Объединенный многоконтурный способ охлаждения сжижения газа - RU2005132159A

Реферат

1. Способ сжижения газа (1), который включает следующие стадии: охлаждение подаваемого газового потока последовательно по меньшей мере в двух зонах (310, 311 и 312) теплообмена при необходимых диапазонах температур для обеспечения сжиженного продукта (13), в котором охлаждение потока подаваемого газа в указанных диапазонах температур обеспечивают посредством испаряющихся хладагентов (117, 213 и 315), причем хладагент (315) в диапазоне самых холодных температур только частично испаряют в самой холодной зоне (312) теплообмена, и осуществляют его рециркуляцию в процессе рециркуляционного охлаждения, который включает стадии дополнительного испарения частично испаренного хладагента (316) в зоне (317) теплообмена при температурах выше самой высокой температуры в самой холодной зоне (312) теплообмена, сжатия (319, 324) дополнительно испаренного хладагента (318), чтобы произвести поток (328) сжатого хладагента, и охлаждения потока (328) сжатого хладагента, чтобы обеспечить самый холодный хладагент (315), отличающийся тем, что весь указанный поток (328) сжатого хладагента охлаждают посредством стадий (i) выборочного охлаждения потока (328, 351) сжатого хладагента в зоне (353) теплообмена, предшествующей самой холодной зоне (312) теплообмена, посредством косвенного теплообмена (352) с испаряющимся хладагентом (117); (ii) косвенного теплообмена (317) выборочно охлажденного потока (328, 354) с дополнительно испаряющимся хладагентом (316), чтобы обеспечить поток (329) охлажденного хладагента, и (iii) дополнительного охлаждения потока (329) охлажденного хладагента, чтобы обеспечить самый холодный хладагент (315).

2. Способ по п.1, в котором рециркуляционное охлаждение является самоохлаждаемым, за исключением любого охлаждения посредством стадии (i) выборочного охлаждения.

3. Способ по п.2, в котором охлаждение потока (328) сжатого хладагента исключает стадию (i).

4. Способ по п.2, в котором охлаждение потока (328, 351) сжатого хладагента содержит стадию (i).

5. Способ по п.1, в котором поток (1) подаваемого газа представляет собой природный газ.

6. Способ по п.1, в котором самый холодный хладагент в диапазоне самых холодных температур (315) представляет собой многокомпонентную смесь, содержащую азот, i-пентан и n-пентан, причем молярное отношение i-пентана к n-пентану в самом холодном хладагенте (315) является большим, чем единица, причем i-пентан и n-пентан получают из потока (1) подаваемого газа, и молярное отношение в самом холодном хладагенте (315) является большим, чем молярное отношение i-пентана к n-пентану в потоке (1) подаваемого газа.

7. Способ по п.1, в котором самый холодный хладагент в диапазоне самых холодных температур (315) представляет собой многокомпонентную смесь, содержащую азот, i-пентан и один или более углеводородов, имеющих четыре атома углерода, причем i-пентан и один или более углеводородов получают из потока (1) подаваемого газа, и молярное отношение i-пентана к одному или более углеводородам, имеющим четыре атома углерода, в самом холодном хладагенте (315) является большим, чем молярное отношение i-пентана к одному или более углеводородам, имеющим четыре атома углерода, в потоке (1) подаваемого газа.

8. Способ по п.7, в котором самый холодный хладагент (315) содержит (в моль.%) 5-15% азота, 30-60% метана, 10-30% этана, 0-10% пропана и 5-15% i-пентана.

9. Способ по п.1, в котором дополнительное охлаждение потока (329) охлажденного хладагента осуществляют посредством косвенного теплообмена с самым холодным хладагентом (315), испаряющимся в самой холодной зоне (312) теплообмена.

10. Способ по п.1, в котором, перед испарением для охлаждения потока (328, 339) сжатого хладагента, частично испаренный хладагент (316) объединяют с охлажденным жидким хладагентом (345) пониженного давления, чтобы обеспечить объединенный двухфазный хладагент (347), который испаряют, чтобы охладить поток (328, 339) сжатого хладагента, сжатый парообразный хладагент (330) охлаждают (332), чтобы обеспечить частично сконденсированный хладагент, частично сконденсированный хладагент разделяют (333) на поток (334) парообразного хладагента и поток (335) жидкого хладагента, поток (334) парообразного хладагента сжимают (336) и охлаждают (337), чтобы образовать частично сконденсированный поток, и частично сконденсированный поток разделяют (338) на сжатый парообразный хладагент (328, 339) и жидкий хладагент (340), давление жидкого хладагента понижают (341), чтобы обеспечить жидкий хладагент (342) пониженного давления, жидкий хладагент (342) пониженного давления объединяют с потоком (335) жидкого хладагента, чтобы обеспечить объединенный жидкий хладагент (343), поток (343) объединенного жидкого хладагента переохлаждают посредством косвенного теплообмена (344) с объединенным двухфазным хладагентом (347), чтобы обеспечить охлажденный жидкий хладагент (345) пониженного давления для объединения с частично испаренным хладагентом (316).

11. Установка для сжижения потока (1) газа посредством способа по п.1, содержащая по меньшей мере две зоны (310, 311 и 312) теплообмена для охлаждения потока (1) газа последовательно в необходимых диапазонах температур, чтобы обеспечить сжиженный продукт (13), и холодильные установки для обеспечения подачи хладагентов по трубопроводам (117, 213 и 315) хладагентов в зоны (310, 311 и 312) теплообмена, причем в зоне (312) теплообмена самых холодных температур только частично испаряется самый холодный хладагент, причем холодильная установка, обеспечивающая самый холодный хладагент, является рециркуляционной установкой, содержащей зону (317) дополнительного теплообмена, чтобы дополнительно испарять полученный в результате частично испаренный хладагент при температурах выше самой высокой температуры самой холодной зоны (312) теплообмена, средство (319) для сжатия испаренного хладагента, чтобы обеспечить поток (329) сжатого хладагента, трубопровод (318) для обеспечения подачи испаренного хладагента из зоны (317) дополнительного теплообмена в средство (319) для сжатия, трубопровод (328) для обеспечения подачи сжатого хладагента в зону (317) дополнительного теплообмена, трубопровод (329) для обеспечения подачи охлажденного сжатого хладагента из зоны (317) дополнительного теплообмена в самую холодную зону (312) теплообмена, и средство для дополнительного охлаждения (356) охлажденного сжатого хладагента для обеспечения сконденсированного хладагента, отличающаяся тем, что трубопровод (328), обеспечивающий подачу сжатого хладагента в зону (317) дополнительного теплообмена, обеспечивает транспортировку всего потока (328) сжатого хладагента и выборочно проходит через зону (353) теплообмена, предшествующую самой холодной зоне (312) теплообмена для охлаждения сжатого хладагента посредством косвенного теплообмена (352) с испаряющимся хладагентом (117).

12. Установка по п.11, в которой рециркуляционная холодильная установка с самым холодным хладагентом является самоохлаждаемой, за исключением любого охлаждения, обеспеченного посредством выбора охлаждения в предшествующей зоне (353) теплообмена.

13. Установка по п.12, в которой средство для дополнительного охлаждения (356) охлажденного сжатого хладагента для обеспечения сконденсированного хладагента содержит самую холодную зону (312) теплообмена, при этом установка дополнительно содержит средство (314) для понижения давления сконденсированного хладагента, чтобы обеспечить подачу хладагента по трубопроводу (315) хладагента в самую холодную зону (312) теплообмена.

14. Установка по п.13, в которой зона (317, 344) дополнительного теплообмена включает средство для переохлаждения жидкого хладагента, чтобы обеспечить переохлажденный жидкий хладагент, и самая холодная холодильная установка содержит средство (346) для понижения давления переохлажденного жидкого хладагента, чтобы обеспечить хладагент пониженного давления, и трубопровод (347) для объединения хладагента пониженного давления с частично испаренным хладагентом из самой холодной зоны (312) теплообмена, чтобы обеспечить подачу потока объединенного испаряющегося хладагента в зону (317; 344) дополнительного теплообмена, в которой поток объединенного испаряющегося хладагента испаряется, чтобы обеспечить подачу испаренного хладагента в средство (319) для сжатия.

15. Установка по п.14, в которой средство для сжатия испаренного хладагента из зоны (344) дополнительного теплообмена, содержит компрессор (331) первой ступени, промежуточный охладитель (332) для охлаждения и частичной конденсации полученного в результате потока первого сжатого хладагента, чтобы произвести поток частично сконденсированного первого сжатого хладагента, первый сепаратор (333) для разделения потока частично сконденсированного первого сжатого хладагента на поток первого парообразного хладагента и поток первого жидкого хладагента, компрессор (336) второй ступени для сжатия потока парообразного хладагента, чтобы обеспечить поток сжатого парообразного хладагента, переохладитель (337) для охлаждения потока сжатого парообразного хладагента, чтобы обеспечить поток охлажденного двухфазного хладагента, второй сепаратор (338) для обеспечения потока второго жидкого хладагента и сжатого хладагента в трубопроводе (328) для подачи в зону (317) дополнительного теплообмена, средство (341) для понижения давления потока второго жидкого хладагента, чтобы обеспечить поток второго жидкого хладагента пониженного давления, и трубопроводы (335, 342, 343) для объединения потока второго жидкого хладагента пониженного давления и потока первого жидкого хладагента, чтобы обеспечить подачу жидкого хладагента в зону (344) дополнительного теплообмена.

16. Установка по п.11 для сжижения потока (1) газа посредством способа по п.4, в которой самая холодная холодильная установка содержит трубопровод (348) для обеспечения подачи испаренного хладагента из зоны (317; 355) дополнительного теплообмена в средство (349) для сжатия испаренного хладагента, чтобы обеспечить сжатый хладагент, средство (352) для охлаждения в зоне (353) теплообмена, предшествующей самой холодной зоне (312) теплообмена для охлаждения сжатого хладагента посредством косвенного теплообмена с хладагентом, испаряющимся в зоне (353) теплообмена, чтобы обеспечить охлажденный сжатый хладагент, трубопровод для обеспечения подачи сжатого хладагента в зону (317; 355) дополнительного теплообмена для дополнительного охлаждения охлажденного сжатого хладагента посредством косвенного теплообмена с испаряющимся хладагентом из самой холодной зоны (312) теплообмена, чтобы обеспечить испаренный третий хладагент и дополнительно охлажденный сжатый хладагент, средство для дополнительного охлаждения (356) охлажденного сжатого хладагента в самой холодной зоне (312) теплообмена, чтобы обеспечить сконденсированный хладагент, и средство (314) для понижения давления сконденсированного хладагента, чтобы обеспечить подачу хладагента по трубопроводу (315) хладагента в самую холодную зону (312) теплообмена.