用于分馏和液化天然气进料流的系统的制作方法

用于分馏和液化天然气进料流的系统的制作方法
【专利摘要】本文描述了用于分馏和液化天然气进料流的系统。天然气首先在洗涤塔中分馏。来自洗涤塔的塔顶蒸气经冷却、冷凝并分开以形成液化的第一塔顶物的第一流、第二流和至少一个其它流。液化的第一塔顶物的第一流作为回流流返回至洗涤塔。液化的第一塔顶物的第二流形成LNG产物。液化的第一塔顶物的其它流用来提供或产生脱甲烷塔的回流，所述脱甲烷塔用于分馏来自洗涤塔的底部液体。
【专利说明】
用于分馏和液化天然气进料流的系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及用于分馏和液化天然气进料流的方法和系统。
[0002] 从天然气中去除重质烃(HHC)，例如C6+烃（具有6个或更多个碳原子的），然后通 常，天然气的液化基本上是为了将这些成分在天然气中的浓度降低至一定水平，其中这些 成分在主换热器中不会发生凝析。C2-C5+烃(具有2-5个或更多个碳原子的烃)在本领域中 还称为液化天然气(NGL)，通常也从天然气中分离出来，因为它们具有高的市场价值，且可 因此单独销售。此外，由于NGL具有比甲烷更高的热值，可能必需减少NGL成分在天然气中的 水平以便使LNG产物满足规定的产品规格。当用于天然气液化过程的制冷剂包含一种或多 种烃致冷剂时，例如，特别地当使用乙烷和/或丙烷的级联或混合致泠剂循环用于液化过程 时，还可期望使用分离的NGL成分(例如乙烷或丙烷)作为致冷剂补充。传统地，蒸馏塔已用 于该目的。
【背景技术】
[0003] 图1示意性地描绘了用于分馏和液化天然气进料流的常规配置。天然气进料流 101，已预处理以去除酸性气体、水和汞，且还可任选地在一个或多个换热器中已预冷却，弓丨 入至洗涤塔10,在其中分离为富甲烷的塔顶蒸气和富含比甲烷更重的烃的底部液体。从洗 涤塔的顶部取出塔顶蒸气流202,和从洗涤塔的底部取出底部液体流103。
[0004] 塔顶蒸气流202发送至绕管式主换热器20的暖束22,其中所述流部分冷凝。然后从 暖束取出部分冷凝的流203并在相分离器28中分离为它的液体和蒸气相以产生液体流120 和蒸气流207。蒸气流207发送至主换热器的中束24,其中所述流进一步冷却和液化，且所述 液化流204然后在主换热器的冷束26中过冷，产生LNG产物流205ING产物流205可闪蒸并发 送到LNG储槽30中，蒸出气体(BOG)或闪蒸气体401由所述槽发送至燃料集管(header )，经燃 烧或再循环（未显示）至塔顶蒸气流202,进料至主换热器。液体流120作为回流流从相分离 器28返回至洗涤塔10的顶部，以便提供洗涤塔操作必需的回流。如果产生的回流的量大于 洗涤塔所需，一部分液体流120可与流207混合并发送到主换热器的中束24。
[0005] 来自洗涤塔10的底部液体流103富含NGL和HHC，经膨胀以使所述流部分蒸发，然后 发送到分馏单元的脱甲烷塔，所述流在其中经受进一步分馏/分离。在图1说明的布置中，分 馏单元包含脱甲烷塔(本文也称为DeCl塔），脱乙烷塔(本文也称为DeC2塔），脱丙烷塔(本文 也称为DeC3塔），和脱丁烷塔(本文也称为DeC4塔）。通常，这些塔包含多级以提高HHC和NGL 与甲烷和天然气的较轻成分的分离。
[0006] 脱甲烷塔12将来自洗涤塔的底部液体103分离为富甲烷的塔顶蒸气和富含比甲烷 更重的烃的底部液体。塔顶蒸气在塔顶冷凝器中部分地冷凝以产生返回至脱甲烷塔12的液 体回流流，其中剩余的蒸气部分从脱甲烷塔取出作为塔顶蒸气流104。底部液体的一部分在 再沸器中加热以提供脱甲烷塔12的上升蒸汽(boil-up)，且底部液体的剩余部分取出作为 流105,膨胀以部分地汽化所述流，并发送到脱乙烷塔14。
[0007]脱乙烷塔14进而将来自脱甲烷塔的底部液体105分离为富乙烷的塔顶蒸气和富含 比乙烷更重的烃的底部液体。塔顶蒸气在塔顶冷凝器中冷凝，冷凝的塔顶物的一部分作为 回流流返回至脱乙烷塔14,和剩余部分取出作为富乙烷的液化塔顶物流106。底部液体的一 部分在再沸器中加热以提供脱乙烷塔14的上升蒸汽，且底部液体的剩余部分取出作为流 107,膨胀并发送到脱丙烷塔16。
[0008] 脱丙烷塔16，按与脱乙烷塔类似的方式操作，然后将来自脱乙烷塔的底部液体107 分离以提供富丙烷的液化的塔顶物流108和富含比丙烷更重的烃的底部液体流109。同样 地，脱丁烷塔18,按与脱乙烷塔类似的方式操作，然后将来自脱丙烷塔的底部液体109分离 以提供富丁烷的液化的塔顶物流108和富含比丁烷更重的烃的底部液体流111。
[0009] 来自塔0602、0603和0604的液化的塔顶物流106、108和110各自主要包含乙烷、丙 烷和丁烷，且来自塔DeC4的底部液体111为富C5+(戊烷和更重的烃）的流，这些NGL流可如上 所述销售或在适当时用作致冷剂补充。在一些情况下，一个或多个这些流的馏分还可再注 入至LNG产物流以将LNG产物流的热值调节至最优值。
[0010]如上所述，塔DeCl、DeC2、DeC3和DeC4各自装备有塔顶冷凝器，其通过将塔顶蒸气 的至少一部分冷凝，从而提供返回至塔顶部的液体回流流，产生塔的回流。具有这些塔顶冷 凝器增加了安装和维护系统的资本成本。然而，去除塔顶冷凝器将导致不需要的成分携带 至塔顶蒸气流。冷凝器提高了分离效率，且在DeCl和DeC2塔中具有这种冷凝器尤其有利。所 需的冷回流流的温度取决于天然气流的组成。NGL含量越低，需要回流流越冷，以有效地将 所需的NGL和HHC成分分离出至液体冷凝物流中。从DeCl和DeC2塔去除塔顶冷凝器将分别导 致乙烷和丙烷携带至来自DeCl和DeC2的塔顶蒸气流中。这将导致乙烷随DeCl塔顶物损失和 同样地导致额外的丙烷存在于DeC2塔顶物中，因此对DeC2塔顶物中的乙烷的纯度造成负面 影响（同样地对它作为补充致冷剂的用途和/或作为商品的价值造成不利影响）。
[0011] 通常，丙烷用作致冷剂用于提供DeCl塔所用的塔顶冷凝器的冷负荷。特别地，这样 的布置考虑用于使用丙烷预冷却的混合致冷剂(C3MR)循环，和因此丙烷致冷在其中容易应 用的分馏和液化系统中。
[0012] US 2012/0090350A1描述了中天然气液化设备中LNG产物的热值控制系统和方法。 天然气进料流，在初始预处理之后，引入到洗涤塔以将天然气进料分离为贫C5+的塔顶蒸气 和富C3+的底部液体。洗涤塔的回流部分地通过使用低压力丙烷致冷的塔顶冷凝器提供。来 自洗涤塔的塔顶蒸气流发送至液化设备用于液化，和底部液体流在NGL分馏单元中分馏以 提供富C3的液体流和富C4+的液体流。
[0013] 1^ 6,662,589和1^ 2006/0260355六1描述了以下过程，其中天然气进料流在初始 的预处理之后引入到洗涤塔以将天然气进料分离为塔顶蒸气和底部液体。从洗涤塔取出的 塔顶蒸气流在主换热器的暖区内冷却和部分地冷凝，然后在相分离器中分离为液相，其返 回至洗涤塔的顶部作为液体回流流，和剩余的蒸气相在主换热器的冷区进一步冷却和冷凝 以提供LNG产物。从洗涤塔取出的底部液体流在NGL分馏单元(包含脱乙烷塔、脱丙烷塔和脱 丁烷塔）中分馏以提供富C3、C4和C5+的液体流，和富Cl及C2的蒸气流。富Cl及C2的蒸气流在 主换热器中冷凝以提供另外的LNG产物。
[0014] US 2008/0115532A1描述了在天然气液化之前用于从天然气流去除较重烃成分的 洗涤塔的操作。用于洗涤塔的回流可由塔顶冷凝器的冷凝物和/或LNG流提供。
[0015] US 2008/0016910A1和US 2013/0061632A1描述了以下过程，其中预处理的天然气 进料流引入到洗涤塔中以将天然气进料分离为塔顶蒸气和底部液体。从洗涤塔取出的塔顶 蒸气流在主换热器的暖区内冷却和冷凝。然后，冷凝流分成两个流，一个流作为液体回流流 返回至洗涤塔的顶部，和另一个在主换热器的冷区内过冷以提供LNG产物流。从洗涤塔取出 的底部液体流在NGL分馏系统中分馏以提供C2、C3和C4产物流。
[0016] US 4,065,278、0厶1059425和1^ 5,659，109描述了产生1^6的过程，其中类似于1^ 6，662，589和US 2006/0260355A1中所述的过程，预处理的天然气进料流在洗涤塔中分馏， 和通过在主换热器内部分冷凝洗涤塔塔顶物并将分离的液相作为液体回流流返回至洗涤 塔来提供至洗涤塔的回流，剩余的蒸气相的至少一部分进一步冷却和冷凝以提供LNG产物。
[0017] US 4,445,917描述了产生LNG的过程，其中类似于2008/0016910A1 和US 2013/ 0061632A1中所述的过程，预处理的天然气进料流在洗涤塔中分馏，洗涤塔塔顶物完全冷 凝，然后分开以提供LNG流和返回至洗涤塔顶部的液体回流流。
[0018] US 5,956,971教导了产生LNG的过程，其中天然气进料首先在具有受控冷凝区的 分馏塔中处理。
[0019] US 2007012071描述了产生LNG的过程和系统，其中预处理的天然气进料在分馏塔 中分离为富甲烷的塔顶物和富C2+的底部液体。塔顶物流经冷凝，进一步冷却，然后闪蒸以 产生LNG流和闪蒸气体。闪蒸气体在主换热器中用作致冷剂。温的闪蒸气体的一部分然后再 压缩，冷却，冷凝并作为回流流引入到分馏塔的顶部。
[0020] US 5,588,308描述了从天然气流去除NGL的过程，其中天然气进料部分地冷凝并 分离为液体和蒸气相，蒸气相提供天然气产物，和液相引入到汽提塔中并在汽提塔内分馏 以提供NGL流。
[0021] US 2004/0200353A1描述了使用洗涤塔从天然气进料中去除NGL的过程，所述洗涤 塔的回流通过塔顶冷凝器提供。
[0022] 期望具有改进的方法和系统用于分馏和液化天然气进料流。

【发明内容】

[0023]根据本发明的第一方面，提供了分馏和液化天然气进料流方法，所述方法包含：
[0024] (a)将所述天然气进料流引入至洗涤塔，所述天然气进料流在其中分离为富甲烷 蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分在所述洗涤塔顶部收集作为第 一塔顶蒸气，所述液体馏分在所述洗涤塔底部收集作为第一底部液体；
[0025] (b)从所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流，并冷却、冷凝和将所述流分开以 形成液化的第一塔顶物的第一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少 一个其它流；
[0026] (c)将液化的第一塔顶物的所述第一流返回至所述洗涤塔，作为回流流引入到所 述洗涤塔的顶部，从而提供所述洗涤塔的回流；
[0027] (d)由液化的第一塔顶物的所述第二流形成液化天然气(LNG)产物流；
[0028] (e)由所述洗涤塔的底部取出第一底部液体流，并将所述流引入至脱甲烷塔，所 述第一底部液体流在其中分离为富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述 蒸气馏分在所述脱甲烷塔顶部收集作为第二塔顶蒸气，所述液体馏分在所述脱甲烷塔底部 收集作为第二底部液体;和
[0029] (f)通过以下向所述脱甲烷塔提供回流：
[0030] (1)将液化的第一塔顶物的所述其它流之一作为回流流引入至所述脱甲烷塔的 顶部;和/或
[0031 ] (2)通过与液化的第一塔顶物的所述其它流之一间接换热，冷凝所述第二塔顶蒸 气的一部分以形成作为回流流再引入至所述脱甲烷塔的顶部的液化的第二塔顶物流。 [0032]根据本发明的第二方面，提供了用于分馏和液化天然气进料流的系统，所述系统 包含：
[0033]洗涤塔，所述洗涤塔布置和操作用于接收所述天然气进料流，并将所述流分离为 富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分在所述洗涤塔顶部收集 作为第一塔顶蒸气，所述液体馏分在所述洗涤塔底部收集作为第一底部液体；
[0034]管道组，一个或多个换热器，和任选地一个或多个分离器，其布置和操作用于将第 一塔顶蒸气流从所述洗涤塔的顶部取出并冷却、冷凝和分开以形成液化的第一塔顶物的第 一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流；
[0035]管道，其布置和操作用于将液化的第一塔顶物的所述第一流返回至所述洗涤塔， 作为回流流引入到所述洗涤塔的顶部，从而提供用于所述洗涤塔的回流；
[0036]管道，其布置和操作用于从所述系统中取出由液化的第一塔顶物的第二流形成的 液化天然气(LNG)产物流；
[0037]脱甲烷塔，其布置和操作用于从所述洗涤塔的底部接收第一底部液体流，并将所 述流分离为富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述富甲烷蒸气馏分在所 述脱甲烷塔顶部收集作为第二塔顶蒸气，所述富含比甲烷更重的烃的液体馏分在所述脱甲 烷塔底部收集作为第二底部液体；
[0038]管道，其布置和操作用于从所述洗涤塔的底部取出第一底部液体流，并将所述流 引入至脱甲烷塔;和 [0039] 以下之一或两者：
[0040] (1)管道，其布置和操作用于将液化的第一塔顶物的所述其它流之一作为回流流 引入至所述脱甲烷塔的顶部，从而提供所述脱甲烷塔的回流；
[0041] (2)换热器，其布置和操作用于通过与液化的第一塔顶物的所述其它流之一间接 换热，将所述第二塔顶蒸气的一部分冷凝形成液化的第二塔顶物流，其作为回流流再引入 至所述脱甲烷塔的顶部，从而提供所述脱甲烷塔的回流，以及布置和操作用于将液化的第 一塔顶物的所述其它流引入至所述换热器的管道。
【附图说明】
[0042] 图1为描绘对比的天然气分馏和液化系统及方法的示意流程图，不根据本发明。
[0043] 图2为描绘根据本发明的实施方案的天然气分馏和液化系统及方法的示意流程 图。
[0044] 图3为描绘根据本发明另一个实施方案的天然气分馏和液化系统及方法的示意流 程图。
[0045] 图4为描绘根据本发明另一个实施方案的天然气分馏和液化系统及方法的示意流 程图。
[0046] 图5为描绘根据本发明另一个实施方案的天然气分馏和液化系统及方法的示意流 程图。
[0047] 图6为描绘根据本发明另一个实施方案的天然气分馏和液化系统及方法的示意流 程图。
[0048] 图7为描绘根据本发明另一个实施方案的天然气分馏和液化系统及方法的示意流 程图。
【具体实施方式】
[0049] 本发明提供了新的选项用于将回流/冷凝负荷提供至整合有天然气液化的脱甲烷 塔中。
[0050] 更具体地，和如上所述，根据本发明的第一方面，提供了分馏和液化天然气进料流 的方法，其中来自洗涤塔顶部的塔顶蒸气冷却、冷凝并分开以形成液化的第一塔顶物的第 一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流。液化的第一塔 顶物的第一流再引入至洗涤塔以提供洗涤塔的回流，液化的第一塔顶物的第二流提供所需 的LNG产物，和液化的第一塔顶物的其它流用于提供或产生脱甲烷塔的回流。
[0051]特别地，在优选实施方案中，液化的第一塔顶物的其它流（即液化的洗涤塔塔顶物 的其它流)作为回流流引入至脱甲烷塔的顶部，从而提供所述塔的回流。
[0052]与图1描绘和上述的常规配置相比，这有利于允许去除用于脱甲烷塔的塔顶冷凝 器，从而显著减少所述方法和系统的资金成本。
[0053]此外，液化的第一塔顶物（即液化的洗涤塔塔顶)通常比经冷凝的塔顶物更冷，所 述冷凝的塔顶物可通过在丙烷冷却的塔顶冷凝器中冷凝脱甲烷塔塔顶物产生。例如，可通 过使用丙烷釜冷凝来自脱甲烷塔的塔顶物获得的最低温度回流流通常为约-31Γ，而-40Γ 或以下的回流流通常当即使仅部分地冷凝在主换热器中的洗涤塔塔顶物或使用用于主换 热器的致冷剂而获得。因而，在脱甲烷塔中使用液化的第一塔顶物流作为回流流，而不是使 用丙烷冷却的塔顶冷凝器使所述脱甲烷塔回流，通常改进在脱甲烷塔中甲烷与乙烷和更重 组分的分离，其进而提高在脱甲烷塔的底部液体中乙烷的回收率。
[0054]在另一个实施方案中，脱甲烷塔的回流如下提供:通过与液化的第一塔顶物（即， 液化的洗涤塔塔顶物的其它流）的其它流间接换热，使第二塔顶蒸气的一部分（即，来自脱 甲烷塔的塔顶蒸气)冷凝，以形成作为回流流再引入至脱甲烷塔顶部的液化的第二塔顶物 流。
[0055] 在本实施方案中，仍然需要专用的塔顶冷凝器用于脱甲烷塔，因此不能获得通过 先前的实施方案获得的资本成本节约。然而，本实施方案保留了通常使用更冷的流以产生 脱甲烷器的回流的益处，因为在本实施方案中脱甲烷塔仍然使用液化的洗涤塔塔顶物流以 提供用于使脱甲烷塔回流的冷却负荷，而不是使用丙烷致冷剂以提供所述冷却负荷。当丙 烷不是预冷却致冷剂和可能不可用时，本实施方案也是有益的。因而，本实施方案仍然对在 脱甲烷塔中改进甲烷与乙烷和更重组分的分离提供益处。
[0056] 冠词"一个"和"一种"，如本文所用和除非另有所述，当应用在本说明书和权利要 求描述的本发明的实施方案中的任何特征时是指一个或多个。"一个"和"一种"的使用并不 限制于是指单一特征，除非特别地表明这种限制。单数或复数名词或名词短语之前的冠词 "该"表示特别指定的特征且可具有单数或复数的涵义，取决于使用该词的上下文。
[0057] 如本文所用，术语"天然气进料流"还包括包含合成和/或替代天然气的流。天然气 的主要成分为甲烷(其通常包含进料流的至少约85摩尔％，更通常至少约90摩尔％，和最通常 约95摩尔％)。天然气进料流还含有较少量的其它较重的烃，例如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等。 粗天然气的其它典型成分包括一种或多种成分，例如氮、氦、氢、二氧化碳和/或其它酸性气 体，和汞。然而，根据本发明处理的天然气进料流已经预处理，如果和根据需要以减少任何 (相对)高凝固点成分的水平，例如水分、酸性气体和汞，减少至使得避免天然气进料流引入 的洗涤塔内的凝固或其它操作问题所必须的水平。
[0058] 如本文所用，术语"富甲烧"是指包含甲烷作为它的主要成分的流、馏分或部分。所 述流、馏分或部分可特别地具有类似于或比天然气进料流更高的甲烷浓度。因此，通常，所 述流、馏分或部分包含至少约85摩尔％，更通常至少约90摩尔％和最通常约95摩尔％或大于约 95摩尔％的甲烷。
[0059] 如本文所用，术语"比甲烷更重的经"是指具有比甲烷更低挥发度（即更高沸点）的 烃。类似地，术语"比乙烷更重的烃"是指具有比乙烷更低挥发度（即更高沸点）的烃，术语 "比丙烷更重的经"是指具有比丙烷更低挥发度(即更高沸点）的烃，等等。
[0060] 如本文所用，术语"富含比甲烷更重的经"是指相对于天然气进料流，富含比甲烷 更重的烃的流、馏分或部分，和因此与天然气进料流相比具有更高摩尔％的比甲烷更重的 烃。类似地，术语"富乙烧"是指相对于天然气进料流，富含乙烷的流、馏分或部分，等等。
[0061] 如本文所用，术语"间接换热"是指在两个流体之间的换热，其中所述两个流体通 过某种形式的物理障碍彼此保持分隔。
[0062] 在一个实施方案中，根据第一方面的步骤(b)包含由所述洗涤塔的顶部取出第一 塔顶蒸气流，冷却和部分地冷凝所述流，分离得到的液体和蒸气相，分开所述分离的液相以 形成液化的第一塔顶物的第一流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流，和进一步冷却和 冷凝所述分离的蒸气相的至少一部分，以形成液化的第一塔顶物的第二流。优选地，液化的 第一塔顶物的第二流然后过冷，然后形成LNG产物流。
[0063] 在另一个实施方案中，根据第一方面的方法的步骤(b)包含由所述洗涤塔的顶部 取出第一塔顶蒸气流，冷却和部分冷凝所述流，分离得到的液体和蒸气相，由分离的液相的 至少一部分形成形成液化的第一塔顶物的第一流，进一步冷却和冷凝所述分离的蒸气相的 至少一部分，和分开得到的进一步冷却和冷凝的流以形成液化的第一塔顶物的第二流和液 化的第一塔顶物的至少一个其它流。优选地，液化的第一塔顶物的第二流然后过冷，然后形 成LNG产物流，或冷却和冷凝的流过冷，然后分开以形成液化的第一塔顶物的第二流和液化 的第一塔顶物的至少一个其它流。
[0064] 在另一个实施方案中，根据第一方面，本方法的步骤(b)包含先前两个实施方案的 组合。
[0065] 在上述实施方案中，优选绕管式换热器用于进一步冷却和冷凝所述分离的蒸气 相。因此，在一个实施方案中，来自洗涤塔顶部的第一塔顶蒸气流可在绕管式主换热器的暖 束中冷却并部分冷凝，和分离的蒸气相的至少一部分在绕管式主换热器的中束和/或冷束 中进一步冷却和冷凝。在另一个实施方案中，来自所述洗涤塔顶部的第一塔顶蒸气流可在 塔顶冷凝器换热器中冷却和部分地冷凝，和所述分离的蒸气相的至少一部分在绕管式主换 热器中进一步冷却和冷凝。
[0066] 在另一个实施方案中，根据第一方面的所述方法的步骤(b)包含从所述洗涤塔的 顶部取出第一塔顶蒸气流，冷却和冷凝所述流，并将所述冷却和冷凝的流分开以形成液化 的第一塔顶物的第一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它 流。
[0067] 在本实施方案中，冷却和冷凝的流可过冷，然后分开以形成液化的第一塔顶物的 第一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流。备选地，所述 冷却和冷凝的流可分开以形成液化的第一塔顶物的第一流和另一个液体流，所述液体流然 后过冷，然后分开以形成液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它 流。备选地，液化的第一塔顶物的第二流可过冷然后形成LNG产物流。
[0068] 在本实施方案中，优选绕管式换热器用于冷却和冷凝来自所述洗涤塔顶部的第一 塔顶蒸气流。
[0069] 根据第一方面的方法，优选在步骤(c)中用作回流流的液化第一塔顶物的第一流 和用于步骤(f)的液化第一塔顶物的其它流具有至少约9:1的流量比。
[0070] 因此，优选在步骤(c)中用作回流的液化第一塔顶物的第一流的流速约为用于步 骤(f)的液化第一塔顶物的其它流的流速的9倍或大于9倍，在相同的基准上对比（例如质量 流速比质量流速，或摩尔流速比摩尔流速等）。在其中所述方法在步骤(f)中使用液化的第 一塔顶物的其它流作为回流和液化的第一塔顶物的其它流，通过间接加热来冷凝第二塔顶 蒸气的一部分的那些实施方案中，优选在步骤(c)中用作回流流的液化第一塔顶物的第一 流的流速为用于步骤(f)的液化第一塔顶物的两个所述其它流的组合流速的9倍或大于9 倍。
[0071] 根据第一方面的方法中，优选在步骤(C)中用作回流流的液化第一塔顶物的第一 流和用于步骤(f)的液化第一塔顶物的其它流各自具有约_40°C或以下的温度。
[0072] 在优选实施方案中，第一塔顶蒸气和第二塔顶蒸气各自包含至少约95摩尔％的甲 烷。
[0073] 在优选实施方案中，第二底部液体包含小于约5摩尔％的甲烷。
[0074] 在一个实施方案中，所述方法还包含：由脱甲烷塔的顶部取出第二塔顶蒸气流;冷 却和冷凝所述流的全部或一部分以形成另外的LNG产物;和/或所述流的全部或一部分用作 燃料流;和/或所述流的全部或一部分作为气态天然气产物流输出。
[0075] 在一个实施方案中，所述方法还包含由所述脱甲烷塔的底部取出第二底部液体 流，并将第二底部液体流分馏以提供一个或多个天然气液体(NGL)流。
[0076]在一个实施方案中，分馏第二底部液体流的步骤包含:将所述流引入至脱乙烷塔， 其中第二底部液体流分离为富乙烷馏分和富含比乙烷更重的烃的馏分，所述富乙烷馏分在 脱乙烷塔的顶部收集作为第三塔顶蒸气，所述富含比乙烷更重的烃的馏分在脱乙烷塔的底 部收集作为第三底部液体。所述方法可进一步包含：从所述脱乙烷塔的顶部取出第三塔顶 蒸气流，以及冷却和冷凝所述流以形成NGL流;和/或从脱乙烷塔的底部取出第三底部液体 流，并由其形成一个或多个NGL流。所述方法还可包含如下提供回流至脱乙烷塔:通过与液 化的第一塔顶物的其它流间接换热冷凝第三塔顶蒸气的一部分，形成液化的第三塔顶物 流，作为回流流再引入至所述脱乙烷塔的顶部。优选地，第三塔顶蒸气包含至少约95%的乙 烷。优选地，第三底部液体包含小于约5摩尔％的乙烷。如果需要，第三底部液体可例如在脱 丙烷塔中和/或在脱丁烷塔中进一步分馏，以进一步将所述第三底部液体分离为富丙烷馏 分、富丁烷馏分和/或富含戊烷和更重的烃的馏分。
[0077]如本领域所熟知，术语"洗涤塔"、"脱甲烷塔"和"脱乙烷塔"、"脱丙烷塔"和"脱丁 烷塔"是指蒸馏塔的类型。术语"蒸馏塔"是指含有一个或多个分离级的塔，由例如填料或塔 板的装置组成，其增强接触并因此提高在塔内部向上的上升蒸气和向下流动的液体流之间 的传质。以这种方法，在塔顶部收集作为塔顶蒸气的上升蒸气中较轻成分（即较高的挥发度 和较低的沸点）的浓度增加，和在塔底部采集作为底部液体的下降液体中较重成分（即较低 的挥发度和较高的沸点）的浓度增加。蒸馏塔的"顶部"是指在最顶的分离级处或其上的塔 的部分。塔的"底部"是指在最底的分离级处或其下的塔的部分。塔的"中间位置"是指在塔 的顶部和底部之间的位置，在两个分离级之间。
[0078] 在洗涤塔的情况下，天然气进料流引入至(作为气态流或作为部分冷凝的两相流） 洗涤塔，在塔的中间位置，或更通常，在塔的底部。来自进料流的向上的上升蒸气在其通过 洗涤塔内部的一个或多个分离级时，然后与向下流动的液体回流流接触，从而"洗涤"来自 所述蒸气的比甲烷更重的成分（即，去除来自所述蒸气的至少一些所述较少挥发性的成 分）。如上所述，这导致天然气进料流分离为富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体 馏分，所述蒸气馏分在洗涤塔的顶部收集作为塔顶蒸气(本文中是指"第一塔顶蒸气"），所 述液体馏分在洗涤塔的底部收集作为底部液体(本文中是指"第一底部液体"）。
[0079] 在脱甲烷塔的情况下，来自洗涤塔的第一底部液体流如以上所述进一步分离为富 甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分在脱甲烷塔的顶部收集作 为塔顶蒸气（"第二塔顶蒸气"），所述液体馏分在脱甲烷塔的底部收集作为底部液体（"第二 底部液体"）。第一底部液体流通常部分地蒸发(经由加热和/或流的膨胀），然后作为两相流 引入到脱甲烷塔。通常，所述流在塔的中间位置引入到脱甲烷塔，使得来自所述流的向上的 上升蒸气在其通过一个或多个分离级时与向下流动的液体回流流接触，从而"洗涤"来自所 述蒸气的比甲烷更重的成分，和使得来自所述流的向下流动的液体在其通过一个或多个分 离级时与向上的上升蒸气(通常，通过使在塔的底部收集的底部液体的一部分沸腾而提供） 接触，从而从所述液体"汽提"甲烷和比甲烷更轻的成分（即从所述液体去除至少一些所述 更易挥发的成分）。
[0080] 在脱乙烷塔的情况下，来自脱甲烷塔的第二底部液体流如上所述进一步分离为富 乙烷馏分和富含比乙烷更重的烃的馏分，所述富乙烷馏分在脱乙烷塔顶部收集作为塔顶蒸 气（"第三塔顶蒸气"），所述富含比乙烷更重的烃的馏分在脱乙烷塔的底部收集作为底部液 体（"第三底部液体"）。脱乙烷塔的操作通常类似于脱甲烷塔的操作，除了第二底部液体流 通常部分蒸发，然后在塔的中间位置引入到脱乙烷塔，使得来自所述流的向上的上升蒸气 被向下流动的回流液体洗涤出比乙烷更重的成分，和使得来自所述流的向下流动的液体被 向上的上升蒸气汽提出乙烷和比乙烷更重的成分。
[0081 ]如本文所用，术语"分离器"或"相分离器"是指例如鼓或其它形式的容器的装置， 其中两相流可引入使得所述流分离为它的成分蒸气和液相。
[0082]本发明的第二方面的系统适合于实施第一方面的方法，因此根据本发明的第一方 面的方法的上述益处同样适用于本发明的第二方面的系统。
[0083] 根据第二方面的一个实施方案，管道组、一个或多个换热器和一个或多个分离器 经布置和操作以取出、冷却、冷凝和分开第一塔顶蒸气流，其包含:布置和操作以从所述洗 涤塔顶部取出第一塔顶蒸气流的管道;布置和操作以冷却和部分冷凝所述流的换热器或换 热器部分;布置和操作以分离得到的液体和蒸气相的分离器;布置和操作以分开所述分离 的液相以形成液化的第一塔顶物的第一流和液化的第一塔顶物的其它流的管道组;和布置 和操作以接收、进一步冷却和冷凝所述分离蒸气相的至少一部分以形成液化的第一塔顶物 的第二流的换热器或换热器部分。
[0084] 所述系统可进一步包含经布置和操作以接收和过冷液化的第一塔顶物的第二流 的换热器或换热器部分。经布置和操作以冷却和部分冷凝第一塔顶蒸气流的换热器部分可 包含绕管式主换热器的暖束，且经布置和操作以进一步冷却和冷凝所述分离蒸气相的至少 一部分的换热器部分可包含绕管式主换热器的中束和/或冷束。备选地，布置和操作以冷却 和部分冷凝第一塔顶蒸气流的换热器可包含塔顶冷凝器换热器，且布置和操作以进一步冷 却和冷凝分离的蒸气相的至少一部分的换热器可包含绕管式主换热器。
[0085] 根据第二方面的另一个实施方案，管道组和一个或多个换热器布置和操作以取 出、冷却、冷凝和分开第一塔顶蒸气流，其包含:布置和操作以从所述洗涤塔的顶部取出第 一塔顶蒸气流的管道;布置和操作以冷却和冷凝所述流的换热器或换热器部分;和布置和 操作以将经冷却和冷凝的流分开以形成液化的第一塔顶物的第一流、液化的第一塔顶物的 第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流的管道组。
[0086] 所述系统可进一步包含换热器或换热器部分，其经布置和操作以过冷所述经冷却 和冷凝的流，然后所述流被分开以形成液化的第一塔顶物的第一流、液化的第一塔顶物的 第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流。所述系统可进一步包含布置和操作以过冷 液化第一塔顶物的第二流的换热器或换热器部分。
[0087] 在第二方面的实施方案中，所述系统还包含:脱乙烷塔，其布置和操作以接收来自 所述脱甲烷塔底部的第二底部液体流并将所述流分离为富乙烷馏分和富含比乙烷更重的 烃的馏分，所述富乙烷馏分在脱乙烷塔的顶部收集作为第三塔顶蒸气，所述富含比乙烷更 重的烃的馏分在脱乙烷塔的底部收集作为第三底部液体;和布置和操作以从脱甲烷塔的底 部取出第二底部液体流并将所述流引入至脱乙烷塔的管道。所述系统可还包含:布置和操 作以从脱乙烷塔的顶部取出第三塔顶蒸气流的管道，以及布置和操作以接收、冷却和冷凝 所述流以形成NGL流的一个或多个换热器;和/或布置和操作以从脱乙烷塔的底部取出第三 底部液体流的管道，由其形成一个或多个NGL流。所述系统可还包含换热器，所述换热器布 置和操作以通过与液化的第一塔顶物的其它流间接换热，将所述第三塔顶蒸气的一部分冷 凝形成液化的第三塔顶物流，所述液化的第三塔顶物流作为回流流再引入至所述脱乙烷塔 的顶部，从而提供所述脱乙烷塔的回流；以及布置和操作以将液化的第一塔顶物的所述其 它流引入至所述换热器的管道。换热器可操作以冷却和冷凝第三塔顶蒸气流以形成NGL流， 和换热器可操作以冷凝第三塔顶蒸气的一部分以形成液化的第三塔顶物流，所述液化的第 三塔顶物流作为回流流再引入至脱乙烷塔的顶部，所述换热器可为一个换热器和相同的换 热器。
[0088] 根据第二方面的系统的其它实施方案由第一方面的方法的实施方案的上述讨论 显而易见。
[0089] 本发明的优选方面包括以下方面，编号#1-#27:
[0090] #1.分馏和液化天然气进料流的方法，所述方法包含：
[0091] (a)将所述天然气进料流引入至洗涤塔，所述天然气进料流在其中分离为富甲烷 蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分在所述洗涤塔顶部收集作为第 一塔顶蒸气，所述液体馏分在所述洗涤塔底部收集作为第一底部液体；
[0092] (b)从所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流，并冷却、冷凝和将所述流分开以 形成液化的第一塔顶物的第一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少 一个其它流；
[0093] (c)将液化的第一塔顶物的所述第一流返回至所述洗涤塔，作为回流引入到所述 洗涤塔的顶部，从而提供所述洗涤塔的回流；
[0094] (d)由液化的第一塔顶物的所述第二流形成液化天然气(LNG)产物流；
[0095] (e)由所述洗涤塔的底部取出第一底部液体流，并将所述流引入至脱甲烷塔，所 述第一底部液体流在其中分离为富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述 蒸气馏分在所述脱甲烷塔顶部收集作为第二塔顶蒸气，所述液体馏分在所述脱甲烷塔底部 收集作为第二底部液体;和 [0096] (f)通过以下向所述脱甲烷塔提供回流：
[0097] (1)将液化的第一塔顶物的所述其它流之一作为回流流引入至所述脱甲烷塔的 顶部;和/或
[0098] (2)通过与液化的第一塔顶物的所述其它流之一间接换热，冷凝所述第二塔顶蒸 气的一部分以形成液化的第二塔顶物流，所述第二塔顶物流作为回流流再引入至所述脱甲 烷塔的顶部。
[0099] #2.方面#1的方法，其中步骤(b)包含：
[0100] 由所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流，冷却和部分地冷凝所述流，分离得到 的液体和蒸气相，将所述分离的液相分开以形成液化的第一塔顶物的第一流和液化的第一 塔顶物的至少一个其它流，和进一步冷却和冷凝所述分离的蒸气相的至少一部分以形成液 化的第一塔顶物的第二流;和/或
[0101] 由所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流，冷却和部分地冷凝所述流，分离得到 的液体和蒸气相，由所述分离的液相的至少一部分形成液化的第一塔顶物的第一流，进一 步冷却和冷凝所述分离的蒸气相的至少一部分，并将得到的进一步冷却和冷凝的流分开以 形成液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流。
[0102] #3.方面#2的方法，其中：
[0103] 使液化的第一塔顶物的第二流过冷，然后形成所述LNG产物流;或
[0104]使冷却和冷凝的流过冷，然后分开以形成液化第一塔顶物的第二流和液化第一塔 顶物的至少一个其它流。
[0105] #4.方面#2或#3的方法，其中来自所述洗涤塔顶部的第一塔顶蒸气流在绕管式主 换热器的暖束中冷却和部分冷凝，和所述分离的蒸气相的至少一部分在绕管式主换热器的 中间束和/或冷束中进一步冷却和冷凝。
[0106] #5.方面#2或#3的方法，其中来自所述洗涤塔顶部的第一塔顶蒸气流在塔顶冷凝 器换热器中冷却和部分冷凝，和所述分离的蒸气相的至少一部分在绕管式主换热器中进一 步冷却和冷凝。
[0107] #6.方面#1的方法，其中步骤(b)包含：
[0108] 从所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流，冷却和冷凝所述流，并将所述冷却和 冷凝流分开以形成液化的第一塔顶物的第一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一 塔顶物的至少一个其它流。
[0109] #7.方面#6的方法，其中：
[0110] 使所述冷却和冷凝流过冷，然后分开以形成液化的第一塔顶物的第一流、液化的 第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流;或
[0111] 所述冷却和冷凝流分开以形成液化的第一塔顶物的第一流和另一个液体流，使所 述液体流随后过冷，然后分开以形成液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至 少一个其它流;或
[0112] 使液化的第一塔顶物的第二流过冷，然后形成所述LNG产物流。
[0113] #8.方面#1至#7任一项的方法，其中在步骤(c)中用作回流流的液化第一塔顶物 的第一流和用于步骤(f)的液化第一塔顶物的其它流具有至少约9:1的流量比。
[0114] #9.方面#1至#8任一项的方法，其中在步骤(c)中用作回流流的液化第一塔顶物 的第一流和用于步骤(f)的液化第一塔顶物的其它流各自具有约_40°C或以下的温度。 [0115] #10.方面#1至#9任一项的方法，其中所述第一塔顶蒸气和第二塔顶蒸气各自包 含至少约95摩尔％的甲烷，和第二底部液体包含小于约5摩尔％的甲烷。
[0116] #11.方面#1至#10任一项的方法，其中所述方法还包含：由脱甲烷塔的顶部取出 第二塔顶蒸气流;冷却和冷凝所述流的全部或一部分以形成另外的LNG产物;和/或所述流 的全部或一部分用作燃料流;和/或将所述流的全部或一部分作为气态天然气产物流输出。
[0117] #12.方面#1至#11任一项的方法，其中所述方法还包含由所述脱甲烷塔的底部取 出第二底部液体流，并将第二底部液体流分馏以提供一个或多个天然气液体(NGL)流。
[0118] #13.方面#12的方法，其中第二底部液体流的分馏步骤包含:将所述流引入至脱 乙烷塔中，第二底部液体流在其中分离为富乙烷的馏分和富含比乙烷更重的烃的馏分，所 述富乙烷的馏分在脱乙烷塔的顶部收集作为第三塔顶蒸气，所述富含比乙烷更重的烃的馏 分在脱乙烷塔的底部收集作为第三底部液体。
[0119] #14.方面#13的方法，其中所述方法还包含：
[0120]由所述脱乙烷塔的顶部取出第三塔顶蒸气流，并冷却和冷凝所述流以形成NGL流； 和/或
[0121]由所述脱乙烷塔的底部取出第三底部液体流，并由其形成一个或多个NGL流。
[0122] #15.方面#13或#14的方法，其中所述方法还包含如下提供回流至脱乙烷塔中：通 过与液化的第一塔顶物的其它流间接换热，使第三塔顶蒸气的一部分冷凝，形成液化的第 三塔顶物流，所述第三塔顶物流作为回流流再引入至所述脱乙烷塔的顶部。
[0123] #16.方面13至#15任一项的方法，其中所述第三塔顶蒸气包含至少约95%的乙烷， 和所述第三底部液体包含小于约5摩尔％的乙烷。
[0124] #17.用于分馏和液化天然气进料流的系统，所述系统包含：
[0125]洗涤塔，所述洗涤塔布置和操作用于接收所述天然气进料流，并将所述流分离为 富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分在所述洗涤塔顶部收集 作为第一塔顶蒸气，所述液体馏分在所述洗涤塔底部收集作为第一底部液体；
[0126]管道组，一个或多个换热器，和任选地一个或多个分离器，其布置和操作用于将第 一塔顶蒸气流从所述洗涤塔的顶部取出并冷却、冷凝和分开以形成液化的第一塔顶物的第 一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流；
[0127] 管道，其布置和操作用于将液化的第一塔顶物的所述第一流返回至所述洗涤塔， 作为回流流引入到所述洗涤塔的顶部，从而提供用于所述洗涤塔的回流；
[0128] 管道，其布置和操作用于从所述系统中取出由液化的第一塔顶物的第二流形成的 液化天然气(LNG)产物流；
[0129] 脱甲烷塔，其布置和操作用于从所述洗涤塔的底部接收第一底部液体流，并将所 述流分离为富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述富甲烷蒸气馏分在所 述脱甲烷塔顶部收集作为第二塔顶蒸气，所述富含比甲烷更重的烃的液体馏分在所述脱甲 烷塔底部收集作为第二底部液体；
[0130]管道，其布置和操作用于从所述洗涤塔的底部取出第一底部液体流，并将所述流 引入至脱甲烷塔;和
[0131] 以下之一或两者：
[0132] (1)管道，其布置和操作用于将液化的第一塔顶物的所述其它流之一作为回流流 引入至所述脱甲烷塔的顶部，从而提供所述脱甲烷塔的回流；
[0133] (2)换热器，其布置和操作用于通过与液化的第一塔顶物的所述其它流之一间接 换热，将所述第二塔顶蒸气的一部分冷凝形成液化的第二塔顶物流，其作为回流流再引入 至所述脱甲烷塔的顶部，从而提供所述脱甲烷塔的回流，以及布置和操作用于将液化的第 一塔顶物的所述其它流引入至所述换热器的管道。
[0134] #18.方面#17的系统，其中所述管道组，一个或多个换热器，和一个或多个分离器 布置和操作以将所述第一塔顶蒸气流取出、冷却、冷凝和分开，其包含：
[0135] 布置和操作用于从所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流的管道；
[0136] 布置和操作用于冷却和部分地冷凝所述流的换热器或换热器部分；
[0137] 布置和操作用于分离得到的液体和蒸气相的分离器；
[0138] 管道组，布置和操作用于分开所述分离的液相以形成液化的第一塔顶物的第一流 和液化的第一塔顶物的其它流;和
[0139] 换热器或换热器部分，布置和操作用于接收、进一步冷却和冷凝所述分离的蒸气 相的至少一部分以形成液化的第一塔顶物的第二流。
[0140] #19.方面#18的系统，其中所述系统还包含布置和操作用于接收和使所述液化的 第一塔顶物的第二流过冷的换热器或换热器部分。
[0141] #20.方面#18或#19的系统，其中布置和操作用于冷却和部分冷凝所述第一塔顶 蒸气流的所述换热器部分包含绕管式主换热器的暖束，和布置和操作以进一步冷却和冷凝 所述分离蒸气相的至少一部分的所述换热器部分包含绕管式主换热器的中束和/或冷束。
[0142] #21.方面#18或#19的系统，其中布置和操作用于冷却和部分冷凝所述第一塔顶 蒸气流的所述换热器包含塔顶冷凝器换热器，和布置和操作用于进一步冷却和冷凝所述分 离的蒸气相的至少一部分的所述换热器包含绕管式主换热器。
[0143] #22.方面#17的系统，其中布置和操作用于取出、冷却、冷凝和分开所述第一塔顶 蒸气流的所述管道组和一个或多个换热器包含：
[0144] 布置和操作用于从所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流的管道；
[0145] 布置和操作用于冷却和冷凝所述流的换热器或换热器部分;和
[0146] 管道组，其布置和操作用于分开所述经冷却和冷凝的流以形成液化的第一塔顶物 的第一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流。
[0147] #23.方面#22的系统，其中所述系统还包含换热器或换热器部分，其布置和操作 用于使所述经冷却和冷凝的流过冷，然后所述流被分开以形成液化的第一塔顶物的第一 流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流。
[0148] #24.方面#22的系统，其中所述系统还包含布置和操作用于使所述液化的第一塔 顶物的第二流过冷的换热器或换热器部分。
[0149] #25.方面#17至#24的系统，其中所述系统还包含：
[0150]脱乙烷塔，其布置和操作用于从所述脱甲烷塔的底部接收第二底部液体流，并将 所述流分离为富乙烷馏分和富含比乙烷更重的烃的馏分，所述富乙烷馏分在所述脱乙烷塔 顶部收集作为第三塔顶蒸气，所述富含比乙烷更重的烃的馏分在所述脱乙烷塔底部收集作 为第三底部液体;和
[0151]管道，其布置和操作用于从所述脱甲烷塔的底部取出第二底部液体流，并将所述 流引入至脱乙烷塔。
[0152] #26.方面#25的系统，其中所述系统还包含：
[0153]布置和操作用于从所述脱乙烷塔的顶部取出第三塔顶蒸气流的管道，以及布置和 操作用于接收、冷却和冷凝所述流以形成NGL流的一个或多个换热器;和/或 [0154]布置和操作用于从所述脱乙烷塔的底部取出第三底部液体流的管道，由其形成一 个或多个NGL流。
[0155] #27.方面#25或#26的系统，其中所述系统还包含换热器，其布置和操作用于通过 与液化的第一塔顶物的其它流间接换热，使所述第三塔顶蒸气的一部分冷凝，形成液化的 第三塔顶物流，其作为回流流再引入至所述脱乙烷塔的顶部，从而提供所述脱乙烷塔的回 流，以及布置和操作用于将液化的第一塔顶物的所述其它流引入至所述换热器的管道。
[0156] 仅作为示例，现在参考附图2-7描述本发明的某些优选实施方案。在上述图1和下 述图2-7中，在一个特征对于多个图共有时，为清晰和简洁起见，该特征在各个图中指定相 同的附图标记。
[0157] 在图2-7描绘的实施方案中，用于液化天然气的主换热器显示为绕管式换热器。然 而，虽然优选使用这种换热器，但主换热器可等效地为板翅式换热器或本领域已知的任何 其它种类的换热器。同样地，虽然在描绘的实施方案中，主换热器的盘管束显示为容纳在单 个罩或壳中，形成单个单元，但主换热器可等效地包含一系列两个或更多个单元，每个束具 有自己的罩/壳，或一个或多个束容纳在一个罩/壳中，且一个或多个其它束容纳在一个或 多个不同的罩/壳中。用于向主换热器供应冷的致冷剂的致冷剂循环可同样地为适用于实 施天然气液化的任何类型。本领域已知和使用的且可用于本发明的示例性循环包括丙烷预 冷却混合制冷循环(C3MR)，单混合致泠剂循环(SMR)、氮膨胀器循环、甲烷膨胀器循环、双混 合致泠剂循环(DMR)和级联循环。
[0158] 现在参考图2,在本发明的一个实施方案中，天然气进料流101通常已经预处理以 去除酸性气体、水和汞，且其可任选地还已在一个或多个换热器中预冷却，引入到含有多个 分离级的洗涤塔10的底部。洗涤塔10将天然气进料分离为富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更 重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分在塔顶部收集作为塔顶蒸气(本文中还称为"第一塔顶蒸 气"或"洗涤塔塔顶蒸气"），所述液体馏分在塔的底部收集作为底部液体(本文中还称为"第 一底部液体"或"洗涤塔底部液体"）。从洗涤塔的顶部取出塔顶蒸气流202，和从洗涤塔的底 部取出底部液体流103。
[0159]第一塔顶蒸气流202发送至主换热器20用于冷却和液化。在所述实施方案中，主换 热器20为含有在单个壳罩中容纳的暖束22、中束24和冷束26的绕管式换热器。主换热器可 通过有效用于实施天然气液化的任何适合的致冷剂循环提供任何适合的致冷剂(未显示）。 塔顶蒸气流202引入到主换热器20的暖端，并在暖束22中经冷却和部分冷凝以形成部分冷 凝(两相)流203。所述部分冷凝流203然后从暖束中取出并在相分离器28中分离为液体相和 蒸气相以产生液体流120和蒸气流207。
[0160] 蒸气流207返回至主换热器20,在其中它首先在中束24中进一步冷却并完全冷凝 以形成液化的第一塔顶物流204。该液化的第一塔顶物流然后在冷束26中过冷，从而产生 LNG产物流205。LNG产物流205可如所示经闪蒸(例如通过将流通过J-T阀）并发送到LNG储槽 30中用于储存。来自槽的蒸出气体(BOG)或闪蒸气体401可发送到燃料集管，经燃烧或再循 环至进料给主换热器(未显示）的塔顶蒸气流中。
[0161] 来自相分离器28的液体流120通常为约-40 °C至约_70°C的温度，将其分开从而形 成液化的第一塔顶物的两个流125和121。流125通常包含流120的大部分流量，流125与流 121的流量比通常为约9:1(流125因此通常占流120的至少90%，和流121通常占流120的小于 10%)。流125返回至洗涤塔10(通常通过栗送或重力），作为回流流引入到洗涤塔的顶部，以 便提供洗涤塔操作必需的回流。流121发送至(通常在通过J-T阀之后)脱甲烷塔12的顶部， 作为回流流以便提供脱甲烷塔操作必需的回流，将在以下详述中进一步描述。
[0162] 从洗涤塔10取出的第一底部液体流103经膨胀(例如，如所示，通过J-T阀）以部分 地蒸发所述流，然后引入到也含有多个分离级的脱甲烷塔12的中间位置。脱甲烷塔12将第 一底部液体103分离为富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分 在塔顶部收集作为塔顶蒸气(本文也称为"第二塔顶蒸气"或"脱甲烷塔塔顶蒸气"），所述液 体馏分在塔底部收集作为底部液体(本文也称为"第二底部液体"或"脱甲烷塔底部液体"）。 在本实施方案中，和如以上所述，通过将液化的第一塔顶物流121作为回流流引入至脱甲烷 塔顶部来提供脱甲烷塔的回流。脱甲烷塔底部液体的一部分如所示在再沸器(其可使用任 何适合的热源）中加热以便提供脱甲烷塔12的上升蒸汽。底部液体的剩余部分取出作为第 二底部液体流105。
[0163] 洗涤塔和脱甲烷塔中的温度和压力通常经控制使得第一塔顶蒸气和第二塔顶蒸 气（即洗涤塔塔顶蒸气和脱甲烷塔塔顶蒸气)各自包含至少约95摩尔％的甲烷，并使得第二 底部液体（即脱甲烷塔底部液体)包含小于5摩尔％的甲烷。这样做使得从脱甲烷塔取出的 NLG和HHC( 即C2+烃）的回收率和在第二底部液体流中的浓度最大化。在洗涤塔和脱甲烷塔 顶部的温度通过回流流125的温度控制，且125由液化的第一塔顶物形成，该回流流通常具 有如上所述的约-40°C或以下的温度。脱甲烷塔底部的温度通过脱甲烷塔再沸器控制。塔中 的压力通过天然气进料流101的压力限定，和当第一底部液体流1〇3(即洗涤塔底部液体流） 膨胀时，压力度下降。
[0164] 从脱甲烷塔顶部取出的脱甲烷塔塔顶蒸气作为第二塔顶蒸气流104,可用于任何 适合的或需要的目的。例如，其可用作燃料流，和/或发送到管道或作为气态天然气产物流 销售和输出。此外或备选地，其可(未显不)在主换热器中冷却和冷凝(与第一塔顶蒸气分开 和/或组合)以形成并提供另外的LNG产物。
[0165] 从脱甲烷塔12的底部取出的第二底部液体流105在NGL分馏系统中进一步分馏，在 这种情况下所述NGL分馏系统包含脱乙烷塔14、脱丙烷塔16和脱丁烷塔18,以便提供所需的 NGL流(例如和如上讨论，其可用作补充致冷剂，作为单独商品销售，和/或选择性地与LNG产 物再结合以调节LNG产物的热值）。
[0166] 更具体地，第二底部液体流(脱甲烷塔底部液体)首先经冷却（例如，如所示，通过 使用空气、水或另一种环境温度冷却介质的换热器），和冷却流105然后经膨胀(例如，如所 示，通过换热器和J-T阀）以形成部分蒸发(两相)流，其引入到脱乙烷塔14的中间位置，所述 脱乙烷塔14还含有多个分离级。脱乙烷塔14将第二底部液体105分离为富乙烷蒸气馏分和 富含比乙烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分在塔顶部收集作为塔顶蒸气(本文还称为 "第三塔顶蒸气"或"脱乙烷塔塔顶蒸气"），所述液体馏分在塔底部收集作为底部液体(本文 还称为"第三底部液体"或"脱乙烷塔底部液体"）。用于脱乙烷塔的回流如下提供:在塔顶冷 凝器换热器(其可提供有任何适合的致冷剂）中冷凝脱乙烷塔塔顶蒸气，冷凝的塔顶物的一 部分作为回流流返回至脱乙烷塔14,和剩余部分取出作为液化的第三塔顶物流106。脱乙烷 塔底部液体的一部分，如所示，在再沸器(其可使用任何适合的热源）中加热，以便提供脱乙 烷塔14的上升蒸汽。底部液体的剩余部分取出作为第三底部液体流107。
[0167] 由于通常仅非常少量的甲烷存在于进料至脱乙烷塔的第二底部液体流105(脱甲 烷塔底部液体）中的事实（如上讨论），和由于第二底部液体中乙烷(和其他NGL)的回收率/ 产率通常非常好的事实，在本实施方案中脱乙烷塔可产生富乙烷的塔顶蒸气流，其既有高 纯度又以相对高的体积生产，从而使可用于补充致冷剂和/或作为NGL产物流出售的高纯度 乙烷的量最大化。通常，第三塔顶蒸气(脱乙烷塔塔顶蒸气)包含至少约95摩尔％的乙烷，和 第三底部液体(脱乙烷塔底部液体)包含小于约5摩尔％的乙烷。
[0168] 第三底部液体流(脱乙烷塔底部液体）107经膨胀（例如通过J-T阀）以形成部分蒸 发的（两相)流，将其引入到也含有多个分离级的脱丙烷塔16的中间位置。脱丙烷塔16将第 三底部液体107分离为富丙烷蒸气馏分和富含比丙烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分 在塔顶部收集作为塔顶蒸气(本文还称为"第四塔顶蒸气"或"脱丙烷塔塔顶蒸气"），所述液 体馏分在塔底部收集作为底部液体(本文还称为"第四底部液体"或"脱丙烷塔底部液体"）。 脱丙烷塔的回流通过在塔顶冷凝器换热器中（提供有任何适合的致冷剂)冷凝脱丙烷塔塔 顶蒸气提供，冷凝的塔顶物的一部分返回至脱丙烷塔16作为回流，和剩余部分取出作为液 化的第四塔顶物流108。脱丙烷塔底部液体的一部分如所示在再沸器(其可使用任何适合的 热源）中加热以便提供脱丙烷塔16的上升蒸汽。底部液体的剩余部分取出作为第四底部液 体流109。
[0169] 第四底部液体流(脱丙烷塔底部液体）109经膨胀(例如通过J-T阀）以形成部分蒸 发的（两相)流，将其引入到也含有多个分离级的脱丁烷塔18的中间位置。脱丁烷塔18将第 四底部液体109分离为富丁烷蒸气馏分和富含比丁烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分 在塔顶部收集作为塔顶蒸气(本文还称为"第五塔顶蒸气"或"脱丁烷塔塔顶蒸气"），所述液 体馏分在塔底部收集作为底部液体(本文还称为"第五底部液体"或"脱丁烷塔底部液体"）。 脱丁烷塔的回流通过在塔顶冷凝器中（提供有任何适合的致冷剂)冷凝脱丁烷塔塔顶蒸气 提供，冷凝的塔顶物的一部分返回至脱丁烷塔18作为回流，和剩余部分取出作为液化的第 五塔顶物流110。脱丁烷塔底部液体的一部分如所示在再沸器(其可使用任何适合的热源） 中加热以便提供脱丁烷塔18的上升蒸汽。底部液体的剩余部分取出作为第五底部液体流 111。
[0170]与图1显示的常规布置相比，图2中描绘的本发明的实施方案的方法和系统因此在 提供回流至脱甲烷塔的方式上不同。特别地，尽管在图1中的布置中，从洗涤塔取出的塔顶 蒸气流经冷却、冷凝并分开以提供正好两个液化的塔顶物流，其中一个(蒸气205)作为LNG 产物取出且另一个(流120)用作洗涤塔的回流流，但在图2的布置中，从洗涤塔取出的塔顶 蒸气流（即第一塔顶蒸气流)经冷却、冷凝并分开以提供液化的第一塔顶物的至少三个流。 液化的第一塔顶物的第一流(流125)作为回流流返回至洗涤塔，液化的第一塔顶物的第二 流(流204)作为LNG产物(流205)取出，且液化的第一塔顶物的至少一个其它流(流121)作为 回流流引入至脱甲烷塔的顶部。如上所述，这提供了以下益处:消除用于脱甲烷塔的专用塔 顶冷凝器的需要，和(通常)提供更冷的回流至脱甲烷塔(从而增强在脱甲烷塔底部液体中 的乙烷回收率）。
[0171]并非使用在相分离器28中从第一塔顶物部分冷凝流203中分离的液体使洗涤塔和 脱甲烷塔回流，而是可在备选布置中由主换热器的一个或多个更冷位置获得洗涤塔和/或 脱甲烷塔的回流。
[0172] 因此，目前参考图3,本发明的备选实施方案描绘如下：其中主换热器具有仅两个 束，即暖束22和冷束26。从洗涤塔10顶部取出的第一塔顶蒸气流202再次引入到暖束22,但 在这种情况下，暖束用于冷却和完全冷凝塔顶蒸气流以形成液化的第一塔顶物流，然后将 其分开以形成液化的第一塔顶物的第一流125、液化的第一塔顶物的第二流204,和液化的 第一塔顶物的其它流121。如图2中显示的实施方案中，液化的第一塔顶物的第一流125然后 返回至洗涤塔10的顶部作为回流流，液化的第一塔顶物的第二流204在冷束26中过冷以提 供LNG产物流205,和液化的第一塔顶物的其它流121作为回流流引入至脱甲烷塔的顶部。
[0173] 同样，目前参考图4，在又一个实施方案中，主换热器也仅有两个束，即暖束22和冷 束26,但在本实施方案中，从洗涤塔10取出的第一塔顶物的流202全部在暖束22中经冷却和 完全冷凝以形成液化的第一塔顶物流204,且该流全部然后在冷束26中过冷以形成液化的 第一塔顶物的过冷流，然后将其分开以形成液化的第一塔顶物的第一流125、液化的第一塔 顶物的第二流205和液化的第一塔顶物的其它流121。在本实施方案中，液化的第一塔顶物 的第二流205此作为LNG产物流取出，不需要其它冷却或处理。如图2中显示的实施方案，液 化的第一塔顶物的第一流125作为回流流返回至洗涤塔10的顶部，和液化的第一塔顶物的 其它流121作为回流流引入至脱甲烷塔的顶部。
[0174] 在图3和4描绘的实施方案中，液化的第一塔顶物的第一流125和其它流121通常比 在图2描绘的实施方案中产生的液化的第一塔顶物的第一流125和其它流121冷得多，由于 所述流源自图3和4中主换热器的更冷的位置。在图3所示的实施方案中，流125和121通常在 约-100°C至约_135°C的温度。在图4中显示的实施方案中，流125和121通常在约-130°C至 约-160°C的温度。因为这些流在更冷的温度，需要这些流相对更低的流速，且其可用于提供 洗涤塔10和脱甲烷塔12所必需的回流(在图4中所需的流125和121的流速小于图3中的那 些;和同样地在图3中流125和121所需的流速小于图2中的那些）。图3和4中描绘的布置还消 除了对相分离器28的需要并减少主换热器中所需的束的数量，从而进一步减少这些布置的 资本成本。
[0175] 在又一个实施方案(未显示）中，图2、3和4中描绘的两个或更多个布置的组合可用 于提供洗涤塔和脱甲烷塔的回流流。例如，在一个布置中，用于使洗涤塔回流的液化第一塔 顶物的第一流125可如下产生:将从洗涤塔取出的第一塔顶蒸气流202部分地冷凝，在相分 离器28中分离液相，并以图2显示的类似方式使用液相以形成液化的第一塔顶物的第一流 125,而用于使脱甲烷塔回流的液化的第一塔顶物的其它流121则如下产生:将离开主换热 器的中束或冷束的其它冷却和液化流或过冷流分开以形成液化的第一塔顶物的第二流 204/205和液化的第一塔顶物的其它流121，以图3或4中描绘的类似方式。
[0176] 同样，在另一个布置中，洗涤塔和/或脱甲烷塔的回流可由主换热器冷端下游的任 何其它位置获得，例如由LNG槽。它们还可由在设备另一部分中产生的LNG流获得，例如末 端-闪蒸交换器(未显示），其液化天然气流的一部分101，同时加温BOG或闪蒸气体流401。
[0177] 在又一个实施方案中，通过液化的第一塔顶物的第一和其它流提供至洗涤塔和/ 或脱甲烷塔的回流可通过塔顶冷凝器提供至塔的回流补充，或补充到塔顶冷凝器提供至塔 的回流，所述塔顶冷凝器供应有致冷剂并操作以冷凝来自所述塔的塔顶物的至少一部分。 [0178]目前参考图5和6,本发明的又一个实施方案显示了与图2中显示的实施方案不同， 在于第一塔顶蒸气流202的初始冷却和部分冷凝不发生在主换热器的暖束，而是发生在单 独的塔顶冷凝器换热器中，通过向主换热器供应致冷剂和冷却负荷的相同制冷循环对所述 塔顶冷凝器换热器供应致冷剂。在图5和6中，描绘了两个束式绕管式换热器，通过丙烷预冷 混合致泠剂循环(C3MR)对其供应致冷剂。如前记录，主换热器可为另一种类型的换热器，和 不同类型的制冷循环可同样使用，但本文为简单起见仅显示绕管式换热器和C3MR循环。
[0179] 在图5和6描绘的实施方案中，天然气与丙烷致冷剂在预冷却器换热器34中预冷 却，然后作为天然气进料流101引入至洗涤塔。从洗涤塔10的顶部取出的第一塔顶蒸气流 202然后在塔顶冷凝器换热器32中部分地冷却和冷凝以形成部分冷凝的（两相)流203。部分 冷凝的流203在相分离器28中分离为它的液体和蒸气相以产生液体流120和蒸气流207。然 后，将液体流120分开以形成液化的第一塔顶物的第一流125和液化的第一塔顶物的其它流 121，然后作为回流流引入至洗涤塔10和脱甲烷塔12,如前关于图2中显示的实施方案所述。 蒸气流207引入到主换热器20,在其中其进一步冷却、冷凝和过冷以形成液化的第一塔顶物 的第二流，其作为LNG产物流205取出。塔顶冷凝器换热器32可为板翅式换热器、印制电路换 热器或任何其它适合的换热器。
[0180] 在图5所显示的实施方案中，从主换热器20的底部取出的暖的混合致冷剂流309发 送至压缩系统(包含电动机36,和相关的压缩机和中间冷却器和后冷却器），在此其经压缩 以形成高压致冷剂流312。然后，该流在分离器38中相分离以产生混合致冷剂蒸气(MRV)流 302和混合致冷剂液体(MRL)流301。两个流301和302发送至主换热器以在单独的回路中冷 却。经冷却的和至少部分冷凝的MRV流从主换热器的冷束的冷端取出，膨胀(例如，通过J-T 阀，如所示），并再引入至主换热器的壳侧，作为冷的低压力的已蒸发(vaporized)/蒸发性 (vapor i z ing)致冷剂流308以向主换热器的冷束和暖束提供冷却负荷。经冷却的MRL流从主 换热器的暖束的冷端取出，然后分开以形成两个流。一个流经膨胀以形成冷的已蒸发/蒸发 性的低压力致冷剂流307,将其再引入至主换热器的壳侧以向主换热器的暖束提供其它的 冷却负荷。另一个流320经膨胀(例如，通过J-T阀，如所示）以形成冷的已蒸发/蒸发性的低 压力致冷剂流，通常在约_60°C至约-120Γ的温度，其通过塔顶冷凝器换热器32以提供冷却 负荷用于部分冷凝第一塔顶蒸气流202,所述第一塔顶蒸气流202从洗涤塔10的顶部取出。 离开塔顶冷凝器换热器32的暖的致冷剂流350然后可与离开主换热器暖端的暖的致冷剂组 合作为流309。备选地，如果流350仍然是两相，其可进一步膨胀并发送至在中间位置的主换 热器的壳侧以向主换热器的暖束提供另外的冷却负荷。
[0181] 在单独的塔顶换热器中，而不是在主换热器自身的暖束中，经由与来自主换热器 的致冷剂换热来部分冷凝来自洗涤塔的第一塔顶蒸气流的益处是，其消除主换热器中的多 个回路和束。这还导致更易于操作的较低复杂性的系统。在流致冷剂蒸气307和320之间的 分流器基于塔的塔顶温度来调节，塔顶温度又基于来自所述塔的塔顶物流的所需纯度来确 定。
[0182] 在图6显示的实施方案中，制冷循环的操作类似于图5和上述说明的那样。唯一的 差别是，在图6描绘的实施方案中，提供至塔顶冷凝器换热器32的致冷剂流320不是通过将 从主换热器暖束的冷端取出的冷却的MRL流分开来得到，而是通过将从主换热器冷束的冷 端取出的冷却和至少部分冷凝的MRV流分开而得到。在该情况中，流320在膨胀之后的温度 为约-140°C至_160°C，因此比在图5显示的实施方案中等同的致冷剂流320冷得多。
[0183] 除图5-6显示的MRL和MRV流之外，存在可获得由此发送至塔顶冷凝器换热器32的 致冷剂流的其它位置。这些随所使用的制冷循环改变。例如，在使用最多四个不同组成的混 合致冷剂流的SMR循环中，用于产生回流的致冷剂可由任何这些流获得。
[0184] 目前参考图7,显示本发明的又一个实施方案，其不同于图2显示的实施方案，在于 液化的第一塔顶物的其它流121不是作为回流流引入到脱甲烷塔12的顶部，而是在塔顶冷 凝器换热器中用作致冷剂流，其中部分第二塔顶蒸气（即部分脱甲烷塔塔顶蒸气)通过与液 化的第一塔顶物的其它流间接换热而冷凝，以形成液化的第二塔顶物流，其作为回流流再 引入至脱甲烷塔的顶部。因此，虽然液化的第一塔顶物的其它流不是自身用作脱甲烷塔中 的回流流，但在本实施方案中，液化的第一塔顶物的其它流确实供应冷却负荷用于产生脱 甲烷塔中的回流，因此仍然间接产生脱甲烷塔的回流。
[0185] 更具体地，和如图7所示，在本实施方案中，从洗涤塔10顶部取出的第一液化塔顶 物流202在主换热器20的暖束22中再次经冷却和部分冷凝，以形成两相流203,然后在分离 器28中分离为它的液相和蒸气相。液相120再次进一步分开以形成液化的第一塔顶物的第 一流125,和在这种情况下，液化的第一塔顶物的两个其它流121和122。液化的第一塔顶物 的第一流125如前所述再引入至洗涤塔10的顶部以提供该塔的回流。然而，液化的第一塔顶 物的两个其它流121和125在这种情况下用作致冷剂流以分别向脱甲烷塔塔顶冷凝器换热 器40和脱乙烷塔塔顶冷凝器换热器42供应冷却负荷。
[0186] 在这种情况下，脱甲烷塔12的回流因此通过以下产生：由脱甲烷塔的顶部取出脱 甲烷塔塔顶蒸气流（"第二塔顶蒸气"所述流通过与液化的第一塔顶物的其它流之一 121 间接换热在脱甲烷塔塔顶冷凝器40中部分冷凝;分离液相和蒸气相;将液相作为液化的第 二塔顶物流返回至脱甲烷塔，其作为回流流再引入至塔的顶部;和取出剩余的蒸气相作为 第二塔顶蒸气流1〇4(例如和如上讨论，该流可用作燃料，作为气态天然气产物输出，和/或 液化以提供另外的LNG产物）。
[0187] 类似地，在本实施方案中，脱乙烷塔14的回流因此通过以下产生:从所述脱乙烷塔 的顶部取出脱乙烷塔塔顶蒸气流（"第三塔顶蒸气"所述流通过与液化的第一塔顶物的另 一个其它流122间接换热在脱乙烷塔塔顶冷凝器42中冷凝;将液化塔顶物的一部分作为液 化的第三塔顶物流返回至脱乙烷塔，其作为回流流再引入至塔顶部；和取出液化的塔顶物 的剩余部分作为液化的第三塔顶物流1〇6(例如和如上讨论，该流可销售作为NGL产物，用作 补充致冷剂，和/或与LNG产物组合以调节后者的热值）。
[0188] 第一塔顶物的暖流126和127离开脱甲烷塔塔顶冷凝器40和脱乙烷塔塔顶冷凝器 42,可用于任何适合的或所需的用途。例如，它们可再注入至天然气进料，和/或用作致冷剂 补充。
[0189] 此外，图7中所示布置的许多变化也是可能的。例如，并不如图7所示由相分离器28 获得流125、121和122的一些或全部，而是可由主换热器的较冷位置获得流125、121和/或 122,按在图3和4描绘的实施方案中产生的液化的第一塔顶物的第一流和其它流的类似方 式。 实施例
[0190] 为了说明本发明的操作，由如图2和3描述和描绘的天然气液化系统中去除致冷剂 的方法使用ASPEN Plus软件模拟。
[0191] 下表1列出用于图2所描绘的方法的模拟的条件和各流的组成，和表2列出用于图3 所描绘的方法的模拟的条件和各流的组成。在这些表格中的数据说明，利用液化的第一塔 顶物的其它流的一部分(将从洗涤塔取出的第一塔顶蒸气冷却、液化和分开而产生），以便 使脱甲烷塔回流，导致重质烃和NGL成分与天然气的有效分离。此外，与例如图1中所描绘的 常规布置相比，这些布置导致设备成本的减少，通过消除脱甲烷塔塔顶冷凝器和回流鼓，从 而导致成本节约和更简单的操作。
[0192] 表1
[0196]应理解本发明不局限于以上参考优选实施方案描述的细节，而是在不离开以下权 利要求限定的本发明的宗旨或范围下可进行许多改进和变化。
【主权项】
1. 用于分馏和液化天然气进料流的系统，所述系统包含： 洗涤塔，所述洗涤塔布置和操作用于接收所述天然气进料流，并将所述流分离为富甲 烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述蒸气馏分在所述洗涤塔顶部收集作为 第一塔顶蒸气，所述液体馏分在所述洗涤塔底部收集作为第一底部液体； 管道组，一个或多个换热器，和任选地一个或多个分离器，其布置和操作用于将第一塔 顶蒸气流从所述洗涤塔的顶部取出并冷却、冷凝和分开以形成液化的第一塔顶物的第一 流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流； 管道，其布置和操作用于将液化的第一塔顶物的所述第一流返回至所述洗涤塔，作为 回流流引入到所述洗涤塔的顶部，从而提供用于所述洗涤塔的回流； 管道，其布置和操作用于从所述系统中取出由液化的第一塔顶物的第二流形成的液化 天然气(LNG)产物流； 脱甲烷塔，其布置和操作用于从所述洗涤塔的底部接收第一底部液体流，并将所述流 分离为富甲烷蒸气馏分和富含比甲烷更重的烃的液体馏分，所述富甲烷蒸气馏分在所述脱 甲烷塔顶部收集作为第二塔顶蒸气，所述富含比甲烷更重的烃的液体馏分在所述脱甲烷塔 底部收集作为第二底部液体； 管道，其布置和操作用于从所述洗涤塔的底部取出第一底部液体流，并将所述流引入 至脱甲烷塔;和 以下之一或两者： (1) 管道，其布置和操作用于将液化的第一塔顶物的所述其它流之一作为回流流引入 至所述脱甲烷塔的顶部，从而提供所述脱甲烷塔的回流； (2) 换热器，其布置和操作用于通过与液化的第一塔顶物的所述其它流之一间接换 热，将所述第二塔顶蒸气的一部分冷凝形成液化的第二塔顶物流，其作为回流流再引入至 所述脱甲烷塔的顶部，从而提供所述脱甲烷塔的回流，以及布置和操作用于将液化的第一 塔顶物的所述其它流引入至所述换热器的管道。2. 根据权利要求1所述的用于分馏和液化天然气进料流的系统，其特征是：所述管道 组，一个或多个换热器，和一个或多个分离器布置和操作以将所述第一塔顶蒸气流取出、冷 却、冷凝和分开，其包含： 布置和操作用于从所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流的管道； 布置和操作用于冷却和部分地冷凝所述流的换热器或换热器部分； 布置和操作用于分离得到的液体和蒸气相的分离器； 管道组，布置和操作用于分开所述分离的液相以形成液化的第一塔顶物的第一流和液 化的第一塔顶物的其它流;和 换热器或换热器部分，布置和操作用于接收、进一步冷却和冷凝所述分离的蒸气相的 至少一部分以形成液化的第一塔顶物的第二流。3. 根据权利要求2所述的用于分馏和液化天然气进料流的系统，其特征是:所述系统还 包含布置和操作用于接收和使所述液化的第一塔顶物的第二流过冷的换热器或换热器部 分。4. 根据权利要求2所述的用于分馏和液化天然气进料流的系统，其特征是:布置和操作 用于冷却和部分冷凝所述第一塔顶蒸气流的所述换热器部分包含绕管式主换热器的暖束， 和布置和操作以进一步冷却和冷凝所述分离蒸气相的至少一部分的所述换热器部分包含 绕管式主换热器的中束和/或冷束。5. 根据权利要求2所述的用于分馏和液化天然气进料流的系统，其特征是:布置和操作 用于冷却和部分冷凝所述第一塔顶蒸气流的所述换热器包含塔顶冷凝器换热器，和布置和 操作用于进一步冷却和冷凝所述分离的蒸气相的至少一部分的所述换热器包含绕管式主 换热器。6. 根据权利要求1所述的用于分馏和液化天然气进料流的系统，其特征是:布置和操作 用于取出、冷却、冷凝和分开所述第一塔顶蒸气流的所述管道组和一个或多个换热器包含： 布置和操作用于从所述洗涤塔的顶部取出第一塔顶蒸气流的管道； 布置和操作用于冷却和冷凝所述流的换热器或换热器部分;和 管道组，其布置和操作用于分开经冷却和冷凝的流以形成液化的第一塔顶物的第一 流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶物的至少一个其它流。7. 根据权利要求6所述的用于分馏和液化天然气进料流的系统，其特征是:所述系统还 包含换热器或换热器部分，其布置和操作用于使所述经冷却和冷凝的流过冷，然后所述流 被分开以形成液化的第一塔顶物的第一流、液化的第一塔顶物的第二流和液化的第一塔顶 物的至少一个其它流。8. 根据权利要求6所述的用于分馏和液化天然气进料流的系统，其特征是:所述系统还 包含布置和操作用于使所述液化的第一塔顶物的第二流过冷的换热器或换热器部分。9. 根据权利要求1所述的用于分馏和液化天然气进料流的系统，其特征是:所述系统还 包含： 脱乙烷塔，其布置和操作用于从所述脱甲烷塔的底部接收第二底部液体流，并将所述 流分离为富乙烷馏分和富含比乙烷更重的烃的馏分，所述富乙烷馏分在所述脱乙烷塔顶部 收集作为第三塔顶蒸气，所述富含比乙烷更重的烃的馏分在所述脱乙烷塔底部收集作为第 三底部液体;和 管道，其布置和操作用于从所述脱甲烷塔的底部取出第二底部液体流，并将所述流引 入至脱乙烷塔。
【文档编号】F25J3/06GK205619689SQ201620062693
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】T.特隆, G.克里什纳墨菲, M.J.罗伯茨
【申请人】气体产品与化学公司