ИНТЕГРИРОВАННОЕ УДАЛЕНИЕ АЗОТА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОМЕЖУТОЧНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ИСХОДНОГО ГАЗА

1. Способ получения обедненного азотом товарного СПГ, включающего:
(a) введение потока исходного природного газа в горячий конец основного теплообменника, охлаждение и по меньшей мере частичное сжижение потока исходного природного газа и отвод охлажденного и по меньшей мере частично сжиженного потока из промежуточного положения основного теплообменника;
(b) расширение, частичное испарение и разделение охлажденного и по меньшей мере частично сжиженного потока с образованием потока пара обогащенного азотом природного газа и жидкого потока обедненного азотом природного газа;
(с) повторное введение по отдельности указанного потока пара и жидкого потока в промежуточное положение основного теплообменника, дополнительное параллельное охлаждение парового и жидкого потоков, жидкий поток дополнительно охлаждается с образованием первого потока СПГ и поток пара дополнительно охлаждается и по меньшей мере частично сжижается с образованием первого потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа и вывод первого потока СПГ и первого потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа из холодного конца основного теплообменника;
(d) расширение, частичное испарение и разделение первого потока меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа с образованием обогащенного азотом парового продукта и второго потока СПГ; и
(е) расширение, частичное испарение и разделение второго потока СПГ с образованием обедненного азота товарного СПГ и паров обогащенного азотом природного газа.
2. Способ по п. 1, где стадия (е) дополнительно включает формирование циркуляционного потока из паров обогащенного азотом природного газа или его части; и где способ дополнительно включает:
(f) сжатие циркуляционного потока с образованием сжатого циркуляционного потока; и
(g) возврат сжатого циркуляционного потока в основной
теплообменник для охлаждения и по меньшей мере частичного сжижения в комбинации с или отдельно от исходного потока природного газа.
3. Способ по п. 2, где стадия (g) включает добавление сжатого циркуляционного потока к исходному потоку природного газ, так что циркуляционный поток охлаждается и по меньшей мере частично сжижается в основном теплообменнике в комбинации с или как часть исходного потока природного газа.
4. Способ по п. 2, где стадия (g) включает введение сжатого циркуляционного потока в горячий конец или промежуточную зону основного теплообменника, охлаждение сжатого циркуляционного потока и по меньшей мере частичное сжижение всего или части его, отдельно от и параллельно с исходным потоком природного газа с образованием второго потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа и выведение второго потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа из холодного конца основного теплообменника.
5. Способ по п. 1, где стадия (b) включает расширение и частичное испарение охлажденного и по меньшей мере частично сжиженного потока и разделение названного потока в фазовом сепараторе на паровую и жидкую фазы с образованием потока пара обогащенного азотом природного газа и жидкого потока обедненного азотом природного газа.
6. Способ по п. 1, где стадия (е) включает расширение второго потока СПГ, перемещение расширенного потока в емкость для хранения СПГ, в которой часть СПГ испаряется, в результате чего образуются пары обогащенного азотом природного газа и обедненный азотом товарный СПГ.
7. Способ по п. 1, где стадия (d) включает расширение и частичное испарение первого потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа и разделение названного потока в фазовом сепараторе на паровую и жидкую фазы с образованием обогащенных азотом паров продукта и второго потока СПГ.
8. Способ по п. 7, где стадия (е) дополнительно включает расширение, частичное испарение и разделение первого потока СПГ
с получением дополнительного обедненного азотом товарного СПГ и дополнительных обогащенных азотом паров природного газа.
9. Способ по п. 1, где стадия (d) включает расширение и частичное испарение первого потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа, введение названного потока в ректификационную колонну для разделения потока на паровую и жидкую фазы, получение обогащенного азотом парового продукта из паров головной зоны, выводимых из ректификационной колонны, и получение второго потока СПГ из кубовой жидкости, выходящей из ректификационной колонны.
10. Способ по п. 9, где стадия (е) дополнительно включает расширение, частичное испарение и разделение первого потока СПГ с получением дополнительного обедненного азотом товарного СПГ и дополнительных обогащенных азотом паров природного газа.
11. Способ по п. 9, где стадия (d) дополнительно включает расширение и частичное испарение первого потока СПГ и введение названного потока в ректификационную колонну для разделения потока на паровую и жидкую фазы, при этом первый поток СПГ входит в ректификационную колонну в положении, ниже положения, в котором входит в ректификационную колонну первый поток по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа.
12. Способ по п. 11, где первый поток СПГ вводят в ректификационную колонну в промежуточной зоне колонны, а кипящий режим в ректификационной колонне обеспечивается за счет нагревания и испарения части кубовой жидкости в теплообменнике ребойлера за счет косвенного теплообмена с первым потоком СПГ перед введением первого потока СПГ в ректификационную колонну.
13. Способ по п. 11, где первый поток СПГ вводят в кубовую часть ректификационной колонны.
14. Способ по п. 9, где режим кипения в ректификационной колонне обеспечивается нагреванием и испарением части кубовой жидкости в теплообменнике ребойлера за счет косвенного теплообмена со всем или частью первого потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа перед введением названного потока в ректификационную колонну.
15. Способ по п. 9, где:
стадия (b) включает расширение, частичное испарение и разделение охлажденного и по меньшей мере частично сжиженного потока с образованием парового потока обогащенного азотом природного газа, десорбционную обработку газового потока, состоящего из паров обогащенного азотом природного газа и жидкого потока обедненного азотом природного газа; и
стадия (d) дополнительно включает введение потока отпарного газа в кубовую часть ректификационной колонны.
16. Способ по п. 4, где стадия (d) включает расширение и частичное испарение первого потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа и введение названного потока в ректификационную колонну для разделения потока на паровую и жидкостную фазы, расширение и частичное испарение второго потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа и введение указанного потока в ректификационную колонну для разделения потока на паровую и жидкую фазы, образующие обогащенный азотом паровой продукт из головной части, выходящий из ректификационной колонны, и образующие второй поток СПГ из кубовой фракции, выходящей из ректификационной колонны.
17. Способ по п. 16, где второй поток по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа вводят в головную зону ректификационной колонны.
18. Способ по п. 9, где первый поток по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа вводят в головную зону ректификационной колонны.
19. Способ по п. 9, где флегму для орошения ректификационной колонны обеспечивают конденсацией части паров из головной зоны ректификационной колонны в теплообменнике конденсатора.
20. Способ по п. 19, где охлаждение в теплообменнике конденсатора обеспечивается нагреванием головных паров, выходящих из ректификационной колонны.
21. Способ по п. 19, где охлаждение для теплообменника конденсатора обеспечивается замкнутой системой охлаждения, которая аналогичным образом обеспечивает охлаждение основного
теплообменника, при этом хладагент циркулирует по замкнутой системе охлаждения, проходя через и нагреваясь в теплообменнике конденсатора.
22. Способ по п. 1, где охлаждение в основном теплообменнике обеспечивается замкнутой системой охлаждения, при этом хладагент циркулирует по замкнутой системе охлаждения, проходя через и нагреваясь в основном теплообменнике.
23. Установка для получения обедненного азотом товарного СПГ, включающая:
основной теплообменник, имеющий (i) первую линию охлаждения, проходящую от горячего конца теплообменника до промежуточного положения теплообменника, для приема исходного потока природного газа и охлаждения и по меньшей мере частичного сжижения названного потока с получением охлажденного и по меньшей мере частично сжиженного потока, (ii) вторую линию охлаждения, проходящую от промежуточного положения теплообменника до холодного конца теплообменника, для приема и дополнительного охлаждения жидкого потока обедненного азотом природного газа с образованием первого потока СПГ, и (iii) третью линию охлаждения, проходящую от промежуточного положения теплообменника до холодного конца теплообменника, для приема и дополнительного охлаждения потока паров обогащенного азотом природного газа, отдельно от и параллельно с жидким потоком обедненного азотом природного газа, с получением первого потока, по меньшей мере, частично сжиженного обогащенного азотом природного газа;
систему охлаждения для подачи хладагента в основной теплообменник для охлаждения линий охлаждения;
первую систему разделения, сообщающуюся потоком текучей среды с основным теплообменником, для (i) приема охлажденного и по меньшей мере частично сжиженного потока из первой линии охлаждения основного теплообменника, (ii) расширения, частичного испарения и разделения названного потока с образованием потока пара обогащенного азотом природного газа и жидкого потока обедненного азотом природного газа и (iii) возврата названных жидкого потока и потока пара, соответственно, на вторую и третью
линию охлаждения основного теплообменника;
вторую систему разделения, сообщающуюся потоком текучей среды с основным теплообменником, для приема, расширения, частичного испарения и разделения первого потока по меньшей мере частично сжиженного обогащенного азотом природного газа с образованием обогащенного азотом парового продукта и второго потока СПГ; и
третью систему разделения, сообщающуюся потоком текучей среды со второй системой разделения, для приема, расширения, частичного испарения и разделения второго потока СПГ с образованием обедненного азотом товарного СПГ и обогащенных азотом паров природного газа.
24. Установка по п. 23, где установка дополнительно включает компрессорную систему, сообщающуюся потоком текучей среды с третьей системой разделения и основным теплообменником, для приема из третьей системы разделения циркуляционного потока, образованного из паров обогащенного азотом природного газа или части их, сжатия циркуляционного потока с образованием сжатого циркуляционного потока и возврата сжатого циркуляционного потока в основной теплообменник для охлаждения и по меньшей мере частичного сжижения в комбинации с или отдельно от исходного потока природного газа.
25. Установка по п. 23, где система охлаждения представляет замкнутую систему охлаждения, первая система разделения включает расширительное устройство и фазовый сепаратор, вторая система разделения включает расширительное устройство и фазовый сепаратор или ректификационную колонну, и третья система разделения включает расширительное устройство и емкость для хранения СПГ.