EA006724B1 - Способ получения сжиженного природного газа (варианты) - Google Patents

Способ получения сжиженного природного газа (варианты) Download PDF

Info

Publication number
EA006724B1
EA006724B1 EA200400723A EA200400723A EA006724B1 EA 006724 B1 EA006724 B1 EA 006724B1 EA 200400723 A EA200400723 A EA 200400723A EA 200400723 A EA200400723 A EA 200400723A EA 006724 B1 EA006724 B1 EA 006724B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
cooling
feed stream
cooled
component
natural gas
Prior art date
Application number
EA200400723A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200400723A1 (ru
Inventor
Эрнесто Фишер-Кэлдероун
Original Assignee
Бп Корпорейшн Норт Америка Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бп Корпорейшн Норт Америка Инк. filed Critical Бп Корпорейшн Норт Америка Инк.
Publication of EA200400723A1 publication Critical patent/EA200400723A1/ru
Publication of EA006724B1 publication Critical patent/EA006724B1/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0201Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration
    • F25J1/0202Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using only internal refrigeration means, i.e. without external refrigeration in a quasi-closed internal refrigeration loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0042Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0045Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by vaporising a liquid return stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0244Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0254Operation; Control and regulation; Instrumentation controlling particular process parameter, e.g. pressure, temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

В изобретении предлагается способ получения сжиженного природного газа за счет направления питающего потока (11), который содержит природный газ, на стадию охлаждения, где происходит: (а) охлаждение питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции охлаждения (12) с получением охлажденного питающего потока (13), (b) расширение охлажденного питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции расширения (14) путем снижения давления охлажденного питающего потока с получением охлажденного парообразного компонента и жидкого компонента и (с) разделение (16) по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента (18, 21) от жидкого компонента (17), причем по меньшей мере часть охлаждения для проведения процесса получают за счет по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента (18), полученного по меньшей мере на одной стадии охлаждения; причем операции (а)-(с) повторяют один или несколько раз, до тех пор, пока по меньшей мере существенная часть питающего потока на первой стадии охлаждения не будет переработана в СПГ (37), причем питающий поток в операции (а) содержит по меньшей мере часть жидкого компонента, полученного из предыдущей стадии охлаждения.

Description

Область применения изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию способа сжижения природного газа, а более конкретно, имеет отношение к сжижению природного газа, чтобы получить сжиженный природный газ (СПГ) (при атмосферном давлении), причем такой способ не требует использования внешних хладагентов.
Предпосылки к созданию изобретения
Природный газ все шире используют во всем мире в качестве источника топлива. Поэтому предпринимаются усилия для добычи природного газа в удаленных местностях, откуда безопасное транспортирование природного газа по трубам к потребителям является практически невозможным или требует существенных капиталовложений. В то время как транспортирование природного газа с использованием газопроводов невозможно или практически нереально, используют сжижение природного газа в качестве рентабельной альтернативы для транспортирования природного газа на мировые рынки.
Использованный в данном описании термин природный газ следует понимать как сырой природный газ или обработанный природный газ. Сырой природный газ в первую очередь содержит легкие углеводороды, такие как метан, этан, пропан, бутаны, пентаны и гексаны, и примеси, такие как бензол, но может также содержать небольшие количества не углеводородных примесей, таких как азот, сероводород, диоксид углерода, а также следы гелия, карбонилсульфид, различные меркаптаны или воду. Обработанный природный газ в первую очередь содержит метан и этан, но может также содержать небольшие количества более тяжелых углеводородов, таких как пропан, бутаны и пентаны.
Использованный в данном описании термин сжиженный природный газ (СПГ) следует понимать как природный газ, который приведен в сжиженное состояние при атмосферном давлении или при давлении, близком к атмосферному давлению. Под давлением, близком к атмосферному давлению, обычно понимают давление не более ориентировочно 25 рыа (фунтов на квадратный дюйм), как правило, не более ориентировочно 20 рыа, и часто не более ориентировочно 15 рыа.
Сжижение природного газа обычно осуществляют путем снижения температуры природного газа до температуры сжижения, которая лежит в диапазоне ориентировочно от -240 до -260°Р, при атмосферном давлении или при давлении, близком к атмосферному давлению. Этот диапазон температур сжижения является типичным для многих потоков природного газа, так как температура кипения метана при атмосферном давлении составляет около -259°Р. Для производства, хранения и транспортирования СПГ в настоящее время используют традиционные процессы, которые требуют существенного охлаждения для доведения природного газа до его температуры сжижения и поддержания природного газа при этой температуре. Наиболее известными такими процессами охлаждения являются: (1) каскадный процесс; (2) процесс с использованием единственного смешанного хладагента; и (3) процесс с использованием смешанного хладагента, предварительно охлажденного пропаном.
В каскадном процессе СПГ получают за счет использования множества замкнутых контуров охлаждения, в каждом из которых используют единственный чистый хладагент, причем общая конфигурация контуров позволяет постепенно понижать температуры. В первом контуре охлаждения в качестве хладагента обычно используют пропан или пропилен, во втором контуре охлаждения в качестве хладагента может быть использован этан или этилен, в то время как в третьем контуре охлаждения в качестве хладагента используют метан.
В процессе с использованием единственного смешанного хладагента СПГ получают за счет использования единственного замкнутого контура охлаждения, в котором используют многокомпонентный хладагент, который содержит такие компоненты, как азот, метан, этан, пропан, бутаны и пентаны. Смешанный хладагент претерпевает стадии конденсации, расширения и повторного сжатия, для того, чтобы понизить температуру природного газа за счет использования единого набора теплообменников, известного как теплоизолированный кожух.
В процессе с использованием смешанного хладагента, предварительно охлажденного пропаном, СПГ получают за счет использования начальных серий охлажденных пропаном теплообменников, в дополнение к единственному замкнутому контуру охлаждения, в котором используют многокомпонентный хладагент, который содержит такие компоненты, как азот, метан, этан и пропан. Природный газ сначала пропускают через один или несколько охлажденных пропаном теплообменников, а затем направляют в основной теплообменник, охлажденный при помощи многокомпонентного хладагента, после чего проводят расширение для получения СПГ.
На большинстве установок для получения СПГ используют один из указанных процессов сжижения природного газа. Однако, конструкция и эксплуатация таких установок являются дорогими, принимая во внимание стоимость изготовления, эксплуатации и поддержания одного или нескольких внешних замкнутых контуров охлаждения, с использованием единичных или смешанных хладагентов.
Другая проблема, связанная с использованием внешних замкнутых контуров охлаждения, заключается в том, что такие контуры требуют использования и хранения весьма взрывоопасных хладагентов, требующих принятия особых мер безопасности. Такие хладагенты, как пропан, этилен и пропилен, являются взрывоопасными, причем пропан и пропилен, которые являются более тяжелыми, чем воздух, дополнительно усложняют задачу рассеивания этих газов в случае утечки или выхода из строя оборудо
- 1 006724 вания. Это особенно важно при морском получении СПГ и его транспортировании при помощи судов, так как: (1) необходимо хранить большие объемы хладагентов, чтобы поддерживать температуру сжижения природного газа; и (2) эти хладагенты находятся в непосредственной близости от экипажа судна.
Следовательно, существует необходимость в создании рентабельного средства безопасного получения, хранения и транспортирования СПГ на мировые коммерческие рынки, принимая во внимание, что известные способы являются дорогостоящими и только частично гарантируют безопасность.
Среди усилий, предпринятых в указанном направлении, можно упомянуть патент США № 5755114, в котором раскрыт гибридный цикл сжижения для получения СПГ. В предложенном процессе вводят питающий поток сжатого природного газа в теплообменный контакт с пропаном или пропиленом, в замкнутом холодильном цикле, после чего питающий поток природного газа направляют через цикл турбодетандера для обеспечения вспомогательного охлаждения. В предложенном процессе может быть использован только один замкнутый холодильный цикл, в отличие от систем с использованием каскадного типа со смешанным хладагентом, которые в настоящее время используют для получения СПГ при атмосферном давлении. Однако в предложенном процессе все еще требуется по меньшей мере один замкнутый холодильный цикл с использованием пропана или пропилена, оба из которых являются взрывоопасными, трудно рассеиваемыми и должны храниться на судах, транспортирующих СПГ.
В патенте США № 3360944 предлагается способ получения СПГ за счет разделения питающего потока природного газа на основной поток и второстепенный поток, охлаждения основного и второстепенного потоков для получения жидкого компонента, а затем использования существенной части жидкого компонента в качестве хладагента для осуществления процесса. Жидкий компонент испаряется при теплообмене, сжимается и выводится из процесса. В предложенном способе только незначительная часть питающего потока природного газа преобразуется в СПГ.
В патенте США № 6023942 раскрыт способ получения богатого метаном жидкого продукта, имеющего температуру ориентировочно выше -112°С (-170°Р), при давлении, которое достаточно для того, чтобы жидкий продукт находился при температуре кипения или ниже ее. Полученный продукт представляет собой сжатый сжиженный природный газ (ССПГ), давление которого существенно выше атмосферного давления. Несмотря на то, что в предложенном процессе не используют внешнее охлаждение, следует иметь в виду, что для сжатия продукта требуется использование специально изготовленных тяжелых и имеющих толстые стенки резервуаров и тяжелых транспортных средств (например, ССПГ судов, тягачей или вагонов). Использование выдерживающего высокие давления оборудования с толстыми стенками существенно повышает стоимость любого коммерческого проекта. Потребитель ССПГ также должен иметь дополнительное оборудование для сжижения, транспортирования и хранения ССПГ, что дополнительно повышает расходы на поставку и создает цепочку начисления стоимости.
В патенте США № 3616652 раскрыт способ получения СПГ в одном этапе, путем сжатия питающего потока природного газа, охлаждения питающего потока сжатого природного газа для получения сжиженного потока, резкого расширения сжиженного потока для получения жидкости при промежуточном давлении, и затем вскипания (мгновенного испарения) и разделения жидкости при промежуточном давлении в единственной операции разделения, чтобы получить СПГ и мгновенно выделяющийся газ при низком давлении. Мгновенно выделяющийся газ при низком давлении рециркулируют, сжимают и вновь вводят в жидкость при промежуточном давлении.
Несмотря на то, что в предложенном процессе и получают СПГ без использования внешних хладагентов, следует иметь в виду, что в этом процессе неэффективно используют его ограниченную способность охлаждения для всего технологического потока, без объединенного использования множества операций разделения, чтобы облегчить тяжелые требования охлаждения. Более того, в предложенном процессе неэффективно снижают давление потока до такого уровня, который требует существенного повторного сжатия мгновенно выделяющегося газа. В результате, в предложенном процессе получают небольшой объем СПГ по сравнению с объемом работы, требующейся для его получения, что снижает рентабельность процесса.
Несмотря на то, что описанные процессы и являются значительным шагом вперед, они далеки от способа, который позволяет безопасно и рентабельно производить СПГ.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что переработка единственного потока природного газа в СПГ, при получении охлаждения для проведения процесса от мгновенно выделяющихся газов, разделенных за счет проведения множества последовательных операций разделения, приводит к повышению выхода СПГ и снижению стоимости оборудования, по сравнению с процессами получения СПГ путем расщепления питающего потока на основной и вспомогательный потоки природного газа и получения жидкого компонента для охлаждения.
Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что ступенчатое изменение степени расширения имеющего высокое давление питающего потока природного газа при проведении множества операций охлаждения, расширения и разделения или стадий охлаждения, повышает выход СПГ и одновременно позволяет снизить энергопотребление, по сравнению с процессами получения СПГ, в которых резко снижают давление имеющего высокое давление питающего потока природного газа за счет проведения единственной операции расширения или стадии охлаждения.
- 2 006724
Авторы настоящего изобретения также обнаружили, что переработка единственного потока природного газа в СПГ за счет использования множества стадий охлаждения, которые содержат две или более операции разделения, в сочетании с по меньшей мере равным числом операций расширения, позволяет существенно снизить требования к охлаждению процесса, в результате чего повышается выход СПГ и снижается стоимость оборудования, по сравнению с процессами получения СПГ без использования множества таких связанных операций расширения и разделения.
Краткое изложение изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание способа получения СПГ за счет направления питающего потока, который содержит природный газ, на стадию охлаждения, где происходит (а) охлаждение питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции охлаждения, с получением охлажденного питающего потока, (Ь) расширение охлажденного питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции расширения, путем снижения давления охлажденного питающего потока, с получением охлажденного парообразного компонента и жидкого компонента, и (с) разделение по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента от жидкого компонента, причем по меньшей мере часть охлаждения для проведения процесса получают за счет по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента; причем операции (а) - (с) повторяют один или несколько раз, до тех пор, пока по меньшей мере существенная часть питающего потока на первой стадии охлаждения не будет переработана в СПГ, причем питающий поток в операции (а) содержит по меньшей мере часть жидкого компонента, полученного на предыдущей стадии охлаждения.
В соответствии с другим вариантом, настоящее изобретение направлено на создание способа получения СПГ за счет направления питающего потока, который содержит природный газ, на стадию охлаждения, где происходит (а) охлаждение питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции охлаждения, с получением охлажденного питающего потока, (Ь) расширение охлажденного питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции расширения, путем снижения давления охлажденного питающего потока, с получением охлажденного парообразного компонента и жидкого компонента, и (с) разделение по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента от жидкого компонента, причем по меньшей мере часть охлаждения для проведения процесса получают за счет по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента; причем операции (а)-(с) повторяют один или несколько раз, причем поток в операции (а) содержит по меньшей мере часть жидкого компонента, полученного из предыдущей стадии охлаждения, при этом входное давление питающего потока в операции (Ь), составляет по меньшей мере 1/3 входного давления питающего потока, в операции (а) непосредственно предшествующей стадии охлаждения, при условии, что входное давление указанного питающего потока в операции (а) составляет по меньшей мере 150 рща.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается рентабельный способ получения СПГ, для осуществления которого не требуются большие капиталовложения, необходимые для создания замкнутых контуров охлаждения.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается рентабельный способ получения СПГ, для осуществления которого не требуются резервуары высокого давления и транспортного оборудования для перемещения имеющего высокую степень сжатия продукта в виде СПГ, причем потребителям не приходится применять специальные погрузочно-разгрузочные устройства и оборудование, что требуется при потреблении имеющего высокую степень сжатия СПГ.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается также способ получения СПГ, для осуществления которого не требуется применение взрывоопасных внешних хладагентов в ходе изготовления, хранения или транспортирования СПГ.
Настоящее изобретение также позволяет обеспечить простое и компактное конструктивное исполнение для производства СПГ, что облегчает внедрение способа в местоположениях с недостаточным пространством.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается также способ получения топливного газа для потребления во внутреннем процессе, при поддержании высокой скорости производства СПГ и эффективного потребления энергии в процессе.
Настоящее изобретение также позволяет производить продукт в виде СПГ высокого качества, имеющий низкие концентрации инертных компонентов, таких как азот, и позволяет удалять из питающего потока газоконденсатные компоненты, такие как этан, пропан, бутаны и пентаны, а также более тяжелые компоненты и бензол.
Краткое описание чертежей
На чертеже показан способ в соответствии с настоящим изобретением, который содержит три стадии охлаждения.
Описание предпочтительных вариантов настоящего изобретения
Более подробно, задачей настоящего изобретения является создание способа получения СПГ из питающего потока, который содержит природный газ. Как уже было определено здесь ранее, природным газом считают как сырой природный газ, так и обработанный природный газ, оба из которых подходят для создания питающих потоков для процесса.
- 3 006724
Природный газ в первую очередь содержит легкие углеводороды, такие как метан, этан, пропан и бутан, но может также содержать небольшие количества не углеводородных примесей, таких как азот, сероводород, диоксид углерода, а также следы гелия, карбонилсульфид, различные меркаптаны или воду. Точный процентный состав сырого природного газа зависит от месторождения и от любых возможных операций предварительной обработки на газогенераторной станции. Например, природный газ может содержать всего 55 молекулярных процентов метана. Однако подходящий для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением природный газ должен содержать по меньшей мере около 75 молекулярных процентов метана, преимущественно по меньшей мере около 85 молекулярных процентов метана, а еще лучше, по меньшей мере около 90 молекулярных процентов метана, что позволяет получать наилучшие результаты. Аналогичным образом, точный состав не углеводородных примесей варьирует в зависимости от месторождения природного газа. Следовательно, зачастую приходится производить предварительную обработку природного газа для удаления имеющих высокие концентрации не углеводородных примесей, таких как кислые газы, ртуть и вода, которые могут повреждать, замораживать и засорять линии и теплообменники или другое оборудование, используемое в процессе. В качестве примеров подходящих способов предварительной обработки можно привести экстрагирование амином или осушение (обезвоживание) за счет использования молекулярных сит.
Входное давление питающего потока природного газа для процесса может быть весьма различным. В том случае, когда природный газ представляет собой газ, подаваемый по трубопроводу, входное давление питающего потока природного газа обычно зависит от давления поставки природного газа при перекачке по трубопроводу. Давление поставки при перекачке по трубопроводу может лежать в диапазоне ориентировочно от 500 рща до 1,800 рыа, но может доходить и до 2,800 рыа. Входное давление питающего потока природного газа должно составлять по меньшей мере около 600 рыа, преимущественно по меньшей мере около 800 рыа, предпочтительнее, по меньшей мере около 1000 рыа, а еще лучше, по меньшей мере около 1200 рыа, чтобы получать наилучшие результаты. Входная температура питающего потока природного газа для процесса может быть весьма различной, но обычно зависит от температуры поставки при перекачке по трубопроводу природного газа, которая обычно лежит в диапазоне ориентировочно от 0 до 120°Р.
На чертеже показан предпочтительный вариант, в котором использованы три стадии охлаждения. Одна стадия охлаждения способа предусматривает охлаждение питающего потока, который содержит природный газ, за счет проведения по меньшей мере одной операции охлаждения, с получением охлажденного питающего потока; расширение охлажденного питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции расширения, путем снижения давления охлажденного питающего потока, с получением охлажденного парообразного компонента и жидкого компонента; и разделение по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента от жидкого компонента, за счет проведения по меньшей мере одной операции разделения. Преимущественно, по меньшей мере часть охлаждения по меньшей мере в одной стадии охлаждения получают за счет по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента, полученного по меньшей мере на одной стадии охлаждения, используемой в способе. Единственная стадия охлаждения может дополнительно содержать операции сжатия охлажденного парообразного компонента, чтобы получить сжатый парообразный компонент, и рециркуляции сжатого парообразного компонента в питающий поток для одной или нескольких стадий охлаждения.
На фигуре показано, что питающий поток, который содержит природный газ, поступает по линии 11 на первую стадию охлаждения способа. После введения питающего потока по линии 11, он направляется в теплообменник 12, в котором питающий поток охлаждается за счет косвенного теплообменного контакта с охлажденными парообразными компонентами, вводимыми в теплообменник 12 по линии 18, в результате чего получают охлажденный питающий поток. За счет этого начального теплообмена питающий поток преимущественно охлаждается до промежуточной температуры около 0°Р или ниже, а преимущественно до -12.5°Р или ниже, предпочтительнее до -31°Р или ниже, а еще лучше, до -50°Р или ниже. Начальное охлаждение питающего потока может производиться до любой желательной температуры, подходящей для осуществления способа. Однако наилучшие результаты получают в том случае, когда питающий поток преимущественно не охлажден ниже ориентировочно -116°Р за счет проведения начального теплообмена, так как такое сильное охлаждение могло бы приводить к неэффективному использованию производимого внутри процесса хладагента, по меньшей мере в расположенной ниже по течению стадии охлаждения способа (то есть к неэффективному предназначению более холодных хладагентов для первоначально охлажденных загрузок).
В качестве примеров подходящих для осуществления способа теплообменников можно привести (но без ограничения) кожухотрубные теплообменники, теплообменники сердечник в реакторе и теплообменники с паяной оребренной алюминиевой пластиной. Для осуществления способа преимущественно используют один или несколько теплообменников типа теплообменника с паяной оребренной алюминиевой пластиной.
После операции начального охлаждения, охлажденный питающий поток направляют по линии 13 в устройство расширения 14, в котором охлажденный питающий поток изэнтропически или изэнталпически расширяется для снижения давления, с получением охлажденного парообразного компонента и жид
- 4 006724 кого компонента. Несмотря на то, что это и не показано на фигуре, охлажденный питающий поток может расширяться за счет проведения множества операций расширения, без промежуточных операций разделения. Однако стадии охлаждения с использованием множества операций расширения преимущественно следует проводить таким образом, чтобы каждая операция расширения была индивидуально связана с операцией разделения.
В качестве подходящих изэнталпических расширительных устройств могут быть использованы любые обычные известные устройства, в том числе (но без ограничения), клапаны, регулирующие клапаны, клапаны Джоуля - Томсона, трубки Вентури и т.п. Однако предпочтительными изэнталпическими расширительными устройствами являются автоматически срабатывающие клапаны расширения или клапаны Джоуля - Томсона. В качестве подходящих для осуществления настоящего изобретения изэнтропических расширительных устройств могут быть использованы (но без ограничения) детандеры или турбодетандеры, которые позволяют получать, выделять или извлекать работу из такого расширения.
Изэнталпическое или изэнтропическое расширение может быть осуществлено полностью в жидкой фазе, полностью в парообразной фазе, в смешанных фазах, а также может быть проведено таким образом, чтобы облегчить фазовый переход от жидкости к пару. Проводимое в соответствии с настоящим изобретением изэнталпическое или изэнтропическое расширение можно контролировать для поддержания постоянного падения давления или постоянного снижения температуры в устройстве расширения или на стадии охлаждения, для поддержания фазы и объема продукта в виде СПГ, или для создания соответствующего давления питающего потока, чтобы можно было его направлять для определенного использования ниже по течению.
Было обнаружено, что особое ступенчатое изменение степени расширения в устройстве расширения или на стадии охлаждения приводит к существенному снижению полного потребления энергии и стоимости оборудования для получения СПГ. Такая новая конфигурация процесса может быть синергически объединена с рядом операций расширения и разделения или стадий охлаждения, а также согласована с требованиями к сжатию и с отношениями получаемых внутри процесса парообразных компонентов, которые вводят в различные расположенные выше по течению точки процесса в качестве рециркулирующего пара или сжимают для внутреннего использования в качестве топливного газа.
Поэтому давление питающего потока, измеренное в рыа, преимущественно не должно снижаться в одиночной операции расширения или на стадии охлаждения ниже ориентировочно 1/3 его входного давления (например, от 1200 рыа до 400 рыа), а предпочтительнее не должно снижаться ниже ориентировочно 1/2 его входного давления (например, от 1200 рыа до 600 рыа). Однако можно полагать, что такое возрастающее падение давления питающего потока является наиболее полезным при высоком давлении питающего потока. Следовательно, падение давления питающего потока в операции расширения или на стадии охлаждения может быть таким низким, как атмосферное давление или давление, близкое к атмосферному, когда питающий поток имеет низкое входное давление, например 150 рыа или ниже, преимущественно 100 рыа или ниже, а еще лучше, 75 рыа или ниже, для получения наилучших результатов.
В соответствии с предпочтительным вариантом, число стадий охлаждения или операций расширения, которые используют в способе, полностью связано с определенной степенью снижения давления питающего потока на каждой стадии охлаждения или в операции расширения. Например, в предпочтительной конфигурации способа с начальным питающим потоком, имеющим входное давление около 1200 рыа, преимущественно используют по меньшей мере 4 стадии охлаждения для обработки СПГ, при условии, что возрастающее падение давления, измеренное в рыа, составляет не более 1/2 от входного давления питающего потока, для каждой индивидуальной стадии охлаждения.
После проведения одной или нескольких операций расширения, сепаратор 16 разделяет охлажденный парообразный компонент и жидкий компонент. По меньшей мере часть охлажденного парообразного компонента направляют на теплообменник 12 по линии 18, для косвенного охлаждения питающего потока. Баланс охлажденного парообразного компонента может быть направлен на одну или несколько дополнительных следующих стадий охлаждения, для дополнительной переработки в СПГ. После выхода из теплообменника 12, охлажденный парообразный компонент преимущественно сжимают в компрессоре 19 и вводят в питающий поток по линии 20. Ранее введения в питающий поток охлажденный парообразный компонент преимущественно сжимают по меньшей мере ориентировочно до такого же давления, которое имеет питающий поток. Альтернативно, охлажденный парообразный компонент может быть использован в качестве топливного газа для оборудования, такого как компрессоры, что необходимо для получения, хранения и транспортирования СПГ, а также направлен в пламя факела или направлен на одну или несколько дополнительных стадий охлаждения ниже по течению, для дополнительной переработки в СПГ. Охлажденный парообразный компонент может быть непосредственно использован в качестве топлива или может быть сжат ранее использования в качестве топливного газа. Жидкий компонент из сепаратора 16 может быть направлен для извлечения газоконденсата или может быть направлен по линии 17 на одну или несколько дополнительных следующих стадий охлаждения, для дополнительной переработки в СПГ.
Несмотря на то, что это и не показано на фигуре, преимущественно используют по меньшей мере 2 операции разделения, каждую из которых проводят в сочетании с соответствующей операцией расшире
- 5 006724 ния, чтобы повысить выход СПГ, при одновременном снижении полного энергопотребления процесса, по сравнению с другими известными процессами, в которых не используют такую конфигурацию.
Можно полагать, что использование такой конфигурации процесса позволяет получать и облегчает получение охлажденных парообразных компонентов с различными температурами и давлениями. Имеющий более низкое давление и более низкую температуру охлажденный парообразный компонент разумно сначала направлять для осуществления функции охлаждения до более низкой температуры, в то время как охлажденный парообразный компонент, имеющий более высокие давления и температуры, разумно сначала направлять для осуществления функции охлаждения до промежуточной и более высокой температуры охлаждения. Кроме того, выбор охлажденного компонента (и давления такого компонента) можно производить таким образом, чтобы снижать количество энергии, необходимой для перемещения охлажденного парообразного компонента, в результате чего снижается полное энергопотребление процесса. В соответствии с предпочтительным вариантом, для получения СПГ используют по меньшей мере 2 последовательные стадии охлаждения. На чертеже показано, что питающий поток для второй стадии охлаждения входит в теплообменник 22, на выходе которого получают второй охлажденный питающий поток 23. Питающий поток для каждой стадии охлаждения, следующей за первой стадией охлаждения, преимущественно содержит жидкий компонент, полученный в ходе предыдущей стадии охлаждения, или охлажденный парообразный компонент, полученный в ходе предыдущей стадии охлаждения, или то и другое.
Второй охлажденный питающий поток 23 направляют в детандер 24, в котором второй охлажденный питающий поток расширяется до более низкого давления, с соответствующим снижением температуры, в результате чего получают жидкий компонент и охлажденный парообразный компонент. После проведения одной или нескольких операций расширения, сепаратор 26 разделяет охлажденный парообразный компонент и жидкий компонент. По меньшей мере часть охлажденного парообразного компонента направляют в теплообменник 22 по линии 28 и в теплообменник 12 по линии 29, для обеспечения охлаждения для одного или нескольких питающих потоков предыдущей стадии охлаждения. После выхода из теплообменника 12 (или из теплообменника 22), охлажденный парообразный компонент подвергают сжатию в промежуточном компрессоре 30 (дополненном компрессором 19 или без него), в результате чего получают сжатый парообразный компонент 20. Сжатый парообразный компонент 20 затем может быть повторно подан по линиям 11 или 17 в питающий поток одной или нескольких предыдущих стадий охлаждения. Охлажденный парообразный компонент сжимают по меньшей мере ориентировочно до такого же давления, которое имеет питающий поток, в который его вводят. Альтернативно, охлажденный парообразный компонент или сжатый парообразный компонент могут быть использованы в качестве топливного газа. Жидкий компонент может быть направлен на хранение или преимущественно направлен по линии 27 на одну или несколько дополнительных стадий охлаждения, для дополнительной переработки в СПГ.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом для получения СПГ используют по меньшей мере 3 последовательных стадии охлаждения. На чертеже показано, что питающий поток для третьей стадии охлаждения поступает в теплообменник 32, на выходе которого получают третий охлажденный питающий поток. Третий охлажденный питающий поток направляют по линии 33 в детандер 34, в котором третий охлажденный питающий поток расширяется до более низкого давления, с соответствующим снижением температуры, в результате чего получают жидкий компонент и охлажденный парообразный компонент.
После проведения одной или нескольких операций расширения сепаратор 36 разделяет охлажденный парообразный компонент и жидкий компонент. По меньшей мере часть охлажденного парообразного компонента направляют в теплообменник 32 по линии 38, в теплообменник 22 по линии 39 и в теплообменник 12 по линии 40, или во все предшествующие теплообменники, для обеспечения охлаждения для одного или нескольких питающих потоков предыдущей стадии охлаждения. После выхода из теплообменника 12, из теплообменника 22 или из теплообменника 32, охлажденный парообразный компонент преимущественно подвергают сжатию при помощи одного или нескольких компрессоров, в результате чего получают сжатый парообразный компонент 20. Затем сжатый парообразный компонент 20 может быть повторно направлен в питающий поток для одной или больше предыдущих стадий охлаждения.
Охлажденный парообразный компонент сжимают, по меньшей мере, ориентировочно до такого же давления, которое имеет питающий поток, в который его вводят.
Несмотря на то, что это и не показано на чертеже, часто является предпочтительным производить охлаждение сжатого парообразного компонента в одной или нескольких операциях охлаждения, ранее его использования в качестве потока рециркуляции.
Альтернативно, охлажденный парообразный компонент может быть использован в качестве топливного газа. Жидкий компонент может быть направлен на хранение в качестве СПГ или преимущественно может быть направлен по линии 37 на одну или больше дополнительных стадий охлаждения, для дополнительной переработки в СПГ.
В соответствии с настоящим изобретением предусмотрено, что любой поток, который получен при помощи одной или нескольких стадий охлаждения способа, может быть подвергнут сжатию при помощи
- 6 006724 компрессоров 19, 30, и/или 42, и направлен назад в процесс для дополнительной переработки или для использования в качестве топливного газа.
В целом, настоящее изобретение позволяет получить существенные преимущества по сравнению с процессами получения СПГ, в которых используют замкнутые контуры охлаждения и разомкнутые контуры охлаждения, но в которых не используют множество стадий охлаждения или множество операций разделения, в сочетании по меньшей мере с равным числом операций расширения. Способ получения СПГ в соответствии с настоящим изобретением позволяет обеспечивать сравнимое или лучшее использование энергии, чем в процессах с разомкнутыми контурами охлаждения, однако он позволяет обеспечивать более высокий выход СПГ по сравнению с типичными процессами получения СПГ с разомкнутым контуром охлаждения. Альтернативно, настоящее изобретение позволяет получать топливный газ для немедленного использования в оборудовании, таком как компрессоры, которые необходимы для производства, транспортирования и хранения СПГ, однако при поддержании выработки СПГ, сравнимой с типичными процессами получения СПГ с разомкнутым контуром охлаждения.
Настоящее изобретение также позволяет добиться существенного снижения капитальных затрат, например, за счет исключения дорогостоящих замкнутых контуров охлаждения, резервуаров высокого давления и транспортного оборудования для перемещения имеющего высокое давление продукта в виде СПГ, а также погрузочно-разгрузочных устройств и оборудования, необходимых для процессов, в которых получают имеющий высокое давление СПГ.
Настоящее изобретение также позволяет повысить безопасность обслуживающего персонала и оборудования за счет исключения использования взрывоопасных внешних хладагентов для производства, хранения или транспортирования СПГ.
Настоящее изобретение также позволяет обеспечить простое и компактное конструктивное исполнение для производства СПГ, что облегчает внедрение способа в местоположениях с недостаточным пространством.
Настоящее изобретение также позволяет получить продукт СПГ более высокого качества, за счет снижения в нем концентрации инертных компонентов, таких как азот.
Несмотря на то, что был подробно описан предпочтительный вариант осуществления изобретения, приведенный далее пример, который не имеет ограничительного характера, позволит дополнительно прояснить настоящее изобретение.
Пример
Было проведено сравнение результатов моделирования (А) способа получения СПГ, главным образом в соответствии с настоящим изобретением, в котором были использованы 4 стадии охлаждения и 4 операции разделения, с результатами моделирования (В) способа получения СПГ, в котором была использована единственная стадия охлаждения и единственная операция разделения, в системе с разомкнутым контуром. Сравнение было произведено с использованием детального компьютерного моделирования; результаты сравнения сведены в табл. 1.
- 7 006724
Таблица 1
А В
Скорость подачи (кг/ч): 1.42X10’ Скорость подачи (кг/ч): 1.22X10’
Исходный состав (моль %): Метан: 83.7 Этан: 7.9 Пропан: 2.1 Бутан: 1 Азот: 5.3 Исходный состав (моль %): Метан: 83.7 Этан: 7.9 Пропан: 2.1 Бутан: 1 Азот: 5.3
Исходное давление (рвна): 1,450 Исходное давление (ρείβ): 2,940
Исходная температура (°Е): 95 Исходная температура (°Е): 95
Стадии охлаждения: 4 Стадии охлаждения: 1
Давление потока после расширения (Р51а): 1е расширение: 500 2е расширение: 170 3е расширение: 60 4е расширение: 14.7 Давление потока после расширения (рз!а): 1е расширение: 294 2е расширение: 14.7
Температура потока после расширения (°Е): 1е расширение: -130 2е расширение: -180 3е расширение: -215 4® расширение: -258 Температура потока после расширения (’Е): 1е расширение: -170 2е расширение: -266
Число операций разделения: 4 Число операций разделения: 1
Выход продукта (кг/ч): 1.22X10’ Выход продукта (кг/ч): 1.22 X 10’
Состав СПГ (моль %): Метан: 86.8 Этан: 8.9 Пропан: 2.4 Бутан: 1.1 Азот: 0.7 Состав СПГ (моль %): Метан: 83.7 Этан: 7.9 Пропан: 2.1 Бутан: 1.0 Азот: 5.3
Потребляемая мощность: 58.4 МВт Потребляемая мощность: 64.1 МВт
Полученное топливо (кг/ч): 2.05 ХЮ4 @ 504.7 рз1а Полученное топливо (кг/ч): 0
Состав топлива (моль %): Метан: 62.9 Этан: 1.1 Пропан: 0.1 Бутан: 0.0 Азот: 35.8
При анализе табл. 1 с удивлением обнаружили, что при моделировании А способа в соответствии с настоящим изобретением, потребление энергии составляет всего только 58,4 МВт, при получении СПГ со скоростью 1,22 х 105 кг/ч, в то время как при моделировании В системы с единственным разомкнутым контуром охлаждения, потребление энергии составляет 64,1 МВт, также при получении СПГ со скоростью 1,22 х 105 кг/ч, что свидетельствует о существенном снижении эксплуатационных расходов при моделировании А по сравнению с моделированием В. Кроме того, при моделировании А внутри процесса производят топливо со скоростью 2,05 х 104 кг/ч при давлении 504,7 р81а, в то время как при моделировании В топливо не производят и поэтому должны его вводить и гидравлически транспортировать от внешнего источника топлива, что необходимо для работы оборудования, такого как компрессоры, чтобы выпускать СПГ. Альтернативно, при моделировании А можно повысить скорость получения СПГ выше 1,22 х 105 кг/ч, вместо производства топлива.
В дополнение к указанным существенным преимуществам по себестоимости продукта и сбережению энергии, моделирование А позволяет получать продукт в виде СПГ лучшего качества по сравнению с продуктом в виде СПГ, получаемым при моделировании В. Как это показано в табл. 1, СПГ, полученный при моделировании А, содержит только 0,7% азота, в то время как СПГ, полученный при моделировании В, содержит 5.3% азота. Такое высокое содержание азота и других инертных компонентов в СПГ является неблагоприятным для потребителей, так как азот не может быть использован в качестве источника топлива. Более того, азот сильно увеличивает давление пара СПГ, что дополнительно повышает расходы на его хранение и транспортирование на удаленные рынки сбыта.
Более высокие параметры, полученные при моделировании А по сравнению с моделированием В, можно приписать новым проектным характеристикам настоящего изобретения, в том числе (но без ограничения) ступенчатому изменению степени снижения давления питающего потока в нескольких стадиях охлаждения, и получению необходимого охлаждения внутри процесса за счет охлажденных парообразных компонентов, получаемых во множестве точек процесса за счет использования множества операций разделения, в сочетании с множеством операций расширения. Эффективное конструктивное исполнение в соответствии с настоящим изобретением также позволяет производить топливный газ для немедленно
- 8 006724 го использования в оборудовании, таком как компрессоры, что необходимо для получения, транспортирования и хранения СПГ, однако при поддержании высокой нормы выработки СПГ, пользующегося спросом у потребителей.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ получения сжиженного природного газа который включает в себя следующие операции:
    (a) направление питающего потока, который содержит природный газ, на стадию охлаждения, причем стадия охлаждения содержит следующие операции: (1) охлаждение питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции охлаждения, с получением охлажденного питающего потока; (ίί) расширение охлажденного питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции расширения путем снижения давления охлажденного питающего потока, с получением охлажденного парообразного компонента и жидкого компонента; и (ίίί) разделение по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента от жидкого компонента; и (b) повтор операции (а) один или несколько раз, до тех пор, пока по меньшей мере существенная часть питающего потока на первой стадии охлаждения не будет переработана в сжиженный природный газ (СПГ), причем питающий поток в операции (а) содержит по меньшей мере часть жидкого компонента из операции (ίίί) предыдущей стадии охлаждения;
    при этом по меньшей мере часть охлаждения для операции (ί) по меньшей мере в одной стадии охлаждения получают за счет по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента, полученного по меньшей мере на одной стадии охлаждения.
  2. 2. Способ по п.1, в котором питающий поток в операции (а) для каждой последующей стадии охлаждения дополнительно содержит по меньшей мере часть охлажденного парообразного компонента из операции (ίίί) предыдущей стадии охлаждения.
  3. 3. Способ по п.1, в котором операцию (а) повторяют дополнительно по меньшей мере два раза.
  4. 4. Способ по п.1, в котором операцию (а) повторяют дополнительно по меньшей мере три раза.
  5. 5. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одна стадия охлаждения дополнительно содержит операцию сжатия охлажденного парообразного компонента с получением сжатого парообразного компонента.
  6. 6. Способ по п.5, в котором по меньшей мере одна стадия охлаждения дополнительно содержит операцию рециркуляции сжатого парообразного компонента в питающий поток по меньшей мере из одной стадии охлаждения.
  7. 7. Способ получения сжиженного природного газа, который включает в себя следующие операции:
    (a) направление питающего потока на стадию охлаждения, причем стадия охлаждения содержит следующие операции: (ί) охлаждение питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции охлаждения, с получением охлажденного питающего потока; (ίί) расширение охлажденного питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции расширения, путем снижения давления охлажденного питающего потока, с получением охлажденного парообразного компонента и жидкого компонента; и (ίίί) отделение по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента от жидкого компонента; и (b) повтор операции (а) один или несколько раз, причем питающий поток содержит жидкий компонент из операции (ίίί) по меньшей мере одной стадии охлаждения;
    при этом по меньшей мере часть охлаждения для операции (ί) по меньшей мере в одной стадии охлаждения получают за счет по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента, полученного по меньшей мере на одной стадии охлаждения; и причем входное давление питающего потока в операции (Ь) составляет по меньшей мере 1/3 входного давления питающего потока в операции (а), непосредственно предшествующей стадии охлаждения, при том, что входное давление указанного питающего потока в операции (а) составляет по меньшей мере 150 рз1а.
  8. 8. Способ по п.7, в котором входное давление питающего потока в операции (Ь) составляет по меньшей мере 1/3 входного давления питающего потока в операции (а), непосредственно предшествующей стадии охлаждения, при том, что входное давление указанного питающего потока в операции (а) составляет по меньшей мере 75 рз1а.
  9. 9. Способ по п.7, в котором входное давление питающего потока в операции (Ь) составляет по меньшей мере 1/2 входного давления питающего потока в операции (а) непосредственно предшествующей стадии охлаждения, при условии, что входное давление указанного питающего потока в операции (а) составляет по меньшей мере 150 рз1а.
  10. 10. Способ по п.7, в котором входное давление питающего потока в операции (Ь), измеренное в рз1а, составляет по меньшей мере 1/2 входного давления питающего потока, измеренного в рз1а, в операции (а), непосредственно предшествующей стадии охлаждения, при том, что входное давление указанного питающего потока в операции (а) составляет по меньшей мере 75 рз1а.
  11. 11. Способ по п.7, в котором давление питающего потока на первой стадии охлаждения составляет
    - 9 006724 по меньшей мере 1000 р§1а, причем операцию (а) дополнительно повторяют по меньшей мере 2 раза.
  12. 12. Способ по п.8, в котором давление питающего потока на первой стадии охлаждения составляет по меньшей мере 1000 рыа, причем операцию (а) дополнительно повторяют по меньшей мере 3 раза.
  13. 13. Способ по п.9, в котором давление питающего потока на первой стадии охлаждения составляет по меньшей мере 1000 рыа, причем операцию (а) дополнительно повторяют по меньшей мере 3 раза.
  14. 14. Способ по п.7, в котором по меньшей мере одна стадия охлаждения дополнительно содержит операцию рециркуляции сжатого парообразного компонента в питающий поток по меньшей мере из одной предыдущей стадии охлаждения.
  15. 15. Способ получения сжиженного природного газа, который включает в себя следующие операции:
    (a) направление питающего потока, который содержит природный газ, на стадию охлаждения, причем стадия охлаждения содержит следующие операции: (1) охлаждение питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции охлаждения, с получением охлажденного питающего потока; (ίί) расширение охлажденного питающего потока за счет проведения по меньшей мере одной операции расширения путем снижения давления охлажденного питающего потока, с получением охлажденного парообразного компонента и жидкого компонента; и (ίίί) разделение за счет проведения по меньшей мере одной операции разделения по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента от жидкого компонента; и (b) повтор операции (а) один или несколько раз, причем питающий поток в операции (а) содержит по меньшей мере часть жидкого компонента из операции (ίίί) предыдущей стадии охлаждения;
    причем по меньшей мере часть охлаждения для операции (ί) по меньшей мере в одной стадии охлаждения получают за счет по меньшей мере части охлажденного парообразного компонента, полученного по меньшей мере на одной стадии охлаждения; и при этом по меньшей мере на одной стадии охлаждения используют множество операций расширения, которые проводят целиком, по меньшей мере, при равном числе операций разделения.
  16. 16. Способ по п.15, в котором операцию (а) повторяют по меньшей мере 2 раза.
  17. 17. Способ по п.15, в котором операцию (а) повторяют по меньшей мере 3 раза.
  18. 18. Способ по п.15, в котором по меньшей мере одна стадия охлаждения дополнительно содержит операцию сжатия охлажденного парообразного компонента с получением сжатого парообразного компонента.
  19. 19. Способ по п.15, в котором по меньшей мере одна стадия охлаждения дополнительно содержит операцию рециркуляции сжатого парообразного компонента в питающий поток по меньшей мере из одной стадии охлаждения.
  20. 20. Способ по п.19, в котором рециркуляцию сжатого парообразного компонента в питающий поток производят из первой стадии охлаждения.
EA200400723A 2002-01-18 2002-12-18 Способ получения сжиженного природного газа (варианты) EA006724B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/050,922 US6564578B1 (en) 2002-01-18 2002-01-18 Self-refrigerated LNG process
PCT/US2002/040455 WO2003062723A1 (en) 2002-01-18 2002-12-18 Self-refrigerated lng process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200400723A1 EA200400723A1 (ru) 2004-12-30
EA006724B1 true EA006724B1 (ru) 2006-04-28

Family

ID=21968336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200400723A EA006724B1 (ru) 2002-01-18 2002-12-18 Способ получения сжиженного природного газа (варианты)

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6564578B1 (ru)
EP (1) EP1468230A1 (ru)
CN (1) CN100400994C (ru)
AU (1) AU2002361762B2 (ru)
CA (1) CA2469046C (ru)
EA (1) EA006724B1 (ru)
EG (1) EG23415A (ru)
HK (1) HK1077358A1 (ru)
MX (1) MXPA04006946A (ru)
MY (1) MY127974A (ru)
NO (1) NO20034140L (ru)
WO (1) WO2003062723A1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8874382B2 (en) 2009-05-01 2014-10-28 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for optimizing carbon dioxide sequestration operations
RU2606223C2 (ru) * 2011-07-22 2017-01-10 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Извлечение гелия из потоков природного газа
RU2731153C2 (ru) * 2016-01-11 2020-08-31 ДжиИ Ойл энд Гэс, Инк. Способ сжижения и устройство для переработки газа
RU2747304C2 (ru) * 2019-03-18 2021-05-04 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и выработки спг
WO2024123208A1 (en) * 2022-12-07 2024-06-13 Gasanova Olesya Igorevna Natural gas liquefaction method

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3956735B2 (ja) 2002-03-25 2007-08-08 株式会社アドヴィックス ピストン構造体およびそれを用いた圧力制御装置
US7168265B2 (en) * 2003-03-27 2007-01-30 Bp Corporation North America Inc. Integrated processing of natural gas into liquid products
US20040244279A1 (en) * 2003-03-27 2004-12-09 Briscoe Michael D. Fuel compositions comprising natural gas and dimethyl ether and methods for preparation of the same
CR7129A (es) * 2003-10-29 2003-11-17 Carlos Eduardo Rold N Villalobos Metodo y aparato para almacenar gases a baja temperatura utilizando un sistema de recuperacion de refrigeracion
US7225636B2 (en) * 2004-04-01 2007-06-05 Mustang Engineering Lp Apparatus and methods for processing hydrocarbons to produce liquified natural gas
US20050204625A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-22 Briscoe Michael D Fuel compositions comprising natural gas and synthetic hydrocarbons and methods for preparation of same
RU2272973C1 (ru) * 2004-09-24 2006-03-27 Салават Зайнетдинович Имаев Способ низкотемпературной сепарации газа (варианты)
US7673476B2 (en) * 2005-03-28 2010-03-09 Cambridge Cryogenics Technologies Compact, modular method and apparatus for liquefying natural gas
EP1941218A1 (en) * 2005-06-09 2008-07-09 Mustang Engineering, L.P. Apparatus and methods for processing hydrocarbons to produce liquified natural gas
AU2006280426B2 (en) * 2005-08-09 2010-09-02 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction process for LNG
DE102006013686B3 (de) * 2006-03-22 2007-10-11 Technikum Corporation Verfahren zur Verflüssigung von Erdgas
US20070283718A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Hulsey Kevin H Lng system with optimized heat exchanger configuration
US7637112B2 (en) * 2006-12-14 2009-12-29 Uop Llc Heat exchanger design for natural gas liquefaction
US20080264099A1 (en) * 2007-04-24 2008-10-30 Conocophillips Company Domestic gas product from an lng facility
RU2458296C2 (ru) * 2007-05-03 2012-08-10 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ сжижения природного газа
CA2695348A1 (en) 2007-08-24 2009-03-05 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction process
US8020406B2 (en) * 2007-11-05 2011-09-20 David Vandor Method and system for the small-scale production of liquified natural gas (LNG) from low-pressure gas
US20100205979A1 (en) * 2007-11-30 2010-08-19 Gentry Mark C Integrated LNG Re-Gasification Apparatus
US9528759B2 (en) * 2008-05-08 2016-12-27 Conocophillips Company Enhanced nitrogen removal in an LNG facility
US8122946B2 (en) 2009-06-16 2012-02-28 Uop Llc Heat exchanger with multiple channels and insulating channels
US8631858B2 (en) * 2009-06-16 2014-01-21 Uop Llc Self cooling heat exchanger with channels having an expansion device
US8118086B2 (en) 2009-06-16 2012-02-21 Uop Llc Efficient self cooling heat exchanger
US20100313598A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 Daly Phillip F Separation of a Fluid Mixture Using Self-Cooling of the Mixture
US8011191B2 (en) 2009-09-30 2011-09-06 Thermo Fisher Scientific (Asheville) Llc Refrigeration system having a variable speed compressor
EP2789957A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-15 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of liquefying a contaminated hydrocarbon-containing gas stream
EP3045849A3 (en) * 2015-01-14 2016-07-27 Luciano Ghergo A plant for liquefying methane gas
US9863697B2 (en) * 2015-04-24 2018-01-09 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated methane refrigeration system for liquefying natural gas
US10072889B2 (en) 2015-06-24 2018-09-11 General Electric Company Liquefaction system using a turboexpander
CA3006860A1 (en) 2015-12-03 2017-06-08 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of liquefying a co2 contaminated hydrocarbon-containing gas stream
US11835270B1 (en) * 2018-06-22 2023-12-05 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems
US11112155B1 (en) 2018-11-01 2021-09-07 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems
US11448434B1 (en) 2018-11-01 2022-09-20 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems
US11536494B1 (en) 2018-11-01 2022-12-27 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems for extended operation
US11801731B1 (en) 2019-03-05 2023-10-31 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems
US11629892B1 (en) 2019-06-18 2023-04-18 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems
US11752837B1 (en) 2019-11-15 2023-09-12 Booz Allen Hamilton Inc. Processing vapor exhausted by thermal management systems
US11561030B1 (en) 2020-06-15 2023-01-24 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2814936A (en) * 1954-04-09 1957-12-03 Constock Liquid Methane Corp Method for liquefying natural gas at casing head pressure
US3162519A (en) 1958-06-30 1964-12-22 Conch Int Methane Ltd Liquefaction of natural gas
DE1626325B1 (de) 1964-11-03 1969-10-23 Linde Ag Verfahren und Einrichtung zum Verfluessigen von tiefsiedenden Gasen
US3331214A (en) * 1965-03-22 1967-07-18 Conch Int Methane Ltd Method for liquefying and storing natural gas and controlling the b.t.u. content
US3373574A (en) * 1965-04-30 1968-03-19 Union Carbide Corp Recovery of c hydrocarbons from gas mixtures containing hydrogen
US3360944A (en) 1966-04-05 1968-01-02 American Messer Corp Gas liquefaction with work expansion of major feed portion
GB1096697A (en) 1966-09-27 1967-12-29 Int Research & Dev Co Ltd Process for liquefying natural gas
US3433026A (en) * 1966-11-07 1969-03-18 Judson S Swearingen Staged isenthalpic-isentropic expansion of gas from a pressurized liquefied state to a terminal storage state
DE1915218B2 (de) * 1969-03-25 1973-03-29 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zum verfluessigen von erdgas
US3735600A (en) 1970-05-11 1973-05-29 Gulf Research Development Co Apparatus and process for liquefaction of natural gases
FR2292203A1 (fr) 1974-11-21 1976-06-18 Technip Cie Procede et installation pour la liquefaction d'un gaz a bas point d'ebullition
US4065278A (en) 1976-04-02 1977-12-27 Air Products And Chemicals, Inc. Process for manufacturing liquefied methane
US4195979A (en) 1978-05-12 1980-04-01 Phillips Petroleum Company Liquefaction of high pressure gas
US4172711A (en) 1978-05-12 1979-10-30 Phillips Petroleum Company Liquefaction of gas
US4430103A (en) * 1982-02-24 1984-02-07 Phillips Petroleum Company Cryogenic recovery of LPG from natural gas
US4445917A (en) 1982-05-10 1984-05-01 Air Products And Chemicals, Inc. Process for liquefied natural gas
DE3244143A1 (de) * 1982-11-29 1984-05-30 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren zur gaszerlegung
US4456459A (en) 1983-01-07 1984-06-26 Mobil Oil Corporation Arrangement and method for the production of liquid natural gas
US4504296A (en) 1983-07-18 1985-03-12 Air Products And Chemicals, Inc. Double mixed refrigerant liquefaction process for natural gas
US4525185A (en) 1983-10-25 1985-06-25 Air Products And Chemicals, Inc. Dual mixed refrigerant natural gas liquefaction with staged compression
US4545795A (en) 1983-10-25 1985-10-08 Air Products And Chemicals, Inc. Dual mixed refrigerant natural gas liquefaction
US4698080A (en) 1984-06-15 1987-10-06 Phillips Petroleum Company Feed control for cryogenic gas plant
GB8418841D0 (en) * 1984-07-24 1984-08-30 Boc Group Plc Refrigeration method and apparatus
US4901533A (en) 1986-03-21 1990-02-20 Linde Aktiengesellschaft Process and apparatus for the liquefaction of a natural gas stream utilizing a single mixed refrigerant
US4755200A (en) 1987-02-27 1988-07-05 Air Products And Chemicals, Inc. Feed gas drier precooling in mixed refrigerant natural gas liquefaction processes
US4778497A (en) 1987-06-02 1988-10-18 Union Carbide Corporation Process to produce liquid cryogen
US4911741A (en) 1988-09-23 1990-03-27 Davis Robert N Natural gas liquefaction process using low level high level and absorption refrigeration cycles
US4970867A (en) 1989-08-21 1990-11-20 Air Products And Chemicals, Inc. Liquefaction of natural gas using process-loaded expanders
US5036671A (en) 1990-02-06 1991-08-06 Liquid Air Engineering Company Method of liquefying natural gas
US5139548A (en) 1991-07-31 1992-08-18 Air Products And Chemicals, Inc. Gas liquefaction process control system
JPH06159928A (ja) 1992-11-20 1994-06-07 Chiyoda Corp 天然ガス液化方法
FR2703762B1 (fr) 1993-04-09 1995-05-24 Maurice Grenier Procédé et installation de refroidissement d'un fluide, notamment pour la liquéfaction de gaz naturel.
US5359856A (en) 1993-10-07 1994-11-01 Liquid Carbonic Corporation Process for purifying liquid natural gas
US5615561A (en) 1994-11-08 1997-04-01 Williams Field Services Company LNG production in cryogenic natural gas processing plants
DE69523437T2 (de) 1994-12-09 2002-06-20 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Anlage und Verfahren zur Gasverflüssigung
MY118329A (en) 1995-04-18 2004-10-30 Shell Int Research Cooling a fluid stream
US5537827A (en) 1995-06-07 1996-07-23 Low; William R. Method for liquefaction of natural gas
WO1997013109A1 (en) 1995-10-05 1997-04-10 Bhp Petroleum Pty. Ltd. Liquefaction process
FR2739916B1 (fr) 1995-10-11 1997-11-21 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de liquefaction et de traitement d'un gaz naturel
US5611216A (en) 1995-12-20 1997-03-18 Low; William R. Method of load distribution in a cascaded refrigeration process
FR2743140B1 (fr) 1995-12-28 1998-01-23 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de liquefaction en deux etapes d'un melange gazeux tel qu'un gaz naturel
NO301792B1 (no) 1996-07-01 1997-12-08 Norske Stats Oljeselskap Fremgangsmåte og anlegg for flytendegjöring/kondisjonering av en komprimert gass/hydrokarbonström utvunnet fra en petroleumforekomst
FR2751059B1 (fr) 1996-07-12 1998-09-25 Gaz De France Procede et installation perfectionnes de refroidissement, en particulier pour la liquefaction de gaz naturel
US5669234A (en) 1996-07-16 1997-09-23 Phillips Petroleum Company Efficiency improvement of open-cycle cascaded refrigeration process
US5755114A (en) 1997-01-06 1998-05-26 Abb Randall Corporation Use of a turboexpander cycle in liquefied natural gas process
JPH10204455A (ja) 1997-01-27 1998-08-04 Chiyoda Corp 天然ガス液化方法
DZ2535A1 (fr) 1997-06-20 2003-01-08 Exxon Production Research Co Procédé perfectionné pour la liquéfaction de gaz naturel.
DZ2534A1 (fr) 1997-06-20 2003-02-08 Exxon Production Research Co Procédé perfectionné de réfrigération en cascade pour la liquéfaction du gaz naturel.
TW368596B (en) 1997-06-20 1999-09-01 Exxon Production Research Co Improved multi-component refrigeration process for liquefaction of natural gas
FR2764972B1 (fr) 1997-06-24 1999-07-16 Inst Francais Du Petrole Procede de liquefaction d'un gaz naturel a deux etages interconnectes
FR2778232B1 (fr) 1998-04-29 2000-06-02 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de liquefaction d'un gaz naturel sans separation de phases sur les melanges refrigerants
DE19821242A1 (de) * 1998-05-12 1999-11-18 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
US6085546A (en) 1998-09-18 2000-07-11 Johnston; Richard P. Method and apparatus for the partial conversion of natural gas to liquid natural gas
US6085545A (en) 1998-09-18 2000-07-11 Johnston; Richard P. Liquid natural gas system with an integrated engine, compressor and expander assembly
US6085547A (en) 1998-09-18 2000-07-11 Johnston; Richard P. Simple method and apparatus for the partial conversion of natural gas to liquid natural gas
US6269656B1 (en) 1998-09-18 2001-08-07 Richard P. Johnston Method and apparatus for producing liquified natural gas
MY122625A (en) 1999-12-17 2006-04-29 Exxonmobil Upstream Res Co Process for making pressurized liquefied natural gas from pressured natural gas using expansion cooling
US6289692B1 (en) 1999-12-22 2001-09-18 Phillips Petroleum Company Efficiency improvement of open-cycle cascaded refrigeration process for LNG production
FR2826969B1 (fr) * 2001-07-04 2006-12-15 Technip Cie Procede de liquefaction et de deazotation de gaz naturel, installation de mise en oeuvre, et gaz obtenus par cette separation

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8874382B2 (en) 2009-05-01 2014-10-28 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for optimizing carbon dioxide sequestration operations
RU2534186C2 (ru) * 2009-05-01 2014-11-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Способ (варианты) и система для оптимизации операций изоляции диоксида углерода
US10156321B2 (en) 2009-05-01 2018-12-18 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for optimizing carbon dioxide sequestration operations
RU2606223C2 (ru) * 2011-07-22 2017-01-10 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Извлечение гелия из потоков природного газа
RU2731153C2 (ru) * 2016-01-11 2020-08-31 ДжиИ Ойл энд Гэс, Инк. Способ сжижения и устройство для переработки газа
RU2747304C2 (ru) * 2019-03-18 2021-05-04 Андрей Владиславович Курочкин Установка для редуцирования газа и выработки спг
WO2024123208A1 (en) * 2022-12-07 2024-06-13 Gasanova Olesya Igorevna Natural gas liquefaction method

Also Published As

Publication number Publication date
EA200400723A1 (ru) 2004-12-30
CN100400994C (zh) 2008-07-09
CA2469046A1 (en) 2003-07-31
NO20034140L (no) 2003-11-17
US6564578B1 (en) 2003-05-20
AU2002361762B2 (en) 2008-09-18
EP1468230A1 (en) 2004-10-20
CA2469046C (en) 2010-10-19
NO20034140D0 (no) 2003-09-17
EG23415A (en) 2005-06-28
MXPA04006946A (es) 2004-12-06
WO2003062723A1 (en) 2003-07-31
MY127974A (en) 2007-01-31
CN1615421A (zh) 2005-05-11
HK1077358A1 (en) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA006724B1 (ru) Способ получения сжиженного природного газа (варианты)
AU2021201534B2 (en) Pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
US6378330B1 (en) Process for making pressurized liquefied natural gas from pressured natural gas using expansion cooling
JP3868998B2 (ja) 液化プロセス
US6751985B2 (en) Process for producing a pressurized liquefied gas product by cooling and expansion of a gas stream in the supercritical state
US5537827A (en) Method for liquefaction of natural gas
US5755114A (en) Use of a turboexpander cycle in liquefied natural gas process
RU2177127C2 (ru) Повышение эффективности каскадного способа охлаждения открытого цикла
US20170167786A1 (en) Pre-Cooling of Natural Gas by High Pressure Compression and Expansion
RU2443952C2 (ru) Способ и устройство для сжижения потока углеводородов
US7591149B2 (en) LNG system with enhanced refrigeration efficiency
CN106123485B (zh) 用于单混合制冷剂过程的混合塔
AU2002361762A1 (en) Self-refrigerated LNG process
US7225636B2 (en) Apparatus and methods for processing hydrocarbons to produce liquified natural gas
US20070283718A1 (en) Lng system with optimized heat exchanger configuration
NO20191220A1 (en) Arctic Cascade method for natural gas liquefaction in a high-pressure cycle with pre-cooling by ethane and sub-cooling by nitrogen, and a plant for its implementation
US20190049174A1 (en) Method and system for liquefying a natural gas feed stream
KR20110122101A (ko) 액화 천연 가스를 생성하는 방법 및 시스템
AU2007310940B2 (en) Method and apparatus for liquefying hydrocarbon streams
US8578734B2 (en) Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream
EP1941218A1 (en) Apparatus and methods for processing hydrocarbons to produce liquified natural gas
MXPA99006305A (en) Use of a turboexpander cycle in liquefied natural gas process
MXPA99006295A (en) Reducing void formation in curable adhesive formulations

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU