ВСТРОЕННОЕ В СПОСОБ УДАЛЕНИЕ АЗОТА ПРИ ПОЛУЧЕНИИ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛЬНОГО КОНТУРА ПОВТОРНОЙ ИНЖЕКЦИИ

1. Способ получения обедненного азотом продукта LNG, способ включает:
(a) прохождение потока сырьевого природного газа через главный теплообменник для охлаждения потока сырьевого природного газа и сжижения всего указанного потока или его части, с получением тем самым первого потока LNG;
(b) извлечение первого потока LNG из главного теплообменника;
(c) расширение, частичное испарение и разделение первого потока LNG или потока LNG, сформированного из части первого потока LNG, с образованием обедненного азотом продукта LNG и потока рецикла, состоящего из обогащенных азотом паров природного газа;
(d) сжатие потока рецикла с формированием сжатого потока рецикла;
(e) прохождение сжатого потока рецикла через главный теплообменник, отдельно от потока сырьевого природного газа и параллельно с ним, для охлаждения сжатого потока рецикла и, по меньшей мере, частичного сжижения всего потока или его части, с получением при этом первого, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа;
(f) извлечение первого, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа из главного теплообменника и
(g) расширение, частичное испарение и разделение первого, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа, с образованием обогащенного азотом парообразного продукта.
2. Способ по п. 1, в котором стадия (c) включает расширение первого потока LNG или потока LNG, сформированного из него, перенос расширенного потока в танк-хранилище для LNG, в котором часть LNG испаряется, с формированием при этом обогащенных азотом паров природного газа и обедненного азотом продукта LNG, и извлечение обогащенных азотом паров природного газа из танка с формированием потока рецикла.
3. Способ по п. 1, в котором стадия (g) включает расширение и частично испарение первого, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа и разделение указанного потока в фазовом сепараторе на паровую и жидкую фазы с образованием обогащенного азотом парообразного продукта и второго потока LNG.
4. Способ по п. 3, в котором стадия (c) включает расширение, частичное испарение и разделение первого потока LNG с образованием обедненного азотом продукта LNG и потока рецикла, состоящего из обогащенных азотом паров природного газа, и где способ дополнительно включает:
(h) расширение, частичное испарение и разделение второго потока LNG с получением дополнительных обогащенных азотом паров природного газа для потока рецикла и дополнительного обедненного азотом продукта LNG.
5. Способ по п. 1, в котором стадия (g) включает расширение и частичное испарение первого, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа, введение указанного потока в дистилляционную колонну для разделения потока на паровую и жидкую фазы и формирование обогащенного азотом парообразного продукта из паров из верхней части колонны, извлеченных из дистилляционной колонны.
6. Способ по п. 5, в котором стадия (c) включает расширение, частичное испарение и разделение первого потока LNG с образованием обедненного азотом продукта LNG и потока рецикла, состоящего из обогащенных азотом паров природного газа.
7. Способ по п. 5, в котором:
стадия (c) включает (i) расширение, частичное испарение и разделение первого потока LNG с образованием обедненного азотом потока LNG и потока отпарного газа, состоящего из обогащенных азотом паров природного газа, и (ii) дополнительное расширение, частичное испарение и разделение обедненного азотом потока LNG с образованием обедненного азотом продукта LNG и потока рецикла, состоящего из обогащенных азотом паров природного газа; и
стадия (g) дополнительно включает введение потока отпарного газа в нижнюю часть дистилляционной колонны.
8. Способ по п. 6, в котором стадия (g) дополнительно включает формирование второго потока LNG из донной жидкости, извлеченной из дистилляционной колонны, и
где способ дополнительно включает:
(h) расширение, частичное испарение и разделение второго потока LNG с получением дополнительных обогащенных азотом паров природного газа для потока рецикла и дополнительного обедненного азотом продукта LNG.
9. Способ по п. 5, в котором стадия (c) включает (i) расширение и частичное испарение первого потока LNG и введение указанного потока в дистилляционную колонну для разделения потока на паровую и жидкую фазы, первый поток LNG вводится в дистилляционную колонну в положении ниже положения, в котором вводится в колонну первый, по меньшей мере, частично сжиженный обогащенный азотом поток природного газа, (ii) формирование второго потока LNG из донной жидкости, извлеченной из дистилляционной колонны, и (iii) расширение, частичное испарение и разделение второго потока LNG с образованием обедненного азотом продукта LNG и потока рецикла, состоящего из обогащенных азотом паров природного газа.
10. Способ по п. 9, в котором первый поток LNG вводится в дистилляционную колонну в промежуточном положении колонны, и объемная скорость образования паров для дистилляционной колонны обеспечивается посредством нагрева и испарения части донной жидкости в теплообменнике ребойлера с помощью опосредованного теплообмена с первым потоком LNG перед введением первого потока LNG в дистилляционную колонну.
11. Способ по п. 9, в котором первый поток LNG вводится в нижнюю часть дистилляционной колонны.
12. Способ по п. 5, в котором объемная скорость образования паров для дистилляционной колонны обеспечивается посредством нагрева и испарения части донной жидкости в теплообменнике ребойлера с помощью опосредованного теплообмена со всем первым, по меньшей мере, частично сжиженным обогащенным азотом потока природного газа или с его частью перед введением указанного потока в дистилляционную колонну.
13. Способ по п. 5, в котором стадия (e) включает введение сжатого потока рецикла в главный теплообменник, охлаждение сжатого потока рецикла, извлечение части охлажденного сжатого потока рецикла из промежуточного положения главного теплообменника с формированием потока отпарного газа и дополнительное охлаждение и, по меньшей мере, частичное сжижение другой части охлажденного сжатого потока рецикла с формированием первого, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа; и где стадия (g) дополнительно включает введение потока отпарного газа в нижнюю часть дистилляционной колонны.
14. Способ по п. 5, в котором первый, по меньшей мере, частично сжиженный обогащенный азотом поток природного газа вводится в верхнюю часть дистилляционной колонны.
15. Способ по п. 5, в котором первый, по меньшей мере, частично сжиженный обогащенный азотом поток природного газа расширяется, частично испаряется и разделяется на отдельные потоки паров и жидкости перед введением в дистилляционную колонну, поток жидкости вводится в дистилляционную колонну в промежуточном положении, и поток паров, охлажденный и, по меньшей мере, частично конденсированный в теплообменнике конденсора, с помощью опосредованного теплообмена с парами из верхней части колонны, извлеченными из колонны, а затем вводится в верхнюю часть колонны.
16. Способ по п. 5, в котором обратный поток для дистилляционной колонны обеспечивается посредством конденсации части паров из верхней части дистилляционной колонны в теплообменнике конденсора.
17. Способ по п. 16, в котором рефрижерация для теплообменника конденсора обеспечивается посредством нагрева паров из верхней части колонны, извлеченных из дистилляционной колонны.
18. Способ по п. 16, в котором рефрижерация для теплообменника конденсора обеспечивается с помощью системы рефрижерации с замкнутым контуром, которая подобным же образом обеспечивает рефрижерацию для главного теплообменника, при этом хладагент, циркулирующий с помощью системы рефрижерации с замкнутым контуром, проходит через теплообменник конденсора и нагревается в нем.
19. Способ по п. 1, в котором способ дополнительно включает рециклирование части обогащенного азотом парообразного продукта посредством добавления указанной части в поток рецикла, полученный на стадии (c), перед сжатием потока рецикла на стадии (d).
20. Способ по п. 1, в котором главный теплообменник содержит теплый край, в который параллельно вводят поток сырьевого природного газа и сжатый поток рецикла, и холодный край, из которого параллельно извлекают первый поток LNG и первый, по меньшей мере, частично сжиженный обогащенный азотом поток природного газа.
21. Способ по п. 1, в котором главный теплообменник содержит теплый край, в который вводят поток сырьевого природного газа, и холодный край, из которого параллельно извлекают первый поток LNG и первый, по меньшей мере, частично сжиженный обогащенный азотом поток природного газа, при этом сжатый поток рецикла вводят в главный теплообменник в промежуточном положении между теплым и холодным краями теплообменника.
22. Способ по п. 21, в котором поток рецикла нагревают в теплообменнике подогревателя перед сжатием на стадии (d), и где сжатый поток рецикла охлаждается в дополнительном охладителе и дополнительно охлаждается в теплообменнике подогревателя перед введением в главный теплообменник на стадии (e).
23. Способ по п. 1, в котором главный теплообменник содержит теплый край, в который вводят поток сырьевого природного газа, и холодный край, из которого извлекают первый поток LNG;
где стадия (a) включает (i) введение потока сырьевого газа в теплый край главного теплообменника, охлаждение и, по меньшей мере, частичное сжижение потока сырьевого природного газа и извлечение охлажденного и, по меньшей мере, частично сжиженного потока из промежуточного положения главного теплообменника, (ii) расширение, частичное испарение и разделение охлажденного и, по меньшей мере, частично сжиженного потока с формированием обогащенного азотом потока паров природного газа и обедненного азотом потока жидкого природного газа и (iii) раздельное повторное введение потоков паров и жидкости в промежуточное положение главного теплообменника и дополнительное параллельное охлаждение потоков паров и жидкости, при этом поток жидкости дополнительно охлаждается с формированием первого потока LNG, а поток паров дополнительно охлаждается и, по меньшей мере, частично сжижается с формированием второго, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа; и
где стадия (b) включает извлечение первого потока LNG и второго, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа из холодного края главного теплообменника.
24. Способ по п. 23, в котором стадия (g) включает расширение и частичное испарение первого, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа и второго, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа, введение потоков в дистилляционную колонну для разделения потоков на паровую и жидкую фазы и формирование обогащенного азотом парообразного продукта из паров из верхней части колонны, извлеченных из дистилляционной колонны.
25. Способ по п. 24, в котором первый, по меньшей мере, частично сжиженный обогащенный азотом поток природного газа вводится в дистилляционную колонну в положении выше положения, в котором в дистилляционную колонну вводится второй, по меньшей мере, частично сжиженный обогащенный азотом поток природного газа.
26. Способ по п. 1, в котором рефрижерация для главного теплообменника обеспечивается системой рефрижерации с замкнутым контуром, при этом хладагент, циркулирующий с помощью системы рефрижерации с замкнутым контуром, проходит через главный теплообменник и нагревается в нем.
27. Устройство для получения обедненного азотом продукта LNG, включающее в себя:
главный теплообменник, имеющий охлаждающие проходы для приема потока природного газа и прохождения указанного потока через теплообменник для охлаждения потока и сжижения всего потока или его части с тем, чтобы получить первый поток LNG, и для приема сжатого потока рецикла, состоящего из обогащенных азотом паров природного газа, и прохождения указанного потока через теплообменник для охлаждения и, по меньшей мере, частичного сжижения потока с тем, чтобы получить первый, по меньшей мере, частично сжиженный обогащенный азотом поток природного газа, где указанные охлаждающие проходы расположены таким образом, чтобы прохождение сжатого потока рецикла через теплообменник осуществлялось отдельно от потока сырьевого природного газа и параллельно с ним;
систему рефрижерации для подачи хладагента в главный теплообменник для охлаждения охлаждающих проходов;
первую систему разделения, в сообщении по текучей среде с главным теплообменником, для приема, расширения, частичного испарения и разделения первого потока LNG или потока LNG, сформированного из части первого потока LNG, с образованием обедненного азотом продукта LNG и потока рецикла, состоящего из обогащенных азотом паров природного газа;
компрессор, в сообщении по текучей среде с первой системой разделения и главным теплообменником, для приема потока рецикла, сжатия потока рецикла с формированием сжатого потока рецикла и возвращения сжатого потока рецикла в главный теплообменник; и
вторую систему разделения, в сообщении по текучей среде с главным теплообменником, для приема, расширения, частичного испарения и разделения первого, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом потока природного газа, с образованием обогащенного азотом парообразного продукта.
28. Устройство по п. 27, где система рефрижерации представляет собой систему рефрижерации с замкнутым контуром, при этом первая система разделения включает расширительное устройство и танк для LNG, а вторая система разделения включает расширительное устройство и фазовый сепаратор или дистилляционную колонну.