Усовершенствованные способ и система для охлаждения углеводородного потока - RU2018108052A
Код документа: RU2018108052A
Формула
1. Способ охлаждения углеводородного сырьевого потока первым хладагентом для получения охлажденного углеводородного потока, при этом первый хладагент имеет критическую температуру, включающий этапы, на которых:
(a) сжимают первый хладагент по меньшей мере в одной ступени компрессии для получения сжатого первого хладагента;
(б) охлаждают сжатый первый хладагент флюидом окружающей среды по меньшей мере в одном теплообменнике для получения охлажденного первого хладагента с первой температурой, которая выше или равна критической температуре первого хладагента;
(в) дополнительно охлаждают охлажденный первый хладагент по меньшей мере в одном теплообменнике-экономайзере по меньшей мере первой частью охлажденного первого хладагента для получения дополнительно охлажденного первого хладагента со второй температурой и нагретого первого хладагента, при этом вторая температура меньше, чем критическая температура первого хладагента; и
(г) охлаждают поток флюида в каждом из по меньшей мере одного контура охлаждения, расположенного в сообщении по потоку флюида ниже по потоку от экономайзера, при этом, каждый из по меньшей мере одного контура охлаждения имеет по меньшей мере одну ступень испарения, при этом каждый из последующих этапов выполняют на каждой ступени испарения:
(i) снижают давление первого хладагента;
(ii) охлаждают поток флюида первым хладагентом пониженного давления в испарителе, что приводит к испарению по меньшей мере части первого хладагента пониженного давления; и
(iii) обеспечивают прохождение по меньшей мере части испаренного первого хладагента пониженного давления в одну из по меньшей мере одной ступеней компрессии;
при этом, по меньшей мере один поток флюида, который охлаждается по меньшей мере в одном контуре охлаждения, включает углеводородный сырьевой поток и на этапе (г) получают охлажденный углеводородный поток.
2. Способ по п. 1, который дополнительно включает:
(д) дополнительное охлаждение и сжижение охлажденного углеводородного потока по меньшей мере в одном теплообменнике сжижения потоком второго хладагента для получения потока сжиженного природного газа.
3. Способ по п. 2, в котором по меньшей мере один поток флюида, который охлаждается по меньшей мере в одном контуре охлаждения, включает второй хладагент.
4. Способ по п. 1, в котором первый хладагент содержит этан, диоксид углерода или этилен.
5. Способ по п. 1, в котором этап (a) дополнительно включает:
(a) сжатие первого хладагента в нескольких ступенях компрессии для получения сжатого первого хладагента.
6. Способ по п. 5, в котором этап (г) дополнительно включает охлаждение по меньшей мере одного потока флюида в нескольких ступенях испарения, расположенных ниже по потоку от экономайзера, при этом этапы (г)(i) - (г)(iii) выполняют на каждой из нескольких ступеней испарения.
7. Способ по п. 1, в котором дополнительно включает:
(е) объединение фракции паровой фазы нагретого первого хладагента с испаренным первым хладагентом пониженного давления в одной из по меньшей мере одной ступени испарения перед выполнением этапа (г)(iii).
8. Способ по п. 7, в котором дополнительно включает:
(ж) разделение нагретого первого хладагента на фракцию паровой фазы и фракцию жидкой фазы, и выполнение этапа (г), используя фракцию жидкой фазы.
9. Установка охлаждения углеводородного сырьевого потока, включающая:
по меньшей мере одну ступень компрессии, сконфигурированную с возможностью сжимать первый хладагент;
по меньшей мере один теплообменник окружающей среды ниже по потоку в сообщении по потоку флюида с по меньшей мере одной ступенью компрессии, при этом по меньшей мере один теплообменник окружающей среды сконфигурирован с возможностью охлаждения первого хладагента до первой температуры путем косвенного теплообмена флюидом окружающей среды, при этом первая температура выше или равна критической температуре первого хладагента;
по меньшей мере один экономайзер ниже по потоку в сообщении по потоку флюида с по меньшей мере одним теплообменником окружающей среды, при этом экономайзер сконфигурирован с возможностью дополнительного охлаждения первого хладагента до второй температуры, которая ниже критической температуры первого хладагента;
по меньшей мере один контур охлаждения, расположенный ниже по потоку в сообщении по потоку флюида с по меньшей мере одним экономайзером, при этом каждый из по меньшей мере одного контура охлаждения имеет по меньшей мере одну ступень испарения, причем каждая из ступеней испарения включает дроссельный клапан выше по потоку в сообщении по потоку флюида с испарителем, при этом испаритель сконфигурирован с возможностью охлаждения потока флюида первым хладагентом и создания испаренного потока первого хладагента и охлажденного потока флюида, при этом каждая из ступеней испарения дополнительно включает контур испаренного первого хладагента в сообщении по потоку флюида с одной из по меньшей мере одной ступени компрессии;
при этом поток флюида по меньшей мере одного из по меньшей мере одного контура охлаждения включает углеводородный сырьевой поток.
10. Установка по п. 9, в котором дополнительно включает теплообменник сжижения, сконфигурированный с возможностью дополнительного охлаждения и сжижения углеводородного потока в по меньшей мере одном теплообменнике сжижения потоком второго хладагента для получения потока сжиженного природного газа.
11. Установка по п. 9, в котором по меньшей мере одна ступень компрессии включает несколько ступеней компрессии.
12. Установка по п. 11, в котором по меньшей мере одна ступень испарителя включает несколько ступеней испарителя.
13. Способ охлаждения углеводородного сырьевого потока первым хладагентом для получения охлажденного углеводородного потока, при этом первый хладагент имеет критическую температуру, включающий этапы, на которых:
(a) сжимают первый хладагена по меньшей мере в одной ступени компрессии для получения сжатого первого хладагента;
(б) охлаждают сжатый первый хладагент флюидом окружающей среды по меньшей мере в одном теплообменнике для получения охлажденного первого хладагента, имеющего первую температуру, которая больше или равна критической температуре первого хладагента;
(в) дополнительно охлаждают охлажденный первый хладагент по меньшей мере в одном вспомогательном теплообменнике для получения дополнительно охлажденного первого хладагента при второй температуре, которая меньше, чем критическая температура первого хладагента; и
(г) охлаждают поток флюида в каждом из по меньшей мере одного контура охлаждения, расположенного ниже по потоку в сообщении по потоку флюида от вспомогательного теплообменника, при этом, каждый из по меньшей мере одного контура охлаждения имеет по меньшей мере одну ступень испарения, каждую из последующих ступеней выполняют на каждой ступени испарения:
(i) снижают давление первого хладагента;
(ii) охлаждают поток флюида первым хладагентом пониженного давления в испарителе, что приводит к испарению по меньшей мере части первого хладагента пониженного давления; и
(iii) обеспечивают прохождение по меньшей мере части испаренного первого хладагента пониженного давления в одну из по меньшей мере одной ступени компрессии;
при этом по меньшей мере один поток флюида, который охлаждают по меньшей мере в одном контуре охлаждения, включает углеводородный сырьевой поток и на этапе (г) производит охлажденный углеводородный поток; и
холодопроизводительность по меньшей мере для одного вспомогательного теплообменника обеспечивают по меньшей мере одним вспомогательным хладагентом, выбранным из группы: (1) углеводородный сырьевой поток и (2) третий хладагент, который охлаждают посредством циклов расширения или сжатия пара.
14. Способ по п. 13, который дополнительно включает:
(д) дополнительное охлаждение и сжижение охлажденного углеводородного потока по меньшей мере в одном теплообменнике для сжижения потоком второго хладагента для получения потока сжиженного природного газа.
15. Способ по п. 14, в котором по меньшей мере один поток флюида, который охлаждают по меньшей мере в одном контуре охлаждения, содержит второй хладагент.
16. Способ по п. 13, в котором первый хладагент содержит этан, диоксид углерода или этилен.
17. Способ по п. 13, в котором этап (a) дополнительно включает:
(a) сжатие первого хладагента в нескольких ступенях компрессии для получения сжатого первого хладагента.
18. Способ по п. 17, в котором этап (г) дополнительно включает охлаждение по меньшей мере одного потока флюида в нескольких ступенях испарения, расположенных ниже по потоку от экономайзера, при этом этапы (г)(i) - (г)(iii) выполняют в каждой из нескольких ступеней испарения.
19. Способ по п. 13, который дополнительно включает:
(е) объединение фракции паровой фазы нагретого первого хладагента с испаренным первым хладагентом пониженного давления в одной, из по меньшей мере, одной ступени испарения перед выполнением этапа (г)(iii).
20. Способ по п. 19, который дополнительно включает:
(ж) разделение нагретого первого хладагента на фракцию паровой фазы и фракцию жидкой фазы, и выполнение этапа (г), используя фракцию жидкой фазы.
