Способ ожижения природного газа путем охлаждения за счет расширения - RU2002118819A

Реферат

1. Способ сжижения потока сжатого газа, богатого метаном, включающий следующие стадии: (a) отвод первой фракции потока сжатого газа и обеспечение энтропического расширения отведенной первой фракции до более низкого давления для охлаждения и по меньшей мере частичного ожижения отведенной первой фракции, (b) охлаждение второй фракции потока сжатого газа посредством непрямого теплообмена с расширенной первой фракцией; (c) обеспечение расширения второй фракции потока сжатого газа до более низкого давления, при этом по меньшей мере частично ожижают вторую фракцию потока сжатого газа, и (d) удаление сжиженной второй фракции из процесса как поток сжатого продукта, имеющего температуру выше -112°С (-170°F) и давление, равное давлению в точке начала кипения или выше него.

2. Способ по п.1, в котором поток сжатого газа имеет давление выше 11032 кПа (1600 psia).

3. Способ по п.1, в котором охлаждение второй фракции первой фракцией производят в одном или более теплообменников.

4. Способ по п.1, который дополнительно содержит перед стадией (а) дополнительные стадии, на которых отводят фракцию потока сжатого газа и производят энтропическое расширение отведенной фракции до более низкого давления для охлаждения отведенной фракции, и охлаждают оставшуюся фракцию потока сжатого газа посредством непрямого теплообмена с расширенной фракцией.

5. Способ по п.4, в котором стадии отвода и расширения фракции потока сжатого газа повторяют в двух отдельных, последовательных стадиях перед стадией (а).

6. Способ по п.5, в котором первую стадию непрямого охлаждения второй фракции производят в первом теплообменнике, и вторую стадию непрямого охлаждения второй фракции производят во втором теплообменнике.

7. Способ по п.1, который дополнительно содержит после того, как расширенная первая фракция охладит вторую фракцию, дополнительные стадии, на которых сжимают и охлаждают расширенную первую фракцию и затем производят рециркуляцию сжатой первой фракции путем объединения ее с потоком сжатого газа в точке процесса перед стадией (b).

8. Способ по п.1, который дополнительно содержит стадию, на которой пропускают расширенную вторую фракцию со стадии (с) в сепаратор фаз для получения паровой фазы и жидкой фазы, причем жидкая фаза представляет собой поток продукта со стадии (d).

9. Способ по п.1, в котором давление расширенной первой фракции превышает 1380 кПа (200 psia).

10. Способ по п.1, который дополнительно содержит дополнительные стадии, на которых производят регулирование давления расширенной первой фракции для обеспечения существенного сближения кривой нагрева расширенной первой фракции и кривой охлаждения второй фракции, когда расширенная первая фракция охлаждает посредством непрямого теплообмена вторую фракцию.

11. Способ по п.1, в котором по существу все охлаждение и ожижение сжатого газа представляют собой по меньшей мере две работы расширения сжатого газа.

12. Способ по п.1, который дополнительно содержит перед стадией (а) дополнительную стадию, на которой производят предварительное охлаждение потока сжатого газа посредством холодильного агента в холодильной установке с замкнутым контуром.

13. Способ по п.12, в котором холодильный агент представляет собой пропан.

14. Способ ожижения потока сжатого газа, богатого метаном, включающий следующие стадии: (a) отвод первой фракции потока сжатого газа и обеспечение расширения отведенной первой фракции до более низкого давления для охлаждения отведенной первой фракции, (b) охлаждение второй фракции потока сжатого газа в первом теплообменнике посредством непрямого теплообмена с расширенной первой фракцией, (c) отвод из второй фракции третьей фракции, при этом оставляют четвертую фракцию потока сжатого газа, и производят расширение отведенной третьей фракции до более низкого давления, для охлаждения и по меньшей мере частичного ожижения отведенной третьей фракции, (d) охлаждение четвертой фракции потока сжатого газа во втором теплообменнике путем непрямого теплообмена с по меньшей мере частично ожиженной третьей фракцией, (e) дополнительное охлаждение четвертой фракции со стадии (d) в третьем теплообменнике, (f) обеспечение расширения под давлением четвертой фракции до более низкого давления, при этом по меньшей мере частично ожижают четвертую фракцию потока сжатого газа, (g) пропуск расширенной четвертой фракции со стадии (f) в сепаратор фаз, в котором отделяется пар, полученный посредством расширения на стадии (f), от жидкости, полученной посредством этого расширения, (h) удаление пара из сепаратора фаз и пропуск пара последовательно через третий теплообменник, второй теплообменник и первый теплообменник, (i) сжатие и охлаждение пара, выходящего из первого теплообменника, и возврат сжатого охлажденного пара в сжатый поток для рециркуляции, и (j) удаление из сепаратора фаз сжиженной четвертой фракции как поток сжатого продукта, имеющего температуру выше -112°С (-170°F) и давление, равное давлению в точке начала кипения или выше него.

15. Способ по п.14, который дополнительно содержит стадию ввода выкипевшего пара в поток пара, удаляемого из сепаратора фаз, перед тем, как поток пара пропускают через третий теплообменник.

16. Способ по п.14, который дополнительно содержит после того, как расширенная первая фракция охладит вторую фракцию, дополнительные стадии, на которых сжимают и охлаждают расширенную первую фракцию и затем производят рециркуляцию сжатой первой фракции путем объединения ее с потоком сжатого газа в точке процесса перед стадией (b).

17. Способ по п.14, в котором способ дополнительно содержит, после того как третья фракция пройдет через второй теплообменник, дополнительные стадии, на которых пропускают третью фракцию через первый теплообменник, затем сжимают и охлаждают третью фракцию и вводят сжатую и охлажденную третью фракцию в поток сжатого газа для рециркуляции.

18. Способ по п.14, в котором поток сжатого газа имеет давление выше 11032 кПа (1600 psia).

19. Способ сжижения потока сжатого газа, богатого метаном, включающий следующие стадии: (a) отвод из потока сжатого газа первой фракции и пропуск отведенной первой фракции через первый теплообменник для охлаждения первой фракции, (b) отвод из потока сжатого газа второй фракции, при этом оставляют третью фракцию потока сжатого газа и производят расширение отведенной второй фракции до более низкого давления для охлаждения отведенной второй фракции, (c) охлаждение третьей фракции потока сжатого газа во втором теплообменнике посредством непрямого теплообмена с охлажденной второй фракцией, (d) отвод из охлажденной третьей фракции четвертой фракции, при этом оставляют пятую фракцию потока сжатого газа, и производят расширение отведенной четвертой фракции до более низкого давления для охлаждения по меньшей мере частичного ожижения отведенной четвертой фракции, (e) охлаждение пятой фракции потока сжатого газа в третьем теплообменнике путем непрямого теплообмена с расширенной четвертой фракцией, (f) обеспечение расширения под давлением охлажденной первой фракции и охлажденной пятой фракции до более низкого давления, при этом, по меньшей мере частично ожижают охлажденную первую фракцию и охлажденную пятую фракцию, и пропускают расширенные первую и пятую фракции в сепаратор фаз, в котором отделяется пар, полученный посредством расширения, от жидкости, полученной посредством этого расширения, (g) удаление пара из сепаратора фаз и пропуск пара через первый теплообменник для передачи охлаждения первой отведенной фракции, и (h) удаление жидкости из сепаратора фаз как поток продукта, имеющего температуру выше -112°С (-170°F) и давление, равное давлению в точке начала кипения или выше него.

20. Способ ожижения потока сжатого газа, богатого метаном, включающий следующие стадии: (a) отвод из потока сжатого газа первой фракции и пропуск отведенной первой фракции через первый теплообменник для охлаждения первой фракции, (b) отвод из потока сжатого газа второй фракции, при этом оставляют третью фракцию потока сжатого газа и производят расширение отведенной второй фракции до более низкого давления для охлаждения отведенной второй фракции, (c) охлаждение третьей фракции потока сжатого газа во втором теплообменнике посредством непрямого теплообмена с охлажденной второй фракцией, (d) отвод из охлажденной третьей фракции четвертой фракции, при этом оставляют пятую фракцию потока сжатого газа, и производят расширение отведенной четвертой фракции до более низкого давления, для охлаждения и по меньшей мере частичного ожижения отведенной четвертой фракции, (e) охлаждение пятой фракции потока сжатого газа в третьем теплообменнике путем непрямого теплообмена с расширенной четвертой фракцией, (f) объединение охлажденной первой фракции и охлажденной пятой фракции, чтобы образовать объединенный поток, (g) обеспечение расширения под давлением объединенного потока до более низкого давления, при этом, по меньшей мере частично ожижают объединенный поток, и пропускают расширенный объединенный поток в сепаратор фаз, в котором отделяется пар, полученный посредством расширения из жидкости, полученной посредством расширения, (h) удаление пара из сепаратора фаз и пропуск пара через первый теплообменник для передачи охлаждения первой отведенной фракции, и (i) удаление жидкости из сепаратора фаз как поток продукта, имеющего температуру выше -112°С (-170°F) и давление, равное давлению в точке начала кипения или выше него.

21. Способ по п.20, который дополнительно содержит после того, как расширенная вторая фракция охладит третью фракцию во втором теплообменнике, стадии, на которых сжимают и охлаждают вторую фракцию, и затем вводят вторую фракцию в поток сжатого газа для рециркуляции.

22. Способ по п.20, который дополнительно содержит после того, как расширенная четвертая фракция охладит пятую фракцию в третьем теплообменнике, стадии, на которых пропускают четвертую фракцию через второй теплообменник, затем сжимают и охлаждают четвертую фракцию и вводят четвертую фракцию в поток сжатого газа для рециркуляции.

23. Способ по п.20, который дополнительно содержит стадии, на которых вводят выкипевший пар в поток пара, отведенного из сепаратора фаз перед тем, как поток пара пропускают через первый теплообменник.

24. Способ по п.20, в котором поток сжатого газа имеет давление выше 13790 кПа (2000 psia).