RU2622212C2 - Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition - Google Patents

Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition Download PDF

Info

Publication number
RU2622212C2
RU2622212C2 RU2014128650A RU2014128650A RU2622212C2 RU 2622212 C2 RU2622212 C2 RU 2622212C2 RU 2014128650 A RU2014128650 A RU 2014128650A RU 2014128650 A RU2014128650 A RU 2014128650A RU 2622212 C2 RU2622212 C2 RU 2622212C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitrogen
steam
stream
line
liquid
Prior art date
Application number
RU2014128650A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014128650A (en
Inventor
Александр М.К.Р. САНТОС
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of RU2014128650A publication Critical patent/RU2014128650A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622212C2 publication Critical patent/RU2622212C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0042Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F25J1/0055Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F25J1/0216Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235Heat exchange integration
    • F25J1/0237Heat exchange integration integrating refrigeration provided for liquefaction and purification/treatment of the gas to be liquefied, e.g. heavy hydrocarbon removal from natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0244Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0254Operation; Control and regulation; Instrumentation controlling particular process parameter, e.g. pressure, temperature
    • F25J1/0255Operation; Control and regulation; Instrumentation controlling particular process parameter, e.g. pressure, temperature controlling the composition of the feed or liquefied gas, e.g. to achieve a particular heating value of natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0284Electrical motor as the prime mechanical driver
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0292Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209Natural gas or substitute natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0257Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of nitrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/02Processes or apparatus using separation by rectification in a single pressure main column system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/40Features relating to the provision of boil-up in the bottom of a column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/74Refluxing the column with at least a part of the partially condensed overhead gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/06Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/60Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being hydrocarbons or a mixture of hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/30Dynamic liquid or hydraulic expansion with extraction of work, e.g. single phase or two-phase turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/90Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being boil-off gas from storage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2280/00Control of the process or apparatus
    • F25J2280/02Control in general, load changes, different modes ("runs"), measurements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: nitrogen is removed from the cryogenic hydrocarbon composition. The cryogenic hydrocarbon composition is divided into a first portion and a second portion having the same composition and phase as the first portion. The first part is fed to a desorption column of nitrogen operating at a desorption pressure, from which a nitrogen-depleted liquid is discharged. The second portion is fed to a nitrogen-depleted liquid or to a liquid hydrocarbon product stream or process steam that is produced from nitrogen-depleted liquid by performing at least a pressure-depletion stage of the nitrogen-depleted liquid to a flash point that is lower than the desorption pressure. The second portion bypasses the nitrogen desorption column between the flow division and the supply of the second portion to the nitrogen-depleted liquid, or the liquid hydrocarbon product stream, or process steam.
EFFECT: reducing the size of the installation and increasing the reliability.
20 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для удаления азота из криогенной углеводородной композиции.The present invention relates to a method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition.

Сжиженный природный газ (СПГ) является экономически важным примером такой криогенной углеводородной композиции. Природный газ является полезным источником топлива, а также источником различных углеводородных соединений. Сжижение природного газа в установке для сжижения природного газа у источника потока природного газа или рядом с ним часто желательно по ряду причин. Например, природный газ можно легче хранить и транспортировать на большие расстояния в виде жидкости, а не в газообразном виде, поскольку он будет занимать меньший объем и не потребует хранения под высоким давлением.Liquefied natural gas (LNG) is an economically important example of such a cryogenic hydrocarbon composition. Natural gas is a useful source of fuel, as well as a source of various hydrocarbon compounds. The liquefaction of natural gas in a natural gas liquefaction plant at or near a source of a natural gas stream is often desirable for a number of reasons. For example, natural gas can be more easily stored and transported over long distances in the form of a liquid, rather than in a gaseous form, since it will occupy a smaller volume and will not require storage under high pressure.

В WO 2011/009832 описан способ обработки многофазного углеводородного потока, полученного из природного газа, в котором более низкокипящие компоненты, такие как азот, отделяют от многофазного углеводородного потока для получения потока сжиженного природного газа с более низким содержанием таких более низкокипящих компонентов. Применяется два последовательных газожидкостных сепаратора, работающих при различных давлениях. Многофазный углеводородный поток подают в первый газожидкостный сепаратор при первом давлении. Кубовый поток из первого газожидкостного сепаратора поступает во второй газожидкостный сепаратор, который обеспечивает пар при втором давлении, которое ниже, чем первое давление. Пар сжимают в компрессоре головного потока, и возвращают к первому газожидкостному сепаратору в качестве потока десорбирующего пара.WO 2011/009832 describes a method for treating a multiphase hydrocarbon stream obtained from natural gas, in which lower boiling components, such as nitrogen, are separated from the multiphase hydrocarbon stream to produce a liquefied natural gas stream with a lower content of such lower boiling components. Two sequential gas-liquid separators operating at different pressures are used. A multiphase hydrocarbon stream is fed into the first gas-liquid separator at a first pressure. The bottoms stream from the first gas-liquid separator enters the second gas-liquid separator, which provides steam at a second pressure that is lower than the first pressure. The steam is compressed in the head stream compressor, and returned to the first gas-liquid separator as a stripping steam stream.

Недостаток способа и устройства, описанного в WO 2011/009832, заключается в том, что требуется два больших газожидкостных сепаратора.The disadvantage of the method and device described in WO 2011/009832 is that two large gas-liquid separators are required.

Настоящее изобретение предлагает способ удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу, который включает:The present invention provides a method for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase, which comprises:

- обеспечение криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу;- providing a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase;

- подачу первого потока сырья десорбера азота при давлении десорбции в колонну десорбции азота, содержащую по меньшей мере одну внутреннюю десорбционную секцию, расположенную внутри колонны десорбции азота, причем указанный первый поток сырья десорбера азота содержит первую часть указанной криогенной углеводородной композиции;- supplying a first stream of nitrogen stripper feed at a stripping pressure to a nitrogen stripping column containing at least one internal stripping section located inside the nitrogen stripping column, said first nitrogen stripping feed stream comprising a first portion of said cryogenic hydrocarbon composition;

- отведение обедненной азотом жидкости из области сборника колонны десорбции азота, расположенной под десорбционной секцией;- removal of nitrogen-depleted liquid from the region of the collection of the nitrogen desorption column located under the desorption section;

- получение по меньшей мере потока жидкого углеводородного продукта и технологического пара из обедненной азотом жидкости, включающее по меньшей мере стадию сброса давления обедненной азотом жидкости до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции;- obtaining at least a stream of liquid hydrocarbon product and process steam from a nitrogen-depleted liquid, comprising at least a step of depressurizing the nitrogen-depleted liquid to an instantaneous vapor pressure that is lower than the desorption pressure;

- сжатие указанного технологического пара до по меньшей мере давления десорбции, тем самым получая сжатый пар;- compressing said process steam to at least a desorption pressure, thereby obtaining compressed steam;

- пропускание потока десорбирующего пара в указанную колонну десорбции азота на уровне, находящемся ниже по вертикали от указанной десорбционной секции, причем указанный поток десорбирующего пара содержит по меньшей мере десорбирующую часть указанного сжатого пара;- passing a stream of stripping steam into said nitrogen stripping column at a level lower down from said stripping section, said stream of stripping steam containing at least a stripping portion of said compressed steam;

- отведение паровой фракции, содержащей отводимую фракцию пара головного погона, полученную из головной части указанной колонны десорбции азота, в виде отходящего газа;- the allocation of the vapor fraction containing the withdrawn fraction of the steam overhead obtained from the head of the specified column desorption of nitrogen, in the form of exhaust gas;

- деление потока криогенной углеводородной композиции на указанную первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть;- dividing the cryogenic hydrocarbon composition stream into said first part and second part having the same composition and phase as the first part;

- сброс давления второй части до указанного давления мгновенного испарения;- pressure relief of the second part to the specified pressure instantaneous evaporation;

- подачу второй части в по меньшей мере один поток из группы, состоящей из: обедненной азотом жидкости, жидкого углеводородного продукта и технологического пара; причем от указанного деления потока до указанной подачи второй части, вторая часть обходит указанную колонну десорбции азота.- supplying the second part to at least one stream from the group consisting of: a nitrogen-depleted liquid, a liquid hydrocarbon product, and process steam; moreover, from the specified division of the flow to the specified feed of the second part, the second part bypasses the specified column of nitrogen desorption.

В другом аспекте настоящее изобретение предлагает устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу, которая содержит:In another aspect, the present invention provides a device for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase, which contains:

- линию подачи криогенного сырья, соединенную с источником криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу;- a cryogenic feed line connected to a source of a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase;

- колонну десорбции азота, находящуюся в сообщении по текучей среде с линией подачи криогенного сырья, причем указанная колонна десорбции азота содержит по меньшей мере одну внутреннюю десорбционную секцию, расположенную внутри колонны десорбции азота;- a nitrogen desorption column in fluid communication with the cryogenic feed line, said nitrogen desorption column comprising at least one internal desorption section located inside the nitrogen desorption column;

- линию отведения пара головного погона, сообщающуюся с колонной десорбции азота через головную область внутри колонны десорбции азота;- a steam discharge line of the overhead steam, communicating with the nitrogen desorption column through the head region inside the nitrogen desorption column;

- линию отведения обедненной азотом жидкости, сообщающуюся с областью сборника, расположенной внутри колонны десорбции азота ниже по вертикали от десорбционной секции;- the discharge line of a nitrogen-depleted liquid in communication with the collection area located inside the nitrogen desorption column downward from the desorption section;

- промежуточное устройство сброса давления в линии отведения обедненной азотом жидкости, находящееся в сообщении по текучей среде с колонной десорбции азота, выполненное с возможностью принимать обедненную азотом жидкость из области сборника колонны десорбции азота и сбрасывать давление обедненной азотом жидкости, причем указанное промежуточное устройство сброса давления находится на границе раздела между стороной давления десорбции, включающей колонну десорбции азота, и стороной давления мгновенного испарения;- an intermediate pressure relief device in the discharge line of a nitrogen-depleted liquid in fluid communication with a nitrogen desorption column configured to receive a nitrogen-depleted liquid from an area of the collector of a nitrogen desorption column and relieve pressure of a nitrogen-depleted liquid, said intermediate pressure relief device being located at the interface between the desorption pressure side including the nitrogen desorption column and the flash side;

- линию жидкого углеводородного продукта, расположенную на стороне давления мгновенного испарения для отведения потока жидкого углеводородного продукта, полученного из обедненной азотом жидкости;- a line of liquid hydrocarbon product located on the pressure side of instantaneous evaporation to divert a stream of liquid hydrocarbon product obtained from a nitrogen-depleted liquid;

- линию технологического пара, расположенную на стороне давления мгновенного испарения, для приема технологического пара, полученного из обедненной азотом жидкости;- a process steam line located on the pressure side of flash flash to receive process steam obtained from a nitrogen-depleted liquid;

- технологический компрессор, расположенный в линии технологического пара, выполненный с возможностью приема технологического пара и сжатия технологического пара для создания сжатого пара на выпускном отверстии технологического компрессора, причем указанный технологический компрессор находится на указанной границе раздела между стороной давления десорбции и стороной давления мгновенного испарения;- a process compressor located in the line of process steam configured to receive process steam and compress process steam to create compressed steam at the outlet of the process compressor, said process compressor being at a specified interface between the desorption pressure side and the flash side;

- линию десорбирующего пара, находящуюся в сообщении по текучей среде с колонной десорбции азота на уровне, расположенном ниже по вертикали от десорбционной секции, и выполненную с возможностью приема по меньшей мере десорбирующей части указанного сжатого пара из технологического компрессора;- a line of stripping steam in fluid communication with the nitrogen stripping column at a level lower down from the stripping section and configured to receive at least the stripping portion of said compressed steam from the process compressor;

- делитель исходного потока, расположенный в линии подачи криогенного сырья, выполненный с возможностью деления криогенной углеводородной композиции на первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть;- a feed stream divider located in the cryogenic feed line, configured to divide the cryogenic hydrocarbon composition into a first part and a second part having the same composition and phase as the first part;

- первую линию подачи сырья для транспортировки первой части от делителя исходного потока в колонну десорбции азота;- a first feed line for transporting a first portion from a feed stream divider to a nitrogen desorption column;

- вторую линию подачи сырья для транспортировки второй части от делителя исходного потока в по меньшей мере одну линию из группы, состоящей из: линии обедненной азотом жидкости, линии жидкого углеводородного продукта и линии технологического пара, причем указанная вторая линия подачи сырья обходит колонну десорбции азота.- a second feed line for transporting a second part from the feed stream divider to at least one line from the group consisting of: a line of a nitrogen-depleted liquid, a line of a liquid hydrocarbon product, and a process steam line, said second feed line bypassing a nitrogen desorption column.

В дальнейшем в этом документе изобретение будет дополнительно проиллюстрировано с помощью примеров и со ссылкой на чертежи, в которых:Further in this document, the invention will be further illustrated by way of examples and with reference to the drawings, in which:

на фиг. 1 схематически представлена принципиальная схема технологического процесса, представляющая способ и устройство, включающие вариант осуществления изобретения; иin FIG. 1 is a schematic flow diagram of a process representing a method and apparatus including an embodiment of the invention; and

на фиг. 2 схематически представлена принципиальная схема технологического процесса, представляющая способ и устройство, включающие другой вариант осуществления изобретения.in FIG. 2 is a schematic flow diagram of a process representing a method and apparatus including another embodiment of the invention.

На этих фигурах одинаковые ссылочные позиции будут использоваться для обозначения тех же самых или аналогичных частей. Кроме того, одна ссылочная позиция будет использоваться для обозначения канала или линии, а также потока, транспортируемого по этой линии.In these figures, the same reference numerals will be used to mean the same or similar parts. In addition, one reference position will be used to designate a channel or line, as well as a stream transported along that line.

Настоящее изобретение относится к удалению азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу. Криогенную углеводородную композицию делят на первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть. Первую часть подают в колонну десорбции азота, работающую при давлении десорбции, из которой отводят обедненную азотом жидкость. Вторую часть подают в обедненную азотом жидкость или в поток жидкого углеводородного продукта или в технологический пар, которые получают из обедненной азотом жидкости при осуществлении по меньшей мере стадии сброса давления обедненной азотом жидкости до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции. Поток десорбирующего пара подают в колонну десорбции азота, причем поток десорбирующего пара содержит по меньшей мере десорбирующую часть технологического пара после его сжатия.The present invention relates to the removal of nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase. The cryogenic hydrocarbon composition is divided into the first part and the second part having the same composition and phase as the first part. The first part is fed to a nitrogen desorption column operating at a desorption pressure, from which a nitrogen-depleted liquid is withdrawn. The second part is fed to a nitrogen-depleted liquid or to a liquid hydrocarbon product stream or to process steam, which are obtained from a nitrogen-depleted liquid by performing at least the stage of depressurizing the nitrogen-depleted liquid to an instantaneous vapor pressure that is lower than the desorption pressure. The stripping steam stream is fed to a nitrogen stripping column, the stripping steam stream containing at least a stripping portion of the process steam after being compressed.

Вторая часть обходит колонну десорбции азота между делением потока и подачей второй части в обедненную азотом жидкость и/или поток жидкого углеводородного продукта и/или технологический пар.The second part bypasses the nitrogen desorption column between dividing the stream and feeding the second part to a nitrogen-depleted liquid and / or liquid hydrocarbon product stream and / or process steam.

При этом нагрузка по жидкости колонны десорбции азота снижено по сравнению с тем случаем, когда вся подача криогенной углеводородной композиции подается в колонну десорбции азота, при этом одновременно достаточное количество жидкости может сохраняться в колонне десорбции азота, чтобы способствовать эффективной десорбции, используя поток десорбирующего пара. Следовательно, колонна десорбции азота может быть выполнена меньшей по размерам, чем в случае, описанном в WO 2011/009832, в котором первый газожидкостный сепаратор принимает весь многофазный углеводородный поток, который должен быть обработан.In this case, the liquid load of the nitrogen desorption column is reduced compared to the case when the entire supply of the cryogenic hydrocarbon composition is supplied to the nitrogen desorption column, while at the same time a sufficient amount of liquid can be stored in the nitrogen desorption column to facilitate effective desorption using a stream of desorption steam. Therefore, the nitrogen desorption column can be made smaller than in the case described in WO 2011/009832, in which the first gas-liquid separator receives the entire multiphase hydrocarbon stream to be processed.

С помощью предлагаемого в настоящем изобретении решения количество азота, остающееся в полученном потоке жидкого углеводородного продукта, может поддерживаться ниже определенного максимального нормативного содержания по азоту, при этом не вся криогенная углеводородная композиция проходит через колонну десорбции азота. Поток жидкого углеводородного продукта может храниться и транспортироваться при его криогенной температуре и приблизительно атмосферном давлении.Using the solution of the present invention, the amount of nitrogen remaining in the resulting liquid hydrocarbon product stream can be kept below a certain maximum standard nitrogen content, with not all cryogenic hydrocarbon composition passing through the nitrogen desorption column. The liquid hydrocarbon product stream can be stored and transported at its cryogenic temperature and approximately atmospheric pressure.

Предлагаемое решение также приводит к образованию отходящего газа, состоящего из паровой фракции, содержащей отводимую фракцию пара головного погона, полученную из головной части колонны десорбции азота. Паровая фракция может содержать значительное количество азота, возможно, от 50 мол.% до 95 мол.% азота. Однако, данная паровая фракция может еще использоваться в качестве потока топливного газа, предпочтительно при давлении топливного газа, не превышающем давление десорбции.The proposed solution also leads to the formation of an exhaust gas consisting of a vapor fraction containing a vented overhead vapor fraction obtained from the head of a nitrogen desorption column. The vapor fraction may contain a significant amount of nitrogen, possibly from 50 mol% to 95 mol% of nitrogen. However, this vapor fraction can still be used as a fuel gas stream, preferably at a fuel gas pressure not exceeding the desorption pressure.

Предпочтительно отходящий газ потребляется при давлении топливного газа, не превышающем давления десорбции. При этом можно избежать необходимости в специальном компрессоре топливного газа. Кроме того, с помощью выбора давления десорбции, при давлении, превышающем давление топливного газа, любое сжатие, примененное к технологическому пару, имеет дополнительное связанное преимущество, такое как добавление энтальпии технологическому пару, которое позволяет использовать его в качестве десорбирующего пара.Preferably, the off-gas is consumed at a fuel gas pressure not exceeding the stripping pressure. This eliminates the need for a special fuel gas compressor. In addition, by selecting a desorption pressure at a pressure higher than the fuel gas pressure, any compression applied to the process steam has an additional related advantage, such as adding enthalpy to the process steam, which allows it to be used as a stripping steam.

Предполагается, что предлагаемые в настоящем изобретении способ и устройство являются наиболее выгодными, когда криогенная углеводородная композиция содержит от 1,5 мол.%, предпочтительно от 1,8 мол.% до 5 мол.% азота. Существующие альтернативные подходы также могут адекватно работать, когда содержание азота ниже примерно 1,8 мол.% и/или ниже примерно 1,5 мол.%.It is believed that the method and apparatus of the present invention are most advantageous when the cryogenic hydrocarbon composition contains from 1.5 mol%, preferably from 1.8 mol% to 5 mol% of nitrogen. Existing alternative approaches may also work adequately when the nitrogen content is below about 1.8 mol% and / or below about 1.5 mol%.

Предлагаемый способ и устройство особенно подходят для использования в сочетании с системой сжижения углеводородов, такой как система сжижения природного газа, для того, чтобы удалять азот из неочищенного сжиженного продукта, который образуется в системе сжижения углеводородов. Обнаружено, что даже когда неочищенный сжиженный продукт (или криогенная углеводородная композиция) содержит достаточно высокое количество азота, от 1 мол.% (или от примерно 1 мол.%) до 5 мол.% (или до примерно 5 мол.%), образующийся в результате жидкий углеводородный продукт может соответствовать содержанию азота, находящемуся в пределах нормативов от 0,5 до 1 мол.% азота. Остальная часть азота отводится как часть паровой фракции в отходящем газе, вместе с регулируемым количеством метана.The proposed method and device is particularly suitable for use in combination with a hydrocarbon liquefaction system, such as a natural gas liquefaction system, in order to remove nitrogen from the crude liquefied product that is formed in the hydrocarbon liquefaction system. It was found that even when the crude liquefied product (or cryogenic hydrocarbon composition) contains a sufficiently high amount of nitrogen, from 1 mol.% (Or from about 1 mol.%) To 5 mol.% (Or up to about 5 mol.%) Formed as a result, the liquid hydrocarbon product may correspond to a nitrogen content that is within the range of standards from 0.5 to 1 mol.% nitrogen. The rest of the nitrogen is discharged as part of the vapor fraction in the exhaust gas, together with a controlled amount of methane.

На фигуре 1 представлено устройство, включающее вариант осуществления изобретения. Линия 8 подачи криогенного сырья находится в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через первую впускную систему 21.The figure 1 shows a device comprising an embodiment of the invention. The cryogenic feed line 8 is in fluid communication with the nitrogen desorption column 20 through the first inlet system 21.

Выше по потоку от линии 8 подачи криогенного сырья может быть предусмотрена система 100 сжижения. Система 100 сжижения функционирует в качестве источника криогенной углеводородной композиции. Система 100 сжижения находится в сообщении по текучей среде с линией 8 подачи криогенного сырья через основную систему 5 сброса давления, которая сообщается с системой 100 сжижения через линию 1 неочищенного сжиженного продукта. В показанном варианте осуществления основная система 5 сброса давления состоит из динамического устройства, такого как турбодетандер 6, и статического устройства, такого как клапан 7 Джоуля-Томсона, но возможны и другие варианты.Upstream of the cryogenic feed line 8, a liquefaction system 100 may be provided. The liquefaction system 100 functions as a source of a cryogenic hydrocarbon composition. The liquefaction system 100 is in fluid communication with a cryogenic feed line 8 through a main pressure relief system 5, which communicates with the liquefaction system 100 through a crude liquefied product line 1. In the shown embodiment, the main pressure relief system 5 consists of a dynamic device, such as a turboexpander 6, and a static device, such as a Joule-Thomson valve 7, but other options are possible.

Первая линия 10 подачи сырья соединяет линию 8 подачи криогенного сырья с первой впускной системой 21 колонны 20 десорбции азота через делитель 9 исходного потока, расположенный между линией 8 подачи криогенного сырья и первой линией 10 подачи сырья.The first feed line 10 connects the cryogenic feed line 8 to the first inlet system 21 of the nitrogen desorption column 20 through a feed stream divider 9 located between the cryogenic feed line 8 and the first feed line 10.

Вторая линия 11 подачи сырья соединена с ее расположенной выше по ходу потока стороны с делителем 9 исходного потока. Данная вторая линия 11 подачи сырья обходит колонну 20 десорбции азота, как будет дополнительно объяснено ниже. Делитель 9 исходного потока выполнен с возможностью деления криогенной углеводородной композиции, которая проходит по линии 8 подачи криогенного сырья, на первую часть, которая поступает в первую линию 10 подачи сырья, и вторую часть, которая поступает во вторую линию 11 подачи сырья. Преимущество второй линии 11 подачи сырья и делителя 9 исходного потока заключается в том, что колонна 20 десорбции азота может быть меньше по размерам, чем в случае, когда линия 8 подачи криогенного сырья и первая линия 10 подачи сырья были бы непосредственно соединены без делителя, в результате чего вся криогенная углеводородная композиция поступала бы в колонну десорбции азота 20 через первую впускную систему 21.The second feed line 11 is connected to its upstream side with a splitter 9 of the feed stream. This second feed line 11 bypasses the nitrogen desorption column 20, as will be further explained below. The feed stream divider 9 is configured to divide the cryogenic hydrocarbon composition, which passes along the cryogenic feed line 8, into a first part that enters the first feed line 10, and a second part that enters the second feed line 11. An advantage of the second feed line 11 and the feed stream divider 9 is that the nitrogen desorption column 20 may be smaller than when the cryogenic feed line 8 and the first feed line 10 would be directly connected without a divider, as a result, the entire cryogenic hydrocarbon composition would enter the nitrogen desorption column 20 through the first inlet system 21.

Регулирующий клапан 15 обходящего потока расположен во второй линии 11 подачи сырья. Регулирующий клапан обходящего потока функционально связан с регулятором FC потока, предусмотренным в первой линии 10 подачи сырья. Регулятор FC потока выполнен с возможностью поддерживать расход указанной первой части через первую линию 10 подачи сырья на заданном целевом уровне расхода, регулируя отношение деления на первую и вторую части криогенной углеводородной композиции, протекающей через линию 8 подачи криогенного сырья.The bypass flow control valve 15 is located in the second feed line 11. The bypass flow control valve is operatively connected to the FC flow regulator provided in the first feed line 10. The flow controller FC is configured to maintain the flow rate of the first part through the first feed line 10 at a predetermined target flow rate by adjusting the ratio of the division into the first and second parts of the cryogenic hydrocarbon composition flowing through the cryogenic feed line 8.

Колонна 20 десорбции азота содержит внутреннюю десорбционную секцию 24, расположенную внутри колонны 20 десорбции азота. Линия 30 отведения пара головного погона сообщается с колонной 20 десорбции азота через головную часть 26 внутри колонны 20 десорбции азота. Линия 40 отведения обедненной азотом жидкости сообщается с колонной 20 десорбции азота через область 28 сборника внутри колонны 20 десорбции азота, расположенную ниже по вертикали от десорбционной секции 24.The nitrogen desorption column 20 comprises an internal desorption section 24 located inside the nitrogen desorption column 20. The steam removal line 30 of the overhead steam is connected to the nitrogen desorption column 20 through the head portion 26 inside the nitrogen desorption column 20. The nitrogen depleted liquid discharge line 40 communicates with the nitrogen desorption column 20 through a collection region 28 inside the nitrogen desorption column 20, which is located downward from the desorption section 24.

Колонна 20 десорбции азота может содержать средство усиления контакта пар/жидкость для усиления разделения компонентов и отвода азота. В зависимости от допустимого количества азота в обедненной азотом жидкости и количества азота в линии 8 подачи криогенного сырья, в общей сложности может быть необходимо от 2 до 8 теоретических ступеней. В одном конкретном варианте осуществления требовалось 4 теоретических ступени. Такое средство усиления контакта может быть предусмотрено в виде тарелок и/или насадки, в виде или структурированной или неструктурированной насадки. По меньшей мере часть средства усиления контакта пар/жидкость соответственно образует часть внутренней десорбционной секции 24.The nitrogen desorption column 20 may comprise means for enhancing vapor / liquid contact to enhance separation of components and nitrogen removal. Depending on the permissible amount of nitrogen in the nitrogen-depleted liquid and the amount of nitrogen in the cryogenic feed line 8, a total of 2 to 8 theoretical stages may be necessary. In one particular embodiment, 4 theoretical steps were required. Such contact reinforcing means may be provided in the form of trays and / or nozzles, in the form of either a structured or unstructured nozzle. At least a portion of the vapor / liquid contact enhancing means respectively forms part of the internal desorption section 24.

Промежуточное устройство 45 сброса давления расположено в линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, и, таким образом, сообщается по текучей среде с колонной 20 десорбции азота. Промежуточное устройство 45 сброса давления функционально соединено с регулятором LC уровня, который взаимодействует с областью 28 сборника колонны 20 десорбции азота.An intermediate pressure relief device 45 is located in the discharge line 40 of the nitrogen-depleted liquid and thus is in fluid communication with the nitrogen desorption column 20. The intermediate pressure relief device 45 is operatively connected to an LC level controller that interacts with a region 28 of the collector of the nitrogen desorption column 20.

Промежуточное устройство 45 сброса давления находится на границе раздела между стороной давления десорбции, включающей колонну 20 десорбции азота, и стороной давления мгновенного испарения. Сторона давления мгновенного испарения включает в себя линию 90 жидкого углеводородного продукта, выполненную с возможностью отведения потока жидкого углеводородного продукта, полученного из обедненной азотом жидкости 40, и линию 60 технологического пара, выполненную с возможностью приема технологического пара, полученного из обедненной азотом жидкости 40. С помощью делителя 9 исходного потока и второй линии 11 подачи сырья, которые были кратко описаны выше, линия 8 подачи криогенного сырья соединяется по меньшей мере с одной линией из группы, состоящей из: линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, линии 90 жидкого углеводородного продукта и линии 60 технологического пара. Предпочтительно вторая линия 11 подачи сырья не проходит через какой-либо косвенный теплообменник, функционирующий для косвенного обмена теплом с каким-либо технологическим потоком.An intermediate pressure relief device 45 is located at the interface between the desorption pressure side including the nitrogen desorption column 20 and the flash side. The flash side includes a liquid hydrocarbon product line 90 configured to divert a liquid hydrocarbon product stream obtained from a nitrogen-depleted liquid 40, and a process steam line 60 configured to receive a process vapor obtained from a nitrogen-depleted liquid 40. C using the divider 9 of the feed stream and the second feed line 11, which were briefly described above, the cryogenic feed line 8 is connected to at least one group line s consisting of: exhaust line 40 depleted liquid nitrogen, line 90 of the liquid hydrocarbon product 60 and process steam lines. Preferably, the second feed line 11 does not pass through any indirect heat exchanger that functions to indirectly exchange heat with any process stream.

В показанном варианте осуществления сторона давления мгновенного испарения дополнительно содержит криогенный резервуар 210 для хранения, соединенный с линией 90 жидкого углеводородного продукта, для хранения потока жидкого углеводородного продукта, необязательную линию 230 подачи отпарного газа и необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения.In the embodiment shown, the flash side further comprises a cryogenic storage tank 210 connected to the liquid hydrocarbon product line 90, for storing the liquid hydrocarbon product stream, an optional flash gas supply line 230 and an optional flash flash separator 50.

Если предусмотрен такой конечный сепаратор 50 мгновенного испарения, как, например, в варианте осуществления фигуры 1, вторая линия 11 подачи сырья подходящим образом осуществляет подачу в конечный сепаратор 50 мгновенного испарения. Кроме того, такой конечный сепаратор 50 мгновенного испарения может быть выполнен в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через промежуточное устройство 45 сброса давления и линию 40 отведения обедненной азотом жидкости. Конечный сепаратор 50 мгновенного испарения может быть кроме того соединен с криогенным резервуаром 210 для хранения через линию 90 жидкого углеводородного продукта. Криогенный насос 95 может присутствовать в линии 90 жидкого углеводородного продукта, чтобы способствовать транспортировке жидкого углеводородного продукта к криогенному резервуару 210 для хранения.If such an end flash separator 50 is provided, such as, for example, in the embodiment of FIG. 1, the second feed line 11 suitably feeds the flash instant separator 50. In addition, such an end flash separator 50 may be in fluid communication with a nitrogen desorption column 20 through an intermediate pressure relief device 45 and a nitrogen depleted liquid discharge line 40. The final flash evaporator 50 may also be connected to a cryogenic storage tank 210 through a liquid hydrocarbon product line 90. A cryogenic pump 95 may be present in the liquid hydrocarbon product line 90 to facilitate transporting the liquid hydrocarbon product to the cryogenic storage tank 210.

Линия 60 технологического пара, как показано в варианте осуществления фиг. 1, может быть соединена с необязательным конечным сепаратором 50 мгновенного испарения через линию 64 пара мгновенного испарения и регулирующий клапан 65 потока пара мгновенного испарения, а также с криогенным резервуаром 210 для хранения через необязательную линию 230 подачи отпарного газа. Преимущество последнего соединения заключается в том, что оно позволяет использовать по меньшей мере часть отпарного газа из криогенного резервуара 210 как часть технологического пара.Process steam line 60, as shown in the embodiment of FIG. 1 may be coupled to an optional flash end separator 50 via flash steam line 64 and a flash steam control valve 65, as well as to a cryogenic storage tank 210 through optional flash gas supply line 230. An advantage of the latter compound is that it allows the use of at least a portion of the stripping gas from the cryogenic tank 210 as part of the process steam.

Кроме того, технологический компрессор 260 предусмотрен на границе раздела между стороной давления десорбции и стороной давления мгновенного испарения. Предпочтительно, технологический компрессор 260 приводится в действие электрическим двигателем. Технологический компрессор 260 расположен в линии 60 технологического пара для приема технологического пара и для сжатия технологического пара. Линия 70 отведения сжатого пара сообщается по текучей среде с выпускным отверстием 261 технологического компрессора 260. Подходящим образом, технологический компрессор 260 может быть снабжен антипомпажным регулятором и охладителем рециркулята, которые используются, когда технологический компрессор находится в режиме рецикла и во время пуска (не показаны на чертеже).In addition, process compressor 260 is provided at the interface between the desorption pressure side and the flash side. Preferably, process compressor 260 is driven by an electric motor. Process compressor 260 is located in line 60 of process steam for receiving process steam and for compressing process steam. The compressed steam discharge line 70 is in fluid communication with the outlet 261 of the process compressor 260. Suitably, the process compressor 260 may be equipped with an anti-surge controller and recirculate cooler, which are used when the process compressor is in recycle mode and during start-up (not shown in drawing).

Линия 71 десорбирующего пара находится в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через вторую впускную систему 23, расположенную на уровне ниже по вертикали от десорбционной секции 24 и предпочтительно над областью 28 сборника. Линия 71 десорбирующего пара соединена с линией 70 отведения сжатого пара через необязательный перепускной делитель 79. Клапан 75 десорбирующего пара предусмотрен в линии 71 десорбирующего пара.The stripping steam line 71 is in fluid communication with the nitrogen stripping column 20 through a second inlet system 23 located at a level lower vertically from the stripping section 24 and preferably above the collection area 28. A stripping steam line 71 is connected to a compressed steam discharge line 70 through an optional bypass divider 79. A stripping steam valve 75 is provided in the stripping steam line 71.

Необязательно, линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара предусмотрена в сообщении по текучей среде со второй впускной системой 23 колонны 20 десорбции азота. В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 1, необязательная линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара соединена с линией 70 отведения сжатого пара. Регулирующий клапан 73 потока внешнего десорбирующего пара предусмотрен в необязательной линии 74 подачи внешнего десорбирующего пара. В одном варианте осуществления необязательная линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара соответственно соединена с линией углеводородного пара в системе 100 сжижения или выше от нее по потоку.Optionally, an external stripping steam supply line 74 is provided in fluid communication with the second inlet system 23 of the nitrogen stripping column 20. In one embodiment, as shown in FIG. 1, an optional external stripping steam supply line 74 is connected to a compressed steam discharge line 70. An external desorbing steam flow control valve 73 is provided in an optional external desorbing steam supply line 74. In one embodiment, an optional external stripping steam supply line 74 is respectively connected to a hydrocarbon steam line in or upstream of the liquefaction system 100.

Устройство 220 сжигания выполнено с возможностью приема по меньшей мере топливной части пара из линии 30 отведения головного погона. Устройство сжигания может содержать множество блоков сжигания и/или оно может включать в себя, например, одно или несколько из следующих устройств: печи, бойлера, инсинератора, двухтопливного дизельного двигателя или их сочетаний. Бойлер и двухтопливный дизельный двигатель могут быть соединены с электрогенератором.The combustion device 220 is configured to receive at least the fuel portion of the steam from the overhead lead line 30. The combustion device may include multiple combustion units and / or it may include, for example, one or more of the following devices: furnace, boiler, incinerator, dual-fuel diesel engine, or combinations thereof. A boiler and a dual-fuel diesel engine can be connected to an electric generator.

Линия 87 рециркуляции пара необязательно выполнена с возможностью приема по меньшей мере паровой рециркуляционной части пара из линии 30 отведения головного погона. Линия 87 рециркуляции пара обходит колонну 20 десорбции азота, и обеспечивает обратную подачу по меньшей мере в одну из линий группы, состоящей из: линии 90 жидкого углеводородного продукта и линии 60 технологического пара. Регулирующий клапан 88 потока рециркуляции пара предпочтительно предусмотрен в линии 87 рециркуляции пара. Преимущество предложенной линии 87 рециркуляции пара заключается в том, что она позволяет селективно повышать содержание азота в потоке 90 жидкого углеводородного продукта. Если предусмотрен необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения, линия 87 рециркуляции пара подходящим образом осуществляет подачу в конечный сепаратор 50 мгновенного испарения.The steam recirculation line 87 is optionally configured to receive at least a steam recirculation portion of the steam from the overhead line 30. The steam recirculation line 87 bypasses the nitrogen desorption column 20, and provides a reverse supply to at least one of the lines of the group consisting of: the liquid hydrocarbon product line 90 and the process steam line 60. The steam recirculation flow control valve 88 is preferably provided in the steam recirculation line 87. The advantage of the proposed line 87 steam recirculation is that it allows you to selectively increase the nitrogen content in the stream 90 of the liquid hydrocarbon product. If an optional flash flash separator 50 is provided, the steam recirculation line 87 suitably feeds the flash flash separator 50.

Необязательно колонна 20 десорбции азота содержит внутреннюю ректификационную секцию 22 в дополнение к внутренней десорбционной секции 24. Внутренняя ректификационная секция 22 расположена внутри колонны 20 десорбции азота выше по вертикали, чем десорбционная секция 24. Первая впускная система 21 расположена по вертикали между внутренней ректификационной секцией 22 и внутренней десорбционной секцией 24. Головная часть 26 образована областью внутри колонны 20 десорбции азота выше по вертикали от ректификационной секции 22.Optionally, the nitrogen desorption column 20 contains an internal distillation section 22 in addition to the internal desorption section 24. The internal distillation section 22 is located inside the nitrogen desorption column 20 higher vertically than the desorption section 24. The first inlet system 21 is located vertically between the internal distillation section 22 and the internal desorption section 24. The head part 26 is formed by the area inside the nitrogen desorption column 20 upward from the distillation section 22.

Необязательная внутренняя ректификационная секция 22 может содержать средство усиления контакта пар/жидкость, аналогичное находящемуся во внутренней десорбционной секции 24, для усиления разделения компонентов и отвода азота.The optional internal distillation section 22 may include vapor / liquid contact enhancing means similar to those found in the internal desorption section 24 to enhance separation of components and nitrogen removal.

Как правило, колонна 20 десорбции азота взаимодействует с конденсатором для создания нисходящего потока жидкости через внутреннюю десорбционную секцию 24 и/или необязательную внутреннюю ректификационную секцию 22. Например, на фигуре 1 конденсатор предусмотрен в виде конденсатора 35 головного погона, внешнего по отношению к колонне 20 десорбции азота, тогда как на фигуре 2 он предусмотрен в виде встроенного внутреннего конденсатора 235 головного погона, который выполнен внутри головной части 26 в колонне 20 десорбции азота.Typically, the nitrogen desorption column 20 interacts with a condenser to create a downward flow of liquid through the internal desorption section 24 and / or an optional internal distillation section 22. For example, in FIG. 1, the condenser is provided as a head overhead condenser 35 external to the desorption column 20 nitrogen, whereas in figure 2 it is provided as an integrated internal overhead condenser 235, which is made inside the head portion 26 in the nitrogen desorption column 20.

Такой конденсатор можно выгодным образом использовать для повторной конденсации по меньшей мере части сжатого технологического пара из линии 70 отведения сжатого пара. Например, в варианте осуществления фигуры 1, конденсатор 35 головного погона расположен в линии 30 отведения пара головного погона. Внутри конденсатора 35 головного погона пар головного погона может приводиться в косвенный теплообменный контакт с потоком 132 вспомогательного хладагента, в результате чего тепло передается от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента в количестве производительности по холоду. Регулирующий клапан 135 потока вспомогательного хладагента предусмотрен в линии 132 вспомогательного хладагента.Such a condenser can advantageously be used to re-condensate at least a portion of the compressed process steam from the compressed steam discharge line 70. For example, in the embodiment of FIG. 1, the overhead condenser 35 is located on the overhead steam withdrawal line 30. Inside the overhead condenser 35, the overhead steam can be brought into indirect heat exchange contact with the auxiliary refrigerant stream 132, as a result of which heat is transferred from the overhead steam to the auxiliary refrigerant stream in an amount of cold flow. The auxiliary refrigerant flow control valve 135 is provided in the auxiliary refrigerant line 132.

Регулятор 34 производительности по холоду может быть предусмотрен для регулирования производительности по холоду, представляющей собой степень, с которой тепло передается от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента. Соответственно, регулятор 34 производительности по холоду выполнен с возможностью регулирования производительности по холоду в ответ на показатель теплотворной способности отходящего газа по отношению к потребности в тепловой мощности. В показанном варианте осуществления регулятор 34 производительности по холоду выполнен в виде регулятора PC давления и регулирующего клапана 135 потока вспомогательного хладагента, которые функционально связаны друг с другом.A cold capacity controller 34 may be provided to control cold performance, which is the degree to which heat is transferred from the overhead steam to the auxiliary refrigerant stream. Accordingly, the cold capacity controller 34 is configured to control cold performance in response to an indicator of the calorific value of the off-gas relative to the heat demand. In the shown embodiment, the cold capacity controller 34 is configured as a pressure controller PC and an auxiliary refrigerant flow control valve 135, which are functionally connected to each other.

Снова ссылаясь на фиг. 1, сепаратор 33 головного погона расположен на расположенной ниже по ходу потока стороне линии 30 отведения пара головного погона. Линия 30 отведения пара головного погона разгружается в сепаратор 33 головного погона. Сепаратор 33 головного погона выполнен с возможностью отделения любой несконденсированной паровой фракции от любой сконденсированной фракции пара головного погона. Линия 80 отведения паровой фракции выполнена с возможностью отведения паровой фракции.Referring again to FIG. 1, the overhead separator 33 is located on the downstream side of the overhead steam withdrawal line 30. The steam overhead line 30 is unloaded into the head overhead separator 33. The overhead separator 33 is configured to separate any non-condensed vapor fraction from any condensed overhead vapor fraction. The steam fraction discharge line 80 is configured to discharge the vapor fraction.

Подходящим образом, устройство 220 сжигания предусмотрено на расположенном ниже по ходу потока конце линии 80 отведения паровой фракции для приема по меньшей мере топливной части из паровой фракции в линии 80 отведения паровой фракции. Подходящим образом, конфигурация необязательной линии 87 рециркуляции пара включает необязательный делитель 89 паровой фракции, который может быть предусмотрен в линии 80 паровой фракции, обеспечивая регулируемое сообщение по текучей среде между линией 80 паровой фракции и линией 87 рециркуляции пара.Suitably, a combustion device 220 is provided at the downstream end of the steam fraction discharge line 80 for receiving at least a fuel portion from the vapor fraction in the steam fraction discharge line 80. Suitably, the configuration of the optional steam recirculation line 87 includes an optional steam fraction divider 89, which may be provided in the steam fraction line 80, providing controlled fluid communication between the steam fraction line 80 and the steam recirculation line 87.

Теплообменник 85 рекуперации холода может быть предусмотрен в линии 80 отведения паровой фракции для сохранения холода, присутствующего в паровой фракции 80, с помощью теплообмена с потоком 86 рекуперации холода перед подачей паровой фракции 80 к любому устройству сжигания.The cold recovery heat exchanger 85 may be provided in the steam fraction discharge line 80 to maintain the cold present in the steam fraction 80 by heat exchange with the cold recovery stream 86 before supplying the steam fraction 80 to any combustion device.

В одном варианте осуществления поток 86 рекуперации холода может содержать или состоять из побочного потока, происходящего из потока углеводородного сырья в линии 110 подачи углеводородного сырья системы 100 сжижения. Образующийся в результате охлажденный побочный поток может, например, быть объединен с криогенной углеводородной композицией в линии 8 подачи криогенного сырья. Таким образом, теплообмен для рекуперации холода в теплообменнике 85 рекуперации холода дополняет производительность криогенной углеводородной композиции. В другом варианте осуществления поток 86 рекуперации холода может содержать или состоять из пара головного погона в линии 30 отведения пара головного погона, предпочтительно участка линии 30 отведения пара головного погона, через который пар головного погона поступает из колонны 20 десорбции азота в конденсатор 35 головного погона. При этом производительность, требуемая от потока 132 вспомогательного хладагента в конденсаторе 35 головного погона, может быть снижена.In one embodiment, the cold recovery stream 86 may comprise or consist of a side stream originating from a hydrocarbon feed stream in a hydrocarbon feed line 110 of the liquefaction system 100. The resulting cooled side stream may, for example, be combined with a cryogenic hydrocarbon composition in a cryogenic feed line 8. Thus, heat transfer for cold recovery in the cold recovery heat exchanger 85 complements the performance of the cryogenic hydrocarbon composition. In another embodiment, the cold recovery stream 86 may comprise or consist of overhead steam in the overhead steam withdrawal line 30, preferably a portion of the overhead steam withdrawal line 30 through which the overhead steam flows from the nitrogen desorption column 20 to the overhead condenser 35. In this case, the performance required from the auxiliary refrigerant stream 132 in the overhead condenser 35 can be reduced.

Система обратного орошения выполнена с возможностью допускать по меньшей мере часть 36 обратного орошения из сконденсированной фракции в колонну 20 десорбции азота на уровне над ректификационной секцией 22. В варианте осуществления фигуры 1 система обратного орошения включает в себя линию 37 отведения сконденсированной фракции, связанную по текучей среде с нижней частью сепаратора 33 головного погона, необязательный насос 38 обратного орошения, предусмотренный в линии 37 отведения сконденсированной фракции, и необязательный делитель 39 сконденсированной фракции. Необязательный делитель 39 сконденсированной фракции связывает по текучей среде линию 37 отведения сконденсированной фракции с колонной 20 десорбции азота через линию 36 части обратного орошения и систему 25 впуска обратного орошения, и с необязательной линией 13 рециркуляции жидкости. Необязательная линия 13 рециркуляции жидкости находится в сообщении по жидкой среде с линией 90 жидкого углеводородного продукта. Сообщение по жидкой среде означает, что линия 13 рециркуляции жидкости соединена с любом подходящим местом, из которого по меньшей мере часть части рециркуляции жидкости может поступать в линию 90 жидкого углеводородного продукта, при этом оставаясь в жидкой фазе. Таким образом, линия 13 рециркуляции жидкости может, например, быть непосредственно соединена с одним или несколькими элементами, выбранными из группы, состоящей из: колонны 20 десорбции азота, линии 8 подачи криогенного сырья, первой линии 10 подачи сырья, второй линии 11 подачи сырья, линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, необязательного конечного сепаратора 50 мгновенного испарения и линии 90 жидкого углеводородного продукта. Рециркуляционный клапан 14 предусмотрен в необязательной линии 13 рециркуляции жидкости. Необязательный клапан 32 потока обратного орошения, функционально регулируемый регулятором потока обратного орошения (не показан), предпочтительно может быть предусмотрен в линии 36 части обратного орошения.The reverse irrigation system is configured to allow at least a portion 36 of the reverse irrigation from the condensed fraction to the nitrogen desorption column 20 at a level above the distillation section 22. In the embodiment of FIG. 1, the reverse irrigation system includes a condensed fraction discharge line 37 connected in fluid with the bottom of the overhead separator 33, an optional reverse irrigation pump 38 provided in the condensed fraction discharge line 37, and an optional divider 39 ensirovannoy fraction. An optional condensed fraction divider 39 fluidly couples the condensed fraction withdrawal line 37 to a nitrogen desorption column 20 through a reverse irrigation part line 36 and a reverse irrigation inlet system 25, and an optional liquid recirculation line 13. An optional liquid recirculation line 13 is in fluid communication with a liquid hydrocarbon product line 90. A fluid communication means that the liquid recirculation line 13 is connected to any suitable place from which at least a portion of the liquid recirculation part can flow to the liquid hydrocarbon product line 90, while remaining in the liquid phase. Thus, the liquid recirculation line 13 can, for example, be directly connected to one or more elements selected from the group consisting of: nitrogen desorption column 20, cryogenic feed line 8, first feed line 10, second feed line 11, line 40 discharge nitrogen depleted liquid, optional final separator 50 instantaneous evaporation and line 90 of the liquid hydrocarbon product. A recirculation valve 14 is provided in an optional liquid recirculation line 13. An optional back-irrigation valve 32, functionally controlled by a back-irrigation flow regulator (not shown), may preferably be provided in the back-irrigation part line 36.

Линия 13 рециркуляции жидкости находится в сообщении по жидкой среде с линией 90 жидкого углеводородного продукта, предпочтительно через путь рециркуляции, который не проходит через ректификационную секцию 22, если она предусмотрена. Таким образом линия 13 рециркуляции жидкости помогает избежать подачи слишком большого количества жидкости в ректификационную секцию 22 и избежать прохождения рециркулирующей жидкости через ректификационную секцию 22. Это целесообразно, чтобы избежать нарушения равновесия в колонне 20 десорбции азота.The liquid recirculation line 13 is in fluid communication with the liquid hydrocarbon product line 90, preferably via a recirculation path that does not pass through the distillation section 22, if provided. Thus, the liquid recirculation line 13 helps to avoid supplying too much liquid to the distillation section 22 and to prevent the recirculation liquid from passing through the distillation section 22. This is useful in order to avoid imbalance in the nitrogen desorption column 20.

Необязательный перепускной делитель 79 находится в сообщении по текучей среде с линией 30 отведения пара головного погона, предпочтительно на стороне, расположенной выше по ходу потока от конденсатора 35 головного погона, если последний предусмотрен. Для этого может быть предусмотрена необязательная перепускная линия 76 пара между необязательным перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона. Перепускной регулирующий клапан 77 пара предпочтительно предусмотрен в перепускной линии 76 пара. Преимущество такой перепускной линии 76 пара состоит в том, что когда имеется избыток технологического пара, он может быть обработан вместе с отходящим газом в линии 80 отведения паровой фракции, не нарушая материальный баланс в колонне 20 десорбции азота. Перепускная линия 76 пара подходящим образом проходит вдоль обходного пути между перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона на стороне выше по ходу потока от конденсатора 35 головного погона. Обходной путь проходит между перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона и/или линией 80 отведения паровой фракции. Обходной путь не проходит через внутреннюю десорбционную секцию 24 в колонне 20 десорбции азота. Таким образом можно избежать прохождения недесорбирующей части через внутреннюю десорбционную секцию 24, что помогает избежать нарушения равновесия в колонне 20 десорбции азота.An optional bypass divider 79 is in fluid communication with the overhead steam discharge line 30, preferably on the side upstream of the overhead condenser 35, if one is provided. For this, an optional steam bypass line 76 may be provided between the optional bypass divider 79 and the steam overhead line 30 of the overhead. A steam bypass control valve 77 is preferably provided in the steam bypass line 76. The advantage of such a steam bypass line 76 is that when there is an excess of process steam, it can be treated together with the off-gas in the steam fraction discharge line 80 without disturbing the material balance in the nitrogen desorption column 20. The steam bypass line 76 suitably extends along the bypass between the bypass divider 79 and the steam overhead line 30 on the side of the overhead from the upstream side of the overhead condenser 35. A bypass route passes between the bypass divider 79 and the steam removal line 30 of the overhead and / or the steam fraction discharge line 80. A bypass does not pass through the internal desorption section 24 in the nitrogen desorption column 20. Thus, it is possible to avoid the passage of the non-desorbing portion through the internal desorption section 24, which helps to avoid imbalance in the nitrogen desorption column 20.

Система 100 сжижения в настоящем описании до сих пор была представлена очень схематично. Она может представлять любую подходящую систему сжижения углеводородов и/или процесс, в частности, любой процесс сжижения природного газа, дающий сжиженный природный газ, и изобретение не ограничено конкретным выбором системы сжижения. Примеры подходящих систем сжижения применяют процессы одноконтурного охлаждения хладагентом (обычно одноконтурное охлаждение смешанным хладагентом - SMR-процессы, такие как PRICO, описанный в работе K.R. Johnsen и Р. Christiansen «LNG Production on floating platforms», представленной на конференции Gastech 1998 (Дубай), но также возможно применение процесса однокомпонентного хладагента, как, например, процесс BHP-cLNG, также описанный в вышеупомянутой работе K.R. Johnsen и Р. Christiansen); процессы двухконтурного охлаждения хладагентом (например, часто используемый процесс со смешанным хладагентом и пропаном с частой аббревиатурой C3MR, описанный, например, в патенте US 4404008, или, например, процессы двухконтурного охлаждения со смешанным хладагентом - DMR, пример которых описан в патенте US 6658891, или, например, процессы с двумя контурами, в которых каждый контур хладагента содержит однокомпонентный хладагент); и процессы, основанные на трех или более последовательностях компрессоров для трех или более контуров охлаждения, пример которых описан в патенте US 7114351.The liquefaction system 100 in the present description has so far been presented very schematically. It may be any suitable hydrocarbon liquefaction system and / or process, in particular any natural gas liquefaction process producing liquefied natural gas, and the invention is not limited to the particular choice of a liquefaction system. Examples of suitable liquefaction systems employ single-circuit refrigerant refrigeration processes (typically single-circuit mixed refrigerant refrigeration — SMR processes such as PRICO described by KR Johnsen and P. Christiansen “LNG Production on floating platforms” presented at the Gastech 1998 conference in Dubai). but it is also possible to use a single-component refrigerant process, such as, for example, the BHP-cLNG process, also described in the aforementioned work by KR Johnsen and P. Christiansen); dual-circuit refrigerant cooling processes (for example, the often used mixed refrigerant-propane process with the frequent abbreviation C3MR, described, for example, in US Pat. No. 4,440,408, or, for example, mixed-refrigerant dual-circuit cooling processes, DMR, an example of which is described in US 6658891, or, for example, processes with two circuits in which each refrigerant circuit contains a single component refrigerant); and processes based on three or more compressor sequences for three or more cooling circuits, an example of which is described in US Pat. No. 7,114,351.

Другие примеры подходящих систем сжижения описаны в патентах: US 5832745 (Shell SMR); US 6295833 и US 5657643 (оба являются вариантами Black & Veatch SMR); US 6370910 (Shell DMR). Другим подходящим примером процесса DMR является так называемый процесс LIQUEFIN от Axens, описанный, например, в статье P-Y Martin et al, озаглавленной «LIQUEFIN: AN INNOVATIVE PROCESS TO REDUCE LNG COSTS», представленной на 22-ой Всемирной газовой конференции в Токио, Япония (2003). Другие подходящие процессы с тремя контурами описаны, например, в патентах US 6962060; WO 2008/020044; US 7127914; DE3521060A1; US 5669234 (коммерчески известный как оптимизированный каскадный процесс); US 6253574 (коммерчески известный как каскадный процесс со смешанными хладагентами); US 6308531; в публикации заявки US 2008/0141711; Mark J. Roberts et al, «Large capacity single train AP-X(TM) Hybrid LNG Process», Gastech 2002, Доха, Катар (13-16 октября 2002). Эти ссылки приводятся, чтобы продемонстрировать широкую применимость изобретения, и не являются исключительным и/или исчерпывающим перечнем возможностей.Other examples of suitable liquefaction systems are described in patents: US 5832745 (Shell SMR); US 6295833 and US 5657643 (both are Black & Veatch SMR variants); US 6,370,910 (Shell DMR). Another suitable example of a DMR process is the so-called Axens LIQUEFIN process, described, for example, in an article by PY Martin et al entitled “LIQUEFIN: AN INNOVATIVE PROCESS TO REDUCE LNG COSTS” presented at the 22nd World Gas Conference in Tokyo, Japan ( 2003). Other suitable three-loop processes are described, for example, in US Pat. Nos. 6,962,060; WO 2008/020044; US 7127914; DE3521060A1; US 5669234 (commercially known as optimized cascade process); US 6253574 (commercially known as cascaded mixed refrigerant process); US 6308531; in the publication of application US 2008/0141711; Mark J. Roberts et al, "Large Capacity Single Train AP-X (TM) Hybrid LNG Process", Gastech 2002, Doha, Qatar (October 13-16, 2002). These references are provided to demonstrate the broad applicability of the invention, and are not an exclusive and / or exhaustive list of possibilities.

Предпочтительно, но не обязательно, любой компрессор, являющийся частью процесса сжижения углеводородов в системе сжижения, в частности любой компрессор хладагента, приводится в действие с помощью одного или нескольких электродвигателей, без механического приведения в действие любой паровой и/или газовой турбиной. Такой компрессор может приводиться в действие исключительно одним или несколькими электродвигателями. Не во всех приведенных выше примерах применяются электродвигатели в качестве приводов компрессоров хладагента. Должно быть понятно, что любые приводы, отличные от электродвигателей, могут быть заменены на электродвигатель, чтобы извлечь наибольшую пользу из настоящего изобретения.Preferably, but not necessarily, any compressor that is part of the hydrocarbon liquefaction process in the liquefaction system, in particular any refrigerant compressor, is driven by one or more electric motors, without mechanical actuation of any steam and / or gas turbine. Such a compressor can be driven solely by one or more electric motors. Not all examples above use electric motors as drives for refrigerant compressors. It should be understood that any drives other than electric motors can be replaced with an electric motor to benefit most from the present invention.

Пример, в котором система 100 сжижения основана, например, на C3MR или Shell DMR, кратко проиллюстрирован на фигуре 2. В ней используется криогенный теплообменник 180, в данном случае в виде спирального теплообменника, содержащего нижний и верхний пучки (соответственно, 181 и 182) труб для углеводородного продукта, нижний и верхний пучки (соответственно, 183 и 184) труб для легкого смешанного хладагента (LMR) и пучок 185 труб для тяжелого смешанного хладагента (HMR).An example in which the liquefaction system 100 is based, for example, on C3MR or Shell DMR, is briefly illustrated in Figure 2. It uses a cryogenic heat exchanger 180, in this case in the form of a spiral heat exchanger containing lower and upper bundles (181 and 182, respectively) pipes for the hydrocarbon product, the lower and upper bundles (183 and 184, respectively) of pipes for light mixed refrigerant (LMR) and a bundle of 185 pipes for heavy mixed refrigerant (HMR).

Нижний и верхний пучки 181 и 182 труб для углеводородного продукта связывают по текучей среде линию 1 неочищенного сжиженного продукта с линией 110 подачи углеводородного сырья. По меньшей мере один теплообменник 115 предварительного охлаждения для охлажденного углеводорода может быть предусмотрен в линии 110 подачи углеводородного сырья выше по потоку от криогенного теплообменника 180.The lower and upper bundles 181 and 182 of pipes for the hydrocarbon product fluidly couple the crude liquefied product line 1 to the hydrocarbon feed line 110. At least one pre-cooling heat exchanger 115 for the chilled hydrocarbon may be provided in the hydrocarbon feed line 110 upstream of the cryogenic heat exchanger 180.

Основной хладагент в виде смешанного хладагента подается в контур 101 циркуляции основного хладагента. Контур 101 циркуляции основного хладагента содержит линию 150 отработанного хладагента, соединяющую криогенный теплообменник 180 (в данном случае межтрубную зону 186 криогенного теплообменника 180) с основной стороной всасывания компрессора 160 основного хладагента, и линию 120 сжатого хладагента, соединяющую выпускное отверстие компрессора 160 основного хладагента с MR сепаратором 128 (сепаратором смешанного хладогента). Один или несколько теплообменников предусмотрено в линии 120 сжатого хладагента, включающей в себя в настоящем примере по меньшей мере один теплообменник 124, использующий теплоноситель с температурой окружающей среды, и по меньшей мере один теплообменник 125 предварительного охлаждения с охлажденным основным хладагентом. MR сепаратор 128 находится в сообщении по текучей среде с нижним пучком 183 труб для LMR через линию 121 легкого смешанного хладагента, и с пучком труб для HMR через линию 122 тяжелого смешанного хладагента.The primary refrigerant in the form of mixed refrigerant is supplied to the primary refrigerant circuit 101. The main refrigerant circuit 101 contains an exhaust refrigerant line 150 connecting the cryogenic heat exchanger 180 (in this case, the annular zone 186 of the cryogenic heat exchanger 180) to the main suction side of the main refrigerant compressor 160, and a compressed refrigerant line 120 connecting the outlet of the main refrigerant compressor 160 with MR separator 128 (mixed refrigerant separator). One or more heat exchangers are provided in a compressed refrigerant line 120 including, in the present example, at least one heat exchanger 124 using an ambient temperature coolant and at least one pre-cooling heat exchanger 125 with cooled main refrigerant. The MR separator 128 is in fluid communication with the lower tube bundle 183 for the LMR through the light mixed refrigerant line 121, and with the tube bundle for the HMR through the heavy mixed refrigerant line 122.

По меньшей мере один теплообменник 115 предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов и по меньшей мере один теплообменник 125 предварительного охлаждения охлаждаемого основного хладагента охлаждаются хладагентом предварительного охлаждения (по линиям 127 и 126, соответственно). Этот же хладагент предварительного охлаждения может быть передан из этого же цикла для хладагента предварительного охлаждения. Кроме того, по меньшей мере один теплообменник 115 предварительного охлаждения для охлажденного углеводорода и по меньшей мере один теплообменник 125 предварительного охлаждения с охлажденным основным хладагентом могут быть объединены в одно теплообменное устройство предварительного охлаждения (не показано). Приводится ссылка на патент US 6370910 в качестве неограничивающего примера.At least one pre-cooling heat exchanger 115 of the cooled hydrocarbons and at least one pre-cooling heat exchanger 125 of the cooled main refrigerant are cooled by the pre-cooling refrigerant (along lines 127 and 126, respectively). The same pre-refrigerant can be transferred from the same cycle to the pre-refrigerant. In addition, at least one pre-cooling heat exchanger 115 for a chilled hydrocarbon and at least one pre-cooling heat exchanger 125 with a cooled main refrigerant can be combined into one pre-cooling heat exchanger (not shown). Reference is made to US Pat. No. 6,370,910 as a non-limiting example.

Необязательная линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара (если предусмотрена) может подходящим образом соединяться с линией 110 подачи углеводородного сырья, или в точке выше по потоку от по меньшей мере одного теплообменника 115 предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов, ниже по потоку от по меньшей мере одного теплообменника 115 предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов, или (например, если возможно предусмотреть два или более теплообменника предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов) между двумя последовательными теплообменниками предварительного охлаждения охлаждаемых углеводородов, для получения части потока углеводородного сырья из линии 110 подачи углеводородного сырья.The optional external stripping steam supply line 74 (if provided) may suitably be connected to the hydrocarbon feed line 110, or at a point upstream of at least one pre-cooling cooled hydrocarbon exchanger 115, downstream of at least one heat exchanger 115 pre-cooling the cooled hydrocarbons, or (for example, if it is possible to provide two or more heat exchangers pre-cooling the cooled hydrocarbons) between two successive heat exchangers pre-cooling the cooled hydrocarbons, to obtain part of the flow of hydrocarbon feed from line 110 of the hydrocarbon feed.

В точке перехода между верхними (182, 184) и нижними (181, 183) пучками труб пучок 185 труб для HMR находится в соединении по текучей среде с линией 141 HMR, в которой предусмотрен регулирующий клапан 144 HMR. Линия 141 HMR находится в сообщении по текучей среде с межтрубной зоной 186 криогенного теплообменника 180 и, через указанную межтрубную зону 186 и в теплообменной конфигурации с каждым одним из нижнего пучка 181 труб для углеводородного продукта, нижнего пучка 183 труб для LMR и пучка 185 труб для HMR, с линией 150 отработанного хладагента.At the transition point between the upper (182, 184) and lower (181, 183) tube bundles, the HMR tube bundle 185 is in fluid communication with the HMR line 141 in which the 144 HMR control valve is provided. The HMR line 141 is in fluid communication with the annulus 186 of the cryogenic heat exchanger 180 and, through said annulus 186 and in the heat exchange configuration, with each one of the lower pipe bundle 181 for the hydrocarbon product, the lower pipe bundle 183 for the LMR and the pipe bundle 185 for HMR, with a line of 150 spent refrigerant.

Над верхними пучками 182 и 184 труб, возле верхней части криогенного теплообменника 180, пучок 184 труб для LMR находится в соединении по текучей среде с линией 131 LMR. Первая возвратная линия 133 LMR устанавливает сообщение по текучей среде между линией 131 LMR и межтрубной зоной 186 криогенного теплообменника 180. Регулирующий клапан 134 LMR предусмотрен в первой возвратной линии 133 LMR. Первая возвратная линия 133 LMR находится в сообщении по текучей среде с линией 150 отработанного хладагента через указанную межтрубную зону 186, и в теплообменной конфигурации с каждым одним из верхнего и нижнего пучков 182 и 181 труб для углеводородного продукта, и каждым одним из пучков 183 и 184 труб для LMR, и пучком 185 труб для HMR.Above the upper tube bundles 182 and 184, near the upper part of the cryogenic heat exchanger 180, the tube bundle 184 for the LMR is in fluid communication with the LMR line 131. The first LMR return line 133 establishes a fluid communication between the LMR line 131 and the annulus 186 of the cryogenic heat exchanger 180. An LMR control valve 134 is provided in the first LMR return line 133. The first LMR return line 133 is in fluid communication with the spent refrigerant line 150 through said annulus 186, and in a heat exchange configuration with each one of the upper and lower bundles 182 and 181 of the hydrocarbon product tubes, and each one of the bundles 183 and 184 pipes for LMR, and a bunch of 185 pipes for HMR.

На фиг. 2 показан один возможный источник вспомогательного хладагента. Линия 131 LMR разделяется на линию 132 вспомогательного хладагента и первую возвратную линию 133 LMR. Вторая возвратная линия 138 LMR на ее расположенном выше по ходу потока конце соединяется по текучей среде с линией 132 вспомогательного хладагента через конденсатор головного погона (который может быть выполнен в виде встроенного внутреннего конденсатора 235 головного погона), а на расположенном ниже по ходу потока конце вторая возвратная линия 138 LMR в конечном счете соединяется с линией 150 отработанного хладагента, соответственно через первую линию 141 HMR.In FIG. 2 shows one possible source of auxiliary refrigerant. The LMR line 131 is divided into the auxiliary refrigerant line 132 and the first LMR return line 133. The second LMR return line 138 at its upstream end is fluidly connected to the auxiliary refrigerant line 132 through the overhead condenser (which may be in the form of an internal overhead overhead condenser 235), and at the downstream end, the second the LMR return line 138 is ultimately connected to the spent refrigerant line 150, respectively, through the first HMR line 141.

Линии вокруг колонны 20 десорбции азота на фигуре 2 аналогичны линиям, показанным на фигуре 1, и не будут подробно описываться снова. Необязательные линии, включающие в себя необязательную линию 13 рециркуляции жидкости, необязательную линию 74 подачи внешнего десорбирующего пара, необязательную перепускную линию 76 пара и необязательную линию 87 рециркуляции пара, могут быть предусмотрены, но не были отражены на фигуре 2 в целях ясности.The lines around the nitrogen desorption column 20 in FIG. 2 are similar to the lines shown in FIG. 1 and will not be described in detail again. Optional lines including an optional liquid recirculation line 13, an optional external stripping steam supply line 74, an optional steam bypass line 76 and an optional steam recirculation line 87 may be provided, but were not shown in FIG. 2 for purposes of clarity.

Одно из отличий, которое следует отметить, сравнивая вариант осуществления фигуры 2 с вариантом осуществления фигуры 1, заключается в том, что конденсатор 35 головного погона, сепаратор 33 головного погона и система обратного орошения были выполнены в виде встроенного внутреннего конденсатора 235 головного погона, известного в области техники. При необходимости необязательная линия 13 рециркуляции жидкости может быть предусмотрена также и в случае, представленном на фигуре 2, например, с помощью обеспечения необязательного делителя 39 сконденсированной фракции в виде тарелки частичного отбора жидкости (не показана), расположенной по вертикали между встроенным внутренним конденсатором 235 головного погона и ректификационной секцией 22.One of the differences that should be noted when comparing the embodiment of FIG. 2 with the embodiment of FIG. 1 is that the overhead condenser 35, the overhead separator 33, and the reverse irrigation system were implemented as an integrated internal overhead condenser 235, known in areas of technology. If necessary, an optional liquid recirculation line 13 can also be provided in the case shown in FIG. 2, for example, by providing an optional condensed fraction divider 39 in the form of a partial liquid sampling plate (not shown) located vertically between the internal head capacitor 235 shoulder strap and distillation section 22.

Устройство и способ для удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метан-содержащую жидкую фазу может работать следующим образом.A device and method for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase can work as follows.

Криогенная углеводородная композиция 8, содержащую азот- и метансодержащую жидкую фазу, обеспечивается предпочтительно при начальном давлении от 2 до 15 бар абс. и предпочтительно при температуре ниже -130°C.The cryogenic hydrocarbon composition 8 containing a nitrogen and methane-containing liquid phase is preferably provided at an initial pressure of 2 to 15 bar abs. and preferably at a temperature below -130 ° C.

Криогенная углеводородная композиции 8 может быть получена из коллекторов природного газа или нефти, или угольных пластов. В качестве альтернативы криогенная углеводородная композиция 8 также может быть получена из другого источника, включающего, например, искусственный источник, такой как процесс Фишера-Тропша. Предпочтительно криогенная углеводородная композиция 8 содержит по меньшей мере 50 мол.% метана, более предпочтительно по меньшей мере 80 мол.% метана.Cryogenic hydrocarbon composition 8 can be obtained from reservoirs of natural gas or oil, or coal seams. Alternatively, the cryogenic hydrocarbon composition 8 can also be obtained from another source, including, for example, an artificial source, such as the Fischer-Tropsch process. Preferably, the cryogenic hydrocarbon composition 8 contains at least 50 mol% of methane, more preferably at least 80 mol% of methane.

В типичных вариантах осуществления температура ниже -130°C может быть достигнута прохождением потока 110 углеводородного сырья через систему 100 сжижения. В такой системе 100 сжижения поток 110 углеводородного сырья, содержащий парообразное углеводородсодержащее сырье, может быть подвергнут теплообмену, например, в криогенном теплообменнике 180, с потоком основного хладагента, тем самым вызывая сжижение парообразного сырья из потока сырья с образованием неочищенного сжиженного потока в линии 1 неочищенного сжиженного продукта. Желаемая криогенная углеводородная композиция 8 может затем быть получена из неочищенного сжиженного потока 1.In typical embodiments, a temperature below -130 ° C can be achieved by passing the hydrocarbon feed stream 110 through the liquefaction system 100. In such a liquefaction system 100, a hydrocarbon feed stream 110 containing a vaporous hydrocarbon-containing feed may be heat exchanged, for example, in a cryogenic heat exchanger 180, with a main refrigerant stream, thereby causing the vaporous feed to be liquefied from the feed stream to form a crude liquefied stream in line 1 of the crude liquefied product. The desired cryogenic hydrocarbon composition 8 can then be obtained from the crude liquefied stream 1.

Поток основного хладагента может быть образован циркуляцией основного хладагента в контуре 101 циркуляции основного хладагента, при которой отработанный хладагент 150 сжимают в компрессоре 160 основного хладагента с образованием сжатого хладагента 120 из отработанного хладагента 150. Тепло отводится из сжатого хладагента, отводимого из компрессора 160 основного хладагента, через один или несколько теплообменников, предусмотренных в линии 120 сжатого хладагента. Это приводит к образованию частично сконденсированного сжатого хладагента, который подвергается фазовому разделению в MR сепараторе 128 на фракцию 121 легкого хладагента, состоящую из парообразных компонентов частично сконденсированного сжатого хладагента, и фракцию 122 тяжелого хладагента, состоящую из жидких компонентов частично сконденсированного сжатого хладагента.The main refrigerant stream can be generated by circulating the main refrigerant in the main refrigerant circuit 101, in which the spent refrigerant 150 is compressed in the main refrigerant compressor 160 to form compressed refrigerant 120 from the used refrigerant 150. Heat is removed from the compressed refrigerant taken out from the main refrigerant compressor 160, through one or more heat exchangers provided in the compressed refrigerant line 120. This results in the formation of a partially condensed compressed refrigerant which is phase separated in an MR separator 128 into a light refrigerant fraction 121 consisting of vaporous components of a partially condensed compressed refrigerant and a heavy refrigerant fraction 122 composed of liquid components of a partially condensed compressed refrigerant.

Фракция 121 легкого хладагента проходит последовательно через нижний пучок 183 LMR и верхний пучок 184 LMR криогенного теплообменника 180, в то время как фракция 122 тяжелого хладагента проходит через пучок 185 HMR криогенного теплообменника 180 к точке перехода. При прохождении через эти соответствующие пучки труб соответствующие легкие и тяжелые фракции хладагента охлаждаются с помощью легких и тяжелых фракций хладагента, которые испаряются в межтрубной зоне 186, снова образуя отработанный хладагент 150, который завершает цикл. Одновременно с этим, поток 110 углеводородного сырья проходит через криогенный теплообменник 180, последовательно через нижний пучок 181 для углеводородов и верхний пучок 182 для углеводородов, и подвергается сжижению и переохлаждению с помощью того же самого испарения легких и тяжелых фракций хладагента.The light refrigerant fraction 121 passes sequentially through the lower LMR bundle 183 and the upper LMR bundle 184 of the cryogenic heat exchanger 180, while the heavy refrigerant fraction 122 passes through the HMR bundle 185 of the cryogenic heat exchanger 180 to the transition point. When passing through these respective tube bundles, the corresponding light and heavy fractions of the refrigerant are cooled with the help of light and heavy fractions of the refrigerant, which evaporate in the annulus 186, again forming the spent refrigerant 150, which completes the cycle. At the same time, the hydrocarbon feed stream 110 passes through a cryogenic heat exchanger 180, sequentially through the lower hydrocarbon bundle 181 and the upper hydrocarbon bundle 182, and is liquefied and supercooled by the same evaporation of light and heavy refrigerant fractions.

В зависимости от источника поток 110 углеводородного сырья может содержать различные количества компонентов, отличных от метана и азота, включающих один или несколько неуглеводородных компонентов, отличных от воды, таких как СО2, Hg, H2S и другие соединения серы; и один или несколько углеводородов, более тяжелых, чем метан, таких как, в частности, этан, пропан и бутаны и, возможно, меньшие количества пентанов и ароматических углеводородов. Углеводороды с молекулярной массой, соответствующей по меньшей мере массе пропана, могут называться здесь С3+ углеводородами, и углеводороды с молекулярной массой, соответствующей по меньшей мере массе этана, могут здесь называться С2+ углеводородами.Depending on the source, the hydrocarbon feed stream 110 may contain various amounts of components other than methane and nitrogen, including one or more non-hydrocarbon components other than water, such as CO 2 , Hg, H 2 S and other sulfur compounds; and one or more hydrocarbons heavier than methane, such as, in particular, ethane, propane and butanes, and possibly smaller amounts of pentanes and aromatic hydrocarbons. Hydrocarbons with a molecular weight corresponding to at least the mass of propane may be referred to herein as C 3 + hydrocarbons, and hydrocarbons with a molecular mass corresponding to at least the mass of ethane may here be referred to as C 2 + hydrocarbons.

При необходимости поток 110 углеводородного сырья может быть предварительно обработан для уменьшения количества и/или удаления одного или нескольких нежелательных компонентов, таких как CO2 и H2S, или направляться на другие стадии, такие как предварительное сжатие или тому подобное. Такие стадии хорошо известны специалистам в данной области техники, и их механизмы не обсуждаются здесь дополнительно. Состав потока 110 углеводородного сырья, таким образом, меняется в зависимости от типа и местоположения источника газа и примененной предварительной обработки (обработок).Optionally, the hydrocarbon feed stream 110 may be pretreated to reduce the quantity and / or removal of one or more undesirable components, such as CO 2 and H 2 S, or sent to other stages, such as pre-compression or the like. Such steps are well known to those skilled in the art, and their mechanisms are not discussed further here. The composition of the hydrocarbon feed stream 110 thus varies depending on the type and location of the gas source and the applied pre-treatment (s).

Неочищенный сжиженный поток 1 может содержать от 1 мол.% до 5 мол.% азота, иметь исходную температуру от -165°C до -120°C и обычно давление сжижения от 15 до 120 бар абс. Во многих случаях исходная температура может составлять от -155°C до -140°C. В пределах этого более узкого диапазона требуется более низкая холодопроизводительность в системе 100 сжижения, чем в случае, когда желательны более низкие температуры, тогда как величина переохлаждения при давлении выше 15 бар абс. достаточно высока, чтобы избежать избыточного образования паров мгновенного испарения при сбросе давления до 1-2 бар абс.The crude liquefied stream 1 may contain from 1 mol.% To 5 mol.% Nitrogen, have an initial temperature of from -165 ° C to -120 ° C and usually a liquefaction pressure of from 15 to 120 bar abs. In many cases, the initial temperature can be from -155 ° C to -140 ° C. Within this narrower range, lower cooling capacity in the liquefaction system 100 is required than when lower temperatures are desired, while the amount of subcooling at a pressure above 15 bar abs. high enough to avoid excessive flash vapor formation when depressurizing up to 1-2 bar abs.

Криогенная углеводородная композиция 8 может быть получена из неочищенного сжиженного потока 1 с помощью основного сброса давления неочищенного сжиженного потока 1 от давления сжижения до начального давления. Когда криогенная углеводородная композиция 8 поступает в делитель 9 исходного потока, криогенная углеводородная композиция 8 разделяется в делителе 9 исходного потока на первую часть в виде первого потока сырья десорбера азота в первой линии 10 подачи сырья и вторую часть в виде обходного потока сырья во второй линии 11 подачи сырья. Вторая часть имеет тот же самый состав и фазу, что и первая часть.The cryogenic hydrocarbon composition 8 can be obtained from the crude liquefied stream 1 using a main pressure relief of the crude liquefied stream 1 from the liquefaction pressure to the initial pressure. When the cryogenic hydrocarbon composition 8 enters the feed divider 9, the cryogenic hydrocarbon composition 8 is divided in the feed divider 9 into a first part as a first nitrogen desorber feed stream in a first feed line 10 and a second part as a bypass feed stream in a second line 11 supply of raw materials. The second part has the same composition and phase as the first part.

Первый поток 10 сырья десорбера азота получают из криогенной углеводородной композиции 8 и затем подают в колонну 20 десорбции азота при давлении десорбции через первую впускную систему 21.The first nitrogen desorber feed stream 10 is obtained from the cryogenic hydrocarbon composition 8 and then fed to the nitrogen desorption column 20 at a desorption pressure through the first inlet system 21.

Давление десорбции обычно меньше или равно начальному давлению. Давление десорбции в предпочтительных вариантах осуществления выбирают в диапазоне от 2 до 15 бар абс.. Предпочтительно давление десорбции составляет по меньшей мере 4 бар абс., поскольку при немного более высоком давлении десорбции десорбирующий пар в линии 71 десорбирующего пара может выигрывать от некоторой дополнительной энтальпии (в виде теплоты сжатия), которая добавляется к технологическому потоку 60 в технологическом компрессоре 260. Предпочтительно давление десорбции составляет не более 8 бар абс., чтобы способствовать эффективности сепарации в колонне 20 десорбции азота. Кроме того, если давление десорбции находится в диапазоне от 4 до 8 бар абс., отходящий газ в линии 80 паровой фракции может быть легко использован в качестве так называемого потока топлива низкого давления без необходимости дополнительного сжатия.The desorption pressure is usually less than or equal to the initial pressure. The desorption pressure in preferred embodiments is selected in the range of 2 to 15 bar abs. Preferably, the desorption pressure is at least 4 bar abs, since with a slightly higher desorption pressure, the desorption vapor in the desorption vapor line 71 can benefit from some additional enthalpy ( in the form of heat of compression), which is added to the process stream 60 in the process compressor 260. Preferably, the desorption pressure is not more than 8 bar abs. to facilitate efficiency and separation in a nitrogen desorption column 20. In addition, if the desorption pressure is in the range of 4 to 8 bar abs., The off-gas in the vapor fraction line 80 can be easily used as a so-called low pressure fuel stream without the need for additional compression.

В одном примере начальная температура неочищенного сжиженного потока 1 составляла -161°C, в то время как давление сжижения составляло 55 бар абс. Основной сброс давления может быть осуществлен в две стадии: первая динамическая стадия осуществляется с помощью турбо детандера 6 для снижения давления от 55 бар абс. до примерно 10 бар абс., за которой следует дальнейший сброс давления до 7 бар абс. на статической стадии с помощью клапана 7 Джоуля-Томсона. Предполагалось, что давление десорбции в данном случае составляло 6 бар абс.In one example, the initial temperature of the crude liquefied stream 1 was −161 ° C., while the liquefaction pressure was 55 bar abs. The main pressure relief can be carried out in two stages: the first dynamic stage is carried out using a turbo expander 6 to reduce the pressure from 55 bar abs. up to about 10 bar abs., followed by a further pressure relief up to 7 bar abs. at the static stage using Joule-Thomson valve 7. It was assumed that the desorption pressure in this case was 6 bar abs.

Поток 30 пара головного погона получают из головной части 26 колонны 20 десорбции азота. Паровая фракция 80, полученная из потока 30 пара головного погона и содержащая отводимую фракцию пара 30 головного погона, отводится в виде отходящего газа. Подходящим образом, по меньшей мере топливная часть паровой фракции 80 подается в устройство 220 сжигания при давлении топливного газа, которое не превышает давления десорбции.A stream of 30 steam overhead is obtained from the head part 26 of the nitrogen desorption column 20. The vapor fraction 80 obtained from the overhead steam stream 30 and containing the withdrawn steam fraction 30 of the overhead is discharged in the form of exhaust gas. Suitably, at least the fuel portion of the vapor fraction 80 is supplied to the combustion device 220 at a fuel gas pressure that does not exceed the desorption pressure.

Обедненную азотом жидкость 40 отводят из области 26 сборника колонны 20 десорбции азота. Температура обедненной азотом жидкости 40 обычно выше, чем температура первого потока 10 сырья десорбера азота. Как правило, предполагается, что температура обедненной азотом жидкости 40 выше, чем температура первого потока 10 сырья десорбера азота, и составляет от -140°C до -80°C, предпочтительно от -140°C до -120°C.The nitrogen-depleted liquid 40 is withdrawn from the region 26 of the collector of the nitrogen desorption column 20. The temperature of the nitrogen-depleted liquid 40 is usually higher than the temperature of the first stream 10 of the nitrogen stripper feed. It is generally assumed that the temperature of the nitrogen-depleted liquid 40 is higher than the temperature of the first stream 10 of the nitrogen stripper feed and is from −140 ° C. to −80 ° C., preferably from −140 ° C. to −120 ° C.

Обедненная азотом жидкость 40 далее подвергается сбросу давления, предпочтительно с помощью промежуточного устройства 45 сброса давления, до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции, соответствуя диапазону от 1 до 2 бар абс. Предпочтительно давление мгновенного испарения находится в диапазоне от 1,0 до 1,4 бар абс. При немного более высокой разнице между давлением мгновенного испарения и давлением десорбции десорбирующий пар в линии 71 десорбирующего пара может выигрывать от некоторой дополнительной теплоты сжатия, которая добавляется к технологическому потоку 60 в технологическом компрессоре 260.The nitrogen-depleted liquid 40 is then subjected to a pressure relief, preferably by means of an intermediate pressure relief device 45, to a flash pressure that is lower than the desorption pressure, corresponding to a range of 1 to 2 bar abs. Preferably, the flash pressure is in the range of 1.0 to 1.4 bar abs. With a slightly higher difference between flash pressure and stripping pressure, the stripping vapor in the stripping vapor line 71 can benefit from some additional compression heat that is added to the process stream 60 in the process compressor 260.

Промежуточное устройство 45 сброса давления может регулироваться регулятором LC уровня, настроенным на повышение расхода через промежуточное устройство сброса давления, если уровень жидкости, накопленной в области 26 сборника колонны 20 десорбции азота, превышает целевой уровень. В результате сброса давления температура обычно понижается ниже -160°C. Поток 90 жидкого углеводородного продукта, который при этом образуется, обычно может храниться при атмосферном давлении в открытом изотермическом криогенном резервуаре для хранения.The intermediate pressure relief device 45 may be controlled by an LC level controller configured to increase the flow rate through the intermediate pressure relief device if the level of liquid accumulated in the region 26 of the collection of the nitrogen desorption column 20 exceeds a target level. As a result of pressure relief, the temperature usually drops below -160 ° C. The stream 90 of the liquid hydrocarbon product, which is formed in this case, can usually be stored at atmospheric pressure in an open isothermal cryogenic storage tank.

Также образуется технологический пар 60. Технологический пар 60 может содержать пар 64 мгновенного испарения, который часто образуется в результате сброса давления обедненной азотом жидкости 40 и/или сброса давления обходного потока 11 сырья.Process steam 60 also forms. Process steam 60 may comprise flash vapor 64, which is often generated by depressurizing a nitrogen-depleted liquid 40 and / or depressurizing a feed bypass stream 11.

Вторая часть криогенной углеводородной композиции 8 в виде обходного потока 11 сырья, может подаваться, например, в необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения. Деление потока 8 криогенной углеводородной композиции на первую и вторую части является таким, что вторая часть 11 имеет тот же самый состав и фазу, что и первая часть 10.The second part of the cryogenic hydrocarbon composition 8 in the form of a bypass stream 11 of the feedstock, can be fed, for example, to an optional final flash separator 50. The division of the stream 8 of the cryogenic hydrocarbon composition into the first and second parts is such that the second part 11 has the same composition and phase as the first part 10.

Отношение деления, определяемое как расход второй части относительно расхода криогенной углеводородной композиции в линии 8 криогенной углеводородной композиции, можно регулировать с помощью регулирующего клапана 15 обходного потока. Данный регулирующий клапан 15 обходного потока можно регулировать с помощью регулятора потока FC для сохранения заданного целевого расхода первого потока 10 сырья десорбера азота в колонну 20 десорбции азота. Регулятор потока FC будет увеличивать открытую часть регулирующего клапана 15 обходного потока, если существует избыточный расход, превышающий целевой расход, и уменьшать открытую часть, если существует недостаточный расход по сравнению с целевьм расходом.The division ratio, defined as the flow rate of the second part relative to the flow rate of the cryogenic hydrocarbon composition in line 8 of the cryogenic hydrocarbon composition, can be adjusted using the bypass control valve 15. This bypass flow control valve 15 can be adjusted using an FC flow regulator to maintain a predetermined target flow rate of the first nitrogen desorber feed stream 10 to the nitrogen desorption column 20. The FC flow regulator will increase the open portion of the bypass flow control valve 15 if there is an excess flow in excess of the target flow, and decrease the open portion if there is insufficient flow compared to the target flow.

В качестве общей рекомендации, отношение деления можно предпочтительно выбрать от 50% до 95%. Более низкие значения, как правило, рекомендуются для более высокого содержания азота в криогенной углеводородной композиции, тогда как более высокие значения предпочтительны для более низкого содержания азота. В одном примере содержание азота в криогенной углеводородной композиции 8 составляло 3,0 мол.%, в результате чего выбранное отношение деления было 75%.As a general recommendation, the division ratio can preferably be selected from 50% to 95%. Lower values are generally recommended for a higher nitrogen content in the cryogenic hydrocarbon composition, while higher values are preferred for a lower nitrogen content. In one example, the nitrogen content in the cryogenic hydrocarbon composition 8 was 3.0 mol%, with the result that the selected fission ratio was 75%.

Вторая часть, выходящая из делителя 9 исходного потока, также может подвергаться сбросу давления до указанного давления мгновенного испарения перед ее последующей подачей по меньшей мере в одну линию из группы, состоящей из: линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, линии 90 жидкого углеводородного продукта и линии 60 технологического пара; при этом обходя колонну 20 десорбции азота. Соответственно необязательная вторая часть подается в необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения. Однако вторая часть, происходящая из делителя 9 исходного потока, предпочтительно не подвергается какому-либо функциональному косвенному теплообмену по пути от делителя 9 исходного потока до указанной последующей подачи. В данном контексте выражение «функциональный косвенный теплообмен» предназначено для исключения характерного «нефункционального» теплообмена и/или незначительного теплообмена между второй частью во второй линии 11 подачи сырья и окружающей средой второй линии 11 подачи сырья.The second part, leaving the divider 9 of the initial stream, can also be depressurized to the indicated flash pressure before it is subsequently fed to at least one line from the group consisting of: line 40 for discharge of the nitrogen-depleted liquid, line 90 for the liquid hydrocarbon product, and line 60 process steam; while bypassing the nitrogen desorption column 20. Accordingly, an optional second part is fed to an optional flash flash separator 50. However, the second part, originating from the splitter 9 of the feed stream, is preferably not subjected to any functional indirect heat transfer along the path from the splitter 9 of the feed stream to the subsequent feed. In this context, the expression "functional indirect heat transfer" is intended to eliminate the characteristic "non-functional" heat transfer and / or slight heat transfer between the second part in the second feed line 11 and the environment of the second feed line 11.

Отпарной газ 230 обычно образуется в результате добавления тепла в поток 90 жидкого углеводородного продукта, в результате чего часть потока 90 жидкого углеводородного продукта испаряется с образованием отпарного газа. В обычной установке СПГ образование отпарного газа может превышать расход пара мгновенного испарения в несколько раз, особенно во время эксплуатации установки в так называемом режиме загрузки, и, следовательно, важное преимущество заключается не только в повторной конденсации пара мгновенного испарения, но и в повторной конденсации отпарного газа, а также, если не хватает местной потребности в тепловой мощности для использования всего метана, содержащегося в отпарном газе.Stripping gas 230 is usually formed by adding heat to the liquid hydrocarbon product stream 90, whereby a portion of the liquid hydrocarbon product stream 90 evaporates to form a stripping gas. In a typical LNG plant, the formation of stripping gas can exceed the flash steam consumption by several times, especially during operation of the installation in the so-called loading mode, and therefore, an important advantage lies not only in the re-condensation of the flash vapor, but also in the re-condensation of the stripped gas gas, and also if there is not enough local heat demand for the use of all methane contained in the stripping gas.

Для того, чтобы облегчить передачу отпарного газа к потоку 60 технологического пара, предпочтительно необязательная линия 230 подачи отпарного газа соединяет область пара в криогенном резервуаре 210 для хранения с линией 60 технологического пара. Для того, чтобы облегчить передачу пара 64 мгновенного испарения в поток 60 технологического пара, и далее деазотировать поток 90 жидкого углеводородного продукта, предпочтительно, обедненную азотом жидкость после сброса давления подают в необязательный конечный сепаратор мгновенного испарения, где она подвергается фазовому разделению при давлении мгновенного разделения на поток 90 жидкого углеводородного продукта и пар 64 мгновенного испарения. Давление мгновенного разделения равно или ниже, чем давление мгновенного испарения, и соответственно находится в диапазоне от 1 до 2 бар абс. Предусмотрено, что в одном варианте осуществления давление мгновенного разделения составляет 1,05 бар абс.In order to facilitate the transfer of the off-gas to the process steam stream 60, preferably an optional off-gas line 230 connects the steam region in the cryogenic storage tank 210 to the process steam line 60. In order to facilitate the transfer of the flash vapor 64 to the process steam stream 60 and to further deactivate the liquid hydrocarbon product stream 90, preferably the nitrogen-depleted liquid after depressurization is fed to an optional flash flash separator, where it undergoes phase separation under flash pressure per stream 90 of a liquid hydrocarbon product and steam 64 flash evaporation. The flash pressure is equal to or lower than the flash pressure, and accordingly is in the range of 1 to 2 bar abs. It is envisaged that in one embodiment, the instantaneous separation pressure is 1.05 bar abs.

Технологический пар 60 сжимают до по меньшей мере давления десорбции, тем самым получая поток 70 сжатого пара. Поток 71 десорбирующего пара получают из потока 70 сжатого пара и направляют в колонну 20 десорбции азота через вторую впускную систему 23. Этот десорбирующий пар может просачиваться вверх через десорбционную секцию 23, контактируя в противотоке с жидкостями, просачивающимися вниз через десорбционную секцию 23.Process steam 60 is compressed to at least a desorption pressure, thereby producing a compressed steam stream 70. The stripping steam stream 71 is obtained from the compressed steam stream 70 and is sent to the nitrogen stripping column 20 through the second inlet system 23. This stripping steam can leak up through the stripping section 23, in countercurrent contact with liquids leaking down through the stripping section 23.

Если линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара предусмотрена в сообщении по текучей среде со второй впускной системой 23, внешний десорбирующий пар может при необходимости подаваться в колонну 20 десорбции азота через вторую впускную систему 23. При этом можно избежать существенного нарушения работы колонны 20 десорбции азота, например, в случае, когда технологический компрессор 260 не обеспечивает подачу потока 70 сжатого пара в достаточных количествах.If the external desorption steam supply line 74 is provided in fluid communication with the second inlet system 23, the external desorption steam may optionally be supplied to the nitrogen desorption column 20 through the second inlet system 23. In this way, a significant malfunction of the nitrogen desorption column 20 can be avoided, for example , in the case when the process compressor 260 does not provide a sufficient flow of compressed steam stream 70.

Получение потока 71 десорбирующего пара из потока 70 сжатого пара может включать в себя разделение потока 70 сжатого пара на поток 71 десорбирующего пара и перепускаемую часть пара, которая не содержит десорбирующую часть и которая может быть избирательно введена в линию 30 пара головного погона, обходя таким образом колонну 20 десорбции азота. Избирательный ввод можно регулировать с помощью перепускного регулирующего клапана 77 пара. Соответственно, перепускной регулирующий клапан 77 пара регулируют с помощью регулятора давления в линии 70 сжатого пара, который настроен на увеличение открытой части перепускного регулирующего клапана 77 пара в ответ на повышение давления в линии 70 сжатого пара. Предполагается, что расход перепускаемой части пара, которая может проходить через перепускную линию 76 пара в поток 30 пара головного погона, является особенно высоким при так называемом режиме загрузки, во время которого количество отпарного газа обычно оказывается гораздо выше, чем обычно бывает во время так называемого режима хранения. Предпочтительно перепускной регулирующий клапан 77 пара полностью закрыт во время нормальной эксплуатации в режиме хранения.Obtaining a stripping steam stream 71 from a compressed steam stream 70 may include dividing the compressed steam stream 70 into a stripping steam stream 71 and a bypass steam portion that does not contain a stripping portion and which can be selectively introduced into the overhead steam line 30, thereby bypassing nitrogen desorption column 20. Selective entry can be adjusted using the bypass control valve 77 steam. Accordingly, the steam bypass control valve 77 is controlled by a pressure regulator in the compressed steam line 70, which is configured to increase the open portion of the steam bypass control valve 77 in response to an increase in pressure in the compressed steam line 70. It is assumed that the flow rate of the bypassed portion of the steam, which can pass through the steam bypass line 76 into the overhead steam stream 30, is particularly high in the so-called loading mode, during which the quantity of stripping gas is usually much higher than usually during the so-called storage mode. Preferably, the steam bypass control valve 77 is completely closed during normal storage operation.

В предпочтительных вариантах осуществления частично сконденсированный промежуточный поток образуется из пара 30 головного погона. Это включает косвенный теплообмен пара 30 головного погона с потоком 132 вспомогательного хладагента, в результате чего тепло передается от пара 30 головного погона к потоку 132 вспомогательного хладагента при выбранной производительности по холоду. Образующийся в результате частично сконденсированный промежуточный поток содержит сконденсированную фракцию и паровую фракцию.In preferred embodiments, a partially condensed intermediate stream is generated from the overhead steam 30. This includes indirect heat transfer from the overhead steam 30 to the auxiliary refrigerant stream 132, as a result of which heat is transferred from the overhead steam 30 to the auxiliary refrigerant stream 132 at a selected cold output. The resulting partially condensed intermediate stream contains a condensed fraction and a vapor fraction.

В контексте настоящего описания производительность по холоду отражает степень, с которой происходит теплообмен в конденсаторе, которая может быть выражена в единицах мощности (например, в ваттах или мегаваттах). Производительность по холоду связана с расходом вспомогательного хладагента, направляемого для теплообмена с паром головного погона.In the context of the present description, the performance of the cold reflects the degree to which heat exchange occurs in the capacitor, which can be expressed in units of power (for example, in watts or megawatts). Cold performance is associated with the consumption of auxiliary refrigerant sent for heat exchange with steam overhead.

Поток 132 вспомогательного хладагента предпочтительно имеет точку начала кипения в стандартных условиях при более низкой температуре, чем точка начала кипения потока 30 пара головного погона при стандартных условиях (стандартные условия по ISO 13443: 15°C при 1,0 атмосфере. Это облегчает повторную конденсацию относительно высокого количества метана, присутствующего в потоке 30 пара головного погона, что, в свою очередь, облегчает регулируемость содержания метана в паровой фракции 80. Например, вспомогательный хладагент может содержать от 5 мол.% до 75 мол.% азота. В предпочтительном варианте осуществления поток вспомогательного хладагента образуется с помощью отводимого потока из потока основного хладагента, более предпочтительно с помощью отводимого потока легкой фракции хладагента. Этот последний случай проиллюстрирован на фигуре 2, но также может применяться в варианте осуществления фигуры 1. Такой отводимый поток можно удобно направить обратно в контур основного хладагента через межтрубную зону 186 криогенного теплообменника 180, где он может еще способствовать отведению тепла из потока в верхних и/или нижних пучках труб.The auxiliary refrigerant stream 132 preferably has a boiling point under standard conditions at a lower temperature than the boiling point of a 30-steam overhead stream under standard conditions (standard conditions of ISO 13443: 15 ° C at 1.0 atmosphere. This facilitates re-condensation of relatively a high amount of methane present in the overhead steam stream 30, which, in turn, facilitates the adjustability of the methane content in the vapor fraction 80. For example, the auxiliary refrigerant may contain from 5 mol.% to 75 mol% nitrogen. In a preferred embodiment, the auxiliary refrigerant stream is generated by a discharge stream from the main refrigerant stream, more preferably a light stream of the refrigerant, is removed. This latter case is illustrated in Figure 2, but can also be used in the embodiment of Figure 1 Such a vent stream can conveniently be directed back to the main refrigerant circuit through the annulus 186 of the cryogenic heat exchanger 180, where it can still contribute to heat dissipation. from the flow in the upper and / or lower bundles of pipes.

Например, предусмотренный состав вспомогательного хладагента содержит от 25 мол.% до 40 мол.% азота; от 30 мол.% до 60 мол.% метана и до 30 мол.% С2 (этана и/или этилена), в результате чего вспомогательный хладагент содержит по меньшей мере 95% этих компонентов, и/или общее содержание азота и метана составляет по меньшей мере 65 мол.%. Состав в пределах данных диапазонов может быть легко доступен из основного контура циркуляции хладагента, если для переохлаждения сжиженного потока углеводородов используется смешанный хладагент.For example, the intended composition of the auxiliary refrigerant contains from 25 mol.% To 40 mol.% Nitrogen; from 30 mol.% to 60 mol.% methane and up to 30 mol.% C2 (ethane and / or ethylene), as a result of which the auxiliary refrigerant contains at least 95% of these components, and / or the total content of nitrogen and methane is at least 65 mol.%. Composition within these ranges can be easily accessed from the main refrigerant circuit if mixed refrigerant is used to supercool the liquefied hydrocarbon stream.

Также можно использовать отдельный контур охлаждения для частичной конденсации потока 30 пара головного погона. Тем не менее, использование потока, отводимого от основного потока хладагента, имеет преимущество в том, что количество дополнительного оборудования, которое должно быть установлено, является минимальным. Например, не потребуются дополнительный компрессор вспомогательного хладагента и конденсатор вспомогательного хладагента.You can also use a separate cooling circuit to partially condense a stream of 30 steam overhead. However, the use of a stream diverted from the main refrigerant stream has the advantage that the amount of additional equipment that needs to be installed is minimal. For example, an additional auxiliary refrigerant compressor and auxiliary refrigerant condenser are not required.

Сконденсированная фракция отделяется от паровой фракции в сепараторе 33 головного погона при давлении разделения, которое может быть ниже, чем давление десорбции, и предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 15 бар абс. Паровая фракция отводится по линии 80 отведения паровой фракции. Сконденсированная фракция отводится из сепаратора 33 головного погона в систему обратного орошения, например, по линии 37 отведения сконденсированной фракции.The condensed fraction is separated from the vapor fraction in the overhead separator 33 at a separation pressure that may be lower than the desorption pressure, and is preferably in the range of 2 to 15 bar abs. The vapor fraction is discharged along the line 80 of the allocation of the vapor fraction. The condensed fraction is discharged from the overhead separator 33 into the reverse irrigation system, for example, along the condensed fraction discharge line 37.

Таким образом, конденсатор 35 головного погона создает возможность для повторной конденсации парообразного метана, который ранее входил в состав неочищенного сжиженного продукта 1, при условии, что он превышает целевое содержание метана в отводимой паровой фракции 80, с помощью добавления любого такого парообразного метансодержащего потока к потоку (сжатого) технологического пара. Ранее образующий часть технологического пара 60 или сжатого технологического пара 70, парообразный метан может найти свой путь к теплообмену со вспомогательным хладагентом 132, с помощью которого он избирательно конденсируется из пара 30 головного погона колонны 20 десорбции азота, одновременно позволяя большей части азота отводиться с отходящим газом. При этом становится возможным удалить достаточное количество азота из криогенной углеводородной композиции 8 для получения потока 90 жидкого углеводородного продукта в пределах желаемого максимального норматива по содержанию азота, одновременно не создавая большей тепловой мощности в отходящем газе, чем необходимо.Thus, the overhead condenser 35 provides the opportunity for re-condensation of the vapor of methane, which was previously part of the crude liquefied product 1, provided that it exceeds the target methane content in the exhaust vapor fraction 80, by adding any such vaporous methane-containing stream to the stream (compressed) process steam. Previously forming part of process steam 60 or compressed process steam 70, vapor methane can find its way to heat exchange with auxiliary refrigerant 132, with which it selectively condenses from steam 30 of the overhead of the nitrogen desorption column 20, while allowing most of the nitrogen to be vented to the off-gas . In this case, it becomes possible to remove a sufficient amount of nitrogen from the cryogenic hydrocarbon composition 8 to obtain a stream 90 of liquid hydrocarbon product within the desired maximum standard for nitrogen content, while not creating more thermal power in the exhaust gas than necessary.

Парообразный метан, который ранее являлся частью неочищенного сжиженного продукта 1, может образовываться в силу различных причин. В нормальном режиме работы установки по сжижению природного газа метансодержащий пар образуется из (неочищенного) сжиженного продукта в виде:Vapor methane, which was previously part of the crude liquefied product 1, can be formed for various reasons. In the normal operation of a natural gas liquefaction plant, methane-containing steam is formed from a (crude) liquefied product in the form of:

- пара мгновенного испарения, образующегося в результате мгновенного испарения неочищенного сжиженного продукта во время сброса давления; и- flash vapor resulting from the flash evaporation of the crude liquefied product during pressure relief; and

- отпарного газа, образующегося в результате термического испарения, вызванного теплом, подведенным к сжиженному продукту, например, в виде утечки тепла в резервуары для хранения, трубопроводы СПГ, и поступления тепла от насосов установки СПГ. В данном режиме работы, известном как режим хранения, резервуары для хранения наполняются сжиженным углеводородным продуктом, в том виде, как он выходит из установки, без каких-либо загрузочно-транспортировочных операций, проводимых в это же время. В режиме хранения метансодержащие пары образуются на стороне установки резервуаров для хранения.- stripping gas resulting from thermal evaporation caused by heat supplied to the liquefied product, for example, in the form of heat leakage into storage tanks, LNG pipelines, and heat from the pumps of the LNG plant. In this mode of operation, known as the storage mode, the storage tanks are filled with a liquefied hydrocarbon product, as it leaves the unit, without any loading and transport operations being carried out at the same time. In storage mode, methane-containing vapors are formed on the installation side of the storage tanks.

Режим работы установки СПГ при одновременном проведении загрузочно-транспортировочных операций (обычно операций по загрузке судна) известен как работа в режиме загрузки. Во время работы в режиме загрузки отпарной газ дополнительно образуется в резервуарах для хранения на стороне судна, например, из-за первоначального охлаждения резервуаров судна; вытеснения пара из резервуаров судна; утечки тепла через трубопровод и емкости, соединяющие резервуары для хранения и суда, и поступления тепла от погрузочных насосов СПГ.The operating mode of the LNG facility while carrying out loading and transportation operations (usually ship loading operations) is known as loading mode operation. During operation in loading mode, stripping gas is additionally generated in the storage tanks on the side of the vessel, for example, due to the initial cooling of the vessel’s tanks; steam displacement from the vessel’s tanks; heat leakage through the pipeline and tanks connecting storage tanks and vessels, and heat from LNG loading pumps.

Предлагаемое решение может облегчить обращение с этими парами во время операций как режима хранения, так и режима загрузки. Оно совмещает удаление азота из криогенной углеводородной композиции 8 с повторной конденсацией избыточного парообразного метана. Это создает элегантное решение в ситуациях, когда требуется немного топлива для собственных нужд установки, как это может быть в случае установки с электрическим приводом, использующей электроэнергию из внешней электросети.The proposed solution can facilitate the handling of these pairs during operations of both storage mode and boot mode. It combines the removal of nitrogen from the cryogenic hydrocarbon composition 8 with the re-condensation of excess vapor methane. This creates an elegant solution in situations where a little fuel is needed for the plant’s own needs, as can be the case with an electric drive system using electricity from an external power supply.

Теплотворная способность отводимой паровой фракции 80 соответственно регулируется корректировкой производительности по холоду в конденсаторе 35 головного погона. Это может осуществляться с помощью регулятора 34 производительности по холоду. С помощью корректировки производительности по холоду, при которой тепло передается от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента, можно регулировать относительное содержание метана в отходящем газе. В результате, можно регулировать теплотворную способность отводимой паровой фракции для соответствия определенной потребности в тепловой мощности. Это делает отходящий газ подходящим для использования в качестве потока топливного газа даже в обстоятельствах, в которых потребность в теплотворной способности оказывается переменной.The calorific value of the withdrawn steam fraction 80 is accordingly regulated by adjusting the performance for cold in the overhead condenser 35. This can be done using the cold performance controller 34. By adjusting the productivity in the cold, in which heat is transferred from the overhead steam to the auxiliary refrigerant stream, the relative methane content in the exhaust gas can be controlled. As a result, the calorific value of the vented steam fraction can be adjusted to match a specific heat demand. This makes the exhaust gas suitable for use as a fuel gas stream, even in circumstances in which the demand for calorific value is variable.

Когда паровая фракция 80 подается к устройству 220 сжигания и потребляется им в качестве топлива, теплотворную способность можно регулировать с помощью устройства 220 сжигания в соответствии с фактической потребностью в тепловой мощности.When the vapor fraction 80 is supplied to the combustion device 220 and consumed by it as fuel, the calorific value can be controlled by the combustion device 220 in accordance with the actual heat demand.

Регулируемая теплотворная способность может быть выбрана в соответствии с возможными обстоятельствами предполагаемого использования отходящего газа в качестве топливного газа. Теплотворная способность может быть определена в соответствии со стандартами DIN 51857. Для многих случаев применения регулируемая теплотворная способность может быть пропорциональна низшей теплотворной способности (LHV; иногда называется калорийностью), которая может определяться как количество тепла, выделяющееся при сжигании определенного количества топлива (первоначально при 25°C) и приводящее температуру продуктов сгорания к 150°C. Это предполагает, что скрытая теплота парообразования воды в продуктах реакции не учитывается.Adjustable heating value may be selected in accordance with the possible circumstances of the intended use of the off-gas as fuel gas. The calorific value can be determined in accordance with DIN 51857. For many applications, the regulated calorific value can be proportional to the lower calorific value (LHV; sometimes called calorific value), which can be defined as the amount of heat released when a certain amount of fuel is burned (initially at 25 ° C) and bringing the temperature of the combustion products to 150 ° C. This suggests that the latent heat of water vaporization in the reaction products is not taken into account.

Однако для регулирования теплотворной способности в контексте настоящего изобретения фактическую теплотворную способность отводимой паровой фракции не нужно определять на абсолютной основе. Как правило, оказывается достаточным регулировать теплотворную способность относительно фактической потребности в тепловой мощности, с тем, чтобы привести к минимуму любой недостаток и избыток обеспечиваемой тепловой мощности.However, in order to control the calorific value in the context of the present invention, the actual calorific value of the vented vapor fraction does not need to be determined on an absolute basis. As a rule, it turns out to be sufficient to regulate the calorific value relative to the actual need for thermal power in order to minimize any drawback and excess of the provided thermal power.

Предпочтительно, производительность по холоду корректируется автоматически в ответ на сигнал, который связан причинно-следственной связью с регулируемой теплотворной способностью. В вариантах осуществления, в которых паровая фракция подается к одному или нескольким выборочным потребителям метана, таким как, например, устройство 220 сжигания, показанное на фигуре 1, регулирование может осуществляться в соответствии с требуемой тепловой мощностью, в силу чего частичный расход метана регулируют для достижения теплотворной способности, которая соответствует потребности. Соответственно, регулирующий клапан 135 потока вспомогательного хладагента можно регулировать с помощью регулятора давления PC для поддержания заданного целевого расхода потока 132 вспомогательного хладагента через конденсатор 35 головного погона. Фактическое давление в линии 80 отведения паровой фракции связано причинно-следственной связью с регулируемой теплотворной способностью. Регулятор давления PC будет настроен на уменьшение открытой части регулирующего клапана 135 потока вспомогательного хладагента, когда давление падает ниже предварительно заданного целевого уровня, который указывает на более высокую интенсивность потребления метана, чем интенсивность подачи в паровую фракцию 80. С другой стороны, регулятор давления PC будет настроен на увеличение открытой части регулирующего клапана 135 потока вспомогательного хладагента, если давление превышает предварительно заданный целевой уровень.Preferably, the cold performance is automatically adjusted in response to a signal that is associated with a causal relationship to the controlled calorific value. In embodiments in which the vapor fraction is supplied to one or more selective methane consumers, such as, for example, the combustion device 220 shown in FIG. 1, the regulation can be carried out in accordance with the required heat output, whereby the partial consumption of methane is adjusted to achieve calorific value that meets the need. Accordingly, the auxiliary refrigerant flow control valve 135 can be controlled by the pressure regulator PC to maintain the desired target flow rate of the auxiliary refrigerant stream 132 through the overhead condenser 35. The actual pressure in the steam fraction lead line 80 is due to a causal relationship with adjustable calorific value. The PC pressure regulator will be configured to decrease the open portion of the auxiliary refrigerant flow control valve 135 when the pressure drops below a predetermined target level, which indicates a higher methane consumption rate than the steam supply rate of 80. On the other hand, the PC pressure regulator will configured to increase the open portion of the auxiliary refrigerant flow control valve 135 if the pressure exceeds a predetermined target level.

Предполагается, что паровая фракция 80 содержит от 50 мол.% до 95 мол.% азота, предпочтительно от 70 мол.% до 95 мол.% азота или от 50 мол.% до 90 мол.% азота, более предпочтительно от 70 мол.% до 90 мол.% азота, еще более предпочтительно от 75 мол.% до 95 мол.% азота, наиболее предпочтительно от 75 мол.% до 90 мол.% азота. Предполагается, что сконденсированная фракция 37 содержит менее 35 мол.% азота.It is assumed that the vapor fraction 80 contains from 50 mol.% To 95 mol.% Nitrogen, preferably from 70 mol.% To 95 mol.% Nitrogen or from 50 mol.% To 90 mol.% Nitrogen, more preferably from 70 mol. % to 90 mol% of nitrogen, even more preferably from 75 mol% to 95 mol% of nitrogen, most preferably from 75 mol% to 90 mol% of nitrogen. It is assumed that the condensed fraction 37 contains less than 35 mol.% Nitrogen.

Если колонна 20 десорбции азота оснащена необязательной внутренней ректификационной секцией 22, как описано выше, поток 30 пара головного погона предпочтительно получают из головной части колонны 20 десорбции азота над ректификационной секцией 22. По меньшей мере часть 36 обратного орошения из сконденсированной фракции поступает в колонну 20 десорбции азота, начиная с уровня над ректификационной секцией 22. В случае варианта осуществления фигуры 1, сконденсированная фракция может подаваться через необязательный насос 38 обратного орошения (и/или может стекать под действием силы тяжести). Часть обратного орошения получают далее из сконденсированной фракции и направляют в колонну 20 десорбции азота через систему 25 впуска обратного орошения и линию 36 части обратного орошения. В случае варианта осуществления фигуры 2, сконденсированная фракция отделяется внутри головной части колонны 20 десорбции азота и таким образом уже становится доступна над ректификационной секцией для просачивания вниз через ректификационную секцию 22, в контакте с парами, поднимающимися верх через ректификационную секцию 22.If the nitrogen desorption column 20 is equipped with an optional internal distillation section 22, as described above, the overhead steam stream 30 is preferably obtained from the head of the nitrogen desorption column 20 above the distillation section 22. At least a portion 36 of the reflux from the condensed fraction enters the desorption column 20 nitrogen, starting at the level above the distillation section 22. In the case of the embodiment of FIG. 1, the condensed fraction can be supplied through an optional reverse irrigation pump 38 (and / and whether it can drain by gravity). A part of the reverse irrigation is further obtained from the condensed fraction and sent to the nitrogen desorption column 20 through the reverse irrigation inlet system 25 and the reverse irrigation part line 36. In the case of the embodiment of FIG. 2, the condensed fraction is separated inside the head of the nitrogen desorption column 20 and thus becomes accessible above the distillation section to seep down through the distillation section 22, in contact with vapors rising upward through the distillation section 22.

Часть обратного орошения может содержать всю сконденсированную фракцию, но необязательно сконденсированная фракция разделяется в необязательно предусмотренном делителе 39 сконденсированной фракции на часть рециркулирующей жидкости, которая вводится по линии 13 рециркуляции жидкости, например, в первый поток 10 сырья, и часть обратного орошения, которая вводится в колонну 20 десорбции азота через систему 25 впуска обратного орошения и линию 36 части обратного орошения. Возможность разделения сконденсированной фракции на часть 36 обратного орошения и часть 13 рециркулирующей жидкости предпочтительна для направления любого излишка сконденсированной фракции вокруг ректификационной секции 22, чтобы не нарушать работу ректификационной секции 22. Рециркуляционный клапан 14 соответственно можно регулировать с помощью регулятора потока, предусмотренного в линии 37 отведения сконденсированной фракции, и/или регулятора уровня, предусмотренного на сепараторе 33 головного погона.The reverse irrigation portion may contain the entire condensed fraction, but the optionally condensed fraction is separated in the optionally provided condenser fraction divider 39 into a recirculating liquid portion that is introduced through the liquid recirculation line 13, for example, into the first feed stream 10, and a reverse irrigation portion that is introduced into a nitrogen desorption column 20 through a reverse irrigation inlet system 25 and a reverse irrigation part line 36. The possibility of separating the condensed fraction into the reverse irrigation part 36 and the recirculating liquid part 13 is preferable for directing any excess condensed fraction around the distillation section 22 so as not to disturb the operation of the distillation section 22. The recirculation valve 14 can accordingly be adjusted using the flow regulator provided in the discharge line 37 the condensed fraction, and / or the level controller provided on the overhead separator 33.

Частичная конденсация также может включать в себя прямой и/или косвенной теплообмен с другими потоками в других последовательно расположенных теплообменниках головного погона. Например, теплообменник 85 рекуперации холода может быть таким теплообменником головного погона, в котором частичная конденсация головного потока дополнительно включает косвенный теплообмен с паровой фракцией 80.Partial condensation may also include direct and / or indirect heat exchange with other streams in other successive overhead heat exchangers. For example, the cold recovery heat exchanger 85 may be such an overhead heat exchanger in which partial condensation of the overhead stream further includes indirect heat exchange with the vapor fraction 80.

Необязательная линия 87 рециркуляции пара может использоваться селективно, соответственно с помощью селективного открывания регулирующего клапана 88 рециркуляции пара для повышения количества азота, которое остается в потоке 90 жидкого углеводородного продукта. Это можно осуществить путем отведения части рециркулирующего пара из паровой фракции, сбрасывая давление части рециркулирующего пара до давления мгновенного испарения и впоследствии закачивая часть рециркулирующего пара в обедненную азотом жидкость 40. Остающаяся часть паровой фракции 80, которая не поступает в линию 87 рециркуляции пара, может образовывать топливную часть, которая может передаваться к устройству 220 сжигания.The optional steam recirculation line 87 can be used selectively, respectively, by selectively opening the steam recirculation control valve 88 to increase the amount of nitrogen that remains in the liquid hydrocarbon product stream 90. This can be done by diverting part of the recycle steam from the vapor fraction, depressurizing part of the recycle steam to flash pressure and subsequently pumping part of the recycle steam into nitrogen-depleted liquid 40. The remaining part of the vapor fraction 80, which does not enter the steam recycle line 87, may form a fuel portion that can be transmitted to the combustion device 220.

В некоторых вариантах осуществления целевое количество азота, растворенного в потоке 90 жидкого углеводородного продукта, составляет от 0,5 до 1 мол.%, предпочтительно как можно ближе к 1,0 мол.%, но не более 1,1 мол.%. Рециркулирующий клапан 88 потока рециркуляции пара регулирует количество потока 80 паровой фракции, которое подается обратно, например, в конечный сепаратор 50 мгновенного испарения, при этом обходя колонну 20 десорбции азота. Посредством этого можно повлиять на количество азота в потоке 90 жидкого углеводородного продукта. Чтобы далее способствовать достижению целевого содержания азота, рециркулирующий клапан 88 потока рециркулирующего пара может регулироваться в соответствии с сигналом от прибора QMI измерения качества, который необязательно предусмотрен в линии 90 жидкого углеводородного продукта.In some embodiments, the target amount of nitrogen dissolved in the liquid hydrocarbon product stream 90 is from 0.5 to 1 mol%, preferably as close to 1.0 mol% as possible, but not more than 1.1 mol%. The recirculation valve 88 of the steam recirculation stream controls the amount of vapor fraction stream 80, which is fed back, for example, to the final flash separator 50, while bypassing the nitrogen desorption column 20. By this, the amount of nitrogen in the stream 90 of the liquid hydrocarbon product can be affected. To further contribute to the achievement of the target nitrogen content, the recirculating steam flow recirculation valve 88 may be controlled in accordance with a signal from a QMI quality measuring device, which is optionally provided in the liquid hydrocarbon product line 90.

Таблица 1.Table 1. Режим хранения; ссылочные позиции соответствуют фигуре 1Storage mode; reference numbers correspond to figure 1 Номер ссылочной позицииReference Position Number 1one 88 1010 11eleven 1313 30thirty 3636 4040 6060 6464 7070 7171 7676 8080 8787 9090 Фаза (пар/жидкость, (П/Ж)Phase (vapor / liquid, (P / F) ЖF ЖF ЖF ЖF ЖF ПP ЖF ЖF ПP ПP ПP ПP -- ПP ПP ЖF Расход (кг/с)Consumption (kg / s) 134134 134134 36.136.1 9999 0.550.55 11.311.3 6.606.60 45.845.8 14.414.4 12.412.4 14.414.4 14.414.4 0.000.00 4.14.1 1.441.44 134134 Температуруа (°C)Temperature (° C) -162-162 -163-163 -163-163 -163-163 -159-159 -143-143 -159-159 -137-137 -162-162 -164-164 -72-72 -72-72 -- -159-159 -159-159 -164-164 Давление (бар абс)Pressure (bar abs) 5555 6.46.4 6.46.4 6.46.4 6.46.4 6.26.2 6.26.2 6.36.3 1.001.00 1.051.05 6.86.8 6.36.3 -- 5.85.8 5.85.8 1.051.05 Азот (мол %)Nitrogen (mol%) 1.661.66 1.661.66 1.911.91 1.661.66 20.120.1 37.737.7 20.120.1 1.771.77 18.018.0 18.318.3 18.018.0 18.018.0 -- 80.080.0 80.080.0 0.860.86 Метан (мол %)Methane (mol%) 98.398.3 98.398.3 98.198.1 98.398.3 79.979.9 62.362.3 79.979.9 98.298.2 82.082.0 81.781.7 82.082.0 82.082.0 -- 20.020.0 20.020.0 99.199.1

Таблица 2table 2 Режим загрузки; ссылочные позиции соответствуют фигуре 1Boot mode; reference numbers correspond to figure 1 Номер ссылочной позицииReference Position Number 1one 88 1010 11eleven 1313 30thirty 3636 4040 6060 6464 7070 7171 7676 8080 8787 9090 Фаза (пар/жидкость, (П/Ж)Phase (vapor / liquid, (P / F) ЖF ЖF ЖF ЖF ЖF ПP ЖF ЖF ПP ПP ПP ПP ПP ПP ПP ЖF Расход (кг/с)Consumption (kg / s) 134134 134134 36.836.8 102102 4.804.80 17.817.8 6.916.91 45.045.0 19.119.1 14.614.6 19.119.1 13.513.5 5.535.53 6.16.1 3.33.3 136136 Температуруа (°C)Temperature (° C) -162-162 -163-163 -162-162 -162-162 -160-160 -115-115 -160-160 -138-138 -154-154 -164-164 -56-56 -57-57 -57-57 -160-160 -160-160 -164-164 Давление (бар абс)Pressure (bar abs) 5555 6.46.4 6.46.4 6.46.4 6.46.4 6.26.2 6.26.2 6.36.3 1.001.00 1.051.05 6.86.8 6.36.3 6.26.2 5.85.8 5.85.8 1.051.05 Азот (мол %)Nitrogen (mol%) 1.661.66 1.661.66 3.903.90 1.661.66 20.920.9 37.337.3 20.920.9 2.152.15 21.321.3 22.522.5 21.321.3 21.321.3 21.321.3 81.081.0 81.081.0 1.091.09 Метан (мол %)Methane (mol%) 98.398.3 98.398.3 96.196.1 98.398.3 79.179.1 62.762.7 79.179.1 97.997.9 78.778.7 77.577.5 78.778.7 78.778.7 78.778.7 19.019.0 19.019.0 98.998.9

Статическая имитация была проведена на варианте осуществления, показанном на фигуре 1, как для режима хранения (таблица 1), так и для режима загрузки (таблица 2). Предполагалось, что криогенная углеводородная композиция 8 состоит из более чем 90 мол.% смеси азота и метана (98,204 мол.%). В примере количество азота (1,654 мол.%) и метана (98,204 мол.%) составляет более 99,8 мол.%, при этом оставшаяся часть (0,142 мол.%) состоит из углекислого газа (0,005 мол.%). Углекислый газ покидает процесс вместе с обедненной азотом жидкостью 40 и потоком 90 жидкого углеводородного продукта. Отношение деления в делителе 9 исходного потока было примерно 75% в обоих случаях.Static simulation was carried out on the embodiment shown in figure 1, both for the storage mode (table 1) and for the loading mode (table 2). It was assumed that the cryogenic hydrocarbon composition 8 consists of more than 90 mol.% A mixture of nitrogen and methane (98,204 mol.%). In the example, the amount of nitrogen (1.654 mol.%) And methane (98.204 mol.%) Is more than 99.8 mol.%, While the remaining part (0.142 mol.%) Consists of carbon dioxide (0.005 mol.%). Carbon dioxide leaves the process with nitrogen-depleted liquid 40 and a stream 90 of liquid hydrocarbon product. The division ratio in the divider 9 of the original stream was approximately 75% in both cases.

Можно видеть, что как в режиме хранения, так и в режиме загрузки, несмотря на большое различие в количестве технологического пара, количество метана в отводимой паровой фракции 80 может сохраняться на уровне примерно 80 мол.% и, в значительной степени, в пределах от 10 мол.% до 25 мол.%, при этом одновременно содержание азота в потоке 90 жидкого углеводородного продукта сохраняется в пределах целевых значений, близко к 1,0 мол.%, но не превышая 1,1 мол.%.It can be seen that both in the storage mode and in the loading mode, despite the large difference in the amount of process steam, the amount of methane in the steam fraction 80 can be kept at about 80 mol% and, to a large extent, in the range of 10 mol.% up to 25 mol.%, while the nitrogen content in the stream 90 of the liquid hydrocarbon product is maintained within the target values, close to 1.0 mol.%, but not exceeding 1.1 mol.%.

В режиме хранения примерно 2,0 кг/с отпарного газа, состоящего из примерно 17 мол.% азота и 83 мол.% метана, добавлялось в процесс по линии 230 подачи отпарного газа, тогда как в режиме загрузки это количество составляло примерно 4,4 кг/с.In the storage mode, about 2.0 kg / s of stripping gas, consisting of about 17 mol.% Nitrogen and 83 mol.% Methane, was added to the process via the stripping gas supply line 230, while in the loading mode this amount was about 4.4 kg / s

В режиме хранения пар не направлялся через перепускную линию 76 пара, тогда как в режиме загрузки 30% сжатого пара 70 направлялось через перепускную линию 76 пара, чтобы вместить дополнительный пар, вызванный дополнительным притоком отпарного газа. Количество рециркулирующей жидкости 13 в режиме загрузки также возрастало, от примерно 8% до примерно 41% сконденсированной фракции в линии 37 отведения сконденсированной фракции. Дополнительное поступление сконденсированной фракции является результатом дополнительного повторно сконденсированного метана.In the storage mode, steam was not directed through the steam bypass line 76, while in the loading mode 30% of the compressed steam 70 was directed through the steam bypass line 76 to accommodate the additional steam caused by the additional influx of stripping gas. The amount of recycle liquid 13 in the loading mode also increased, from about 8% to about 41% of the condensed fraction in the condensed fraction discharge line 37. The additional addition of the condensed fraction is the result of additional re-condensed methane.

При расчете системы 100 сжижения использовалась схема, показанная на фигуре 2, со смешанным хладагентом в линии 120 сжатого хладагента с составом, приведенным в таблице 3 в столбце «120».When calculating the liquefaction system 100, the circuit shown in FIG. 2 was used with mixed refrigerant in the compressed refrigerant line 120 with the composition shown in table 3 in column “120”.

Таблица 3Table 3 Состав смешанного хладагента (в мол.%)The composition of the mixed refrigerant (in mol.%) 120120 121; 131; 132121; 131; 132 ХранениеStorage ЗагрузкаLoading АзотNitrogen 21.521.5 33.133.1 33.533.5 МетанMethane 33.333.3 40.940.9 40.840.8 ЭтанEthane 0.130.13 0.070.07 0.070.07 ЭтиленEthylene 32.632.6 23.123.1 22.822.8 ПропанPropane 12.212.2 2.792.79 2.812.81 БутаныBhutan 0.250.25 0.020.02 0.020.02

В режиме хранения давление в линии 120 сжатого хладагента составляло 58 бар абс., в режиме загрузки было выше - 61 бар абс. Совокупный перепад давления в нижних и верхних пучках (183 и 184, соответственно) труб LMR криогенного теплообменника составлял 13 бар в обоих случаях. Перепад давления, вызванный клапаном 135 регулирования потока вспомогательного хладагента, составлял 39 бар в случае режима хранения и 42 бар при работе в режиме загрузки, так что давление в межтрубной зоне 186 криогенного теплообменника 180 было одинаковым как в режиме хранения, так и в режиме загрузки.In the storage mode, the pressure in the compressed refrigerant line 120 was 58 bar abs., In the loading mode it was higher - 61 bar abs. The total pressure drop in the lower and upper beams (183 and 184, respectively) of the LMR cryogenic heat exchanger tubes was 13 bar in both cases. The pressure drop caused by the auxiliary refrigerant flow control valve 135 was 39 bar in the case of storage mode and 42 bar in operation in the loading mode, so that the pressure in the annular region 186 of the cryogenic heat exchanger 180 was the same in both the storage mode and the loading mode.

Относительный расход потока 132 вспомогательного хладагента составлял 11% от общего расхода LMR в линии 131 LMR. В режиме загрузки он составлял 18%. Кроме того, фактический расход был в 1,6 раза выше, чем в случае режима хранения, но разделение HMR и LMR в MR сепараторе 128 было немного больше в пользу HMR при работе в режиме загрузки, чем при работе в режиме хранения.The relative flow rate of auxiliary refrigerant stream 132 was 11% of the total LMR flow in line 131 of the LMR. In boot mode, it was 18%. In addition, the actual flow rate was 1.6 times higher than in the case of the storage mode, but the separation of the HMR and LMR in the MR separator 128 was slightly more in favor of the HMR when operating in boot mode than in storage mode.

В приведенном выше примере предполагалось, что криогенная углеводородная композиция не содержит углеводородов, тяжелее метана (С2+ углеводородов), как может быть в случае, если криогенная углеводородная композиция производится из нетрадиционных источников газа, таких как метан угольных пластов, сланцевый газ, или, возможно, некоторые искусственные источники. Однако предлагаемые способы и устройство также могут применяться, когда криогенная углеводородная композиция содержит до примерно 15 мол.% С2+ углеводородов, в том числе один или несколько углеводородов, выбранных из группы, состоящей из этана, пропана, и-бутана, н-бутана и пентана. В сущности, не ожидается, что эти дополнительные С2+ углеводороды изменят функционирование предлагаемых способов и устройства, поскольку предполагается, что ни один из таких С2+ углеводородов не будет обнаружен в паре 30 головного погона или отходящем газе в линии 80 отведения паровой фракции, как углекислый газ из примера.In the above example, it was assumed that the cryogenic hydrocarbon composition does not contain hydrocarbons heavier than methane (C 2 + hydrocarbons), as would be the case if the cryogenic hydrocarbon composition is made from unconventional gas sources such as coalbed methane, shale gas, or, perhaps some artificial sources. However, the proposed methods and device can also be used when the cryogenic hydrocarbon composition contains up to about 15 mol% of C 2 + hydrocarbons, including one or more hydrocarbons selected from the group consisting of ethane, propane, i-butane, n-butane and pentane. In fact, it is not expected that these additional C 2 + hydrocarbons will change the functioning of the proposed methods and devices, since it is assumed that none of these C 2 + hydrocarbons will be detected in the steam 30 of the overhead or in the exhaust gas in the steam fraction discharge line 80, like carbon dioxide from the example.

Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено различными путями без отклонения от объема прилагаемой формулы изобретения.One skilled in the art will understand that the present invention may be practiced in various ways without departing from the scope of the appended claims.

Claims (51)

1. Способ удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу, который включает:1. The method of removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase, which includes: - обеспечение криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу;- providing a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase; - подачу первого потока сырья десорбера азота при давлении десорбции в колонну десорбции азота, содержащую по меньшей мере одну внутреннюю десорбционную секцию, расположенную внутри колонны десорбции азота, причем указанный первый поток сырья десорбера азота содержит первую часть указанной криогенной углеводородной композиции;- supplying a first stream of nitrogen stripper feed at a stripping pressure to a nitrogen stripping column containing at least one internal stripping section located inside the nitrogen stripping column, said first nitrogen stripping feed stream comprising a first portion of said cryogenic hydrocarbon composition; - отведение обедненной азотом жидкости из области сборника колонны десорбции азота, расположенной под десорбционной секцией;- removal of nitrogen-depleted liquid from the region of the collection of the nitrogen desorption column located under the desorption section; - получение по меньшей мере потока жидкого углеводородного продукта и технологического пара из обедненной азотом жидкости, включающее по меньшей мере стадию сброса давления обедненной азотом жидкости до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции;- obtaining at least a stream of liquid hydrocarbon product and process steam from a nitrogen-depleted liquid, comprising at least a step of depressurizing the nitrogen-depleted liquid to an instantaneous vapor pressure that is lower than the desorption pressure; - сжатие указанного технологического пара до по меньшей мере давления десорбции, тем самым получая сжатый пар;- compressing said process steam to at least a desorption pressure, thereby obtaining compressed steam; - пропускание потока десорбирующего пара в колонну десорбции азота на уровне, находящемся ниже по вертикали от указанной десорбционной секции, причем указанный поток десорбирующего пара содержит по меньшей мере десорбирующую часть указанного сжатого пара;- passing a stream of stripping steam into the nitrogen stripping column at a level lower vertically from said stripping section, wherein said stripping steam stream contains at least a stripping portion of said compressed steam; - отведение паровой фракции, содержащей отводимую фракцию пара головного погона, полученную из головной части колонны десорбции азота, в виде отходящего газа;- abstraction of the vapor fraction containing the withdrawn fraction of the overhead vapor obtained from the head of the nitrogen desorption column in the form of exhaust gas; - деление потока криогенной углеводородной композиции на указанную первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть;- dividing the cryogenic hydrocarbon composition stream into said first part and second part having the same composition and phase as the first part; - сброс давления второй части до указанного давления мгновенного испарения;- pressure relief of the second part to the specified pressure instantaneous evaporation; - подачу второй части в по меньшей мере один поток из группы, состоящей из: обедненной азотом жидкости, жидкого углеводородного продукта и технологического пара; причем от указанного деления потока до указанной подачи второй части вторая часть обходит колонну десорбции азота.- supplying the second part to at least one stream from the group consisting of: a nitrogen-depleted liquid, a liquid hydrocarbon product, and process steam; moreover, from the specified division of the flow to the specified feed of the second part, the second part bypasses the nitrogen desorption column. 2. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию:2. The method according to p. 1, further comprising a stage: - регулирования отношения деления криогенной углеводородной композиции на указанную первую часть и указанную вторую часть, определенного как расход указанной первой части по отношению к общему расходу первой и второй частей вместе, тем самым поддерживая расход указанной первой части на заданном целевом уровне расхода.- regulating the ratio of the division of the cryogenic hydrocarbon composition into the specified first part and the specified second part, defined as the flow rate of the specified first part relative to the total flow rate of the first and second parts together, thereby maintaining the flow rate of the specified first part at a given target flow rate. 3. Способ по п. 1, в котором давление десорбции находится в диапазоне от 2 до 15 бар абс., и/или в котором давление мгновенного испарения составляет от 1 до 2 бар абс.3. The method according to p. 1, in which the desorption pressure is in the range from 2 to 15 bar abs. And / or in which the flash pressure is from 1 to 2 bar abs. 4. Способ по п. 1, дополнительно включающий пропускание по меньшей мере топливной части паровой фракции в устройство сжигания при давлении топливного газа, не превышающем давления десорбции.4. The method according to claim 1, further comprising transmitting at least the fuel portion of the vapor fraction to the combustion device at a fuel gas pressure not exceeding the desorption pressure. 5. Способ по п. 1, в котором технологический пар содержит отпарной газ, полученный путем добавления тепла в поток жидкого углеводородного продукта, в результате чего часть потока жидкого углеводородного продукта испаряется с образованием указанного отпарного газа.5. The method according to claim 1, wherein the process steam contains stripping gas obtained by adding heat to the liquid hydrocarbon product stream, as a result of which a portion of the liquid hydrocarbon product stream evaporates to form the specified stripping gas. 6. Способ по п. 1, в котором во время указанного сброса давления указанной обедненной азотом жидкости до указанного давления мгновенного испарения образуется пар мгновенного испарения, при этом указанный технологический пар содержит указанный пар мгновенного испарения.6. The method according to claim 1, wherein during said depressurization of said nitrogen-depleted liquid to said flash pressure, flash steam is generated, said process steam containing said flash vapor. 7. Способ по п. 6, в котором указанное образование указанного по меньшей мере потока жидкого углеводородного продукта и технологического пара из обедненной азотом жидкости дополнительно включает стадию фазового разделения обедненной азотом жидкости в конечном сепараторе мгновенного испарения при давлении мгновенного разделения, которое равно или меньше, чем давление мгновенного испарения, на поток жидкого углеводородного продукта и указанный пар мгновенного испарения.7. The method of claim 6, wherein said formation of said at least liquid hydrocarbon product stream and process steam from a nitrogen-depleted liquid further comprises the step of phase separating the nitrogen-depleted liquid in a flash flash separator at a flash point that is equal to or less, than flash pressure, on the liquid hydrocarbon product stream and said flash vapor. 8. Способ по п. 7, в котором указанная подача второй части в указанный по меньшей мере один поток из группы, состоящей из: обедненной азотом жидкости, жидкого углеводородного продукта и технологического пара, включает в себя: подачу второй части в конечный сепаратор мгновенного испарения после указанного сброса давления указанной второй части до указанного давления мгновенного испарения.8. The method according to p. 7, in which the specified supply of the second part to the specified at least one stream from the group consisting of: nitrogen-depleted liquid, liquid hydrocarbon product and process steam, includes: supplying the second part to the final flash evaporator after said depressurization of said second part to said instant flash pressure. 9. Способ по п. 1, в котором колонна десорбции азота дополнительно содержит по меньшей мере одну внутреннюю ректификационную секцию, расположенную выше по вертикали, чем указанная десорбционная секция в указанной колонне десорбции азота; причем указанный способ дополнительно включает в себя:9. The method according to claim 1, wherein the nitrogen desorption column further comprises at least one internal distillation section located vertically higher than said desorption section in said nitrogen desorption column; moreover, the specified method further includes: - образование частично сконденсированного промежуточного потока из пара головного погона, полученного из головной части колонны десорбции азота над ректификационной секцией, причем указанный частично сконденсированный промежуточный поток содержит сконденсированную фракцию и паровую фракцию, причем указанное образование включает частичную конденсацию пара головного погона за счет теплообмена пара головного погона с потоком вспомогательного хладагента и, тем самым, поступление тепла от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента в количестве производительности по холоду;- the formation of a partially condensed intermediate stream from the overhead steam obtained from the head of the nitrogen desorption column above the distillation section, said partially condensed intermediate stream comprising a condensed fraction and a vapor fraction, said formation comprising partial condensation of the overhead steam due to heat exchange of the overhead steam with a stream of auxiliary refrigerant and, thus, heat from the overhead steam to the auxiliary stream th refrigerant in the amount of performance in the cold; - отделение сконденсированной фракции от паровой фракции при давлении разделения;- separation of the condensed fraction from the vapor fraction at a separation pressure; - позволяют по меньшей мере части обратного орошения из сконденсированной фракции входить в ректификационную секцию в колонне десорбции азота на уровне над ректификационной секцией.- allow at least part of the reverse irrigation from the condensed fraction to enter the distillation section in the nitrogen desorption column at a level above the distillation section. 10. Способ по п. 1, в котором указанное обеспечение указанной криогенной углеводородной композиции включает:10. The method of claim 1, wherein said providing said cryogenic hydrocarbon composition comprises: - теплообмен потока сырья, содержащего углеводородсодержащее парообразное сырье, в криогенном теплообменнике с потоком основного хладагента, приводящий к сжижению парообразного сырья из потока сырья с получением сжиженного потока; и- heat transfer of a feed stream containing a hydrocarbon-containing vaporous feedstock in a cryogenic heat exchanger with a main refrigerant stream leading to liquefaction of the vaporous feedstock from the feedstream to produce a liquefied stream; and - получение криогенной углеводородной композиции из сжиженного потока.- obtaining a cryogenic hydrocarbon composition from a liquefied stream. 11. Способ по п. 1, в котором указанная вторая часть не подвергается какому-либо функциональному косвенному теплообмену по пути к указанной последующей подаче в по меньшей мере один поток из группы, состоящей из: обедненной азотом жидкости, жидкого углеводородного продукта и технологического пара; причем от указанного деления потока до указанной подачи второй части вторая часть обходит колонну десорбции азота.11. The method according to claim 1, wherein said second part does not undergo any functional indirect heat transfer along the path to said subsequent supply to at least one stream from the group consisting of: a nitrogen-depleted liquid, a liquid hydrocarbon product, and process steam; moreover, from the specified division of the flow to the specified feed of the second part, the second part bypasses the nitrogen desorption column. 12. Способ по п. 1, дополнительно включающий:12. The method according to p. 1, further comprising: - отведение парообразной рециркулирующей части от указанной паровой фракции;- the removal of the vapor recycle portion from the specified vapor fraction; - сброс давления указанной парообразной рециркулирующей части до давления мгновенного испарения;- depressurization of said vaporous recycle portion to flash pressure; - ввод парообразной рециркулирующей части в по меньшей мере один поток из группы, состоящей из: обедненной азотом жидкости, жидкого углеводородного продукта и технологического пара.- introducing a vaporous recycle portion into at least one stream from the group consisting of: a nitrogen-depleted liquid, a liquid hydrocarbon product, and process steam. 13. Способ по п. 1, в котором паровая фракция содержит от 50 мол.% до 95 мол.% азота.13. The method according to p. 1, in which the vapor fraction contains from 50 mol.% To 95 mol.% Nitrogen. 14. Способ по п. 1, в котором сконденсированная фракция содержит менее 35 мол.% азота.14. The method according to p. 1, in which the condensed fraction contains less than 35 mol.% Nitrogen. 15. Способ по любому из пп. 1-14, дополнительно включающий селективный ввод перепускаемой части указанного сжатого пара, которая не содержит указанной десорбирующей части, в пар головного погона, при этом обходя по меньшей мере десорбционную секцию колонны десорбции азота.15. The method according to any one of paragraphs. 1-14, further comprising selectively introducing a bypass portion of said compressed steam, which does not contain said stripping portion, into the overhead steam, while bypassing at least the desorption section of the nitrogen desorption column. 16. Устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу, которое содержит:16. A device for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase, which contains: - линию подачи криогенного сырья, соединенную с источником криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу;- a cryogenic feed line connected to a source of a cryogenic hydrocarbon composition containing a nitrogen and methane-containing liquid phase; - колонну десорбции азота, находящуюся в сообщении по текучей среде с линией подачи криогенного сырья, причем указанная колонна десорбции азота содержит по меньшей мере одну внутреннюю десорбционную секцию, расположенную внутри колонны десорбции азота;- a nitrogen desorption column in fluid communication with the cryogenic feed line, said nitrogen desorption column comprising at least one internal desorption section located inside the nitrogen desorption column; - линию отведения пара головного погона, сообщающуюся с колонной десорбции азота через головную область внутри колонны десорбции азота;- a steam discharge line of the overhead steam, communicating with the nitrogen desorption column through the head region inside the nitrogen desorption column; - линию отведения обедненной азотом жидкости, сообщающуюся с областью сборника внутри колонны десорбции азота, расположенной ниже по вертикали от десорбционной секции;- the discharge line of a nitrogen-depleted liquid in communication with the collection area inside the nitrogen desorption column located downright from the desorption section; - промежуточное устройство сброса давления в линии отведения обедненной азотом жидкости, находящееся в сообщении по текучей среде с колонной десорбции азота, выполненное с возможностью принимать обедненную азотом жидкость из области сборника колонны десорбции азота и сбрасывать давление обедненной азотом жидкости, причем указанное промежуточное устройство сброса давления находится на границе раздела между стороной давления десорбции, включающей колонну десорбции азота, и стороной давления мгновенного испарения;- an intermediate pressure relief device in the discharge line of a nitrogen-depleted liquid in fluid communication with a nitrogen desorption column configured to receive a nitrogen-depleted liquid from an area of the collector of a nitrogen desorption column and relieve pressure of a nitrogen-depleted liquid, said intermediate pressure relief device being located at the interface between the desorption pressure side including the nitrogen desorption column and the flash side; - линию жидкого углеводородного продукта, расположенную на стороне давления мгновенного испарения, для отведения потока жидкого углеводородного продукта, полученного из обедненной азотом жидкости;- a line of liquid hydrocarbon product, located on the pressure side of the flash, to divert the flow of liquid hydrocarbon product obtained from a nitrogen-depleted liquid; - линию технологического пара, расположенную на стороне давления мгновенного испарения, для приема технологического пара, полученного из обедненной азотом жидкости;- a process steam line located on the pressure side of flash flash to receive process steam obtained from a nitrogen-depleted liquid; - технологический компрессор, расположенный в линии технологического пара, выполненный с возможностью приема технологического пара и сжатия технологического пара для создания сжатого пара на выпускном отверстии технологического компрессора, причем указанный технологический компрессор находится на указанной границе раздела между стороной давления десорбции и стороной давления мгновенного испарения;- a process compressor located in the line of process steam configured to receive process steam and compress process steam to create compressed steam at the outlet of the process compressor, said process compressor being at a specified interface between the desorption pressure side and the flash side; - линию десорбирующего пара, находящуюся в сообщении по текучей среде с колонной десорбции азота на уровне, расположенном ниже по вертикали от десорбционной секции, и выполненную с возможностью приема по меньшей мере десорбирующей части указанного сжатого пара из технологического компрессора;- a line of stripping steam in fluid communication with the nitrogen stripping column at a level lower down from the stripping section and configured to receive at least the stripping portion of said compressed steam from the process compressor; - делитель исходного потока, расположенный в линии подачи криогенного сырья, выполненный с возможностью деления криогенной углеводородной композиции на первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть;- a feed stream divider located in the cryogenic feed line, configured to divide the cryogenic hydrocarbon composition into a first part and a second part having the same composition and phase as the first part; - первую линию подачи сырья для транспортировки первой части из делителя исходного потока в колонну десорбции азота;- a first feed line for transporting a first portion from a feed stream divider to a nitrogen desorption column; - вторую линию подачи сырья для транспортировки второй части из делителя исходного потока в по меньшей мере одну линию из группы, состоящей из: линии обедненной азотом жидкости, линии жидкого углеводородного продукта и линии технологического пара, причем указанная вторая линия подачи сырья обходит колонну десорбции азота.- a second feed line for transporting the second part from the feed stream divider to at least one line from the group consisting of: a line of nitrogen-depleted liquid, a line of liquid hydrocarbon product and a process steam line, said second feed line bypassing the nitrogen desorption column. 17. Устройство по п. 16, в котором во второй линии подачи сырья расположен регулирующий клапан обходящего потока.17. The device according to claim 16, wherein a bypass flow control valve is located in the second feed line. 18. Устройство по п. 17, в котором указанный регулирующий клапан обходящего потока функционально связан с регулятором FC потока, расположенном в первой линии подачи сырья.18. The device of claim 17, wherein said bypass flow control valve is operatively coupled to an FC flow regulator located in a first feed line. 19. Устройство по п. 18, в котором указанный регулятор FC потока выполнен с возможностью поддерживать расход указанной первой части через первую линию подачи сырья на заданном целевом уровне расхода, регулируя отношение деления криогенной углеводородной композиции, протекающей через линию подачи криогенного сырья, на указанные первую и вторую части.19. The device according to p. 18, in which the specified FC flow regulator is configured to maintain the flow rate of the first part through the first feed line at a predetermined target flow rate by adjusting the division ratio of the cryogenic hydrocarbon composition flowing through the cryogenic feed line to the first and the second part. 20. Устройство по любому из пп. 16-19, в котором указанная вторая линия подачи сырья не проходит через какой-либо косвенный теплообменник, функционирующий для косвенного обмена теплом с каким-либо технологическим потоком.20. The device according to any one of paragraphs. 16-19, wherein said second feed line does not pass through any indirect heat exchanger that functions to indirectly exchange heat with any process stream.
RU2014128650A 2011-12-12 2012-12-10 Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition RU2622212C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11192921.2 2011-12-12
EP11192921 2011-12-12
PCT/EP2012/074958 WO2013087570A2 (en) 2011-12-12 2012-12-10 Method and apparatus for removing nitrogen from a cryogenic hydrocarbon composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014128650A RU2014128650A (en) 2016-02-10
RU2622212C2 true RU2622212C2 (en) 2017-06-13

Family

ID=47351659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014128650A RU2622212C2 (en) 2011-12-12 2012-12-10 Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN103998882B (en)
AU (1) AU2012350743B2 (en)
CA (1) CA2858756C (en)
MY (1) MY178855A (en)
RU (1) RU2622212C2 (en)
WO (1) WO2013087570A2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9441877B2 (en) 2010-03-17 2016-09-13 Chart Inc. Integrated pre-cooled mixed refrigerant system and method
US11408673B2 (en) 2013-03-15 2022-08-09 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
CA3140415A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US11428463B2 (en) 2013-03-15 2022-08-30 Chart Energy & Chemicals, Inc. Mixed refrigerant system and method
US9816754B2 (en) 2014-04-24 2017-11-14 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated nitrogen removal in the production of liquefied natural gas using dedicated reinjection circuit
US20150308737A1 (en) 2014-04-24 2015-10-29 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated Nitrogen Removal in the Production of Liquefied Natural Gas Using Intermediate Feed Gas Separation
US9945604B2 (en) * 2014-04-24 2018-04-17 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated nitrogen removal in the production of liquefied natural gas using refrigerated heat pump
AR105277A1 (en) 2015-07-08 2017-09-20 Chart Energy & Chemicals Inc MIXED REFRIGERATION SYSTEM AND METHOD
CN108730766B (en) * 2018-04-20 2024-03-08 江苏中伟机械制造有限公司 Temperature and pressure reducing device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2133931C1 (en) * 1997-04-02 1999-07-27 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Российское акционерное общество "Газпром" Method of withdrawal of stable condensate from natural gas
DE102007010032A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Linde Ag Procedure for separating a nitrogen-rich fraction from a liquefied natural gas, comprises supplying the natural gas after its liquefaction and super cooling, to a stripping column that serves the separation of the nitrogen-rich fraction
RU2007110820A (en) * 2004-08-24 2008-10-10 Эдванст Экстрэкшн Текнолоджиз, Инк. (Us) COMBINED USE OF EXTERNAL AND INTERNAL SOLVENTS IN THE PROCESSING OF GASES CONTAINING LIGHT, MEDIUM AND HEAVY COMPONENTS
WO2011009832A2 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for treating a multi-phase hydrocarbon stream and an apparatus therefor

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404008A (en) 1982-02-18 1983-09-13 Air Products And Chemicals, Inc. Combined cascade and multicomponent refrigeration method with refrigerant intercooling
IT1176290B (en) 1984-06-12 1987-08-18 Snam Progetti LOW-BOILING GAS COOLING AND LIQUEFATION PROCESS
MY118329A (en) 1995-04-18 2004-10-30 Shell Int Research Cooling a fluid stream
US5657643A (en) 1996-02-28 1997-08-19 The Pritchard Corporation Closed loop single mixed refrigerant process
US5669234A (en) 1996-07-16 1997-09-23 Phillips Petroleum Company Efficiency improvement of open-cycle cascaded refrigeration process
DE19716415C1 (en) 1997-04-18 1998-10-22 Linde Ag Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream
TW477890B (en) 1998-05-21 2002-03-01 Shell Int Research Method of liquefying a stream enriched in methane
US6308531B1 (en) 1999-10-12 2001-10-30 Air Products And Chemicals, Inc. Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas
TW480325B (en) 1999-12-01 2002-03-21 Shell Int Research Plant for liquefying natural gas
US6266977B1 (en) * 2000-04-19 2001-07-31 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen refrigerated process for the recovery of C2+ Hydrocarbons
US6295833B1 (en) 2000-06-09 2001-10-02 Shawn D. Hoffart Closed loop single mixed refrigerant process
US6698237B2 (en) * 2001-12-11 2004-03-02 Advanced Extraction Technologies, Inc. Use of stripping gas in flash regeneration solvent absorption systems
EG24658A (en) 2002-09-30 2010-04-07 Bpcorporation North America In All electric lng system and process
US7127914B2 (en) 2003-09-17 2006-10-31 Air Products And Chemicals, Inc. Hybrid gas liquefaction cycle with multiple expanders
US6962060B2 (en) 2003-12-10 2005-11-08 Air Products And Chemicals, Inc. Refrigeration compression system with multiple inlet streams
MY141887A (en) * 2004-07-12 2010-07-16 Shell Int Research Treating liquefied natural gas
RU2447382C2 (en) 2006-08-17 2012-04-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method and device for liquefaction of hydrocarbon-containing raw materials flow
US20080141711A1 (en) 2006-12-18 2008-06-19 Mark Julian Roberts Hybrid cycle liquefaction of natural gas with propane pre-cooling

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2133931C1 (en) * 1997-04-02 1999-07-27 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Российское акционерное общество "Газпром" Method of withdrawal of stable condensate from natural gas
RU2007110820A (en) * 2004-08-24 2008-10-10 Эдванст Экстрэкшн Текнолоджиз, Инк. (Us) COMBINED USE OF EXTERNAL AND INTERNAL SOLVENTS IN THE PROCESSING OF GASES CONTAINING LIGHT, MEDIUM AND HEAVY COMPONENTS
DE102007010032A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Linde Ag Procedure for separating a nitrogen-rich fraction from a liquefied natural gas, comprises supplying the natural gas after its liquefaction and super cooling, to a stripping column that serves the separation of the nitrogen-rich fraction
WO2011009832A2 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method for treating a multi-phase hydrocarbon stream and an apparatus therefor

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012350743A1 (en) 2014-05-22
CA2858756C (en) 2020-04-28
CN103998882B (en) 2016-04-13
CN103998882A (en) 2014-08-20
WO2013087570A2 (en) 2013-06-20
MY178855A (en) 2020-10-21
CA2858756A1 (en) 2013-06-20
AU2012350743B2 (en) 2015-08-27
RU2014128650A (en) 2016-02-10
WO2013087570A3 (en) 2014-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2607708C2 (en) Method and apparatus for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition
RU2622212C2 (en) Method and device for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition
RU2554736C2 (en) Method of purifying multi-phase hydrocarbon flow and installation intended therefore
CN107642949B (en) System for removing heavy hydrocarbon from liquefied lean gas
AU2015231891B2 (en) Liquefied natural gas facility employing an optimized mixed refrigerant system
US20100293996A1 (en) Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream and floating vessel or offshore platform comprising the same
RU2533044C2 (en) Method and device for cooling flow of gaseous hydrocarbons
RU2750778C2 (en) System and method for liquefaction with a combined cooling agent
RU2607198C2 (en) Method and apparatus for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition
US20180356150A1 (en) Method for optimising liquefaction of natural gas
RU2612974C2 (en) Method and apparatus for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition
RU2423653C2 (en) Method to liquefy flow of hydrocarbons and plant for its realisation
AU2009216745B2 (en) Method and apparatus for cooling and separating a hydrocarbon stream