УЛУЧШЕННОЕ УДАЛЕНИЕ АЗОТА В УСТАНОВКЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

1. Способ сжижения потока природного газа в установке для получения сжиженного природного газа, содержащий следующие стадии:
(a) охлаждение, по меньшей мере, части потока природного газа в первом теплообменнике первого предварительного контура охлаждения с помощью опосредованного теплообмена первым хладоагентом на основе чистого компонента, с получением, таким образом, охлажденного потока природного газа;
(б) охлаждение, по меньшей мере, части охлажденного потока природного газа в проходе для охлаждения второго теплообменника разомкнутого контура охлаждения метана с получением, таким образом, охлажденного потока, содержащего в основном метан;
(в) отделение, по меньшей мере, части охлажденного потока, содержащего в основном метан, в емкости для многоступенчатого разделения с получением, таким образом, потока, содержащего в основном пары, и потока, содержащего в основном жидкость; и
(г) прохождение, по меньшей мере, части потока, содержащего в основном пары, через проход для нагрева второго теплообменника для достижения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (б),
при этом емкость для многоступенчатого разделения располжена после прохода для охлаждения и перед проходом для нагрева второго теплообменника, и молярная доля азота потока, содержащего в основном пары в, по меньшей мере, 1,25 раза превышает молярную долю азота охлажденного потока, содержащего в основном метан, вводимого в емкость для многоступенчатого разделения.
2. Способ по п.1, в котором стадия (г) вызывает нагрев потока, содержащего в основном пары, с получением, таким образом, подогретого потока, содержащего в основном пары, и который дополнительно содержит разделение подогретого потока, содержащего в основном пары, на фракцию хладоагента и удаленную фракцию, и введение фракции хладоагента в компрессор для метана разомкнутого контура охлаждения метана.
3. Способ по п.2, дополнительно содержащий введение, по меньшей мере, части удаленной фракции в установку регенерации азота.
4. Способ по п.2, дополнительно содержащий использование, по меньшей мере, части удаленной фракции как топливного газа в одном или нескольких положениях, в установке для получения сжиженного природного газа.
5. Способ по п.1, дополнительно содержащий использование колонны для удаления тяжелых фракций, расположенной перед разомкнутым контуром охлаждения метана, для разделения охлажденного потока природного газа на поток, обедненный тяжелыми фракциями, и поток, обогащенный тяжелыми фракциями, причем, по меньшей мере, часть охлажденного потока природного газа, введенная во второй теплообменник, содержит, по меньшей мере, часть потока, обедненного тяжелыми фракциями.
6. Способ по п.5, дополнительно содержащий объединение потока, содержащего в основном метановый хладоагент, из разомкнутого контура охлаждения метана с, по меньшей мере, частью потока, обедненного тяжелыми фракциями для формирования объединенного потока, содержащего в основном метан, причем охлажденный поток природного газа, введенный во второй теплообменник, содержит, по меньшей мере, часть объединенного потока, содержащего в основном метан.
7. Способ по п.1, в котором молярная доля азота потока, содержащего в основном пары, превышает в, по меньшей мере, 2 раза молярную долю азота охлажденного потока, содержащего в основном метан, введенного в емкость для многоступенчатого разделения.
8. Способ по п.1, в котором охлажденный поток, содержащий в основном метан, введенный в емкость для многоступенчатого разделения, имеет концентрацию азота менее, 15 процентов молярных, и поток, содержащий в основном пары, имеет концентрацию азота, по меньшей мере, 20 мол.%.
9. Способ по п.8, в котором поток, содержащий в основном пары, имеет концентрацию азота, составляющую, по меньшей мере, 30 мол.%.
10. Способ по п.1, дополнительно содержащий мгновенное испарение, по меньшей мере, части потока, содержащего в основном жидкость, с получением, таким образом, двухфазного потока и использование, по меньшей мере, части паров, полученных мгновенным испарением из двухфазного потока для получения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (б).
11. Способ по п.1, дополнительно содержащий мгновенное испарение охлажденного потока, содержащего в основном метан, перед введением в емкость для многоступенчатого разделения.
12. Способ по п.1, в котором емкость для многоступенчатого разделения содержит, по меньшей мере, три теоретических ступени.
13. Способ по п.1, дополнительно содержащий введение потока газа для удаления и/или обратного потока в емкость для многоступенчатого разделения.
14. Способ по п.13, в котором поток газа для удаления и/или обратный поток содержит, по меньшей мере, часть о потока, содержащего в основном пары.
15. Способ по п.13, дополнительно содержащий извлечение потока жидкости из нижней части емкости для многоступенчатого разделения и подогрев, по меньшей мере, части извлеченного потока жидкости с помощью опосредованного теплообмена с обратным потоком перед введением обратного потока в емкость для многоступенчатого разделения.
16. Способ по п.13, дополнительно содержащий мгновенное испарение, по меньшей мере, части потока газа для удаления перед введением потока газа для удаления в емкость для многоступенчатого разделения.
17. Способ по п.1, в котором первый хладоагент на основе чистого компонента содержит в основном пропан, пропилен, этан или этилен.
18. Способ по п.17, дополнительно содержащий, перед стадией (б), дополнительное охлаждение охлажденного потока природного газа с помощью опосредованного теплообмена вторым хладоагентом во втором предварительном контуре охлаждения с получением дополнительно охлажденного потока природного газа, при этом, по меньшей мере, часть охлажденного потока природного газа, введенная в второй теплообменник, содержит, по меньшей мере, часть дополнительно охлажденного потока природного газа.
19. Способ по п.18, в котором первый хладоагент содержит в основном пропан или пропилен, и второй хладоагент содержит в основном этан или этилен.
20. Способ сжижения потока природного газа в установке для получения сжиженного природного газа, сожержащий следующие стадии:
(a) охлаждение потока природного газа в предварительном контуре охлаждения с получением, таким образом, охлажденного потока природного газа;
(б) отделение, по меньшей мере, части охлажденного потока природного газа в колонне для удаления тяжелых фракций с получением, таким образом, потока из верхней части колонны, содержащего в основном метан, и донного потока;
(в) охлаждение, по меньшей мере, части потока из верхней части колонны, содержащего в основном метан, в теплообменнике разомкнутого контура охлаждения метана, с получением, таким образом, охлажденного потока, содержащего в основном метан;
(г) мгновенное испарение, по меньшей мере, части охлажденного потока, содержащего в основном метан, с получением, таким образом, двухфазного потока, содержащего в основном метан;
(д) отделение, по меньшей мере, части двухфазного потока, содержащего в основном метан, в емкости для многоступенчатого разделения для получения потока, содержащего в основном пары, и потока, содержащего в основном жидкость;
(е) прохождение, по меньшей мере, части потока, содержащего в основном пары, через теплообменник для достижения, по меньшей мере, частичного охлаждения на стадии (в), при этом, по меньшей мере, часть потока, содержащего в основном пары, проходящего через теплообменник, удаляется из теплообменника как нагретый поток паров;
(ж) разделение, по меньшей мере, части нагретого потока паров на фракцию хладоагента и удаленную фракцию;
(з) сжатие, по меньшей мере, части фракции хладоагента в компрессоре для метана разомкнутого контура охлаждения метана для получения сжатого потока хладоагента;
(и) охлаждение, по меньшей мере, части сжатого потока хладоагента в предварительном контуре охлаждения для получения охлажденного потока хладоагента; и
(к) введение, по меньшей мере, части охлажденного потока хладоагента в емкость для многоступенчатого разделения в качестве потока для повышения разделения.
21. Способ по п.20, в котором поток для повышения разделения содержит обратный поток.
22. Способ по п.21, дополнительно включающий, перед стадией (к), извлечение бокового потока, содержащего в основном жидкость, из нижней части емкости для многоступенчатого разделения и использование, по меньшей мере, части извлеченного бокового потока для дополнительного охлаждения охлажденной фракции хладоагента, с получением, таким образом, охлажденного потока, содержащего в основном жидкость, при этом обратный поток содержит, по меньшей мере, часть охлажденного потока, содержащего в основном жидкость.
23. Способ по п.20, в котором поток для повышения разделения содержит поток газа для удаления.
24. Способ по п.23, дополнительно включающий, перед стадией (к), мгновенное испарение, по меньшей мере, части потока охлажденного хладоагента, с получением, таким образом, двухфазного потока хладоагента, при этом поток газа для удаления содержит, по меньшей мере, часть двухфазного потока хладоагента.
25. Способ по п.20, в котором молярная доля азота потока, содержащего в основном пары превышает в, по меньшей мере, 2 раза молярную долю азота двухфазного потока, содержащего в основном метан, вводимого в емкость для многоступенчатого разделения.
26. Способ по п.20, в котором охлажденный поток, содержащий в основном метан, содержит менее 15 процентов молярных азота, и по меньшей мере, часть удаленной фракции используется в качестве топливного газа в одном или нескольких положениях в установке для получения сжиженного природного газа.
27. Способ по п.20, в котором, по меньшей мере, часть удаленной фракции направляется в установку регенерации азота.
28. Установка для сжижения потока природного газа, содержащая первый контур охлаждения, содержащий первый теплообменник, образующий первый проход для охлаждения, содержащий первый вход для подогретой текучей среды и первый выход для холодной текучей среды, второй контур охлаждения, содержащий второй теплообменник, образующий второй проход для охлаждения и второй проход для нагрева, причем второй проход для охлаждения содержит второй вход для подогретой текучей среды и второй выход для холодной текучей среды, при этом второй проход для нагрева содержит второй вход для холодной текучей среды и второй выход для подогретой текучей среды, и емкость для многоступенчатого разделения, имеющую первый вход для текучей среды, верхний выход для паров и нижний выход для жидкости и расположенную после первого прохода для охлаждения первого теплообменника и перед вторым проходом для нагрева второго теплообменника, причем первый выход для холодной текучей среды первого прохода для охлаждения сообщен по текучей среде с вторым входом для подогретой текучей среды второго прохода для охлаждения, второй выход для холодной текучей среды второго прохода для охлаждения сообщен по текучей среде с первым входом для текучей среды емкости для многоступенчатого разделения, и верхний выход для паров емкости для многоступенчатого разделения сообщен по текучей среде с вторым входом для холодной текучей среды второго прохода для нагрева.
29. Установка по п.28, в которой второй выход для подогретой текучей среды второго теплообменника сообщен по текучей среде с, по меньшей мере, одним потребителем топливного газа, расположенным в установке для получения сжиженного природного газа.
30. Установка по п.28, дополнительно содержащая компрессор для хладоагента, образующий впускное отверстие и выпускное отверстие, установку регенерации азота, определяющую вход для газообразных исходных материалов, выход для фракции, обогащенной азотом, и выход для фракции, обедненной азотом, причем второй выход для подогретой текучей среды второго теплообменника сообщен по текучей среде с впускным отверстием компрессора для хладоагента и входом для газообразных исходных материалов установки регенерации азота.
31. Установка по п.30, в которой выход для фракции, обедненной азотом, для установки регенерации азота сообщен по текучей среде с впускным отверстием компрессора для хладоагента.
32. Установка по п.30, в которой первый теплообменник или второй теплообменник дополнительно содержит третий проход для охлаждения, определяющий третий вход для подогретой текучей среды и третий выход для холодной текучей среды, емкость для многоступенчатого разделения дополнительно содержит второй вход для текучей среды, выпускное отверстие компрессора для хладоагента сообщен по текучей среде с третьим входом для подогретой текучей среды третьего прохода для охлаждения, и третий выход для холодной текучей среды третьего прохода для охлаждения сообщен по текучей среде с вторым входом для текучих сред емкости для многоступенчатого разделения.
33. Установка по п.32, дополнительно содержащая детандер, расположенный с возможностью сообщения по текучей среде между третьим выходом для холодной текучей среды третьего прохода для охлаждения и вторым входом для текучей среды емкости для многоступенчатого разделения.
34. Установка по п.32, в которой второй вход для текучей среды расположен вблизи верхней части емкости для многоступенчатого разделения и приспособлен для приема обратного потока.
35. Установка по п.32, в которой второй вход для текучей среды расположен вблизи нижней части емкости для многоступенчатого разделения и приспособлен для приема потока газа для удаления.
36. Установка по п.32, в которой первый теплообменник дополнительно содержит третий проход для охлаждения, второй теплообменник дополнительно содержит четвертый проход для охлаждения, образующий четвертый вход для подогретой текучей среды и четвертый выход для холодной текучей среды, третий выход для холодной текучей среды первого теплообменника сообщен по текучей среде с четвертым входом для подогретой текучей среды второго теплообменника, и четвертый выход для холодной текучей среды второго теплообменника сообщен по текучей среде с вторым входом для текучей среды емкости для многоступенчатого разделения.
37. Установка по п.28, в которой первый контур охлаждения содержит контур охлаждения пропана, пропилена, этана или этилена.
38. Установка по п.28, дополнительно содержащая секцию расширительного охлаждения, имеющую вход для жидких исходных материалов и выход для сжиженного природного газа, и нижний выход для жидкости для емкости для многоступенчатого разделения сообщен по текучей среде с входом для жидких исходных материалов секции расширительного охлаждения.