且，在稳定塔131的塔顶部，连接用于提取通过冷凝液的蒸馏而分离的轻质气体的提取管线108，所提取的轻质气体例如由压缩机41压缩后，与通往酸性气体除去工序22的供给管线100合流。
进而，在稳定塔131的塔底部，连接用于提取蓄积在塔底的分离了轻质气体的冷凝液的冷凝液提取管线107，所提取的冷凝液排出至冷凝液储存工序32。此外，设于冷凝液提取管线107的符号43表示冷却器。
而且，分支线109从冷凝液提取管线107分支。在分支线109插设有再沸器42，将所提取的含有重质成分的冷凝液加热而使其回到稳定塔131。
在冷凝液提取管线107中的冷却器43的下游侧，连接冷凝液回收再利用管线110的一端，所述冷凝液回收再利用管线110的另一端侧连接于冷凝液供给管线106。此外，图3中的符号44表示泵。
蒸汽压调整工序31中，也是若伴随来自井口的天然气的产出量减少而对稳定塔131的冷凝液的供给量变少，则液负荷变小而处理效率降低。因此，通过经由冷凝液回收再利用管线110使含有重质成分的冷凝液回到入口侧，从而可将对稳定塔131的冷凝液的供给量维持于与平台期相同程度。由此，在进入减退期而井口的天然气的产出量变少时，也可在稳定塔131中，抑制由冷凝液的量的减少所致的、处理效率的降低。
而且，当来自井口的天然气的供给量充分多时，无需使用冷凝液回收再利用管线110。
因此，也可对冷凝液供给管线106及冷凝液提取管线107装卸自如地设置冷凝液回收再利用管线110。根据所述构成，可在进入井口的天然气的产出量降低的减退期时，安装冷凝液回收再利用管线110。此外，为了迅速地进行稳定塔131的起动，也可从建设最初开始设置。
此外，图2所示的上文所述的甲烷气体用的回收再利用气体管线10为大径且牵引距离也长，因而难以装卸自如地构成。因此，可例示下述情况，即：在天然气液化装置的建设时预先设置，并根据天然气的产出量降低的时机(timing)而开始使用。
所述各实施方式不限定于适用于包括天然气的液化设备的天然气液化装置的情况。例如，在将由烃分离工序25所得的甲烷气体保持为气体状态而直接进行管线出货的天然气处理装置中，也可设置将所述甲烷气体的一部分回收再利用于杂质除去设备群20的入口侧的回收再利用气体管线10。
而且，近年来正推进海底的中小气体田的开发，但包括回收再利用气体管线10的天然气处理装置也可设于漂浮在洋上的浮体上。
符号的说明
10：供给管线
17：甲烷馏除器
22：酸性气体除去工序
23：水分除去工序
24：水银除去工序
25：烃除去工序
26：液化工序
31：蒸汽压调整工序
100：回收再利用气体管线
101：预处理设备
102：液化设备
131：冷凝液用蒸馏塔
311：压缩机

Claims (8)

1.一种天然气处理装置，其特征在于包括：
杂质除去设备群，包括从使用吸附剂将天然气所含的杂质吸附除去的吸附设备、和使天然气与吸收液接触而将天然气所含的杂质除去的吸收设备中选择至少一个的预处理设备，将经由供给管线供给的天然气所含的杂质除去；
蒸馏设备，将由所述杂质除去设备群进行了处理的天然气蒸馏分离为甲烷与碳数2以上的重质烃，并经由送气管线将所述甲烷送气；以及
回收再利用气体管线，对经送气的所述甲烷的一部分进行分流，使其与从所述供给管线供给至杂质除去设备群的天然气合流。
2.一种天然气处理装置，其特征在于包括：
液化设备，用于将从所述蒸馏设备送气的甲烷液化。
3.根据权利要求1所述的天然气处理装置，其特征在于，
所述蒸馏设备对通过使所述天然气减压膨胀而使其温度降低所得的气液混合体进行所述蒸馏分离，且
所述送气管线包括对所述甲烷进行升压的压缩机，所述回收再利用气体管线设于从所述压缩机的出口侧对所述甲烷的一部分进行分流的位置。
4.根据权利要求1所述的天然气处理装置，其特征在于包括：
气液分离设备，将作为供给至所述杂质除去设备群前的天然气所含的液体成分的冷凝液分离后，经由所述供给管线将所述冷凝液分离后的天然气供给至所述杂质除去设备群；
蒸汽压调整设备，经由冷凝液供给管线而被供给所述冷凝液，将所述冷凝液所含的轻质烃进行蒸馏分离而调整冷凝液的蒸汽压；以及
冷凝液回收再利用管线，对由所述蒸汽压调整设备分离轻质烃后的冷凝液的一部分进行分流，使其与从所述冷凝液供给管线供给至蒸汽压调整节设备的冷凝液合流。
5.根据权利要求4所述的天然气处理装置，其特征在于，
所述冷凝液回收再利用管线装卸自如地设于从所述蒸汽压调整节设备提取冷凝液的冷凝液提取管线与所述冷凝液供给管线之间。
6.根据权利要求1所述的天然气的预处理装置，其特征在于，
所述杂质除去设备群及所述蒸馏设备设于漂浮在洋上的浮体上。
7.根据权利要求6所述的天然气处理装置，其特征在于，
在所述浮体上，设有用于将从所述蒸馏设备送气的甲烷液化的液化设备。
8.一种天然气处理方法，其特征在于包括下述工序：
使用杂质除去设备群将经由供给管线供给的天然气所含的杂质除去，所述杂质除去设备群包括从使用吸附剂将天然气所含的杂质吸附除去的吸附设备、和使天然气与吸收液接触而将天然气所含的杂质除去的吸收设备中选择至少一个的预处理设备；
将由所述杂质除去设备群进行了处理的天然气蒸馏分离为甲烷与碳数2以上的重质烃，并经由送气管线对所述甲烷进行送气；以及
对经由所述送气管线送气的甲烷的一部分进行分流，使其与从所述供给管线供给至所述杂质除去设备群的天然气合流。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104736222A (zh) * 2012-09-07 2015-06-24 雪佛龙美国公司 从流体中除去重金属的工艺、方法和系统
CN204830685U (zh) * 2014-04-24 2015-12-02 气体产品与化学公司 用于产生氮排尽lng产品的设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2939814B2 (ja) * 1990-03-05 1999-08-25 日本酸素株式会社 メタン分離装置及び方法
UA76750C2 (uk) * 2001-06-08 2006-09-15 Елккорп Спосіб зрідження природного газу (варіанти)
US6662589B1 (en) * 2003-04-16 2003-12-16 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated high pressure NGL recovery in the production of liquefied natural gas
EP2179234B1 (en) 2007-07-09 2019-06-26 LNG Technology, LLC A method and system for production of liquid natural gas
US10126048B2 (en) * 2014-04-07 2018-11-13 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Floating liquefied-gas production facility
EP2977430A1 (en) * 2014-07-24 2016-01-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A hydrocarbon condensate stabilizer and a method for producing a stabilized hydrocarbon condenstate stream

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104736222A (zh) * 2012-09-07 2015-06-24 雪佛龙美国公司 从流体中除去重金属的工艺、方法和系统
CN204830685U (zh) * 2014-04-24 2015-12-02 气体产品与化学公司 用于产生氮排尽lng产品的设备

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