專利名稱：具有經(jīng)調節(jié)的總熱值的液化天然氣生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液化天然氣的生產(chǎn)方法，其中總熱值可以根據(jù)應用進行調節(jié)。本發(fā)明還涉及適合實施此方法的設備，以及富含C3-C4烴的液化天然氣組合物。
背景技術：
天然氣主要作為燃料用于鍋爐燃燒器、發(fā)電用燃氣渦輪機或簡單地用于家用炊具。所有這些項目的設備必須能夠安全和可靠地燃燒燃氣。因此，關鍵在于燃氣的燃燒特性保持恒定，以與用戶的設備長期兼容。消費國的燃氣供應來源之一是液化工廠由來自沉積物的天然氣生產(chǎn)的液化天然氣(LNG)。在市場上的燃氣性質中，總熱值(GCV)參數(shù)對于限定燃燒器尤為重要。它是在燃燒過程中釋放的熱能。其測量單位為千卡(kcal)/Nm3或英制單位BTU/scf。天然氣包含各種烴，主要是甲烷，但也包含乙烷、丙烷、丁烷和痕量的重烴。所有這些成分并不都具有相同的GCV，所以燃氣的GVC取決于其組成。烴的GCV是其碳鏈長度的函數(shù)；鏈越長，GCV就越高。相反，非燃料氣體(氮氣等)的GCV為零。因此，天然氣的GCV越高，其重烴含量就越高。作為一般規(guī)則，提取的天然氣的GCV超過各消費國規(guī)定的規(guī)格。此外，燃氣的GCV規(guī)格在不同的消費國各自顯著不同，甚至在一個消費國內不同分配網(wǎng)之間也不相同。例如，在韓國、日本或臺灣，GCV必須是相對高(約1100 1200btu/scf),而在美國或英國則相對低(約1075btu/scf),歐洲大陸規(guī)定了中間值。有兩種主要手段來降低燃氣的GCV值(I)注入發(fā)熱貢獻為零的惰性氣體，如氮氣，或在某些情況下為空氣，和(2)提取具有較高發(fā)熱貢獻的重烴。注氮常用于LNG接收終端，但在分配網(wǎng)中最大氮含量是有限制的。因此，對于某些燃氣，注氮是不夠的，因為在燃氣的GCV得到充分降低之前就已達到最大可接受的氮含量。因此，注氮不是有希望的途經(jīng)。另一方面，在液化階段提取液化石油氣或LPG(基本由丙烷和丁烷構成)作為LNG的副產(chǎn)物，允許在降低LNG的GCV的同時單獨升級該副產(chǎn)物。然而，提取LPG可導致LNG的GCV對于一些消費國(尤其是亞洲國家)過低；在這種情況下，必須將LPG重新注入燃氣中，通常在接收終端進行。此外，如果使用這種方法，則LPG的貯存和運輸需要不同于LNG所用設備的特殊設備。這在離岸開采的背景下是特別不利的，因為設備尺寸是在這樣的背景下的關鍵因素；此夕卜，在海上設備上存在大量LPG庫存會引起安全問題，特別是由于爆炸風險。因此，存在開發(fā)LNG生產(chǎn)的改進方法的真正需要，其中產(chǎn)品的貯存、處理和運輸?shù)玫胶喕貏e是在離岸背景下；并且其中可以同時供應GCV規(guī)格高的市場和GCV規(guī)格低的市場
發(fā)明內容
、
首先，本發(fā)明涉及一種加工含有丙烷和/或丁烷的天然氣的方法，包括以下步驟-從所述天然氣中提取至少部分的丙烷和/或丁烷，以提供輕天然氣；-冷卻并液化所述輕天然氣，以提供輕液化天然氣；-將所述輕液化天然氣的一部分與提取的丙烷和/或丁烷混合，以提供重液化天然氣；所述混合步驟在用于生產(chǎn)液化天然氣的設備中進行。根據(jù)一個實施方案，該方法包括在提取丙烷和/或丁烷步驟之前對所述天然氣進行脫酸、脫水和任選的脫汞的步驟；和通過提取天然氣冷凝物的步驟來完成提取丙烷和/或丁烷的步驟。 根據(jù)一個實施方案，該方法包括在將提取的丙烷和/或丁烷與輕液化天然氣的一部分混合之前，冷卻所述提取的丙烷和/或丁烷的步驟，優(yōu)選冷卻至-100°c -160°c的溫度，更特別優(yōu)選冷卻至_135°C _145°C的溫度，所述冷卻步驟任選地在所述提取的丙烷和/或丁烷中添加天然氣或輕天然氣或甲烷和/或乙烷的步驟之前。根據(jù)一個實施方案，該方法包括-貯存所述輕液化天然氣；和-貯存所述重液化天然氣或貯存在混合步驟之前提取的丙烷和/或丁烷。根據(jù)一個實施方案，該方法包括-任選地，閃蒸(d6tenteflash)所述輕液化天然氣和回收源自該閃蒸的第一閃蒸氣體；-任選地，閃蒸所述重液化天然氣和回收源自該閃蒸的第二閃蒸氣體；-回收源自所述輕液化天然氣的貯存的第一蒸發(fā)氣體；-回收源自所述重液化天然氣的貯存的第二蒸發(fā)氣體；-提供從第一蒸發(fā)氣體、第二蒸發(fā)氣體、任選的第一閃蒸氣體和任選的第二閃蒸氣體得到的燃氣。根據(jù)一個實施方案-將第一蒸發(fā)氣體和第二蒸發(fā)氣體通過相同的壓縮裝置單獨或作為混合物進行壓縮，和/或將第一閃蒸氣體和第二閃蒸氣體通過相同的壓縮裝置單獨或作為混合物進行壓縮；或-將第一蒸發(fā)氣體、第二蒸發(fā)氣體、第一閃蒸氣體和第二閃蒸氣體通過相同的壓縮裝置單獨或作為混合物進行壓縮。根據(jù)一個實施方案，所述輕液化天然氣的與提取的丙烷和/或丁烷混合的部分在輕液化天然氣閃蒸之前進行采樣或在輕液化天然氣閃蒸之后進行采樣。根據(jù)一個實施方案，該方法包括-將輕液化天然氣和/或重液化天然氣轉移到至少一個運載裝置中；和-任選地運輸在所述運載裝置中的輕液化天然氣和/或重液化天然氣；并且用于生產(chǎn)液化天然氣的設備優(yōu)選是離岸設備。根據(jù)一個實施方案，該方法包括混合輕液化天然氣和重液化天然氣以提供中間液化天然氣的步驟，所述步驟-在運載裝置接收終端中進行；或
-在用于生產(chǎn)液化天然氣的設備中進行并且任選接著將中間液化天然氣轉移到至少一個運載裝置。根據(jù)一個實施方案，在部分輕液化天然氣與提取的丁烷和/或丙烷的混合步驟中，提取的丁烷和/或丙烷的比例為4 50%，優(yōu)選5 25%，更特別優(yōu)選6 12%，相對于所得的重液化天然氣。本發(fā)明的一個主題還是用于生產(chǎn)液化天然氣的設備，包括-用于從天然氣中提取至少部分丙烷和/或丁烷的單元；-起始于所述提取單元的輕天然氣供應管線和丙烷和·/或丁烷供應管線；-通過所述輕天然氣供應管線進料的輕天然氣的冷卻和液化單元；-起始于所述冷卻和液化單元的輕液化天然氣供應管線；-起始于所述輕液化天然氣供應管線的輕液化天然氣分支管線；-一方面通過所述輕液化天然氣分支管線進料并且另一方面通過所述丙烷和/或丁烷供應管線進料的重液化天然氣供應管線。根據(jù)一個實施方案，所述設備包括用于所述天然氣的脫酸、脫水和任選的脫汞的單元，以及用于提取所述天然氣的冷凝物的裝置。根據(jù)一個實施方案，所述設備包括在所述丙烷和/或丁烷供應管線上的用于冷卻丙烷和/或丁烷的裝置。根據(jù)一個實施方案，所述設備包括-通過所述輕液化天然氣供應管線進料的輕液化天然氣儲罐；和-通過所述重液化天然氣供應管線進料的重液化天然氣儲罐或在所述丙烷和/或丁烷供應管線上的丙烷和/或丁烷儲罐。根據(jù)一個實施方案，所述設備包括-在所述輕液化天然氣供應管線上的任選的輕液化天然氣閃蒸罐；-起始于所述輕液化天然氣閃蒸罐的任選的第一閃蒸氣體收集管線；-在所述重液化天然氣供應管線上的任選的重液化天然氣閃蒸罐；-起始于所述重液化天然氣閃蒸罐的任選的第二閃蒸氣體收集管線；-用于收集源自所述輕液化天然氣儲罐的蒸發(fā)氣體的第一管線；-用于收集源自所述重液化天然氣儲罐的蒸發(fā)氣體的第二管線；-通過蒸發(fā)氣體收集第一管線、蒸發(fā)氣體收集第二管線、任選的第一閃蒸氣體收集管線和任選的第二閃蒸氣體收集管線進料的用于生產(chǎn)能量的裝置。根據(jù)一個實施方案，所述設備包括-通過蒸發(fā)氣體收集第一管線和蒸發(fā)氣體收集第二管線進料的在所述生產(chǎn)能量的裝置上游的用于壓縮燃氣的裝置；和/或-通過第一閃蒸氣體收集管線和第二閃蒸氣體收集管線進料的在所述生產(chǎn)能量的裝置上游的用于壓縮燃氣的裝置；-通過蒸發(fā)氣體收集第一管線、蒸發(fā)氣體收集第二管線、第一閃蒸氣體收集管線和第二閃蒸氣體收集管線進料的在所述生產(chǎn)能量的裝置上游的用于壓縮燃氣的裝置。根據(jù)一個實施方案，所述輕液化天然氣分支管線是在所述輕液化天然氣閃蒸罐的上游或下游進行分支的。
根據(jù)一個實施方案，所述設備優(yōu)選是離岸設備，并且所述設備包括用于轉移液化天然氣至運載裝置的系統(tǒng)，所述轉移液化天然氣的系統(tǒng)能夠-通過所述輕液化天然氣儲罐和通過所述重液化天然氣供應管線進料；或-通過所述輕液化天然氣儲罐和通過所述重液化天然氣儲罐進料。本發(fā)明的一個主題也是一種液化天然氣組合物，其包含5 90%的丙烷和丁烷，優(yōu)選5 60%的丙烷和丁烷，更特別優(yōu)選10 30%的丙烷和丁烷，以及理想的10 15%的丙燒和丁燒。本發(fā)明的一個主題還是一種生產(chǎn)液化天然氣的方法，所述方法包括將輕液化天然氣組合物與重液化天然氣組合物混合，在所述重液化天然氣組合物中的總丙烷和丁烷含量大于在所述輕液化天然氣組合物中的總丙烷和丁烷含量。 根據(jù)一個實施方案-所述輕液化天然氣含有丙烷和丁烷，所述丙烷和丁烷的總含量小于或等于2%，優(yōu)選小于或等于I %，理想的是小于或等于0. 5% ;和-所述重液化天然氣含有丙烷和丁烷，所述丙烷和丁烷的總含量為5 90%，優(yōu)選5 60%，更特別優(yōu)選10 30%，理想的是10 15%。本發(fā)明允許克服現(xiàn)有技術中的缺點。更特別是提供生產(chǎn)LNG的改進方法，其中產(chǎn)品的貯存、處理和運輸?shù)玫胶喕?，特別是在離岸背景中，并且其中可以同時供應GCV規(guī)格高的市場和GCV規(guī)格低的市場。這是通過從單一的冷卻和液化過程生產(chǎn)兩個單獨的LNG流，即被稱為“輕”即LPG(丙烷和丁烷)含量相對低的流和被稱為“重”即LPG(丙烷和丁烷)含量相對高的流來實現(xiàn)的。這兩個流可以通過類似的方式進行處理。此外，可以通過將上述兩個流混合來生產(chǎn)具有中間LPG濃度(具有根據(jù)商業(yè)需求調節(jié)的GCV)的LNG，從而能夠滿足所有市場。根據(jù)某些具體實施方案，本發(fā)明還具有以下詳述的有利特征中的一個或優(yōu)選多個。-輕LNG和重LNG(和任選的中間LNG)的貯存、處理和運輸可利用單一類型的設備進行。事實上，輕LNG和重LNG的性質(溫度、蒸發(fā)等)是相似的。-相同的負載管線可用于轉移在運載裝置中的重LNG和輕LNG。這簡化了設備的結構和操作，特別是在離岸生產(chǎn)背景下。不需要用于裝載LNG的專用管線。-類似地，起始于貯存的重LNG和輕LNG的減壓和蒸發(fā)氣體的處理可利用公共設備來進行。-本發(fā)明任選地可分配所有的LPG存儲，顯著降低安全限制，并允許減少投資和運行費用，特別是在離岸背景下。


圖I圖解示出根據(jù)本發(fā)明的設備的實施方案。
具體實施例方式現(xiàn)在，在以下說明中更詳細地且非限制性地描述本發(fā)明。所有聲明的濃度以摩爾百分數(shù)表示，除非另有說明。
參考圖1，通過天然氣供應管線I提供源自開采現(xiàn)場的天然氣。天然氣在脫酸、脫水和任選脫汞單元2中經(jīng)過脫酸、脫水(或干燥)以及任選的脫汞。因此，天然氣被凈化除去所含有的大部分的酸性氣體(特別是CO2和H2S)、水和汞。脫酸可基于使用胺的水溶液。脫水可基于使用二醇化合物溶液和/或分子篩。氣體干燥的目的特別是避免在低溫設備中發(fā)生水的凝結。脫酸和干燥的天然氣(任選脫除其中所含的汞)然后在提取單元3中進行重烴提取，尤其是C3+型烴的提取，以提供“輕天然氣”。通常，這種提取步驟通過天然氣的分餾來進行。在這種情況下，提取單元3是分餾單元。分餾單元由一組蒸餾塔構成允許分離出天然氣的不同餾分。分餾通常包括將天然氣分離成Cl餾分和C2+餾分，然后使C2+餾分經(jīng)歷幾個連續(xù)分離，以提供C2餾分、C3餾分、C4餾分和C5+餾分。如果有必要，對C3和/或C4餾分進行處理，以移除酸和含硫雜質(主要是COS和硫醇)。 輕天然氣基本由Cl餾分和任選從所有或部分的C2餾分(乙烷)得到。任選地，源自分餾的全部或部分乙烷也可以用作燃氣或用于石油化工應用。C5+餾分(冷凝物)在冷凝物收集管線4 (其進料至貯存冷凝物的裝置，未示出)中回收。冷凝物如環(huán)己烷或苯(如果它們在原天然氣中以顯著量存在的話)的提取是重要的，以避免在低溫設備的任何結晶。此外，C3和C4餾分構成LPG，即主要包含丁烷和/或丙烷的流，其在丙烷和/或丁烷供應管線5中回收。C3-C4烴(丙烷和丁烷)可通過分餾從初始天然氣中基本全部提取。LPG流可以包含比例小于或等于I %的乙烷和比例小于或等于5 %的C5+。優(yōu)選地，LPG流包含至少92 %的丙烷和丁烷，或至少95 %的丙烷和丁烷，或至少97 %的丙烷和丁烷、或至少98 %的丙燒和丁燒。但也可以在輕天然氣中保留丙烷和/或丁烷，其量小于或等于2%，優(yōu)選小于或等于I %，或甚至小于或等于0. 5 %。任選留在輕天然氣中的LPG量作為所生產(chǎn)的輕LNG的所需GCV的函數(shù)進行調節(jié)。在提取了冷凝物和LPG(和任選的乙烷)之后，將輕天然氣通過輕天然氣供應管線25運輸?shù)嚼鋮s和液化單元6。在該階段，輕天然氣(任選已經(jīng)在提取單元3中預冷至通常-30 -70°C)根據(jù)本領域已知的手段被冷卻和液化，通常溫度為約_150°C。因此，得到被稱為“輕”的LNG，其在輕LNG供應管線7中進行運輸。輕LNG通常在安置在輕LNG供應管線7上的輕LNG閃蒸罐8中經(jīng)過閃蒸(或最終閃蒸)。閃蒸氣體在第一閃蒸氣體收集管線9中回收。這種閃蒸可以釋放出輕LNG中所含的氮氣，后者趨向于在閃蒸氣體中富集。為了滿足輕LNG的氮氣規(guī)格(通常為I摩爾％ )，LNG閃蒸罐可被稱為脫氮塔的塔所替代。但是，如果氮含量允許，則可以不進行最終閃蒸。在這種情況下，輕LNG在冷卻和液化單元6中進一步過冷卻(例如，溫度為約_160°C )。在閃蒸后，輕LNG通常處于約_160°C溫度和略高于大氣壓力的壓力(例如，I. 26巴的絕對壓力)下，而且優(yōu)選包含小于1%的氮氣。其然后被輸送到輕LNG儲罐10 (應該理解的是可根據(jù)需要通過多個儲罐)。部分輕LNG在貯存之前在輕LNG分支管線IlUla中采樣。該輕LNG分支管線可以在輕LNG閃蒸罐8之前(即輕LNG閃蒸罐8的上游，附圖中標記為11的線)或在輕LNG閃蒸罐8之后(即輕LNG閃蒸罐8的下游，附圖中標記為Ila的線)連接。因此，采樣的輕LNG與提取的丙烷和/或丁烷流混合，以提供所謂的“重”LNG，其在重LNG供應管線13中運輸。應該理解的是，與采樣的輕LNG混合的提取的丙烷和/或丁烷流可包含不同于丙烷和丁烷的化合物，通常為小量。例如，它可以包含C5+烴、乙烷和甲烷。采樣和重定向的輕LNG流量作為重LNG所需組成的函數(shù)和作為提取的丙烷和/或丁烷的流量的函數(shù)進行調節(jié)。通常，希望避免貯存或處理LPG，因此通常希望使用所有提取的LPG以生產(chǎn)重LNG。添加到輕LNG中的提取LPG的比例可例如為4 50%，優(yōu)選5 25%，尤其優(yōu)選6 12%，相對于所得的重液化天然氣。在混合之前，通常需要提供通過提供在丙烷和/或丁烷供應管線5上的冷卻裝置12來冷卻丙烷和/或丁烷流的步驟。例如，源自提取步驟的LPG通常具有30 40°C的溫 度，而且可以冷卻到_100°C _150°C，例如冷卻到約_140°C的溫度。冷卻LPG優(yōu)選與液化單元6相結合。也可以在供應有用于液化的部分冷卻劑或冷卻劑之一或甚至利用不同于主要液化的冷卻劑的專用單獨交換器中進行。LPG的這種冷卻可以確保重LNG處于足夠低的溫度下，并且在后續(xù)閃蒸過程中不釋放過多的氣體。當LPG流在冷卻單元12中冷卻時，可能有必要調節(jié)LPG流的化學組成以避免重產(chǎn)物(丙烷、丁烷和少量的C5+)結晶或結冰的風險。為此，LPG可在冷卻前通過添加天然氣(分餾前)和/或通過添加源自分餾的Cl餾分和/或通過添加源自分餾的C2餾分和/或通過添加輕天然氣來進行稀釋。一旦形成，則重LNG通常經(jīng)歷在重LNG閃蒸罐14中的閃蒸步驟。閃蒸氣體在閃蒸氣體收集第二管線15中回收。重LNG中所含的氮氣趨于在這些閃蒸氣體中富集。在閃蒸后，重LNG通常處于-150°C _160°C的溫度和略高于大氣壓力的壓力(例如，I. 26巴的絕對壓力)下并且優(yōu)選包含小于I %的氮氣。然后，將重LNG輸送至重LNG儲罐16 (應該理解的是，可根據(jù)需要提供多個儲罐)。輕LNG儲罐10中所含的輕LNG通常包含-至少88%的甲烷，優(yōu)選至少90%的甲烷，或者甚至至少92%的甲烷；-丙烷和丁烷量小于或等于2%，優(yōu)選小于或等于I%，甚至小于或等于0.5% ；-氮氣量小于或等于1%。-乙烷量小于或等于10%，優(yōu)選小于或等于8%；-C5+烴類量小于0. 1%。在重LNG儲罐16中所含的重LNG通常包含-10 90%的甲烷，優(yōu)選30 88%的甲烷，特別優(yōu)選80 85%的甲烷；-5 90%的丙烷和丁烷，優(yōu)選5 60%的丙烷和丁烷，更特別優(yōu)選10 30%的丙燒和丁燒，理想的是10 15的丙燒和丁燒；-氮氣量通常小于或等于1%;-乙烷量小于或等于10%，優(yōu)選小于或等于8%；-C5+烴類量小于0. 1%。通常，有利的是在重LNG中的LPG濃度盡可能高，從而使重LNG的生產(chǎn)量最小化。然而，另一方面，可能期望重LNG具有小于或等于500kg/m3的密度，使得其可以毫無困難地通過標準甲烷運載裝置進行運輸。平均而言，這對應于丁烷和丙烷的濃度小于或等于約12% (參見以下實施例，但確切的閾值取決于丙烷/ 丁烷比例和存在的其它化合物，特別是取決于乙烷的比例)。然而，如果重LNG的密度大于標準容器所接受的密度(最大約500kg/m3)，則可以設計用于運輸密度大于海洋運輸公司通常接受的標準的專用容器。在輕LNG儲罐10中，在第一蒸發(fā)氣體收集管線17中提供蒸發(fā)氣體的回收。同樣地，在重LNG儲罐16中，在第二蒸發(fā)氣體收集管線18中提供蒸發(fā)氣體的回收。各蒸發(fā)氣體的化學組成十分接近，因此其平均分子量十分類似，以允許這些蒸發(fā)氣體(通常在約L 06巴的絕對壓力下)通過公共氣體壓縮裝置19來壓縮(消耗裝置中的壓力為約4 50巴或甚至更高，作為所設想的能量系統(tǒng)的函數(shù)蒸汽鍋爐、燃氣或甚至燃氣出口渦輪/內燃機)。 蒸發(fā)氣體可優(yōu)選在其壓縮之前進行混合，也可任選地通過氣體壓縮裝置19單獨(例如，平行)處理。在壓縮后，這些氣體供應所消耗的部分燃氣以向整個設備提供能量。同樣地，各閃蒸氣體的化學組成充分接近，因此其平均分子量充分類似，以允許這些閃蒸氣體通過公共氣體壓縮裝置26來壓縮(消耗裝置中的壓力為約4 50巴或甚至更高，作為所設想的能量系統(tǒng)的函數(shù)蒸汽鍋爐、燃氣或甚至燃氣出口渦輪/內燃機)。閃蒸氣體優(yōu)選在其壓縮之前進行混合，但也可任選地通過氣體壓縮裝置26單獨(例如，平行)處理。在壓縮后，這些氣體也供應所消耗的部分燃氣以向整個設備提供能量。也可以設想用單一壓縮替代兩個壓縮19和26。但是，考慮到儲罐區(qū)和液化裝置之間的距離，通過鼓風機類型的壓縮機使源自LNG儲罐的氣體增壓可以是經(jīng)濟的。此外，可將重LNG貯存在過冷液態(tài)，即在正常操作下不會造成任何閃蒸蒸汽排放。這使得可以使用尺寸較小的儲罐。可以在岸上或離岸，優(yōu)選離岸，實施根據(jù)本發(fā)明的方法以及定位根據(jù)本發(fā)明的設備，例如在錨定至海床的浮動支架或固定平臺上。也可以提供在岸上進行的某些(上游)操作和離岸進行的其它(下游)操作。有利的是,在忙存之后，將重LNG和輕LNG轉移至運載裝置23,用以將其海上運輸?shù)浇邮战K端(未顯示)。轉移至運載裝置23是通過LNG轉移系統(tǒng)22，優(yōu)選單一系統(tǒng)來進行的，該系統(tǒng)能夠通過起始于輕LNG儲罐10的輕LNG供應管線20和通過起始于重LNG儲罐16的重LNG供應管線21來進料。根據(jù)一個替代實施方案，LNG轉移系統(tǒng)22通過重LNG供應管線13直接進料在這種情況下，無需任何重LNG儲罐16。根據(jù)該實施方案(未顯示)，提取的LPG被貯存在儲罐中，并與輕LNG混合，以在裝載運載裝置時直接生產(chǎn)重LNG。在該實施方案中，重LNG的貯存被LPG的貯存所取代；然而LPG保留在設備中并且不轉移到運載裝置中。仍然根據(jù)該實施方案，可能有利的是，使提取的LPG在貯存前過冷以避免蒸發(fā)氣體的排放和減小儲罐的尺寸。在所關注的兩種情況下，重LNG和輕LNG通過同一轉移系統(tǒng)22被有利地轉移到運載裝置23中(任選地在一類LNG的轉移和另一類LNG的轉移之間提供吹掃階段)，這構成了在離岸設備的情況下的顯著簡化。仍然在離岸設備的情況下，轉移系統(tǒng)22通常包括裝載臂或低溫接頭/貨物軟管，其能夠承受LNG的極低溫度。
在運載裝置23的裝載過程中，提供氣體蒸發(fā)返回管線24。在裝載過程中收集的蒸發(fā)氣體在設備中被用作燃氣。其例如可以與源自輕LNG儲罐10和/或重LNG儲罐16的蒸發(fā)氣體混合。應該理解的是,每個運載裝置23可以僅裝載輕LNG或重LNG或連續(xù)裝載輕LNG和重LNG，每一類LNG隨后貯存在運載裝置的不同儲罐內。為了提供根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的具有在輕LNG的GCV值和重LNG的GCV值之間的中間GCV值，將輕LNG與重LNG以適當比例充分混合以得到所需的GCV。該混合可進行如下-在甲烷運載裝置的接收終端中進行；或-直接在根據(jù)本發(fā)明的設備中進行，在這種情況下，源自所述混合物的LNG可仍利 用轉移系統(tǒng)22直接裝載至所述運載裝置中。實施例以下實施例說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。本發(fā)明的方法應用于具有以下組成的天然氣(在脫酸、脫汞和脫水之后)-氮氣1%;-Cl 87. 6% ；-C2 5. 93% ；-C3 1. 80% ；-C4 (異丁烷和正丁烷)0. 87% ;-C5 0. 47% ；-C6+ 2. 33% o提取冷凝物(C5+分子)以及部分LPG。這樣，得到輕天然氣。將該輕天然氣液化并以輕LNG的形式貯存。在閃蒸之前將部分輕LNG重定向(圖I中標記為11的管線)并與從天然氣中提取出的丙烷和丁烷流混合，以構成重LNG?？梢栽O想三種可能的情況-重LNG由約90%的輕LNG和10%的LPG形成(以下稱為“10%的重LNG”)；-重LNG由約75%的輕LNG和25%的LPG形成(以下稱為“25%的重LNG”)；和-重LNG由約50%的輕LNG和50%的LPG形成(以下稱為“50%的重LNG”)。通過參照，還考慮的是從分離冷凝物之后但不提取LPG的相同天然氣中得到LNG ( “含LPG的LNG” )。設想的不同類型的LNG組合物(準備轉移至運載裝置的LNG流)的組成和性質匯總在下表I中(用于生產(chǎn)重LNG的LPG比例與在重LNG中存在的最終LPG比例之間的差異通過在閃蒸過程中甲烷和氮氣的損失來表示)
權利要求
1.一種用于生產(chǎn)液化天然氣的設備，包括 -用于從天然氣中提取至少部分的丙烷和/或丁烷的單元(3); -起始于所述提取單元(3)的輕天然氣供應管線(25)和丙烷或丁烷供應管線(5)； -通過所述輕天然氣供應管線(25)進料的所述輕天然氣的冷卻和液化單元(6)； -起始于所述冷卻和液化單元出)的輕液化天然氣供應管線(7)； -起始于所述輕液化天然氣供應管線(7)的輕液化天然氣分支管線(IlUla);和-一方面通過所述輕液化天然氣分支管線(IlUla)進料并且另一方面通過所述丙烷或丁烷供應管線(5)進料的重液化天然氣供應管線(13)。
2.根據(jù)權利要求I所述的設備，包括用于對所述天然氣進行脫酸、脫水和任選脫汞的單元(2)以及從所述天然氣中提取冷凝物的裝置(3)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的設備，包括在所述丙烷或丁烷供應管線(5)上的用于冷卻丙烷和/或丁烷的裝置(12)。
4.根據(jù)權利要求I 3中任一項所述的設備，包括 -通過所述輕液化天然氣供應管線(7)進料的輕液化天然氣的儲罐(10);和-通過所述重液化天然氣供應管線(13)進料的重液化天然氣的儲罐(16)或在所述丙烷或丁烷供應管線(5)上的丙烷和/或丁烷的儲罐。
5.根據(jù)權利要求I 4中任一項所述的設備，包括 -在所述輕液化天然氣供應管線上的任選的輕液化天然氣閃蒸罐(8)； -起始于所述輕液化天然氣閃蒸罐(8)的任選的第一閃蒸氣體收集管線(9)； -在所述重液化天然氣供應管線(13)上的任選的重液化天然氣閃蒸罐(14)； -起始于所述重液化天然氣閃蒸罐(14)的任選的第二閃蒸氣體收集管線(15)； -起始于所述輕液化天然氣儲罐(10)的第一蒸發(fā)氣體收集管線(17)； -起始于所述重液化天然氣儲罐(16)的第二蒸發(fā)氣體收集管線(18)； -通過所述第一蒸發(fā)氣體收集管線(17)、所述第二蒸發(fā)氣體收集管線(18)、任選的所述第一閃蒸氣體收集管線(9)和任選的所述第二閃蒸氣體收集管線(15)進料的用于生產(chǎn)能量的裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的設備，包括 -通過所述第一蒸發(fā)氣體收集管線(17)和所述第二蒸發(fā)氣體收集管線(18)進料的在所述用于生產(chǎn)能量的裝置的上游的燃氣壓縮裝置(19);和/或 -通過所述第一閃蒸氣體收集管線(9)和所述第二閃蒸氣體收集管線(15)進料的在所述用于生產(chǎn)能量的裝置的上游的燃氣壓縮裝置(26);或 -通過所述第一蒸發(fā)氣體收集管線(17)、所述第二蒸發(fā)氣體收集管線(18)、所述第一閃蒸氣體收集管線(9)和所述第二閃蒸氣體收集管線(15)進料的在所述用于生產(chǎn)能量的裝置的上游的燃氣壓縮裝置。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的設備，其中所述輕液化天然氣分支管線(IlUla)是所述輕液化天然氣閃蒸罐(8)的上游分支(11)或下游分支(11a)。
8.根據(jù)權利要求4 7中任一項所述的設備，其優(yōu)選是離岸設備，所述設備包括用于將液化天然氣(22)轉移到運載裝置(23)的系統(tǒng)，所述轉移液化天然氣的系統(tǒng)能夠 -通過所述輕液化天然氣儲罐(10)和所述重液化天然氣供應管線(13)進料；或-通過所述輕液化天然氣儲罐(10)和所述重液化天然氣儲罐(16)進料。
9.一種用于加工含有丙烷和/或丁烷的天然氣的方法，包括以下步驟 -從所述天然氣中提取至少部分的所述丙烷和/或丁烷以提供輕天然氣； -冷卻和液化所述輕天然氣以提供輕液化天然氣； -將所述輕液化天然氣的一部分與所述提取的丙烷和/或丁烷混合以提供重液化天然氣； 所述混合步驟在用于生產(chǎn)液化天然氣的設備中進行。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，包括在所述提取丙烷和/或丁烷的步驟之前對所述天然氣進行脫酸、脫水和任選的脫汞的步驟；和其中所述提取丙烷和/或丁烷的步驟通過提取天然氣冷凝物的步驟來完成。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的方法，包括在將所述提取的丙烷和/或丁烷與所述輕液化天然氣的一部分混合之前，冷卻所述提取的丙烷和/或丁烷的步驟，優(yōu)選冷卻至-100°C _160°C的溫度，更特別優(yōu)選冷卻至_135°C _145°C的溫度，所述冷卻步驟任選地先于在所述提取的丙烷和/或丁烷中添加天然氣或輕天然氣或甲烷和/或乙烷的步驟。
12.根據(jù)權利要求9 11中任一項所述的方法，包括 -貯存所述輕液化天然氣；和 -貯存所述重液化天然氣或貯存在所述混合步驟前提取的丙烷和/或丁烷。
13.根據(jù)權利要求9 12中任一項所述的方法，包括 -任選地，閃蒸所述輕液化天然氣并回收源自該閃蒸的第一閃蒸氣體； -任選地，閃蒸所述重液化天然氣并回收源自該閃蒸的第二閃蒸氣體； -回收源自所述輕液化天然氣的貯存的第一蒸發(fā)氣體； -回收源自所述重液化天然氣的貯存的第二蒸發(fā)氣體； -提供從所述第一蒸發(fā)氣體、從所述第二蒸發(fā)氣體、任選地從所述第一閃蒸氣體和任選地從所述第二閃蒸氣體得到的燃氣。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中 -將所述第一蒸發(fā)氣體和所述第二蒸發(fā)氣體通過相同的壓縮裝置單獨或作為混合物進行壓縮，和/或將所述第一閃蒸氣體和所述第二閃蒸氣體通過相同的壓縮裝置單獨或作為混合物進行壓縮；或 -將所述第一蒸發(fā)氣體、所述第二蒸發(fā)氣體、所述第一閃蒸氣體和所述第二閃蒸氣體通過相同的壓縮裝置單獨或作為混合物進行壓縮。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的方法，其中所述輕液化天然氣的與所述提取的丙烷和/或丁烷混合的所述部分在所述輕液化天然氣的閃蒸之前進行采樣或在所述輕液化天然氣的閃蒸之后進行采樣。
16.根據(jù)權利要求9 15中任一項所述的方法,包括 -將所述輕液化天然氣和/或所述重液化天然氣轉移到至少一個運載裝置中；和 -任選地運輸在所述運載裝置中的所述輕液化天然氣和/或所述重液化天然氣； 并且其中用于生產(chǎn)液化天然氣的所述設備優(yōu)選是離岸設備。
17.根據(jù)權利要求9 16中任一項所述的方法，包括將輕液化天然氣與重液化天然氣混合以提供中間液化天然氣的步驟，所述步驟-在運載裝置的接收終端處進行；或 -在所述用于生產(chǎn)液化天然氣的設備中進行并且任選之后將所述中間液化天然氣轉移到至少一個運載裝置中。
18.根據(jù)權利要求9 17中任一項所述的方法，其中，在所述輕液化天然氣的一部分與所述提取的丁烷和/或丙烷的混合步驟中，提取的丁烷和/或丙烷的比例為4 50%，優(yōu)選5 25%，更特別優(yōu)選6 12%，相對于所得的所述重液化天然氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于處理含有丙烷和/或丁烷的天然氣的方法，包括以下步驟從所述天然氣中提取至少部分的所述丙烷和/或丁烷以提供輕天然氣；冷卻和液化所述輕天然氣以提供輕液化天然氣；將所述輕液化天然氣的一部分與所述提取的丙烷和/或丁烷混合以提供重液化天然氣；所述混合步驟在用于生產(chǎn)液化天然氣的設備中進行。本發(fā)明還涉及一種適合實施本發(fā)明方法的用于生產(chǎn)液化天然氣的設備。
文檔編號F17C5/04GK102762700SQ201080064068
公開日2012年10月31日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權日2009年12月18日
發(fā)明者克里斯托夫·托馬斯, 讓·克洛德·加爾塞 申請人:道達爾公司