Способ и устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции

Способ и устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для удаления азота из криогенной углеводородной композиции.

Сжиженный природный газ (СПГ) является экономически важным примером такой криогенной углеводородной композиции. Природный газ является полезным источником топлива, а также источником различных углеводородных соединений. Сжижение природного газа в установке для сжижения природного газа у источника потока природного газа или рядом с ним часто желательно по ряду причин. Например, природный газ можно легче хранить и транспортировать на большие расстояния в виде жидкости, а не в газообразном виде, поскольку он будет занимать меньший объем и не потребует хранения под высоким давлением.

В WO 2011/009832 описан способ обработки многофазного углеводородного потока, полученного из природного газа, в котором более низкокипящие компоненты, такие как азот, отделяют от многофазного углеводородного потока для получения потока сжиженного природного газа с более низким содержанием таких более низкокипящих компонентов. Применяется два последовательных газожидкостных сепаратора, работающих при различных давлениях. Многофазный углеводородный поток подают в первый газожидкостный сепаратор при первом давлении. Кубовый поток из первого газожидкостного сепаратора поступает во второй газожидкостный сепаратор, который обеспечивает пар при втором давлении, которое ниже, чем первое давление. Пар сжимают в компрессоре головного потока, и возвращают к первому газожидкостному сепаратору в качестве потока десорбирующего пара.

Недостаток способа и устройства, описанного в WO 2011/009832, заключается в том, что требуется два больших газожидкостных сепаратора.

Настоящее изобретение предлагает способ удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу, который включает:

- обеспечение криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу;

- подачу первого потока сырья десорбера азота при давлении десорбции в колонну десорбции азота, содержащую по меньшей мере одну внутреннюю десорбционную секцию, расположенную внутри колонны десорбции азота, причем указанный первый поток сырья десорбера азота содержит первую часть указанной криогенной углеводородной композиции;

- отведение обедненной азотом жидкости из области сборника колонны десорбции азота, расположенной под десорбционной секцией;

- получение по меньшей мере потока жидкого углеводородного продукта и технологического пара из обедненной азотом жидкости, включающее по меньшей мере стадию сброса давления обедненной азотом жидкости до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции;

- сжатие указанного технологического пара до по меньшей мере давления десорбции, тем самым получая сжатый пар;

- пропускание потока десорбирующего пара в указанную колонну десорбции азота на уровне, находящемся ниже по вертикали от указанной десорбционной секции, причем указанный поток десорбирующего пара содержит по меньшей мере десорбирующую часть указанного сжатого пара;

- отведение паровой фракции, содержащей отводимую фракцию пара головного погона, полученную из головной части указанной колонны десорбции азота, в виде отходящего газа;

- деление потока криогенной углеводородной композиции на указанную первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть;

- сброс давления второй части до указанного давления мгновенного испарения;

- подачу второй части в по меньшей мере один поток из группы, состоящей из: обедненной азотом жидкости, жидкого углеводородного продукта и технологического пара; причем от указанного деления потока до указанной подачи второй части, вторая часть обходит указанную колонну десорбции азота.

В другом аспекте настоящее изобретение предлагает устройство для удаления азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу, которая содержит:

- линию подачи криогенного сырья, соединенную с источником криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу;

- колонну десорбции азота, находящуюся в сообщении по текучей среде с линией подачи криогенного сырья, причем указанная колонна десорбции азота содержит по меньшей мере одну внутреннюю десорбционную секцию, расположенную внутри колонны десорбции азота;

- линию отведения пара головного погона, сообщающуюся с колонной десорбции азота через головную область внутри колонны десорбции азота;

- линию отведения обедненной азотом жидкости, сообщающуюся с областью сборника, расположенной внутри колонны десорбции азота ниже по вертикали от десорбционной секции;

- промежуточное устройство сброса давления в линии отведения обедненной азотом жидкости, находящееся в сообщении по текучей среде с колонной десорбции азота, выполненное с возможностью принимать обедненную азотом жидкость из области сборника колонны десорбции азота и сбрасывать давление обедненной азотом жидкости, причем указанное промежуточное устройство сброса давления находится на границе раздела между стороной давления десорбции, включающей колонну десорбции азота, и стороной давления мгновенного испарения;

- линию жидкого углеводородного продукта, расположенную на стороне давления мгновенного испарения для отведения потока жидкого углеводородного продукта, полученного из обедненной азотом жидкости;

- линию технологического пара, расположенную на стороне давления мгновенного испарения, для приема технологического пара, полученного из обедненной азотом жидкости;

- технологический компрессор, расположенный в линии технологического пара, выполненный с возможностью приема технологического пара и сжатия технологического пара для создания сжатого пара на выпускном отверстии технологического компрессора, причем указанный технологический компрессор находится на указанной границе раздела между стороной давления десорбции и стороной давления мгновенного испарения;

- линию десорбирующего пара, находящуюся в сообщении по текучей среде с колонной десорбции азота на уровне, расположенном ниже по вертикали от десорбционной секции, и выполненную с возможностью приема по меньшей мере десорбирующей части указанного сжатого пара из технологического компрессора;

- делитель исходного потока, расположенный в линии подачи криогенного сырья, выполненный с возможностью деления криогенной углеводородной композиции на первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть;

- первую линию подачи сырья для транспортировки первой части от делителя исходного потока в колонну десорбции азота;

- вторую линию подачи сырья для транспортировки второй части от делителя исходного потока в по меньшей мере одну линию из группы, состоящей из: линии обедненной азотом жидкости, линии жидкого углеводородного продукта и линии технологического пара, причем указанная вторая линия подачи сырья обходит колонну десорбции азота.

В дальнейшем в этом документе изобретение будет дополнительно проиллюстрировано с помощью примеров и со ссылкой на чертежи, в которых:

на фиг. 1 схематически представлена принципиальная схема технологического процесса, представляющая способ и устройство, включающие вариант осуществления изобретения; и

на фиг. 2 схематически представлена принципиальная схема технологического процесса, представляющая способ и устройство, включающие другой вариант осуществления изобретения.

На этих фигурах одинаковые ссылочные позиции будут использоваться для обозначения тех же самых или аналогичных частей. Кроме того, одна ссылочная позиция будет использоваться для обозначения канала или линии, а также потока, транспортируемого по этой линии.

Настоящее изобретение относится к удалению азота из криогенной углеводородной композиции, содержащей азот- и метансодержащую жидкую фазу. Криогенную углеводородную композицию делят на первую часть и вторую часть, имеющую тот же самый состав и фазу, что и первая часть. Первую часть подают в колонну десорбции азота, работающую при давлении десорбции, из которой отводят обедненную азотом жидкость. Вторую часть подают в обедненную азотом жидкость или в поток жидкого углеводородного продукта или в технологический пар, которые получают из обедненной азотом жидкости при осуществлении по меньшей мере стадии сброса давления обедненной азотом жидкости до давления мгновенного испарения, которое ниже, чем давление десорбции. Поток десорбирующего пара подают в колонну десорбции азота, причем поток десорбирующего пара содержит по меньшей мере десорбирующую часть технологического пара после его сжатия.

Вторая часть обходит колонну десорбции азота между делением потока и подачей второй части в обедненную азотом жидкость и/или поток жидкого углеводородного продукта и/или технологический пар.

При этом нагрузка по жидкости колонны десорбции азота снижено по сравнению с тем случаем, когда вся подача криогенной углеводородной композиции подается в колонну десорбции азота, при этом одновременно достаточное количество жидкости может сохраняться в колонне десорбции азота, чтобы способствовать эффективной десорбции, используя поток десорбирующего пара. Следовательно, колонна десорбции азота может быть выполнена меньшей по размерам, чем в случае, описанном в WO 2011/009832, в котором первый газожидкостный сепаратор принимает весь многофазный углеводородный поток, который должен быть обработан.

С помощью предлагаемого в настоящем изобретении решения количество азота, остающееся в полученном потоке жидкого углеводородного продукта, может поддерживаться ниже определенного максимального нормативного содержания по азоту, при этом не вся криогенная углеводородная композиция проходит через колонну десорбции азота. Поток жидкого углеводородного продукта может храниться и транспортироваться при его криогенной температуре и приблизительно атмосферном давлении.

Предлагаемое решение также приводит к образованию отходящего газа, состоящего из паровой фракции, содержащей отводимую фракцию пара головного погона, полученную из головной части колонны десорбции азота. Паровая фракция может содержать значительное количество азота, возможно, от 50 мол.% до 95 мол.% азота. Однако, данная паровая фракция может еще использоваться в качестве потока топливного газа, предпочтительно при давлении топливного газа, не превышающем давление десорбции.

Предпочтительно отходящий газ потребляется при давлении топливного газа, не превышающем давления десорбции. При этом можно избежать необходимости в специальном компрессоре топливного газа. Кроме того, с помощью выбора давления десорбции, при давлении, превышающем давление топливного газа, любое сжатие, примененное к технологическому пару, имеет дополнительное связанное преимущество, такое как добавление энтальпии технологическому пару, которое позволяет использовать его в качестве десорбирующего пара.

Предполагается, что предлагаемые в настоящем изобретении способ и устройство являются наиболее выгодными, когда криогенная углеводородная композиция содержит от 1,5 мол.%, предпочтительно от 1,8 мол.% до 5 мол.% азота. Существующие альтернативные подходы также могут адекватно работать, когда содержание азота ниже примерно 1,8 мол.% и/или ниже примерно 1,5 мол.%.

Предлагаемый способ и устройство особенно подходят для использования в сочетании с системой сжижения углеводородов, такой как система сжижения природного газа, для того, чтобы удалять азот из неочищенного сжиженного продукта, который образуется в системе сжижения углеводородов. Обнаружено, что даже когда неочищенный сжиженный продукт (или криогенная углеводородная композиция) содержит достаточно высокое количество азота, от 1 мол.% (или от примерно 1 мол.%) до 5 мол.% (или до примерно 5 мол.%), образующийся в результате жидкий углеводородный продукт может соответствовать содержанию азота, находящемуся в пределах нормативов от 0,5 до 1 мол.% азота. Остальная часть азота отводится как часть паровой фракции в отходящем газе, вместе с регулируемым количеством метана.

На фигуре 1 представлено устройство, включающее вариант осуществления изобретения. Линия 8 подачи криогенного сырья находится в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через первую впускную систему 21.

Выше по потоку от линии 8 подачи криогенного сырья может быть предусмотрена система 100 сжижения. Система 100 сжижения функционирует в качестве источника криогенной углеводородной композиции. Система 100 сжижения находится в сообщении по текучей среде с линией 8 подачи криогенного сырья через основную систему 5 сброса давления, которая сообщается с системой 100 сжижения через линию 1 неочищенного сжиженного продукта. В показанном варианте осуществления основная система 5 сброса давления состоит из динамического устройства, такого как турбодетандер 6, и статического устройства, такого как клапан 7 Джоуля-Томсона, но возможны и другие варианты.

Первая линия 10 подачи сырья соединяет линию 8 подачи криогенного сырья с первой впускной системой 21 колонны 20 десорбции азота через делитель 9 исходного потока, расположенный между линией 8 подачи криогенного сырья и первой линией 10 подачи сырья.

Вторая линия 11 подачи сырья соединена с ее расположенной выше по ходу потока стороны с делителем 9 исходного потока. Данная вторая линия 11 подачи сырья обходит колонну 20 десорбции азота, как будет дополнительно объяснено ниже. Делитель 9 исходного потока выполнен с возможностью деления криогенной углеводородной композиции, которая проходит по линии 8 подачи криогенного сырья, на первую часть, которая поступает в первую линию 10 подачи сырья, и вторую часть, которая поступает во вторую линию 11 подачи сырья. Преимущество второй линии 11 подачи сырья и делителя 9 исходного потока заключается в том, что колонна 20 десорбции азота может быть меньше по размерам, чем в случае, когда линия 8 подачи криогенного сырья и первая линия 10 подачи сырья были бы непосредственно соединены без делителя, в результате чего вся криогенная углеводородная композиция поступала бы в колонну десорбции азота 20 через первую впускную систему 21.

Регулирующий клапан 15 обходящего потока расположен во второй линии 11 подачи сырья. Регулирующий клапан обходящего потока функционально связан с регулятором FC потока, предусмотренным в первой линии 10 подачи сырья. Регулятор FC потока выполнен с возможностью поддерживать расход указанной первой части через первую линию 10 подачи сырья на заданном целевом уровне расхода, регулируя отношение деления на первую и вторую части криогенной углеводородной композиции, протекающей через линию 8 подачи криогенного сырья.

Колонна 20 десорбции азота содержит внутреннюю десорбционную секцию 24, расположенную внутри колонны 20 десорбции азота. Линия 30 отведения пара головного погона сообщается с колонной 20 десорбции азота через головную часть 26 внутри колонны 20 десорбции азота. Линия 40 отведения обедненной азотом жидкости сообщается с колонной 20 десорбции азота через область 28 сборника внутри колонны 20 десорбции азота, расположенную ниже по вертикали от десорбционной секции 24.

Колонна 20 десорбции азота может содержать средство усиления контакта пар/жидкость для усиления разделения компонентов и отвода азота. В зависимости от допустимого количества азота в обедненной азотом жидкости и количества азота в линии 8 подачи криогенного сырья, в общей сложности может быть необходимо от 2 до 8 теоретических ступеней. В одном конкретном варианте осуществления требовалось 4 теоретических ступени. Такое средство усиления контакта может быть предусмотрено в виде тарелок и/или насадки, в виде или структурированной или неструктурированной насадки. По меньшей мере часть средства усиления контакта пар/жидкость соответственно образует часть внутренней десорбционной секции 24.

Промежуточное устройство 45 сброса давления расположено в линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, и, таким образом, сообщается по текучей среде с колонной 20 десорбции азота. Промежуточное устройство 45 сброса давления функционально соединено с регулятором LC уровня, который взаимодействует с областью 28 сборника колонны 20 десорбции азота.

Промежуточное устройство 45 сброса давления находится на границе раздела между стороной давления десорбции, включающей колонну 20 десорбции азота, и стороной давления мгновенного испарения. Сторона давления мгновенного испарения включает в себя линию 90 жидкого углеводородного продукта, выполненную с возможностью отведения потока жидкого углеводородного продукта, полученного из обедненной азотом жидкости 40, и линию 60 технологического пара, выполненную с возможностью приема технологического пара, полученного из обедненной азотом жидкости 40. С помощью делителя 9 исходного потока и второй линии 11 подачи сырья, которые были кратко описаны выше, линия 8 подачи криогенного сырья соединяется по меньшей мере с одной линией из группы, состоящей из: линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, линии 90 жидкого углеводородного продукта и линии 60 технологического пара. Предпочтительно вторая линия 11 подачи сырья не проходит через какой-либо косвенный теплообменник, функционирующий для косвенного обмена теплом с каким-либо технологическим потоком.

В показанном варианте осуществления сторона давления мгновенного испарения дополнительно содержит криогенный резервуар 210 для хранения, соединенный с линией 90 жидкого углеводородного продукта, для хранения потока жидкого углеводородного продукта, необязательную линию 230 подачи отпарного газа и необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения.

Если предусмотрен такой конечный сепаратор 50 мгновенного испарения, как, например, в варианте осуществления фигуры 1, вторая линия 11 подачи сырья подходящим образом осуществляет подачу в конечный сепаратор 50 мгновенного испарения. Кроме того, такой конечный сепаратор 50 мгновенного испарения может быть выполнен в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через промежуточное устройство 45 сброса давления и линию 40 отведения обедненной азотом жидкости. Конечный сепаратор 50 мгновенного испарения может быть кроме того соединен с криогенным резервуаром 210 для хранения через линию 90 жидкого углеводородного продукта. Криогенный насос 95 может присутствовать в линии 90 жидкого углеводородного продукта, чтобы способствовать транспортировке жидкого углеводородного продукта к криогенному резервуару 210 для хранения.

Линия 60 технологического пара, как показано в варианте осуществления фиг. 1, может быть соединена с необязательным конечным сепаратором 50 мгновенного испарения через линию 64 пара мгновенного испарения и регулирующий клапан 65 потока пара мгновенного испарения, а также с криогенным резервуаром 210 для хранения через необязательную линию 230 подачи отпарного газа. Преимущество последнего соединения заключается в том, что оно позволяет использовать по меньшей мере часть отпарного газа из криогенного резервуара 210 как часть технологического пара.

Кроме того, технологический компрессор 260 предусмотрен на границе раздела между стороной давления десорбции и стороной давления мгновенного испарения. Предпочтительно, технологический компрессор 260 приводится в действие электрическим двигателем. Технологический компрессор 260 расположен в линии 60 технологического пара для приема технологического пара и для сжатия технологического пара. Линия 70 отведения сжатого пара сообщается по текучей среде с выпускным отверстием 261 технологического компрессора 260. Подходящим образом, технологический компрессор 260 может быть снабжен антипомпажным регулятором и охладителем рециркулята, которые используются, когда технологический компрессор находится в режиме рецикла и во время пуска (не показаны на чертеже).

Линия 71 десорбирующего пара находится в сообщении по текучей среде с колонной 20 десорбции азота через вторую впускную систему 23, расположенную на уровне ниже по вертикали от десорбционной секции 24 и предпочтительно над областью 28 сборника. Линия 71 десорбирующего пара соединена с линией 70 отведения сжатого пара через необязательный перепускной делитель 79. Клапан 75 десорбирующего пара предусмотрен в линии 71 десорбирующего пара.

Необязательно, линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара предусмотрена в сообщении по текучей среде со второй впускной системой 23 колонны 20 десорбции азота. В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 1, необязательная линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара соединена с линией 70 отведения сжатого пара. Регулирующий клапан 73 потока внешнего десорбирующего пара предусмотрен в необязательной линии 74 подачи внешнего десорбирующего пара. В одном варианте осуществления необязательная линия 74 подачи внешнего десорбирующего пара соответственно соединена с линией углеводородного пара в системе 100 сжижения или выше от нее по потоку.

Устройство 220 сжигания выполнено с возможностью приема по меньшей мере топливной части пара из линии 30 отведения головного погона. Устройство сжигания может содержать множество блоков сжигания и/или оно может включать в себя, например, одно или несколько из следующих устройств: печи, бойлера, инсинератора, двухтопливного дизельного двигателя или их сочетаний. Бойлер и двухтопливный дизельный двигатель могут быть соединены с электрогенератором.

Линия 87 рециркуляции пара необязательно выполнена с возможностью приема по меньшей мере паровой рециркуляционной части пара из линии 30 отведения головного погона. Линия 87 рециркуляции пара обходит колонну 20 десорбции азота, и обеспечивает обратную подачу по меньшей мере в одну из линий группы, состоящей из: линии 90 жидкого углеводородного продукта и линии 60 технологического пара. Регулирующий клапан 88 потока рециркуляции пара предпочтительно предусмотрен в линии 87 рециркуляции пара. Преимущество предложенной линии 87 рециркуляции пара заключается в том, что она позволяет селективно повышать содержание азота в потоке 90 жидкого углеводородного продукта. Если предусмотрен необязательный конечный сепаратор 50 мгновенного испарения, линия 87 рециркуляции пара подходящим образом осуществляет подачу в конечный сепаратор 50 мгновенного испарения.

Необязательно колонна 20 десорбции азота содержит внутреннюю ректификационную секцию 22 в дополнение к внутренней десорбционной секции 24. Внутренняя ректификационная секция 22 расположена внутри колонны 20 десорбции азота выше по вертикали, чем десорбционная секция 24. Первая впускная система 21 расположена по вертикали между внутренней ректификационной секцией 22 и внутренней десорбционной секцией 24. Головная часть 26 образована областью внутри колонны 20 десорбции азота выше по вертикали от ректификационной секции 22.

Необязательная внутренняя ректификационная секция 22 может содержать средство усиления контакта пар/жидкость, аналогичное находящемуся во внутренней десорбционной секции 24, для усиления разделения компонентов и отвода азота.

Как правило, колонна 20 десорбции азота взаимодействует с конденсатором для создания нисходящего потока жидкости через внутреннюю десорбционную секцию 24 и/или необязательную внутреннюю ректификационную секцию 22. Например, на фигуре 1 конденсатор предусмотрен в виде конденсатора 35 головного погона, внешнего по отношению к колонне 20 десорбции азота, тогда как на фигуре 2 он предусмотрен в виде встроенного внутреннего конденсатора 235 головного погона, который выполнен внутри головной части 26 в колонне 20 десорбции азота.

Такой конденсатор можно выгодным образом использовать для повторной конденсации по меньшей мере части сжатого технологического пара из линии 70 отведения сжатого пара. Например, в варианте осуществления фигуры 1, конденсатор 35 головного погона расположен в линии 30 отведения пара головного погона. Внутри конденсатора 35 головного погона пар головного погона может приводиться в косвенный теплообменный контакт с потоком 132 вспомогательного хладагента, в результате чего тепло передается от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента в количестве производительности по холоду. Регулирующий клапан 135 потока вспомогательного хладагента предусмотрен в линии 132 вспомогательного хладагента.

Регулятор 34 производительности по холоду может быть предусмотрен для регулирования производительности по холоду, представляющей собой степень, с которой тепло передается от пара головного погона к потоку вспомогательного хладагента. Соответственно, регулятор 34 производительности по холоду выполнен с возможностью регулирования производительности по холоду в ответ на показатель теплотворной способности отходящего газа по отношению к потребности в тепловой мощности. В показанном варианте осуществления регулятор 34 производительности по холоду выполнен в виде регулятора PC давления и регулирующего клапана 135 потока вспомогательного хладагента, которые функционально связаны друг с другом.

Снова ссылаясь на фиг. 1, сепаратор 33 головного погона расположен на расположенной ниже по ходу потока стороне линии 30 отведения пара головного погона. Линия 30 отведения пара головного погона разгружается в сепаратор 33 головного погона. Сепаратор 33 головного погона выполнен с возможностью отделения любой несконденсированной паровой фракции от любой сконденсированной фракции пара головного погона. Линия 80 отведения паровой фракции выполнена с возможностью отведения паровой фракции.

Подходящим образом, устройство 220 сжигания предусмотрено на расположенном ниже по ходу потока конце линии 80 отведения паровой фракции для приема по меньшей мере топливной части из паровой фракции в линии 80 отведения паровой фракции. Подходящим образом, конфигурация необязательной линии 87 рециркуляции пара включает необязательный делитель 89 паровой фракции, который может быть предусмотрен в линии 80 паровой фракции, обеспечивая регулируемое сообщение по текучей среде между линией 80 паровой фракции и линией 87 рециркуляции пара.

Теплообменник 85 рекуперации холода может быть предусмотрен в линии 80 отведения паровой фракции для сохранения холода, присутствующего в паровой фракции 80, с помощью теплообмена с потоком 86 рекуперации холода перед подачей паровой фракции 80 к любому устройству сжигания.

В одном варианте осуществления поток 86 рекуперации холода может содержать или состоять из побочного потока, происходящего из потока углеводородного сырья в линии 110 подачи углеводородного сырья системы 100 сжижения. Образующийся в результате охлажденный побочный поток может, например, быть объединен с криогенной углеводородной композицией в линии 8 подачи криогенного сырья. Таким образом, теплообмен для рекуперации холода в теплообменнике 85 рекуперации холода дополняет производительность криогенной углеводородной композиции. В другом варианте осуществления поток 86 рекуперации холода может содержать или состоять из пара головного погона в линии 30 отведения пара головного погона, предпочтительно участка линии 30 отведения пара головного погона, через который пар головного погона поступает из колонны 20 десорбции азота в конденсатор 35 головного погона. При этом производительность, требуемая от потока 132 вспомогательного хладагента в конденсаторе 35 головного погона, может быть снижена.

Система обратного орошения выполнена с возможностью допускать по меньшей мере часть 36 обратного орошения из сконденсированной фракции в колонну 20 десорбции азота на уровне над ректификационной секцией 22. В варианте осуществления фигуры 1 система обратного орошения включает в себя линию 37 отведения сконденсированной фракции, связанную по текучей среде с нижней частью сепаратора 33 головного погона, необязательный насос 38 обратного орошения, предусмотренный в линии 37 отведения сконденсированной фракции, и необязательный делитель 39 сконденсированной фракции. Необязательный делитель 39 сконденсированной фракции связывает по текучей среде линию 37 отведения сконденсированной фракции с колонной 20 десорбции азота через линию 36 части обратного орошения и систему 25 впуска обратного орошения, и с необязательной линией 13 рециркуляции жидкости. Необязательная линия 13 рециркуляции жидкости находится в сообщении по жидкой среде с линией 90 жидкого углеводородного продукта. Сообщение по жидкой среде означает, что линия 13 рециркуляции жидкости соединена с любом подходящим местом, из которого по меньшей мере часть части рециркуляции жидкости может поступать в линию 90 жидкого углеводородного продукта, при этом оставаясь в жидкой фазе. Таким образом, линия 13 рециркуляции жидкости может, например, быть непосредственно соединена с одним или несколькими элементами, выбранными из группы, состоящей из: колонны 20 десорбции азота, линии 8 подачи криогенного сырья, первой линии 10 подачи сырья, второй линии 11 подачи сырья, линии 40 отведения обедненной азотом жидкости, необязательного конечного сепаратора 50 мгновенного испарения и линии 90 жидкого углеводородного продукта. Рециркуляционный клапан 14 предусмотрен в необязательной линии 13 рециркуляции жидкости. Необязательный клапан 32 потока обратного орошения, функционально регулируемый регулятором потока обратного орошения (не показан), предпочтительно может быть предусмотрен в линии 36 части обратного орошения.

Линия 13 рециркуляции жидкости находится в сообщении по жидкой среде с линией 90 жидкого углеводородного продукта, предпочтительно через путь рециркуляции, который не проходит через ректификационную секцию 22, если она предусмотрена. Таким образом линия 13 рециркуляции жидкости помогает избежать подачи слишком большого количества жидкости в ректификационную секцию 22 и избежать прохождения рециркулирующей жидкости через ректификационную секцию 22. Это целесообразно, чтобы избежать нарушения равновесия в колонне 20 десорбции азота.

Необязательный перепускной делитель 79 находится в сообщении по текучей среде с линией 30 отведения пара головного погона, предпочтительно на стороне, расположенной выше по ходу потока от конденсатора 35 головного погона, если последний предусмотрен. Для этого может быть предусмотрена необязательная перепускная линия 76 пара между необязательным перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона. Перепускной регулирующий клапан 77 пара предпочтительно предусмотрен в перепускной линии 76 пара. Преимущество такой перепускной линии 76 пара состоит в том, что когда имеется избыток технологического пара, он может быть обработан вместе с отходящим газом в линии 80 отведения паровой фракции, не нарушая материальный баланс в колонне 20 десорбции азота. Перепускная линия 76 пара подходящим образом проходит вдоль обходного пути между перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона на стороне выше по ходу потока от конденсатора 35 головного погона. Обходной путь проходит между перепускным делителем 79 и линией 30 отведения пара головного погона и/или линией 80 отведения паровой фракции. Обходной путь не проходит через внутреннюю десорбционную секцию 24 в колонне 20 десорбции азота. Таким образом можно избежать прохождения недесорбирующей части через внутреннюю десорбционную секцию 24, что помогает избежать нарушения равновесия в колонне 20 десорбции азота.

Система 100 сжижения в настоящем описании до сих пор была представлена очень схематично. Она может представлять любую подходящую систему сжижения углеводородов и/или процесс, в частности, любой процесс сжижения природного газа, дающий сжиженный природный газ, и изобретение не ограничено конкретным выбором системы сжижения. Примеры подходящих систем сжижения применяют процессы одноконтурного охлаждения хладагентом (обычно одноконтурное охлаждение смешанным хладагентом - SMR-процессы, такие как PRICO, описанный в работе K.R. Johnsen и Р. Christiansen «LNG Production on floating platforms», представленной на конференции Gastech 1998 (Дубай), но также возможно применение процесса однокомпонентного хладагента, как, например, процесс BHP-cLNG, также описанный в вышеупомянутой работе K.R. Johnsen и Р. Christiansen); процессы двухконтурного охлаждения хладагентом (например, часто используемый процесс со смешанным хладагентом и пропаном с частой аббревиатурой C3MR, описанный, например, в патенте US 4404008, или, например, процессы двухконтурного охлаждения со смешанным хладагентом - DMR, пример которых описан в патенте US 6658891, или, например, процессы с двумя контурами, в которых каждый контур хладагента содержит однокомпонентный хладагент); и процессы, основанные на трех или более последовательностях компрессоров для трех или более контуров охлаждения, пример которых описан в патенте US 7114351.

Другие примеры подходящих систем сжижения описаны в патентах: US 5832745 (Shell SMR); US 6295833 и US 5657643 (оба являются вариантами Black & Veatch SMR); US 6370910 (Shell DMR). Другим подходящим примером процесса DMR является так называемый процесс LIQUEFIN от Axens, описанный, например, в статье P-Y Martin et al, озаглавленной «LIQUEFIN: AN INNOVATIVE PROCESS TO REDUCE LNG COSTS», представленной на 22-ой Всемирной газовой конференции в Токио, Япония (2003). Другие подходящие процессы с тремя контурами описаны, например, в патентах US 6962060; WO 2008/020044; US 7127914; DE3521060A1; US 5669234 (коммерчески известный как оптимизированный каскадный процесс); US 6253574 (коммерчески известный как каскадный процесс со смешанными хладагентами); US 6308531; в публикации заявки US 2008/0141711; Mark J. Roberts et al, «Large capacity single train AP-X(TM) Hybrid LNG Process», Gastech 2002, Доха, Катар (13-16 октября 2002). Эти ссылки приводятся, чтобы продемонстрировать широкую применимость изобретения, и не являются исключительным и/или исчерпывающим перечнем возможностей.

Предпочтительно, но не обязательно, любой компрессор, являющийся частью процесса сжижения углеводородов в системе сжижения, в частности любой компрессор хладагента, приводится в действие с помощью одного или нескольких электродвигателей, без механического приведения в действие любой паровой и/или газовой турбиной. Такой компрессор может приводиться в действие исключительно одним или несколькими электродвигателями. Не во всех приведенных выше примерах применяются электродвигатели в качестве приводов компрессоров хладагента. Должно быть понятно, что любые приводы, отличные от электродвигателей, могут быть заменены на электродвигатель, чтобы извлечь наибольшую пользу из настоящего изобретения.

Пример, в котором система 100 сжижения основана, например, на C3MR или Shell DMR, кратко проиллюстрирован на фигуре 2. В ней используется криогенный теплообменник 180, в данном случае в виде спирального теплообменника, содержащего нижний и верхний пучки (соответственно, 181 и 182) труб для углеводородного продукта, нижний и верхний пучки (соответственно, 183 и 184) труб для легкого смешанного хладагента (LMR) и пучок 185 труб для тяжелого смешанного хладагента (HMR).

Нижний и верхний пучки 181 и 182 труб для углеводородного продукта связывают по текучей среде линию 1 неочищенного сжиженного продукта с линией 110 подачи углеводородного сырья. По меньшей мере один теплообменник 115 предварительного охлаждения для охлажденного углеводорода может быть предусмотрен в линии 110 подачи углеводородного сырья выше по потоку от криогенного теплообменника 180.

Основной хладагент в виде смешанного хладагента подается в контур 101 циркуляции основного хладагента. Контур 101 циркуляции основного хладагента содержит линию 150 отработанного хладагента, соединяющую криогенный теплообменник 180 (в данном случае межтрубную зону 186 криогенного теплообменника 180) с основной стороной всасывания компрессора 160 основного хладагента, и линию 120 сжатого хладагента, соединяющую выпускное отверстие компрессора 160 основного хладагента с MR сепаратором 128 (сепаратором смешанного хладогента). Один или несколько теплообменников предусмотрено в линии 120 сжатого хладагента, включающей в себя в настоящем примере по меньшей мере один теплообменник 124, использующий теплоноситель с температурой окружающей среды, и по меньшей мере один теплообменник 125 предварительного охлаждения с охла