NO168099B - Fremgangsmaate for fjerning av nitrogen fra naturgasser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fjerning av nitrogen fra naturgasser og er spesielt anvendelig for anvendelse ved separering av en strøm fra en brønn i metan, naturgassvæsker og nitrogen.

Efterhvert som hydrokarbonkiIdene blir sjeldnere og vanske-ligere å utvinne, blir sekundærgjenvinning stadig mere utstrakt. Slik sekundærgjenvinning kalles vanligvis forbedret oljeutvinning (EOR) og forbedret gassutvinning (EGR). En slik sekundær gjenvinningsteknikk involverer innsprøyting av gass som ikke understøtter forbrenning inn i et reservoar for å heve reservoartrykket for å fjerne hydrokarboner som ikke kan fjernes fra reservoaret på grunn av det naturlige reservoartrykk. En vanlig benyttet gass for dette er nitrogen fordi den er relativt rikelig tilgjengelig og rimelig, og kan fremstilles i store mengder på reservoarstedet.

I løpet av tiden vil nitrogen som sprøytes inn i reservoaret begynne å bli fjernet sammen med hydrokarbonene. Dette krever fjerning av nitrogen fra hydrokarbonstrømmen for å til-fredsstille de minimale varmeinnholdskrav eller maksimale inert-innholdskrav for produkt-brenngass.

Konvensjonelle prosesser for å fjerne nitrogen fra naturgasser, ofte kalt nitrogenfjerningsprosesser, skiller reservoarstrømmen i metan, nitrogen og hydrokarbon med to eller flere karbonatomer som ofte kalles naturgassvæsker. Konvensjonelle prosesser gjennomfører denne separering ved først å separere reservoarstrømmen i en flytende strøm som hovedsakelig inneholder naturgassvæsker og i en dampstrøm som hovedsakelig inneholder nitrogen og metan. Væskestrømmen gjenvinnes og dampstrømmen separeres kryogent i en eller flere rektifiseringskolonner til nitrogen og metan. Når en enkel rektifiseringskolonne benyttes for å gjennomføre den kryogene rektifisering blir kolonnen ofte drevet ved hjelp av en varmepumpe med resirkulerende fluid. Fluidet for denne varmepumpe er generelt metan fordi denne gass tåler de omkoker- og kondensatortemperaturer som er nødvendige rimelige trykknivåer.

Et problem med slike konvensjonelle prosesser er at noe av naturgassvæskene ikke skilles ut ved den første separering men forblir sammen med og gjenvinnes sammen med metan. Dette er ufordelaktig fordi naturgassvæskene med bedre utbytte kan benyttes ved andre anvendelser enn som brennstoff sammen med metan. Således ville det være ønskelig å gjenvinne mere naturgassvæsker separat fra metan enn det er mulig ved konvensjonelle nitrogenutvinningsprosesser.

Et annet problem ved slike konvensjonelle prosesser er at bruken av metan som varmepumpe-fluid for kryogene nitrogen-metansepareringskolonner enten krever at kolonnen arbeider ved relativt høye trykk eller krever at varmepumpekretsen arbeider under vakuumbetingelser på lavtrykkssiden. Vakuum-betlngelser i metankretsen er uønsket, for det første fordi metan inherent er en usikker driftstilstand på grunn av mulig luftinntrengning i kretsen, for det andre fordi vakuumbetingelser forårsaker relativt høy energitilførsel fordi den nødvendige pumpeenergi er vesentlig. Imidlertid er drift av den nitrogen-metan-kryogene destillasjonskolonne ved høyt trykk for å unngå varmepumpekrets vakuumbetingelser ufordelaktig på grunn av at de høyere trykk legger driftsbegrens-ninger på kolonnen i form av økede separeringstrinn, økede tilbakeløpsvæskekrav, eller en kombinasjon derav. Det ville derfor være ønskelig å drive nitrogen-metan-destillasjons-kolonnen ved lavere trykk uten behovet for at varmepumpekretsen må arbeide under vakuumbetingelser.

En gjenstand for oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for å fjerne nitrogen fra naturgasser .

En annen gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for fjerning av nitrogen fra naturgasser der en større mengde naturgassvæsker gjenvinnes separat fra metan enn det som er mulig ved konvensjonelle nitrogensepareringsprosesser.

Ytterligere er gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for fjerning av nitrogen fra naturgass der en nitrogen-metan-kryogen separeringskolonne drives ved lavere enn konvensjonelle trykk mens man samtidig unngår behovet for å drive en varmepumpe under vakuumbetingelser .

I DE-A-2 932 561 beskrives det en fremgangsmåte for rektifisering av en rågassblanding under overatmosfærisk trykk og inneholdende minst tre komponenter, for eksempel naturgass der gassblandingen er fraksjonert i en første rektifiseringskolonne til et topprodukt i det vesentlige befridd for minst en høyerekokende komponent og i et bunnprodukt i det vesentlige befridd for minst en laverekokende komponent og som omfatter å komprimere de flytende bunnprodukter fra den første rektifiseringskolonne; føring av det resulterende komprimerte bunnprodukt i indirekte varmevekslingsforhold med gassblandingen for i det minste partielt å fordampe bunnproduktene; maskinekspansjon av resulterende fordampede komprimerte bunnprodukter for å danne en væske som så føres som tilbakeløp inn i en andre rektifiseringskolonne; og fraksjonering av resulterende ekspanderte bunnprodukter i den andre rektifiseringskolonne for å danne et topprodukt inneholdende laverekokende komponenter og i et bunnprodukt inneholdende høyerekokende komponenter.

I EP-A-0 068 587 beskrives det en fremgangsmåte som effektivt fjerner nitrogen fra naturgass over et vidt spektrum av nitrogenkonsentrasjoner og der naturgassen også kan inneholde høye konsentrasjoner av tunge hydrokarboner. Prosessen som der beskrives er spesielt fordelaktig for rensing av en naturgasstrøm som gjenvinnes fra et petroleumområde der nitrogeninjeksjon benyttes som en forbedret utvinnings-teknlkk.

Som det fremgår av beskrivelsen nedenfor skiller fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen seg fra den i EP-A-0 068 587 på flere måter, nemlig: 1. Foreliggende oppfinnelse krever at strippekolonnen er mellom en første separering og rektifiseringskolonnene. Den første separering separerer råstoffet i flytende tunge hydrokarboner og gassformig nitrogen-metan. I motsetning til dette lærer EP-A-0 068 587 bruken av en strippekolonne

oppstrøms en rektifiseringskolonne.

2. Foreliggende oppfinnelse krever at dampen fra en første separering partielt kondenseres og avkjøles i en minimal grad og at kun den resulterende flytende andel innføres til en strippekolonne. EP-A-0 068 587 innfører en

tofasestrøm til dens strippekolonne 70.

3. Foreliggende oppfinnelse krever at bunnvæsken i en strippekolonne gjenvinnes, mens EP-A-0 068 587 fører

bunnproduktene til en annen strippekolonne.

4. Foreliggende oppfinnelse krever at dampandelen av partiell kondensasjon forbigår en strippekolonne og føres direkte til rektifiseringskolonnene.

Foreliggende oppfinnelse er således å forbedre den kjente teknikk ved en fremgangsmåte for fjerning av nitrogen fra naturgasser der en nitrogenholdig hydrokarbonstrøm først separeres i en væske inneholdende primært hydrokarboner med to eller flere karbonatomer og i en damp inneholdende primært nitrogen og metan, og der dampstrømmen videre separeres i en eller flere rektifiseringskolonner i nitrogen og metan, idet denne fremgangsmåte karakteriseres ved: (A) avkjøling av dampen (12) etter den første separering med minst 10"C for partielt å kondensere den; (B) innføring av den kondenserte del (62) til toppen av en strippekolonne (43) idet den utgjør den eneste

tilmatning til strippekolonnen, og separering av den i strippekolonnen 1 en væske (11) inneholdende primært hydrokarboner med to eller flere karbonatomer

og i en damp (66) inneholdende primært metan;

(C) gjenvinning av hydrokarbonvæsken (11) og metandampen

(66) i trinn (B); og

(D) innføring av den ikke-kondenserte andel til rektifiseringskolonnen(e) (45) for separering i nitrogen og

metan.

Oppfinnelsen angår videre en fremgangsmåte av den ovenfor beskrevne type omfattende opprettholdelse av rektifisering-kolonnen(e) ved trykk under konvensjonelle trykk, men ikke under vakuumbetingelser i en varmepumpekrets, og denne utførelsesform karakteriseres ved trinnene: (a) innføring av den ikke-kondenserte andel som nitrogenholdig naturgassråstoff til en rektifiseringskolonne (45) som arbeider ved et trykk innen området

1379 x IO<3> til 3103 x IO<3> Pa;

(b) separering av råstoffet i kolonnen til en nitrogenrik

toppdamp (70) og en metanrik bunnvæske (79);

(c) avkjøling av toppdampen (70) ved indirekte varmeveksling (40) med fordampende varmepumpefluid omfattende fra 0,5 til 60 mol-# nitrogen og 99,5 til 40 mol-% metan for partielt å kondensere denne

toppdamp;

(d) tilbakeføring av den kondenserte del av toppdampen til kolonnen som flytende tilbakeløp (72) og fjerning fra prosessen av den ikke-kondenserte del (73) av

toppdampen som nitrogen;

(e) oppvarming av bunnvæsken ved indirekte va.rmeveksling (51) med kondenserende varmepumpefluid for partielt å

fordampe bunnvæsken; og

(f) tilbakeføring av den fordampede del (40) av bunnvæsken til kolonnen (45) som damptilbakeløp og

gjenvinning av den ikke-fordampede del (45) som

produktnaturgass,

der varmepumpefluidet til enhver tid er ved eller over omgivelsestrykk.

Uttrykket: "kolonne" benyttes her for å angi en destilla-sjons- eller fraksjoneringskolonne, det vil si en kontakt-kolonne eller sone der væske- eller dampfaser motstrøms kommer i kontakt for å bevirke separering av en fluidblanding som for eksempel ved kontakt mellom damp- og væskefåsene av en serie vertikalt anordnede skåler eller plater anordnet i kolonnene eller alternativt, på pakningselementer med hvilke kolonnen er fyllt.

For en utvidet diskusjon av fraksjoneringskolonner skal det henvises til "Chemical Engineer's Handbook", 5. utgave, utgitt av R.H.Perry og C.H.Chilton, McGraw-Hill Book Company, New York, del 13, "Distillation", B.D.Smith et al, side 13-3, "The Continuous Distillation Process."

Uttrykket "strippekolonne" benyttes her for å angi en kolonne der væskeråstoffet tilføres til toppen av kolonnen og de mere flyktige komponenter fjernes eller strippes fra den fallende væske på grunn av den stigende dampstrøm.

Uttrykket "naturgass" og "naturgasser" benyttes her for å angi et metanholdig fluid som de vanligvis utvinnes fra naturgassbrønner eller oljereservoarer.

Uttrykket "nitrogenholdig naturgasstrøm" og "nitrogenholdig hydrokarbonstrøm" benyttes her for å angi en strøm med en nitrogenkonsentrasjon fra 1 til 99 K>.

Uttrykkene "naturgassvæske" og "høyere hydrokarboner" benyttes her for å angi hydrokarboner med to eller flere karbonatomer.

Uttrykket "omgivelsestrykk" benyttes her for å angi trykket på utsiden av varmepumpekrets røranlegget. Generelt er omgivelsestrykket det atmosfæriske trykk.

For en nærmere forståelse av oppfinnelsen skal det henvises til fig. 1 som er et flytskjema for en foretrukket ut-førelsesform av oppfinnelsens fremgangsmåte.

Under henvisning til fig. 1 er strømmen 12 en gassformig strøm fra en første separering av et råstoff fra en brønn eller et reservoar. Det opprinnelige råstoff inneholdt nitrogen, metan og høyere hydrokarboner og i den første separering ble hovedmengden av høyrere hydrokarboner separert ut som væske. Gasstrømmen 12 er den andre del fra den første separering og inneholder nitrogen, metan og noen høyere hydrokarboner. Karakteristisk er nitrogen-konsentrasjonen i strømmen 12 fra 3 til 90 H>, metankonsentrasjonen fra 10 til 97 <t>, konsentrasjonen av høyere hydrokarboner fra 1 til 15 H> og temperaturen i strømmen 12 fra-13 3 til -43°C.

Strømmen 12. avkjøles i varmeveksleren 40 mot returstrømmer med minst 10 og fortrinnsvis minst 20, aller helst minst 30"c for å gi en delvis kondensert strøm 60 som tilføres til faseseparatoren 42. Dampdelen 61 fra faseseparatoren 42 inneholdende i det vesentlige nitrogen og metan avkjøles ytterligere mot returstrømmer i varmeveksleren 41, ekspanderes gjennom ventilen 64 og innføres som råstoff 65 til rektifiseringskolonnen 45 som arbeider ved et trykk fra 1379 x IO<3> til 1303 x IO<3> Pa. Væskedelen 62 fra f aseseparatoren 42 inneholdende i det vesentlige metan og høyere hydrokarboner ekspanderes gjennom ventilen 63 og tilføres til strippekolonnen 43 ved toppen av kolonnen. Fortrinnsvis ekspanderes væskedelen 62 til et trykk minst 345 x IO<3> Pa lavere gjennom ventilen 63. Med andre ord kjøres strippekolonnen 43 fortrinnsvis ved et lavere trykk minst 345 x IO<3 >Pa lavere enn trykket i gasstrømmen 12 fra den første separering.

I str.ippekolonnen 43 faller væske mot den stigende damp som dannes fra omkokt væske i bunnen av kolonnen. Kolonnebunn-væsken kokes om i bunnomkokeren 44 som kan oppnå varme fra en hvilken som helst hensiktsmessig kilde som en varmeveksler 40. Den fallende væske og stigende damp kommer i motstrøms-kontakt for å separere innkommende væske i en damp som fjernes fra kolonnen som en strøm 66 inneholdende primært metan og i en væske som fjernes fra kolonnen som strømmen 11 inneholdende primært høyere hydrokarboner. Som vist i figur II kan strømmen 66 oppvarmes i varmeveksleren 40 og tre ut som en strøm 17.

Således kan man ved bruk av faseseparering og ytterligere separering av væskestrøm fra fasesepareringen i en strippekolonne, være i stand til å gjenvinne ytterligere høyere hydrokarboner, vist i figur 1 som strømmen 11 separat fra metan. Uten bruk av faseseparering og strippekolonne-separering ville disse ytterligere høyere hydrokarboner gjenvinnes som en komponent i et meta&tbytte fra kolonnen 45. Gjenvinning av disse høyere hydrokarboner separat fra metan er fordelaktig på grunn av at de høyere hydrokarboner har høyere økonomisk verdi som kjemikalier eller kjemikalie-råstoffer enn som brennstoff og gjenvinning av høyere hydrokarboner sammen med metan ville nødvendiggjøre deres bruk som brennstoff istedetfor mere fortjenestebringende anvendelser.

Selv om den sekundære metanfjerner vanligvis ville benyttes for å øke gjenvinningen av naturgassvæsker kan det for enkelte formål være mere fordelaktig å benytte dualmetan-fjerner-arrangementet for å redusere prosessenergibehovet. For eksempel har prosessberegninger antydet at prosessenergi-besparelser på flere prosent kan oppnås ved dualmetan-fjernings-arrangementet for ekvivalent naturgassvæske-gjenvinning.

I rektifiseringskolonnen 45 separeres det nitrogenholdige naturgass råstoff i en nitrogenrik toppdamp og en metanrik bunnvæske. Bunnvæsken trekkes av fra kolonnen 45 som strømmen 79 og oppvarmes i varmeveksleren 51 ved indirekte varmeveksling mot kondenserende varmepumpe fluid for å oppnå en delvis fordampet strøm 8 som innføres til faseseparatoren 52 tilbakeføres til kolonnen 45 som tilbakeløpsdamp. Væske-andelen 95 fra faseseparatoren 52 ekspanderes gjennom ventilen 56 og den flytende strøm 67 oppvarmes i varmeveksleren 41 til tilstand 68, oppvarmes videre i varmeveksleren 20 og trer ut som metanprodukt i form av strømmen 20. Toppdampen trekkes av fra kolonnen 45 som strømmen 70 og avkjøles i varmeveksleren 49 ved indirekte varmeveksllng med fordampende varmepumpefluid og gir en partielt kondensert strøm 71 som Innføres til faseseparatoren 53. Væskedelen 72 fra faseseparatoren 53 tilbakeføres til kolonnen 45 som tilbakeløpsvæske. Dampandelen 73 fra faseseparatoren 53 oppvarmes i varmeveksleren 48 til tilstanden 74, oppvarmes ytterligere i varmeveksleren 47 til tilstand 75, oppvarmes ytterligere i varmeveksleren 41 til tilstanden 76 og oppvarmes i varmeveksleren 40 hvorfra den slippes ut som nitrogenstrøm 23. Denne strøm kan frigis til atmosfæren eller fortrinnsvis gjenvinnes og benyttes igjen for injeksjon i en brønn eller et reservoar for EGR- eller EOR-prosesser.

Kolonnen 45 drives av en varmepumpekrets som tar varme ut fra toppen av kolonnen og pumper den til bunnen av kolonnen. Fortrinnsvis fjerner også varmepumpen noe varme fra et mellomliggende punkt i kolonnen. Varmekretsen er en lukket sløyfe og masseuavhengig fra kolonnen 45. Varmepumpekretsen benytter et varmepumpefluid som er en blanding av nitrogen og metan. Blandingen omfatter fra 0,5 til 60 mol-# nitrogen og 99,5 til 40 mol-% metan, fortrinnsvis fra 1 til 30 rool-# nitrogen og 99 til 70 mol-% metan og aller helst fra 5 til 20 mol-# nitrogen og 95 til 80 mol-# metan.

Den utførelsesform som er vist i figur 1 benytter en totrinns eller dualtrykk varmepumpekrets som er en foretrukket utførelsesform og som nu skal beskrives i detalj. Varmepumpefluidet under trykk og ved omgivelsestemperatur ved 89 avkjøles i varmeveksleren 46 mot oppvarmende resirkulerende varmepumpefluid til avkjølt trykktilstand 90. Avkjølt varmepumpefluid under trykk kondenseres så i varmeveksleren 51 for delvis å fordampe bunnvæske fra kolonnen 45. Kondensert varmepumpefluid 91 underkjøles så i varmeveksleren 47 mot oppvarmende resirkulerende varmepumpefluid og helst den oppvarmede nitrogen returstrøm.

Det underkjølte varmepumpefluid fra varmeveksleren 47 oppdeles så i to andeler. Den første andel 92 underkjøles ytterligere i varmeveksleren 48 mot oppvarmende resirkulerende og aller helst den oppvarmende nitrogen returstrøm. Den første del av ytterligere underkjølt varmepumpefluid fra varmeveksleren 48 ekspanderes gjennom ventilen 54 til et trykk minst lik omgi vel sestrykket som strømmen 97 og føres gjennom varmeveksleren 49 for partielt å kondensere toppdampen fra kolonnen 45. Varmepumpe-fluidets første del trer ut av varmeveksleren 49 som strømmen 82, oppvarmes ved gjennomføring gjennom varmeveksleren 48 til tilstand 83, oppvarmes ytterligere i varmeveksleren 47 til tilstand 84, oppvarmes ytterligere i varmeveksleren 46 til tilstand 85 og føres gjennom kompressoren 57 der den komprimeres til et mellomliggende trykk. Den andre del av det underkjølte varmepumpefluid ekspanderes gjennom ventilen 55 til et mellomliggende trykk, høyere enn det trykk hvortil den første del ekspanderes, som strømmen 96 og føres gjennom varmeveksleren 50 der den oppvarmes for minst partielt å kondensere strømmen 77 som er en dampstrøm tatt fra et mellomliggende punkt i kolonnen 45. Den i det minste delvis kondenserte strøm 78 tilbakeføres så til kolonnen 45 som ytterligere tilbakeløp. Varmepumpefluidets andre del trer ut av varmeveksleren 50 som strømmen 86, oppvarmes ved gjennom-gang gjennom varmeveksleren 46 til tilstand 88 og kombineres med den første del ved mellomliggende trykk. Den kombinerte strøm føres så gjennom kompressoren 58 der den komprimeres og hvorfra den trer ut som strømmen 89 og begynner resirku-leringen på ny. Det sees så at trykket i varmepumpekretsen alltid er lik eller overskrider omgivelsestrykket. Således unngås vakuumtilstander i kretsen og det er ingen luftinntrengning i kretsen.

Anvendelsen av blandet varmepumpefluid ifølge oppfinnelsen resulterer i et antall fordeler. Bruken av den definerte mengde • nitrogen i varmepumpefluidet senker kokepunktet i fluidet og tillater derved at separeringskolonnen 45 kan arbeide ved lavere trykk. Drift av separeringskolonnen 45 ved lavere trykk reduserer kondenseringstemperaturen for kolonne toppstrømmen 70. Tilsvarende må også koketemperaturen for varmepumpefluidet i varmeveksleren 49 synke. Bruken av den definerte mengde nitrogen i varmepumpefluidet holder positivt trykk på dette punkt i varmepumpekretsen og unngår derved vakuumbetingelser i denne.

Drift ved lavere trykk av kolonnen 45 tillater mere effektiv separering av råstoffstrømmen til dens nitrogen- og metan-komponenter med reduksjon av enten det nødvendige antall separeringstrinn eller nødvendige mengde tilbakeløpsvæske eller en kombinasjon av disse to faktorer. Videre kan kolonnen 45 drives ved et lavere trykk enn i en konvensjonell nitrogen-metan enkeltkolonne-separeringsprosess uten de vesentlige mangler som oppstår ved vakuumtilstander i varmepumpekretsen. Enkeltkolonne nitrogen-metan-separerings-prosessen ifølge oppfinnelsen tillater at kolonnen kan arbeide ved et lavere trykk enn det som er nødvendig ved en konvensjonell enkel kolonne mens man holder positivt trykk på alle punkter i varmepumpekretsen. Trykkreduksjonen vil avhenge av mengden nitrogen i varmepumpefluidet og kan nå opp i ca. 1034 x 10<3> Pa. For de situasjoner der nitrogenstrømmen ikke er ment for bruk om igjen i en nitrogen reinjiserings-prosess mister man Ikke trykkenergi fra prosessen ved frigitt nitrogen ved lavt trykk.

En annen forde] ved varmepumpesløyfen med blandet fluid ifølge oppfinnelsen angår temperaturmønstre i kondensator-omkokeren 51 og tilbakeløpskondensatorene 50 og 49. For de situasjoner der separering i kolonnen 45 ikke krever høyrene produkter vil toppdampen 70 kondensere over et temperaturområde istedet for ved en konstant temperatur og bunnvæsken 49 vil fordampe over et visst temperaturområde istedet for ved konstant temperatur. På samme måte vil dampen fra kolonnemidtpunktet som alltid er en blanding, kondensere over et temperaturområde. Hvis i henhold til dette varmepumpefluidet er en blanding slik at det kondenserer over et temperaturområde og fordamper over et temperaturområde istedet for ved konstante temperaturer vil bruken av motstrøms varmeveksling i omkokeren 51 og tilbakeløpskonden-satorene 50 og 49 tillate bedre tilpasning av temperatur-mønstre i disse varmevekslere slik at trykknivåene i varmepumpesløyfen reduseres. Dette resulterer direkte i lavere energiomkostninger forbundet med varmepumpekretsen, det vil si lavere energikrav for å tilmåte en gitt mengde tilbakeløpsvæske for kolonneseparering. Graden av energi-reduksjon kan erkjennes ved å ta i betraktning at for en anvendelse der nitrogen kolonnen over topp kan inneholde 5 mol-% metan kan bruken av et blandet nitrogen-metan-varmepumpefluid med ca. 5 mol-% nitrogen og 95 mol-Æ metan redusere energibehovet med ca. 4 # sammenlignet med energibehovet når 100 % metan er varmepumpefluidet.

Tabell 1 oppfører typiske prosessbetingelser oppnådd ved en datamaskinsimulering av prosessen ifølge oppfinnelsen. Strømnumrene tilsvarer de i figur 1 og angivelsen C£ + angir hydrokarboner med to eller flere karbonatomer. Ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan man mere effektivt separere en matestrøm inneholdende nitrogen, metan og høyere hydrokarboner i disse komponentdeler.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for fjerning av nitrogen fra naturgasser der en nitrogenholdig hydrokarbonstrøm først separeres i en væske inneholdende primært hydrokarboner med to eller flere karbonatomer og i en damp inneholdende primært nitrogen og metan, og der dampstrømmen videre separeres i en eller flere rektifiseringskolonner i nitrogen og metan, karakterisert ved: (A) avkjøling av dampen (12) etter den første separering med minst 10°C for partielt å kondensere den; (B) innføring av den kondenserte del (62) til toppen av en strippekolonne (43) idet den utgjør den eneste tilmatning til strippekolonnen, og separering av den i strippekolonnen i en væske (11) inneholdende primært hydrokarboner med to eller flere karbonatomer og i en damp (66) inneholdende primært metan; (C) gjenvinning av hydrokarbonvæsken (11) og metandampen (66) i trinn (B); og (D) innføring av den ikke-kondenserte andel til rektif1-seringskolonnen(e) (45) for separering i nitrogen og metan.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dampen etter den første separering avkjøles med minst 20°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at dampen etter den første separering avkjøles med minst 30°C.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at strippekolonnen drives ved et trykk på minst 344,8 x IO<3> Pa under trykket i dampen fra den første separering.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at avkjølingen i trinn (A) gjennomføres i det minste delvis ved indirekte varmeveksling av dampen etter den første separering med metandampen fra strippekolonnen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 omfattende opprettholdelse av rektifiseringskolonnen(e) (45) ved trykk under konvensjonelle trykk, men ikke under vakuumbetingelser i en varmepumpekrets, karakterisert ved trinnene: (a) innføring av den ikke-kondenserte andel som nitrogenholdig naturgassråstoff til en rektifiseringskolonne (45) som arbeider ved et trykk innen området 1379 x IO<3> til 3103 x 10<3> Pa; (b) separering av råstoffet i kolonnen til en nitrogenrik toppdamp (70) og en metanrik bunnvæske (79); (c) avkjøling av toppdampen (70) ved indirekte varmeveksling (40) med fordampende varmepumpefluid omfattende fra 0,5 til 60 mol-% nitrogen og 99,5 til 40 mol-% metan for partielt å kondensere denne toppdamp; (d) tilbakeføring av den kondenserte del av toppdampen til kolonnen som flytende tilbakeløp (72) og fjerning fra prosessen av den ikke-kondenserte del (73) av toppdampen som nitrogen; (e) oppvarming av bunnvæsken ved indirekte varmeveksling (51) med kondenserende varmepumpefluid for partielt å fordampe bunnvæsken; og (f) tilbakeføring av den fordampede del (40) av bunnvæsken til kolonnen (45) som damptilbakeløp og gjenvinning av den ikke-fordampede del (45) som produktnaturgass, der varmepumpef luidet til enhver tid er ved eller over omgivelsestrykk.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at det anvendes et varmepumpefluid som har en sammen-setning fra 1 til 30 mol-* nitrogen og fra 99 til 70 mol-* metan.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det anvendes et varmepumpefluid som har en sammen-setning fra 5 til 20 mol-* nitrogen og fra 95 til 80 mol-* metan.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 6 til 8, der varmepumpefluidet resirkuleres i lukket sløyfe, karakterisert ved at den omfatter:

(1) avkjøling av varmepumpefluidet ved indirekte varmeveksling med bunnvæsken;

(2) oppdeling av det avkjølte varmepumpefluid i en første og i en andre del;

(3) ekspandering av den første del til et trykk minst lik omgivelsestrykk og oppvarming av den ekspanderte første del ved indirekte varmeveksling med toppdampen;

(4) ekspandering av den andre del til et mellomliggende trykk over det trykk hvor til den første del ekspanderes og oppvarming av den ekspanderte andre del ved indirekte varmeveksling med en dampstrøm tatt fra det mellomliggende punkt i kolonnen; og

(5) komprimering av de ekspanderte første og andre andeler for å danne varmepumpef luidet som skal avkjøles i trinn (1).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at den mellomliggende dampstrøm i trinn (4) i det minste partielt kondenseres og resirkuleres til kolonnen som tilbakeløp.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at minst en av de oppvarmede ekspanderte andeler oppvarmes ytterligere før komprimering ved indirekte varmeveksling med varmepumpefluidet før ekspansjonen.

12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 11, karakterisert ved at varmepumpe-fluldet i tillegg avkjøles før sin ekspansjon ved indirekte varmeveksling med den ikke-kondenserte andel av toppdampen før fjerning fra prosessen.

13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 9 til 12, karakterisert ved at den første del komprimeres til det mellomliggende trykk, kombineres med den andre del og at den kombinerte strøm komprimeres for å utgjøre varmepumpefluidet som skal avkjøles i trinn (1).