CN1821352A - 一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，包括原料预热，轻烃分离，调峰天然气低压液相储存和冷量回收这四个部分。该方法通过将部分甲烷液体低压储存起到天然气气源调峰的作用，并能够完全避免使用压缩机，降低了整个分离装置的能耗；同时通过回收LNG的冷量将回收的C2 +轻烃过冷至低温，使其能够在低温、低压下液相储存，方便产品的储运和销售。
Description
技术领域
本发明涉及液化天然气(LNG)分离回收轻烃技术领域，特别是指一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法。
背景技术
根据国家的能源战略规划，我国将在2010年之前在东部沿海建设若干个大型的液化天然气(LNG)接收站。目前，广东深圳和福建莆田的LNG项目已进入实施阶段。根据其中乙烷、丙烷、丁烷等重烃类(C2 +轻烃)含量的高低，LNG可分为湿气和干气，如深圳进口的澳大利亚西北大陆架(North WestShelf Australia)LNG为湿气，其轻烃摩尔含量高达11％，而莆田接收站进口的印尼东固(Tangguh)LNG为干气，其轻烃含量很低。由于轻烃含量高，LNG湿气的热值高于干气，且远高于“西气东输”天然气的热值。天然气工业的发展要求建立统一的热值标准，将湿气中的C2 +轻烃分离出来是一种非常经济、有效的热值调整方法，从而使进口的LNG同陆上管道天然气的热值相当。同时，轻烃是一种非常优质的化工原料，可生产高附加值的化工产品。海上船运进口的常压下的LNG温度在-160℃左右，蕴藏了大量高品质的冷量。在LNG接收站，需将LNG利用汽化器汽化为常温气体后使用，这种方法要消耗一次输送量5％的LNG加热海水或空气来实现汽化，不但大量宝贵的LNG冷量被浪费了，且消耗了部分天然气燃料。因此，利用LNG的冷量以较低的成本将湿气中的轻烃资源分离出来，有利于多种气源热值的调整，提高天然气资源的综合优化利用率。
从LNG中分离轻烃的工艺，目前国内没有相关的技术报道，国外现有的相关技术主要包括：
1、美国专利US2952984，US3837172和US5114451等，用这些专利流程可以将LNG中的轻烃分离出来，但是分离后的甲烷均为气相，由于天然气的长输管道都采用高压输送，因此需要采用大排量的压缩机来压缩天然气，使之达到管输的压力要求，因而能耗很高。
2、美国专利US6604380B1，US2003/0158458A1，US2003/0188996A1，US2005/0005636A1，US2005/0061029A1等，通过压缩分离出来的甲烷气体来提高压力，然后通过同LNG进料换热，使甲烷气体在较高的压力下能够重新液化，然后通过液体泵将其压力提高至管网标准，然后再汽化进入燃气管网，较好的解决了天然气外输的问题。然而，此类流程在应用中尚有如下不足：(1)不利于天然气的气源调峰。天然气下游要用户的用气量随时段影响，波动非常大，燃气行业每天都面临巨大的调峰压力。为了满足下游用户的用气需求，天然气上游的供气方需要具有一定的调峰能力，即在用气高峰时多汽化供气，在用气低谷时少汽化。然而现有的轻烃分离流程均要求连续、平稳运行，由于轻烃分离和汽化同时进行，因此当LNG汽化量随时间波动时，必然会影响分离过程的操作，所以现有的轻烃分离流程均不具有调峰能力。(2)分离获得的C2 +轻烃压力高，不利于储运和销售。(3)此类流程均需压缩甲烷气体，由于处理量很大，压缩机的功耗非常大，操作费用较高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种具有调峰功能，LNG冷量利用率高，低能耗，且分离出来的轻烃产品容易储运的液化天然气轻烃分离方法。该方法通过将部分甲烷液体低压储存起到天然气气源调峰的作用，而且能够完全避免使用压缩机，降低了整个管输的能耗；同时通过回收LNG的冷量将回收的C2 +轻烃过冷至低温，使其能够在低温、低压下液相储存，方便产品的储运和销售。
本发明的目的通过下述技术方案实现：所述一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法包括如下步骤和工艺条件：
此流程包括4个部分：原料预热，轻烃分离，调峰天然气低压液相储存，冷量回收。
(1)原料预热
常压的LNG提压到1.00～2.00MPa，先后与用于调峰的甲烷液体、从闪蒸塔顶分离出来的甲烷气体及脱甲烷塔顶部分离出来的甲烷气体分别换热而部分预热汽化，气相分率在0.25～0.40之间；再进入轻烃分离装置；所述轻烃分离装置包括闪蒸塔，泵和脱甲烷塔。
(2)轻烃分离
经预热而部分汽化的LNG先进入闪蒸塔，从闪蒸塔顶部分离出来的甲烷气体同原料LNG换热而被全部冷凝(此股甲烷液体物流体积占总甲烷量的30～50％，压力较低，一般低于2.00MPa)；而闪蒸塔底部的天然气液体提压到2.20～3.20MPa，经过预热后输送到脱甲烷塔中分离，甲烷组分全部从脱甲烷塔塔顶以气相分离出来，此股甲烷气体通过同原料LNG换热而被全部液化(另一股甲烷液体物流)，脱甲烷塔的釜液主要为C2 +轻烃。
(3)调峰天然气低压液相储存
步骤(2)获得两股甲烷液体物流，将其中从闪蒸塔顶分离出来并被液化的甲烷物流分成A股和B股两部分，其中的A股甲烷物流体积占总甲烷量的15～35％，A股甲烷物流与原料LNG换热而进一步过冷至-134～-154℃，再经节流降压至0.20～0.60Mpa，使这部分甲烷能够低压液相储存；通过将这一部分储存的甲烷汽化来调节天然气上游对下游的供气量；从而起到调峰的作用。
(4)冷量回收
将步骤(2)中从闪蒸塔顶分离出来并被液化而获得的B股甲烷物流(去掉用于调峰的那部分甲烷物流)加压，使其压力与步骤(2)中另一股甲烷液体物流压力相等，然后混合；再将此混合后的甲烷液体加压至天然气高压管网输送的压力向外输送，回收外输甲烷的冷量用于冷却从脱甲烷塔中分离得到的C2 +轻烃，C2 +轻烃物流进一步同脱甲烷塔的进料换热，再节流降压，使C2 +轻烃低压液相储存；回收部分冷量的外输甲烷液体加热汽化后，进入天然气高压输气管线。
为了较好地实现本发明，步骤(2)中脱甲烷塔的再沸器的加热温度为0℃左右，可以采用海水或者空气加热。
为了更好地实现本发明，所述步骤(2)中获得的C2 +轻烃进一步分离时，在步骤(2)中增加脱乙烷装置。所述步骤(2)中获得的C2 +轻烃进一步分离时，即在步骤(2)中将从脱甲烷塔釜中的C2 +轻烃通过节流降压输送到低压脱乙烷塔中分离，脱乙烷塔的冷凝器同换热器进行热集成，供应脱乙烷塔塔顶物流部分冷凝所需的冷量；通过脱乙烷塔的分离，乙烷组分以气相从塔顶分出，塔釜的液体主要为C3+组分。将从脱乙烷塔塔顶分离出来的乙烷气体和塔釜的C3 +轻烃液体先后与外输的甲烷液体换热，使分离出来的乙烷和C3 +轻烃都能够低压液相储存，方便后续使用。
本发明的作用机理是：
(1)冷量的梯级利用。根据热力学原理，冷量的梯级高效利用能够降低过程的火用损耗。利用冷量梯级利用原理，在原料预热阶段，将最低温度的LNG进料用于调峰甲烷的冷却，使其温度能够降低到-134℃以下，从而保证调峰甲烷能够低压液相储存。然后再利用LNG的冷量液化从闪蒸塔和脱甲烷塔分离出来甲烷气体。在冷量回收阶段，利用外输甲烷的冷量冷却C2 +轻烃产品，使其能够低压液相储存，方便产品的运输和销售。
(2)分离出来甲烷气体需要在较高的压力下才能利用原料LNG的冷量将其全部液化，现有专利技术中都是利用压缩机压缩甲烷气体来提高其压力，因而压缩机的功耗很大。本发明中，利用液体泵将天然气液升压再进入脱甲烷塔，这样分离出来的甲烷气体压力较高，再通过与原料LNG换热使甲烷气体被全部液化，因而避免了使用大功耗的压缩机。
(3)系统的集成优化。本发明中，通过进行以轻烃分离、液化调峰天然气为主要用途的LNG冷量利用与分离过程的集成优化研究，求解最优化的工艺流程和技术参数，可使系统的操作费用和设备投资总和最低。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明通过LNG冷量的梯级利用，集成优化系统的换热网络和分馏塔，在整个系统过程中不需要使用压缩机，使流程的总功耗比现有流程降低50～60％。
(2)通过对分离系统与换热网络的协同优化，可以使脱甲烷塔再沸器的加热温度低至0℃左右，可以使用海水或者空气加热，从而节省流程的热公用工程，降低流程的操作费用。
(3)利用LNG的冷量将15～35％的甲烷冷却到-134℃以下，使其可以低压液相储存。通过将储存的甲烷汽化来改变天然气上游向下游用户的供气量，使其符合下游的用气规律，因而能够起到天然气气源调峰的作用。
(4)通过回收外输液相甲烷的冷量，将获得的C2 +轻烃产品(或者分离后的乙烷和C3 +轻烃)过冷至低温，通过节流降压，使产品能够在低压下进行液相储存，方便产品的运输和销售。
附图说明
图1是本发明的工作流程图；
图2是本发明的另一工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步地详细说明。
实施例1
如图1所示(其中甲烷储罐A，脱甲烷塔B，换热器E，闪蒸塔F，C2 +储罐H，泵P)，液化天然气的轻烃分离方法包括如下步骤和工艺条件：
(1)原料预热
常压的LNG通过泵P1提压到1.00～2.00MPa左右，LNG在换热器E1、E2、E3中分别与用于调峰的甲烷液体和从闪蒸塔F及脱甲烷塔B顶部分离出来的两股甲烷气体分别换热而部分预热汽化，气相分率在0.25～0.40之间。
(2)轻烃分离
将预热而部分汽化的LNG物流通过管线输送到闪蒸塔，甲烷气体从塔顶分离出来，此股甲烷气体通过换热器E2同原料LNG换热而被全部冷凝(物流6)，闪蒸塔底部的天然气液体(物流7)通过泵P2加压到2.20～3.20MPa左右的压力，此过冷的天然气液通过换热器E4预热后通过管道9输送到脱甲烷塔B中分离。在脱甲烷塔B中，甲烷组分全部从塔顶以气相分离出来，此股气相甲烷物流通过管线10输送到换热器E3中同原料LNG换热，甲烷气体被全部液化(物流11)。脱甲烷塔B的釜液(物流19)主要为C2 +轻烃，脱甲烷塔B的再沸器的加热温度为0℃左右，可以使用海水或者空气加热。
(3)调峰天然气低压液相储存
通过轻烃分离获得两股甲烷液体物流，其中从闪蒸塔中分离出来而获得的甲烷液体(物流6)占总甲烷的30～50％，压力较低，一般低于2.00MPa。根据供气调峰需要的天然气量，通过液体分流器将此甲烷物流6分成两股(物流13和14)，将其中的物流14(一般占总甲烷量的15～35％)通过管线14输送到换热器E1中同原料LNG进行换热，从而使甲烷物流过冷至-134～-154℃，通过节流阀V1节流降压，此股甲烷物流能够在0.60MPa以下的压力液相储存，本发明可通过储存的甲烷汽化来调节天然气上游对下游用户的供气量，从而起到调峰的作用。
(4)冷量回收
甲烷液体物流13通过泵P3加压，使其压力与甲烷液体物流11相当，然后在混合器M中将此两股甲烷液体物流(物流11，17)混合，再通过泵P4将此混合甲烷液体(物流18)加压至天然气高压管线外输的压力(一般在6.0～10.0MPa)，加压后甲烷物流温度仍然很低，约-85～-100℃左右，具有大量的冷量。通过换热器E5回收外输甲烷的冷量用于冷却从脱甲烷塔B中分离得到的C2 +轻烃(物流19)，换热后轻烃被冷至-20～-80℃之间。轻烃物流再通过换热器E4同脱甲烷塔B的进料(物流8)换热，进一步过冷至-105℃以下。通过节流阀V2将此过冷的轻烃物流降压至0.60MPa以下，使其能够低压液相储存，便于储运和销售。通过换热器E5回收部分冷量的外输甲烷(物流21)通过汽化器加热汽化后，进入天然气高压输气管线。
实施例2
如图2所示(其中甲烷储罐A，脱甲烷塔B，脱乙烷塔C，乙烷储罐D，换热器E，闪蒸塔F，C3 +储罐G，泵P)，当C2 +轻烃要求进一步分离时，只需在轻烃分离步骤中增加脱乙烷装置。流程仍包括原料预热，轻烃分离，调峰天然气低压液相储存和冷量回收这4个部分，各步骤如下所述：
(1)原料预热
与上述步骤(1)相同。
(2)轻烃分离
将预热而部分汽化的LNG物流通过管线输送到闪蒸塔，甲烷气体从塔顶分离出来，此股甲烷气体通过换热器E2同原料LNG换热而被全部冷凝(物流6)，闪蒸塔底部的天然气液体(物流7)通过泵P2加压到2.20～3.20MPa左右的压力，此过冷的天然气液通过换热器E4预热后通过管道9输送到脱甲烷塔B中分离。在脱甲烷塔B中，甲烷组分全部从塔顶以气相分离出来，该股气体甲烷物流通过管线10输送到换热器E3中同原料LNG换热，甲烷气体被全部液化(物流11)。脱甲烷塔B的釜液(物流19)主要为C2 +轻烃，脱甲烷塔B的再沸器的加热温度为0℃左右，可以使用海水或者空气加热。
将脱甲烷塔釜的高压C2 +轻烃通过管线12输送到节流阀V3中节流降压到0.80MPa左右，流体温度降低，部分轻烃汽化，形成气液混合物(物流19)。此气液混合物通过管线输送到脱乙烷塔C中进行分离。脱乙烷塔C塔顶冷凝器同换热器E4进行热集成，供应脱乙烷塔塔顶物流冷凝所需的冷量。采用低压脱乙烷，塔顶压力为0.60MPa左右。通过脱乙烷塔的分离，乙烷组分以气相从塔顶分出，塔釜的液体主要为C3 +组分。
(3)调峰天然气低压液相储存
与上述步骤步骤(3)相同。
(4)冷量回收
甲烷液体物流13通过泵P3加压，使其压力与甲烷液体物流11相当，然后在混合器M中将此两股甲烷液体物流(物流11，17)混合，再通过泵P4将此混合甲烷液体(物流18)加压至天然气高压管线外输的压力(一般在6.0～10.0MPa)，加压后甲烷物流温度仍然很低，约-85～-100℃左右，具有很多的冷量。从脱乙烷塔C塔顶分离出来的乙烷气体(物流23)压力约为0.60MPa，通过换热器E6与外输甲烷液体换热，乙烷气体被全部液化，由于压力较低，因而可以低压储存，便于储运。脱乙烷塔C的釜液主要为C3 +轻烃，在换热器E5中同外输甲烷换热，被过冷至-40℃以下，然后通过节流阀V2节流降压至0.10MPa，使C3 +轻烃能够常压储存，方便产品的储运和销售。外输甲烷分别先后与换热器E6、换热器E5换热后，温度升高，通过进一步加热后进入天然气高压管网。
实施例3
如图1所示，本实施例为一个年处理能力为300万吨的LNG接受站，采用本发明回收C2 +轻烃，储罐中有0.10MPa、-162℃的LNG，其摩尔组成分别为甲烷88.8％、乙烷7.5％、丙烷2.6％、丁烷0.6％、戊烷0.4％、氮气0.1％；单元设备包括进料泵、换热器、塔(闪蒸塔和脱甲烷塔)和节流阀。具体工作步骤和工艺条件如下：
(1)原料预热
进料泵P1从LNG储罐中抽出342.5t/h原料LNG，其压力升高到1.45MPa后进入分离系统，原料LNG在换热器E1中与调峰甲烷液体换热，温度从-161.5℃升到-154.5℃，气相分率为0.00；原料LNG在换热器E2中与闪蒸塔F塔顶分离出来的甲烷气体换热，其温度上升到-118.7℃，气相分率为0.00；在换热器E3中原料LNG与脱甲烷塔B顶分离出来的甲烷气体换热而被加热至部分气化，温度上升到-110.9℃，气相分率为0.35，被预热的原料LNG进入轻烃分离装置。
(2)轻烃分离
预分离装置包括一个闪蒸塔和一个泵及脱甲烷塔；部分汽化的原料LNG在闪蒸塔F中进行绝热闪蒸，从塔顶分离出来气体105.8t/h，其中甲烷的摩尔百分比含量为99.4％，乙烷0.4％，氮气0.2％。塔顶分出的气相出料在换热器E2中同原料LNG换热而被完全冷凝(物流6)，压力降为1.40MPa，温度为-116.7℃，故分离出来的甲烷仍是液相。闪蒸塔F塔底出料为236.6t/h，甲烷的摩尔百分比含量为83.1％，其它重组分乙烷11.4％，丙烷4.0％，丁烷0.9％，戊烷0.7％，需要进一步分离；从闪蒸塔F的塔底出来的液相物流通过进料泵P2提压至3.00MPa，温度为-109.9℃，通过换热器E4预热到-94.3℃后再进入脱甲烷塔B中，然后将其中的甲烷彻底分出；脱甲烷塔B无冷凝器，直接从塔顶进料，共10块塔板，塔的操作压降为0.04MPa；从脱甲烷塔B的塔顶分离出气相甲烷162.8t/h，温度-98.6℃，压力2.80MPa，其主要组分的摩尔百分比含量为甲烷98.8％、乙烷1.1％；此甲烷气体在换热器E3中被原料LNG全部冷凝成液态，温度降为-98.6℃，压力2.75MPa；脱甲烷塔B塔底出料为73.8t/h，温度-0.3℃，压力为2.84MPa，主要组分是C2 +轻烃。
(3)调峰天然气低温液相储存
从闪蒸塔F中分离出来而获得的甲烷液体(物流6)压力为1.40MPa，通过分流器S将此股甲烷液体物流分成大小相等的两股(物流13、物流14)，其质量流率均为52.9t/h。物流14通过管线14输送到换热器E1中同原料LNG进行换热，甲烷物流过冷至-153.5℃，压力为1.35MPa，通过节流阀V1节流降压至0.20MPa，温度为-153.1℃，此股甲烷物流能够在0.20MPa的压力下实现液相储存，通过将储存的甲烷汽化来调节天然气上游对下游的供气量，从而起到调峰的作用。如天然气上游根据下游用气负荷规律提供三种供气量，低谷期12小时/天，供气量为215.7t/h，平稳期6小时/天，供气量为268.6t/h，高峰期6小时/天，供气量为374.4t/h，是低谷期供气量的1.74倍，日平均供气量为268.6t/h。
(4)冷量回收
甲烷液体物流13通过泵P3加压到2.75MPa，在混合器M中同甲烷液体物流11混合，温度为-102.1℃，再通过泵P4将此混合甲烷液体(物流18)加压至天然气高压管线外输的压标准力8.00MPa，加压后甲烷物流温度为-94.9℃，仍然具有很多的冷量。此外输甲烷(物流20)在换热器E5中与脱甲烷塔B中分离得到的C2 +轻烃(物流19)换热，轻烃被冷至-30℃。此轻烃(物流22)再通过换热器E4同脱甲烷塔B的进料(物流8)换热，进一步过冷至-108.0℃，压力为2.84MPa。通过节流阀V2将此过冷的轻烃物流降压至0.30MPa，物流仍为液相，故此轻烃产品能够低压液相储存，便于储运和销售。通过换热器E5回收部分冷量的外输甲烷(物流21)温度升高至-88.8℃，通过汽化器加热汽化后，进入天然气高压输气管线。
本实施例无压缩机压缩气相甲烷，分离过程的功耗仅为现有技术的50％左右。
在本实施例中，脱甲烷塔的塔底再沸器的加热温度为-0.3℃，可以利用海水或空气加热，可以节省过程的热公用工程，操作费用较低。本流程将20％的甲烷在0.20MPa下低压储存，大大的提高了供气的调峰能力。而且分离获得的C2 +轻烃产品能够在0.30MPa下液相储存，使产品的储运和销售非常方便。
实施例4
如图2所示，本实施例为一个年处理能力为300万吨的LNG接收站，采用本发明回收C2 +轻烃，同时需要将乙烷和丙烷等重组分进一步分离，储罐中有0.10MPa、-162℃的LNG，其摩尔组成分别为甲烷88.8％、乙烷7.5％、丙烷2.6％、丁烷0.6％、戊烷0.4％、氮气0.1％；单元设备包括进料泵、换热器、塔(闪蒸塔和脱甲烷塔，脱乙烷塔)和节流阀。具体工作步骤和工艺条件如下：
(1)原料预热
与实施例1步骤(1)一致。
(2)轻烃分离
预分离装置包括一个闪蒸塔和一个泵及脱甲烷塔；部分汽化的原料LNG在闪蒸塔F中进行绝热闪蒸，从塔顶分离出来气体105.8t/h，其中甲烷的摩尔百分比含量为99.4％，乙烷0.4％，氮气0.2％。塔顶分出的气相出料在换热器E2中同原料LNG换热被完全冷凝，压力降为1.40MPa，温度为-116.7℃，故分离出来的甲烷仍是液相。闪蒸塔F塔底出料为236.6t/h，甲烷的摩尔百分比含量为83.1％，其它重组分乙烷11.4％，丙烷4.0％，丁烷0.9％，戊烷0.7％，需要进一步分离；从闪蒸塔F的塔底出来的液相物流通过进料泵P2提压至2.90MPa，温度为-109.9℃，通过换热器E4预热到-94.3℃后再进入脱甲烷塔B中，然后将其中的甲烷彻底分出；脱甲烷塔B无冷凝器，直接从塔顶进料，共10块塔板，塔的操作压降为0.04MPa；从脱甲烷塔B的塔顶分离出气相甲烷162.8t/h，温度-98.6℃，压力2.80MPa，其主要组分的摩尔百分比含量为甲烷98.8％、乙烷1.1％；此甲烷气体在换热器E3中被原料LNG全部冷凝成液态，温度降为-98.6℃，压力2.75MPa；脱甲烷塔B塔釜出料为73.8t/h，温度-0.3℃，压力为2.84MPa，主要组分是C2 +轻烃。
脱甲烷塔釜中的C2 +轻烃，压力为2.84MPa，温度为-0.3℃，通过管线12输送到节流阀V3中节流降压到0.80MPa，轻烃温度降低到-33.4℃，部分轻烃汽化，形成气液混合物(物流19)，汽化分率约为0.31。此气液混合物通过管线19输送到脱乙烷塔C中进行分离。脱乙烷塔C共25块塔板，回流比为0.6。脱乙烷塔C顶冷凝器同换热器E4进行热集成供应脱乙烷塔C塔顶物冷凝所需的冷量。采用低压脱乙烷，塔顶压力为0.65MPa，塔顶气相温度为-50.0℃；乙烷从塔顶以气相出料，其流量为41.6t/h，压力为0.65MPa，其中乙烷的质量百分比含量为91.7％，甲烷8.3％，气相乙烷通过管线23输送到换热器E6中；脱乙烷塔釜温度20.5℃，压力0.69MPa，塔釜再沸器用100℃左右的低温热源加热。塔釜出料中丙烷的质量百分含量为65.4％，丁烷18.9％，戊烷15.1％，还含有约0.6％的乙烷。
(3)调峰天然气低压液相储存
与实施例1步骤(3)一致。
(4)冷量回收
甲烷液体物流13通过P3加压到2.75MPa，在混合器M中同甲烷液体物流11混合，温度为-102.1℃，再通过泵P4将此混合甲烷液体(物流18)加压至天然气高压管线外输的压力8.00MPa，加压后甲烷物流温度为-94.9℃，仍然具有很多的冷量。此外输甲烷(物流20)在换热器E6中与从脱乙烷塔C中分离得到的0.65MPa气体乙烷(物流23)换热，轻烃被冷至-92.5℃而全部液化，其压力为0.60MPa，可以低压液相储存。经过换热器E6换热，外输甲烷温度上升到-75.7℃。从脱乙烷塔底获得C3 +轻烃(主要为丙烷和丁烷)在换热器E4同预热后外输甲烷进料(物流21)换热，C3 +轻烃过冷至-40.0℃，压力为0.69MPa。通过节流阀V2将此过冷的C3 +轻烃物流降压至0.10MPa，物流仍为液相，故此C3 +轻烃产品能够常压液相储存，便于储运和销售。通过换热器E5进一步回收冷量，外输甲烷(物流22)温度升高至-72.5℃，通过进一步加热汽化后，进入天然气高压输气管线，向下游供气。
本实施例无压缩机压缩甲烷，分离过程的功耗仅为现有技术的50％左右。
在本实施例中，脱甲烷塔的塔底再沸器的加热温度为-0.3℃，可以利用海水或空气加热，可以节省过程的热公用工程，操作费用较低。本流程将20％的甲烷在0.20MPa下低压储存，大大的提高了供气的调峰能力。本发明中分离出来的乙烷产品能够在0.60MPa下液相储存，C3 +轻烃能够常压液相储存，使得轻烃产品易于储运，方便后续的储运和销售。
如上所述，即可较好地实现本发明。
Claims (6)
1、一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：
(1)原料预热
常压的LNG提压到1.00～2.00MPa，先后与用于调峰的甲烷液体、从闪蒸塔顶分离出来的甲烷气体及脱甲烷塔顶部分离出来的甲烷气体分别换热而部分汽化，汽化分率在0.25～0.40之间；
(2)轻烃分离
经预热而部分汽化的LNG先进入闪蒸塔，从闪蒸塔顶部分离出来的甲烷气体同原料LNG换热而被全部冷凝；而闪蒸塔底部的天然气液体提压到2.20～3.20MPa，经过预热后输送到脱甲烷塔中分离，甲烷组分全部从脱甲烷塔塔顶以气相分离出来，此股甲烷气体通过同原料LNG换热而被全部液化，脱甲烷塔的釜液主要为C2 +轻烃；
(3)调峰天然气低压液相储存
将步骤(2)从闪蒸塔顶分离出来并被液化的甲烷物流分成A股和B股，其中的A股甲烷物流体积占总甲烷量的15～35％，A股甲烷物流与原料LNG换热而进一步过冷至-134～-154℃，再经节流降压至0.20～0.60Mpa，使这部分甲烷低压液相储存；通过将这一部分储存的甲烷汽化来调节天然气上游对下游的供气量，实现调峰作用；
(4)冷量回收
将步骤(2)中从闪蒸塔顶分离出来并被液化而获得的B股甲烷物流加压，使B股甲烷物流与步骤(2)中通过脱甲烷塔分离获得的甲烷液体物流压力相等，然后混合；再将此混合后的甲烷液体加压至天然气高压管网输送的压力向外输送，回收外输甲烷的冷量用于冷却从脱甲烷塔中分离得到的C2 +轻烃，C2 +轻烃同脱甲烷塔的进料换热，再节流降压，使C2 +轻烃低压液相储存；回收部分冷量的外输甲烷液体加热汽化后，进入天然气高压输气管线。
2、根据权利要求1所述的一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，其特征在于：步骤(2)中脱甲烷塔的再沸器的加热温度为0℃。
3、根据权利要求2所述的一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，其特征在于：脱甲烷塔的再沸器的加热采用海水加热或者空气加热。
4、根据权利要求1所述的一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，其特征在于：所述步骤(2)中获得的C2 +轻烃进一步分离时，在步骤(2)中增加脱乙烷装置。
5、根据权利要求4所述的一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，其特征在于：所述步骤(2)中获得的C2 +轻烃进一步分离时，即在步骤(2)中将从脱甲烷塔釜中的C2 +轻烃通过节流降压输送到低压脱乙烷塔中分离，脱乙烷塔的冷凝器同换热器进行热集成，供应脱乙烷塔塔顶物流部分冷凝所需的冷量；通过脱乙烷塔的分离，乙烷组分以气相从塔顶分出，塔釜的液体主要为C3 +轻烃。
6、根据权利要求5所述的一种具有调峰功能的液化天然气的轻烃分离方法，其特征在于：从脱乙烷塔塔顶分离出来的乙烷气体和塔釜的C3 +轻烃液体与外输的甲烷液体先后换热，使分离出来的乙烷和C3 +轻烃低压液相储存。
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