[发明专利]蒸发气体处理方法及处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理低温液体贮罐中的蒸发气体的方法和系统，例如LNG或者NGL贮罐中的液化气体。

发明内容

低温温度气体的液化典型地需要制冷源，例如混合有丙烷的制冷剂或阶流式制冷装置。特别是，闭环单一混合制冷剂特别适于用在液化装置中以处理天然气或煤层瓦斯(CSG)。发明人已经认识到，通过将低温贮罐中产生的蒸发气体重新引导至制冷装置，并将所述气体液化以重新获得被进一步液化的甲烷和具有烃组分的气体分馏物，可以增加LNG的产量和在液化装置中获得额外的效率，进一步液化的甲烷和具有烃组分的气体分馏物更适于用作燃气或再生气体以向液化设备中的各个部件提供能量。

因此，本发明的第一个方面提供了一种方法，其用于处理低温液体贮罐中产生的蒸发气体，包括下列步骤：

a)压缩所述蒸发气体；

b)以一种方式冷却压缩蒸发气体以产生液体分馏物和冷蒸汽分馏物；

c)分离所述液体分馏物和所述冷气体分馏物；以及

d)将所述液体分馏物重新引导至所述低温液体贮罐。

在本发明一个实施例中，所述蒸发气体被压缩到压力为约3巴到约6巴。

在本发明一个实施例中，冷却所述压缩蒸发气体的所述步骤包括使所述压缩蒸发气体通过制冷区域。优选地，冷却所述压缩蒸发气体的所述步骤包括使所述压缩蒸发气体流动与混合制冷剂进行逆流热交换。

在本发明优选实施例中，将所述液体分馏物和所述冷蒸汽分馏物冷却至所述低温液体贮罐的存储物的温度或者稍微高于所述低温液体贮罐的存储物的温度。具体地，所述液体分馏物和所述冷蒸汽分馏物被冷却至低温温度。

在另一实施例中，所述冷蒸汽分馏物被至少部分去除了包含在所述液体分馏物中的物质。具体地，所述液体分馏物主要包括具有一些氮气的液态甲烷，且冷蒸汽分馏物主要包括具有一些甲烷的氮气。

有利的是，该方法提供了从所述液体分馏物排除氮气，使得蒸汽分馏物的氮气的浓度相对于液体分馏物的氮气的浓度增加。

在本发明又一实施例中，所述方法还包括将所述冷蒸汽分馏物压缩到适于用作燃气和/或再生气体的压力。

所述冷蒸汽分馏物被压缩到需要的燃气压力。在本发明优选实施例中，所述冷蒸汽分馏物用作燃气以驱动所述液化装置中的一个或多个压缩机。

本发明的第二个方面，提供一种系统，其用于处理在低温液化贮罐中产生的蒸发气体，其包括：

低温液化贮罐，其具有蒸发气体出口和液体入口；

第一压缩机，其具有出口和与所述蒸发气体出口流体连通的入口；

制冷区域，其具有出口和与所述第一压缩机的所述出口流体连通的入口，所述制冷区域被设置以冷却压缩的气体并产生液体分馏物和冷蒸汽分馏物；

分离器，其具有与所述制冷区域的所述出口流体连通的入口、冷蒸汽分馏物出口和液体分馏物出口；和

管线，其与所述分离器的所述液体分馏物出口和所述低温液体贮罐的所述液体入口流体连通。

在另一实施例中，本发明的所述系统还包括：

第二压缩机，其具有出口和与所述分离器的所述冷蒸汽分馏物出口流体连通的入口；和

管线，其与所述第二压缩机的所述出口和再生气体/燃气系统流体连通。

优选地，所述第一压缩机为低压压缩机，所述第二压缩机为高压压缩机。

在本发明一个实施例中，所述制冷区域用在液体材料液化装置中。在一个优选实施例中，所述制冷区域包括单一混合制冷剂装置。

附图说明

现在参照所附附图仅通过示例方式描述包括本发明的各个方面的优选实施例，其中：

图1是用于液化例如天然气或者CSG的流体材料的方法示意流程图，其中该流程图也包括根据本发明一个实施例处理低温液体贮罐中的蒸发气体的方法；和

图2是单一混合制冷剂和流体材料的组分冷却和加热曲线。

具体实施方式

参照图1，其示出将流体材料冷却到低温温度的方法，以达到将其液化的目的。流体材料的描述性示例包括但不限于天然气和煤层瓦斯(CSG)。尽管本发明的具体实施例被描述为涉及从天然气或CSG生产液化天然气(LNG)，但可以预想到该方法可应用到在低温温度下可被液化的其它流体材料。

通过预处理天然气或CSG供给气体以移除水、二氧化碳和当接近液化温度时在下游可凝固的可选的其它种类物质，然后将预处理过的供给气体冷却至产生LNG的低温温度，从而广泛实现LNG的生产。