EA040663B1 - SYSTEM FOR TREATMENT AND COOLING OF HYDROCARBON FLOW - Google Patents
SYSTEM FOR TREATMENT AND COOLING OF HYDROCARBON FLOW Download PDFInfo
- Publication number
- EA040663B1 EA040663B1 EA201990918 EA040663B1 EA 040663 B1 EA040663 B1 EA 040663B1 EA 201990918 EA201990918 EA 201990918 EA 040663 B1 EA040663 B1 EA 040663B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cooling
- stream
- refrigerant
- cooling water
- water
- Prior art date
Links
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способу и системе для обработки и охлаждения потока углеводородов с использованием охлаждающей воды.The invention relates to a method and system for treating and cooling a hydrocarbon stream using cooling water.
Уровень техникиState of the art
Производительность установки по производству сжиженного природного газа (liquid natural gas, LNG) преимущественно определяется механической мощностью на валу компрессоров хладагента, а также уровнем температуры, при котором происходит отвод тепла холодильного цикла, обычно определяемого температурой окружающей среды, такой как температура воды или воздуха, в которую в конечном итоге отводится тепло.The capacity of a liquid natural gas (LNG) plant is primarily determined by the mechanical shaft horsepower of the refrigerant compressors, as well as the temperature level at which heat from the refrigeration cycle is removed, usually determined by ambient temperature, such as water or air temperature, in which the heat is ultimately removed.
Для повышения производительности установки по производству сжиженного природного газа были предложены различные решения, в том числе решения, в которых применяется дополнительная охлаждающая способность.Various solutions have been proposed to improve the performance of an LNG plant, including solutions that use additional cooling capacity.
В US 3817046 предложено использование абсорбционного цикла охлаждения, который использует энергию отработанных газов.US 3,817,046 proposes the use of an absorption refrigeration cycle that uses the energy of exhaust gases.
В WO 2004065869 предложено использование отходящего тепла со ступени сжижения для запуска охлаждения одного или обоих потоков предварительно обработанного газа или потока газообразного хладагента в цикле охлаждения.WO 2004065869 proposes the use of waste heat from a liquefaction stage to drive the cooling of one or both pretreated gas streams or a refrigerant gas stream in a refrigeration cycle.
В WO 00/77466 описана система и способ сжижения природного газа, в которых избыточное охлаждение, имеющее место в типичной системе сжижения природного газа, используется для охлаждения воздуха на входе в газовые турбины в системе, чтобы тем самым повысить общую эффективность системы.WO 00/77466 describes a natural gas liquefaction system and method in which the excess refrigeration that occurs in a typical natural gas liquefaction system is used to cool the gas turbine inlet air in the system, thereby increasing the overall efficiency of the system.
В публикации IMPROVED LNG PROCESS, BETTER ECONOMICS FOR FUTURE PROJECTS автора Р. Bridgewood (LNG The EnergyLink) описано, что охлаждение для холодильной камеры в основном обеспечивается единым смешанным хладагентом, дополненным охлаждением аммиаком на теплом конце (верх) холодильной камеры. Аммиачная холодильная установка работает на свободной энергии отходов, вырабатываемой электростанцией с комбинированным циклом (СНР, combined cycle power plant). Размеры аммиачной холодильной установки основаны на резервной мощности, имеющейся на СНР после того, как все другие потребители тепла и энергии на станции были удовлетворены. Это обеспечивает оптимальное использование и баланс всей доступной энергии. Аммиачный хладагент, во-первых, применяют для охлаждения влажного газа из контактора амина, во-вторых, для применения охлаждения воздуха на входе в газовые турбины для увеличения мощности, а остаток используют в холодильной камере для предварительного охлаждения смешанного хладагента. Результатом является значительное увеличение производительности установки и значительное повышение эффективности использования топлива. В качестве дополнительной выгоды конденсируется и образуется чистая вода, когда воздух на входе в газовую турбину охлаждается аммиаком, и этого более чем достаточно для питания установки деминерализованной воды. Указанное выше может быть получено по ссылке: http://www.lnglimited.com.au/IRM/Companv/ShowPage.aspx?CPID=1455&EID=56380866&.IMPROVED LNG PROCESS, BETTER ECONOMICS FOR FUTURE PROJECTS by P. Bridgewood (LNG The EnergyLink) describes that refrigeration for the cold store is mainly provided by a single mixed refrigerant supplemented with ammonia refrigeration at the warm end (top) of the cold store. The ammonia refrigeration plant is powered by waste free energy generated by a combined cycle power plant (CHP). The dimensions of the ammonia refrigeration plant are based on the spare capacity available at the CHP after all other heat and power consumers in the plant have been satisfied. This ensures optimal use and balance of all available energy. The ammonia refrigerant is firstly used to cool the wet gas from the amine contactor, secondly, to apply cooling to the gas turbine inlet air to increase power, and the remainder is used in the cold room to pre-cool the mixed refrigerant. The result is a significant increase in plant productivity and a significant increase in fuel efficiency. As an added benefit, clean water condenses and forms when the gas turbine inlet air is cooled with ammonia, more than enough to feed a demineralized water plant. The above can be obtained from: http://www.lnglimited.com.au/IRM/Companv/ShowPage.aspx?CPID=1455&EID=56380866&.
В публикации Improving energy efficiency of LNG plants, авторов Christophe Thomas и Denis Chretien, TOTAL E&P - LNG Group, WGC 2009, описано создание замкнутого контура охлажденной воды, производимого абсорбционными установками, использующими отходящее тепло установки по производству сжиженного природного газа, что требует сложной интеграции с установкой по производству сжиженного природного газа. Кроме того, в этой статье описано предварительное охлаждение подаваемого газа и смешанного хладагента MR (mixed refrigerant) вместо функции охлаждения пропаном, что потребует большой мощности и сопряжено с относительно сложной интеграцией, охвачено охлаждение воздуха на входе в газовую турбину, переохлаждение пропанового хладагента и предварительное охлаждение подаваемого газа и хладагента MR вместо охлаждения пропаном.The publication Improving energy efficiency of LNG plants by Christophe Thomas and Denis Chretien, TOTAL E&P - LNG Group, WGC 2009, describes the creation of a closed chilled water loop produced by absorption plants using waste heat from an LNG plant, which requires complex integration with a plant for the production of liquefied natural gas. In addition, this article describes the pre-cooling of the feed gas and mixed refrigerant MR (mixed refrigerant) instead of the propane cooling function, which will require large power and involve relatively complex integration, gas turbine inlet air cooling, propane refrigerant subcooling and pre-cooling are covered. supply gas and MR refrigerant instead of propane cooling.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Задача заключается в том, чтобы обеспечить улучшенную систему и способ охлаждения потока углеводородов и сделать его менее зависимым от температуры окружающей среды.The challenge is to provide an improved system and method for cooling a hydrocarbon stream and making it less dependent on ambient temperature.
Настоящее изобретение обеспечивает систему для обработки и охлаждения потока углеводородов, причем система содержит ступень обработки газа для получения потока углеводородов и обработки потока углеводородов с образованием потока обработанных углеводородов, при этом ступень обработки газа содержит предварительный холодильник для охлаждения по меньшей мере части подаваемых углеводородов за счет охлаждающей воды, первую ступень охлаждения для получения обработанного потока углеводородов и охлаждения обработанного потока углеводородов за счет первого хладагента с образованием потока охлажденных углеводородов, причем первая ступень охлаждения содержит один или более первых водяных холодильников для охлаждения первого хладагента за счет охлаждающей воды, вторую ступень охлаждения для получения по меньшей мере части охлажденного потока углеводородов и охлаждения по меньшей мере части охлажденного потока углеводородов за счет второго хладагента с образованием дополнительно охлажденного потока углеводородов, причем вторая ступень охлаждения содержит один или более вторых водяных холодильников для охлаждения второго хладагента заThe present invention provides a system for treating and cooling a hydrocarbon stream, the system comprising a gas treatment stage for producing a hydrocarbon stream and treating the hydrocarbon stream to form a treated hydrocarbon stream, the gas treatment stage comprising a pre-cooler for cooling at least a portion of the hydrocarbon feed by means of a cooling water, a first refrigeration stage for producing a treated hydrocarbon stream and cooling the treated hydrocarbon stream with a first refrigerant to form a chilled hydrocarbon stream, the first refrigeration stage comprising one or more first water coolers for cooling the first refrigerant with cooling water, a second refrigeration stage for producing at least a portion of the cooled hydrocarbon stream and cooling at least a portion of the cooled hydrocarbon stream with a second refrigerant to form an additional chilled stream hydrocarbons, and the second stage of cooling contains one or more second water coolers for cooling the second refrigerant for
- 1 040663 счет охлаждающей воды, при этом система содержит источник охлаждающей воды, сообщающийся по текучей среде по меньшей мере с одним предварительным холодильником, одним или более первых водяных холодильников и одним или более вторых водяных холодильников, причем источник охлаждающей воды выполнен с возможностью получения потока охлаждающей воды, и подачи первой части потока охлаждающей воды в охлаждающую установку для получения потока охлажденной охлаждающей воды и передачи потока охлажденной охлаждающей воды к выбранному из по меньшей мере одного предварительного холодильника, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников, и подачи второй части потока охлаждающей воды в остальные по меньшей мере из одного предварительного холодильника, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников.- 1 040663 cooling water account, wherein the system comprises a source of cooling water in fluid communication with at least one pre-cooler, one or more first water coolers and one or more second water coolers, and the source of cooling water is configured to receive a flow cooling water, and supplying a first portion of the cooling water stream to a cooling plant to obtain a chilled cooling water stream and transfer the chilled cooling water stream to a selection of at least one pre-cooler, one or more first water coolers, and one or more second water coolers, and supplying the second part of the cooling water stream to the rest from at least one pre-cooler, one or more first water coolers, and one or more second water coolers.
При использовании охлаждающей установки температура охлаждающей воды может быть снижена и, следовательно, производительность системы может быть увеличена. Однако поскольку охлаждающая установка также потребляет охлаждение, предлагаемая в настоящее время система приспособлена для применения режима охлаждения только к части потока охлаждающей воды, проходящего к назначенным выбранным водяным холодильникам.By using a cooling plant, the temperature of the cooling water can be lowered and therefore the performance of the system can be increased. However, since the cooling plant also consumes cooling, the presently proposed system is adapted to apply the cooling regime to only a portion of the cooling water flow to designated selected water coolers.
Выбор может зависеть от конкретных условий, таких как температура окружающей среды, состав подаваемого газа, наличие режима охлаждения, стоимость режима охлаждения.The choice may depend on specific conditions such as ambient temperature, feed gas composition, availability of a cooling mode, cost of a cooling mode.
Вторая часть потока охлаждающей воды не проходит через охлаждающую установку (часть охлаждающей установки). Вторую часть потока охлаждающей воды передают или подают в остальные по меньшей мере из одного предварительного холодильника, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников без пропускания через какой-либо холодильник, охладитель или теплообменник (включая охлаждающую установку) до достижения остальных из по меньшей мере одного предварительного холодильника, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников. Таким образом, остальные по меньшей мере из одного предварительного холодильника, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников получают вторую часть потока охлаждающей воды по существу при температуре, при которой поток охлаждающей воды принимается установкой охлаждающей воды, за исключением какого-либо непреднамеренного теплообмена и/или колебаний температуры, которые имеют место во время транспортировки, например, вызванных насосами, клапанами и теплообменом через стенки трубопроводов/труб.The second part of the cooling water flow does not pass through the cooling plant (part of the cooling plant). The second part of the cooling water flow is transferred or fed to the rest from at least one pre-cooler, one or more first water coolers and one or more second water coolers without passing through any cooler, cooler or heat exchanger (including a cooling unit) before reaching the rest of at least one pre-cooler, one or more first water coolers, and one or more second water coolers. Thus, the remainder of the at least one pre-cooler, one or more first water coolers, and one or more second water coolers receive a second portion of the cooling water stream at substantially the temperature at which the cooling water stream is received by the cooling water unit, except for any or unintentional heat transfer and/or temperature fluctuations that occur during transport, such as those caused by pumps, valves and heat transfer through the walls of pipelines/pipes.
Предлагаемая система относительно проста в реализации и может быть также адаптирована к существующим системам.The proposed system is relatively easy to implement and can also be adapted to existing systems.
Охлаждающая установка не имеет значительных последствий или сложности, связанных с технологическим процессом и/или безопасностью, поскольку потоки, связанные с охлаждающей установкой, имеют относительно умеренное давление и температуру и не превышают нормальные рабочие давления и температуры системы.The chiller does not have significant process and/or safety implications or complexity as long as the streams associated with the chiller are of relatively moderate pressure and temperature and do not exceed the normal operating pressures and temperatures of the system.
Система допускает дополнительные режимы охлаждения/быстрого охлаждения без какой-либо сложной интеграции или модификации ступени обработки газа и первой/второй ступени охлаждения. Ни хладагенты, ни поток углеводородов не сталкиваются с дополнительными или более крупными теплообменниками, и нет необходимости в дополнительных или больших компрессорах и приводах. Схемы потоков ступени обработки газа и первой и второй ступеней охлаждения не затрагиваются.The system allows additional refrigeration/quick refrigeration modes without any complex integration or modification of the gas treatment stage and the first/second refrigeration stage. Neither the refrigerants nor the hydrocarbon stream encounter additional or larger heat exchangers, and there is no need for additional or larger compressors and drives. The flow patterns of the gas treatment stage and the first and second cooling stages are not affected.
Описанная выше система обеспечивает более высокую пропускную способность за счет снижения достижимой температуры процесса путем выборочного (т.е. для назначенных теплообменников) добавления промышленных охладителей и их встраивания в систему охлаждающей воды.The system described above provides higher throughput by reducing the achievable process temperature by selectively (ie for designated heat exchangers) adding industrial coolers and integrating them into the cooling water system.
Для охлаждающей установки требуется источник питания, например электроэнергия, которая может быть получена из системы (например, из топливного газа, полученного из системы), но также может быть получена из отдельного источника, например, из сети. Также может быть использована комбинация этих двух вариантов.The cooling plant requires a source of power, such as electricity, which can be obtained from the system (eg, from fuel gas obtained from the system), but can also be obtained from a separate source, such as the grid. A combination of these two options may also be used.
Согласно одному варианту осуществления охлаждающая установка представляет собой механический охладитель.According to one embodiment, the cooling unit is a mechanical cooler.
Механический охладитель содержит контур охлаждения, через который циркулирует охлаждающий хладагент, при этом контур охлаждения содержит компрессор охлаждения, конденсатор охлаждения, устройство снижения давления охлаждения (клапан Джоуля-Томпсона) и теплообменник охлаждения, в котором охлаждающий хладагент нагревается за счет первой части потока охлаждающей воды. Конденсатор охлаждения может быть выполнен с возможностью охлаждения нагнетаемого охлаждающего хладагента, полученного из компрессора охлаждения, за счет окружающей среды, например за счет окружающего воздуха.The mechanical cooler contains a refrigeration circuit through which the refrigeration refrigerant circulates, while the refrigeration circuit contains a refrigeration compressor, a refrigeration condenser, a refrigeration pressure reducing device (Joule-Thompson valve) and a refrigeration heat exchanger in which the refrigeration refrigerant is heated by the first part of the cooling water flow. The refrigeration condenser may be configured to cool the discharged refrigeration refrigerant obtained from the refrigeration compressor by the environment, such as ambient air.
Механический охладитель, в частности компрессор охлаждения, предпочтительно приводится в действие от электрического привода, но может также приводиться в действие посредством какого-либоThe mechanical cooler, in particular the refrigeration compressor, is preferably electrically driven, but may also be driven by some kind of
- 2 040663 другого подходящего источника энергии. Механический охладитель также может приводиться в действие паром.- 2 040663 other suitable source of energy. The mechanical cooler can also be steam powered.
Охлаждающий хладагент может представлять собой какой-либо подходящий охлаждающий хладагент, например R-134a, NH3, LiBr.The refrigerant may be any suitable refrigerant such as R-134a, NH3, LiBr.
В соответствии с альтернативным вариантом реализации охлаждающая установка может представлять собой абсорбционный охладитель. В абсорбционных охладителях в качестве движителя используют относительно горячую среду, такую как горячая вода, пар или горячее масло, которые могут быть получены из системы в качестве отходящего тепла. Систему горячего масла используют для подачи тепла в определенные части системы, такие как ребойлеры колонны, или для регенерации обезвоженного газа. Температура горячей среды предпочтительно выше 80°С или выше 90°С.According to an alternative implementation, the cooling unit may be an absorption chiller. Absorption chillers use a relatively hot medium, such as hot water, steam, or hot oil, which can be recovered from the system as waste heat, as the propellant. The hot oil system is used to supply heat to certain parts of the system, such as column reboilers, or to regenerate dehydrated gas. The temperature of the hot medium is preferably above 80°C or above 90°C.
В соответствии с одним вариантом реализации охлаждающая установка выполнена с возможностью получения первой части потока охлаждающей воды при температуре подачи и охлаждения первой части потока охлаждающей воды до температуры охлаждения, меньшей температуры подачи.According to one embodiment, the chiller is configured to receive the first portion of the cooling water stream at a supply temperature and cool the first portion of the cooling water stream to a cooling temperature below the supply temperature.
Температура охлаждения ниже температуры подачи предпочтительно по меньшей мере на 1°С ниже температуры подачи, более предпочтительно по меньшей мере на 2°С ниже температуры подачи и еще более предпочтительно по меньшей мере на 4°С ниже температуры подачи. Например, температура охлаждения на 5°С ниже температуры подачи.The cooling temperature is below the supply temperature, preferably at least 1°C below the supply temperature, more preferably at least 2°C below the supply temperature, and even more preferably at least 4°C below the supply temperature. For example, the cooling temperature is 5°C lower than the supply temperature.
Таким образом, поток охлажденной охлаждающей воды холоднее, чем вторая часть потока охлаждающей воды, подаваемого в остальные по меньшей мере из одного предварительного холодильника, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников. Поток охлажденной охлаждающей воды предпочтительно по меньшей мере на 1°С ниже температуры охлаждаемой охлаждающей воды, более предпочтительно по меньшей мере на 2°С ниже температуры охлаждаемой охлаждающей воды и еще более предпочтительно по меньшей мере на 4°С ниже температуры охлаждаемой охлаждающей воды. Например, температура охлаждения на 5°С ниже температуры охлаждаемой охлаждающей воды.Thus, the chilled cooling water stream is colder than the second part of the cooling water stream supplied to the others from at least one pre-cooler, one or more first water coolers, and one or more second water coolers. The flow of chilled cooling water is preferably at least 1°C below the temperature of the cooled cooling water, more preferably at least 2°C below the temperature of the cooled cooling water, and even more preferably at least 4°C below the temperature of the cooled cooling water. For example, the cooling temperature is 5°C lower than the temperature of the cooling water to be cooled.
Таким образом, могут быть смоделированы условия окружающей среды, типичные для холодного дня (зимний сезон) или оптимальной температуры окружающей среды, что приведет к равномерному производству сжиженного природного газа.In this way, ambient conditions typical of a cold day (winter season) or optimum ambient temperature can be simulated, resulting in a uniform production of liquefied natural gas.
В соответствии с одним вариантом реализации охлаждающая установка выполнена с возможностью получения первой части потока охлаждающей воды при температуре подачи для охлаждения первой части потока охлаждающей воды до заданной температуры, но не ниже нее.According to one embodiment, the chiller is configured to receive the first portion of the cooling water stream at a supply temperature to cool the first portion of the cooling water stream to, but not below, a predetermined temperature.
Первая часть потока охлаждающей воды охлаждается до температуры охлаждения.The first part of the cooling water stream is cooled down to the cooling temperature.
Охлаждающая установка может быть полностью использована для охлаждения первой части потока охлаждающей воды настолько, насколько это возможно, при условии, что температура охлаждения не опускается ниже заданной температуры.The cooling plant can be fully utilized to cool the first part of the cooling water stream as much as possible, provided that the cooling temperature does not fall below the set temperature.
Ступень обработки газа, и первая, и вторая ступени охлаждения могут быть рассчитаны на оптимальную работу при заданной температуре охлаждающей воды. Обычно система предназначена для оптимального функционирования с охлаждающей водой при температуре, при которой охлаждающая вода доступна в среднем, что, естественно, зависит от условий окружающей среды. Заданная температура может, например, составлять 5°С.The gas treatment stage and both the first and second cooling stages can be designed to operate optimally at a given cooling water temperature. Typically, the system is designed to operate optimally with cooling water at a temperature at which cooling water is available on average, which naturally depends on environmental conditions. The target temperature may, for example, be 5°C.
Указанный вариант реализации имеет преимущество, заключающееся в том, что производительность системы меньше зависит от изменения температуры окружающей среды, поскольку изменения температуры окружающей среды приводят к изменению температуры подачи охлаждающей воды.This embodiment has the advantage that system performance is less affected by changes in ambient temperature, since changes in ambient temperature result in changes in the cooling water supply temperature.
Система может содержать контроллер для управления охлаждающей установкой в зависимости от измеренной температуры, температуры первой части потока охлаждающей воды и/или температуры охлаждения потока охлажденной охлаждающей воды. В зависимости от ситуации контроллер может управлять охлаждающей установкой для работы при полной мощности для максимального охлаждения первой части потока охлаждающей воды до заданной температуры, по возможности, при выбранной промежуточной мощности для охлаждения первой части потока охлаждающей воды до заданной температуры и предотвращения падения температуры охлаждения ниже заданной температуры, или при нулевой мощности (т.е. выключение), если температура подачи уже равна заданной температуре или ниже нее.The system may include a controller for controlling the chiller in response to the sensed temperature, the temperature of the first portion of the cooling water stream, and/or the cooling temperature of the chilled cooling water stream. Depending on the situation, the controller may control the chiller to operate at full power to maximize the cooling of the first part of the cooling water stream to the set temperature, if possible at the selected intermediate power to cool the first part of the cooling water stream to the set temperature and prevent the cooling temperature from falling below the set temperature. temperature, or at zero power (i.e. shutdown) if the flow temperature is already at or below the set temperature.
В соответствии с вариантом реализации система содержит обходной канал охлаждающей установки для первой части потока охлаждающей воды, причем система выполнена с возможностью передачи первой части потока охлаждающей воды через обходной канал в случае, если температура подачи равна заданной температуре или меньше нее.According to an embodiment, the system comprises a chiller bypass channel for a first portion of the cooling water flow, wherein the system is configured to transfer the first portion of the cooling water flow through the bypass channel if the supply temperature is equal to or less than a predetermined temperature.
Дополнительно или в качестве альтернативы система может быть устроена таким образом, что пропускает первую часть потока охлаждающей воды через обходной канал, если охлаждающая установка находится в процессе обслуживания, таким образом, не влияя на возможность использования установки.Additionally or alternatively, the system may be configured to pass the first portion of the cooling water flow through the bypass if the cooling plant is under maintenance, thus not affecting the usability of the plant.
- 3 040663- 3 040663
В соответствии с вариантом реализации система выполнена с возможностью отключения охлаждающей установки в случае, когда температура подачи равна заданной температуре или меньше нее.According to an embodiment, the system is configured to shut down the chiller when the supply temperature is equal to or less than the set temperature.
В соответствии с этим вариантом реализации потребляемая мощность охлаждения минимизируется, поскольку охладитель можно обходить и выключать в случае, когда охлаждение больше не способствует повышению производительности.According to this embodiment, cooling power consumption is minimized because the cooler can be bypassed and turned off when cooling no longer contributes to performance.
В соответствии с одним вариантом реализации первые водяные холодильники содержат один или более конденсаторов, расположенных ниже по потоку от первой ступени компрессора хладагента, выполненных с возможностью получения и охлаждения сжатого первого потока хладагента, выпускаемого первой ступенью компрессора хладагента, один или более переохладителей, расположенных ниже по потоку от одного или более конденсаторов, выполненных с возможностью получения и охлаждения по меньшей мере части первого потока хладагента, выпускаемого одним или более конденсаторов, вторые водяные холодильники содержат один или более доохладителей, расположенных ниже по потоку от второй ступени компрессора хладагента, выполненных с возможностью получения и охлаждения сжатого второго потока хладагента, выпускаемого второй ступенью компрессора хладагента, один или более промежуточных холодильников, сообщающихся по текучей среде со ступенью компрессора, для получения частично сжатого второго потока хладагента от второй ступени компрессора хладагента и для передачи промежуточно охлажденного второго потока хладагента во вторую ступень компрессора хладагента для дальнейшего сжатия, и выбранный вариант включает предварительный холодильник, один или более переохладителей и один или более доохладителей.In accordance with one embodiment, the first water coolers comprise one or more condensers located downstream of the first stage of the refrigerant compressor, configured to receive and cool the compressed first refrigerant stream discharged by the first stage of the refrigerant compressor, one or more subcoolers located downstream flow from one or more condensers configured to receive and cool at least a portion of the first refrigerant stream discharged by one or more condensers, the second water coolers contain one or more aftercoolers located downstream of the second stage of the refrigerant compressor, configured to receive and cooling the compressed second refrigerant stream output from the second refrigerant compressor stage by one or more intercoolers in fluid communication with the compressor stage to obtain a partially compressed second refrigerant stream from the second refrigerant compressor stages and for transferring the intercooled second refrigerant stream to the second refrigerant compressor stage for further compression, and the selected option includes a pre-cooler, one or more sub-coolers and one or more after-coolers.
Выбранный вариант предпочтительно включает все из одного или более переохладителей и все из одного или более доохладителей.The selected option preferably includes all of one or more subcoolers and all of one or more aftercoolers.
При использовании конденсаторы принимают первый хладагент по существу в газовой фазе и выпускают первый хладагент по существу в жидкой фазе.In use, the condensers receive the first refrigerant in a substantially gas phase and discharge the first refrigerant in a substantially liquid phase.
В соответствии с одним вариантом реализации выбранный вариант дополнительно включает один или более промежуточных холодильников.According to one embodiment, the selected embodiment further includes one or more intercoolers.
Выбранный вариант предпочтительно включает все из одного или более промежуточных холодильников.The selected option preferably includes all of one or more intermediate coolers.
В соответствии с одним вариантом реализации выбранный вариант дополнительно включает один или более конденсаторов.In accordance with one implementation option, the selected option further includes one or more capacitors.
Выбранный вариант предпочтительно включает все из одного или более конденсаторов.The selected option preferably includes all of one or more capacitors.
Согласно одному варианту обеспечен способ обработки и охлаждения потока углеводородов, включающий получение потока углеводородов, обработку потока углеводородов с образованием потока обработанных углеводородов, при этом обработка включает предварительное охлаждение подаваемого потока углеводородов в предварительном холодильнике за счет охлаждающей воды, охлаждение обработанного потока углеводородов за счет первого хладагента с образованием охлажденного потока углеводородов, при этом первый хладагент охлаждают в одном или более первых водяных холодильников за счет охлаждающей воды, дополнительное охлаждение по меньшей мере части охлажденного потока углеводородов за счет второго хладагента с образованием дополнительно охлажденного потока углеводородов, при этом второй хладагент охлаждают в одном или более вторых водяных холодильников за счет охлаждающей воды, при этом способ дополнительно включает получение потока охлаждающей воды, разделение потока охлаждающей воды на первую часть и вторую часть, передачу первой части потока охлаждающей воды в охлаждающую установку с получением потока охлажденной охлаждающей воды, передачу потока охлажденной охлаждающей воды к выбранному из по меньшей мере одного предварительного холодильника, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников, передачу второй части потока охлаждающей воды в остальные из по меньшей мере одного предварительного холодильника, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников.According to one embodiment, a method is provided for processing and cooling a hydrocarbon stream, including obtaining a hydrocarbon stream, processing a hydrocarbon stream to form a stream of processed hydrocarbons, wherein the treatment includes pre-cooling the hydrocarbon feed stream in a pre-cooler due to cooling water, cooling the treated hydrocarbon stream due to the first refrigerant to form a cooled hydrocarbon stream, wherein the first refrigerant is cooled in one or more first water coolers due to cooling water, additional cooling of at least a portion of the cooled hydrocarbon stream due to the second refrigerant to form an additionally cooled hydrocarbon stream, while the second refrigerant is cooled in one or more second water coolers by cooling water, the method further comprising obtaining a cooling water stream, dividing the cooling water stream into a first part and a second the first part, transferring the first part of the cooling water stream to the cooling unit to obtain a chilled cooling water stream, transferring the chilled cooling water stream to a selected one of at least one pre-cooler, one or more first water coolers and one or more second water coolers, transferring the second a portion of the cooling water flow to the rest of at least one pre-cooler, one or more first water coolers, and one or more second water coolers.
Согласно одному варианту реализации способ включает получение показаний температуры потока охлажденной охлаждающей воды, регулирование рабочего режима охлаждающей установки для охлаждения первой части потока охлаждающей воды до заданной температуры, но не ниже нее.In one embodiment, the method includes taking a temperature reading of the chilled cooling water stream, adjusting the operation of the chiller to cool the first portion of the cooling water stream to, but not below, a predetermined temperature.
Охлаждающая установка может быть управляемой, чтобы работать на полную мощность для максимального охлаждения первой части потока охлаждающей воды до заданной температуры, если температура подачи выше заданной температуры подачи,The cooling unit may be controlled to operate at full capacity to cool the first portion of the cooling water stream to a predetermined temperature as much as possible if the flow temperature is higher than the set flow temperature,
- 4 040663 работать с выбранной промежуточной производительностью для охлаждения первой части потока охлаждающей воды до заданной температуры в случае, если температура подачи ниже заданной температуры подачи, но выше заданной температуры, и работать при нулевой производительности, если температура подачи уже равна заданной температуре или ниже нее.- 4 040663 operate at the selected intermediate capacity to cool the first part of the cooling water flow to the set temperature if the flow temperature is below the set flow temperature but above the set temperature, and operate at zero capacity if the flow temperature is already at or below the set temperature .
Показания температуры потока охлажденной охлаждающей воды можно получить, выполнив одно или более измерений температуры, причем не обязательно непосредственно для потока охлажденной охлаждающей воды, но, возможно, также для других потоков, например, потока охлаждающей воды при получении.Temperature readings of the chilled cooling water stream can be obtained by taking one or more temperature measurements, not necessarily directly on the chilled cooling water stream, but possibly also on other streams, such as the cooling water stream upon receipt.
В соответствии с одним вариантом реализации первые водяные холодильники содержат один или более конденсаторов, расположенных ниже по потоку от первой ступени компрессора хладагента, выполненных с возможностью получения и охлаждения сжатого первого потока хладагента, выпускаемого первой ступенью компрессора хладагента, один или более переохладителей, расположенных ниже по потоку от одного или более конденсаторов, выполненных с возможностью получения и охлаждения по меньшей мере части первого потока хладагента, выпускаемого одним или более конденсаторов, вторые водяные холодильники содержат один или более доохладителей, расположенных ниже по потоку от второй ступени компрессора хладагента, выполненных с возможностью получения и охлаждения сжатого второго потока хладагента, выпускаемого второй ступенью компрессора хладагента, один или более промежуточных холодильников, сообщающихся по текучей среде со ступенью компрессора, для получения частично сжатого второго потока хладагента от второй ступени компрессора хладагента и для передачи промежуточно охлажденного второго потока хладагента во вторую ступень компрессора хладагента для дальнейшего сжатия, выбранный вариант включает предварительный холодильник, один или более переохладителей и один или более доохладителей.In accordance with one embodiment, the first water coolers comprise one or more condensers located downstream of the first stage of the refrigerant compressor, configured to receive and cool the compressed first refrigerant stream discharged by the first stage of the refrigerant compressor, one or more subcoolers located downstream flow from one or more condensers configured to receive and cool at least a portion of the first refrigerant stream discharged by one or more condensers, the second water coolers contain one or more aftercoolers located downstream of the second stage of the refrigerant compressor, configured to receive and cooling the compressed second refrigerant stream output from the second refrigerant compressor stage by one or more intercoolers in fluid communication with the compressor stage to obtain a partially compressed second refrigerant stream from the second refrigerant compressor stage and for transferring the intercooled second refrigerant stream to the second refrigerant compressor stage for further compression, the selected option includes a pre-cooler, one or more sub-coolers and one or more after-coolers.
В соответствии с одним вариантом реализации выбранный вариант дополнительно включает один или более промежуточных холодильников.According to one embodiment, the selected embodiment further includes one or more intercoolers.
В соответствии с одним вариантом реализации выбранный вариант дополнительно включает один или более конденсаторов.In accordance with one implementation option, the selected option further includes one or more capacitors.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Далее изобретение будет проиллюстрировано с использованием примеров и со ссылкой на чертежи, на которых на фиг. 1, 2, 3 и 4 схематически показаны разные варианты реализации изобретения.The invention will now be illustrated by way of examples and with reference to the drawings, in which FIG. 1, 2, 3 and 4 schematically show different embodiments of the invention.
На этих фигурах одинаковые номера позиций будут использованы для обозначения одинаковых или похожих элементов. Кроме того, один номер позиции будет использован для обозначения канала или линии, а также потока, передаваемого по этой линии.In these figures, the same reference numbers will be used to refer to the same or similar elements. In addition, a single position number will be used to identify the channel or line and the stream carried on that line.
Подробное описание сущности изобретенияDetailed Description of the Invention
Варианты реализации обеспечивают способ и систему, в которых первая часть полученной охлаждающей воды охлаждается до более низкой температуры перед передачей в ступень обработки газа, первую ступень охлаждения и/или вторую ступень охлаждения, а вторая часть охлаждающей воды не охлаждается.Embodiments provide a method and system in which a first portion of the produced cooling water is cooled to a lower temperature before being passed to a gas treatment stage, a first cooling stage, and/or a second cooling stage, and a second portion of the cooling water is not cooled.
Охлаждающая вода поступает при температуре подачи, которая зависит от условий окружающей среды.The cooling water enters at the supply temperature, which depends on the ambient conditions.
Например, поток охлаждающей воды может быть получен от водонапорной башни. Водонапорная башня выполнена с возможностью охлаждения нагретой охлаждающей воды, поступающей обратно со ступени обработки газа, первой ступени охлаждения и/или второй ступени охлаждения, за счет окружающей среды, например, за счет окружающего воздуха. Полученный поток охлаждающей воды возвращается обратно на ступень обработки газа, первую ступень охлаждения и/или вторую ступень охлаждения при температуре подачи в зависимости от температуры окружающей среды, например температуры окружающего воздуха.For example, a cooling water stream may be obtained from a water tower. The water tower is adapted to cool the heated cooling water coming back from the gas treatment stage, the first cooling stage and/or the second cooling stage, due to the environment, for example, due to ambient air. The resulting cooling water stream is returned back to the gas treatment stage, the first cooling stage and/or the second cooling stage at the supply temperature depending on the ambient temperature, for example ambient air temperature.
В соответствии с другим примером поток охлаждающей воды может быть получен из стояка водозабора, и в этом случае температура подачи потока охлаждающей воды зависит от температуры морской воды.According to another example, a cooling water stream may be obtained from a standpipe, in which case the supply temperature of the cooling water stream depends on the temperature of the sea water.
При охлаждении первой части охлаждающей воды на ступень обработки газа, на первую ступень охлаждения и/или вторую ступень охлаждения не будет меньше влиять изменение условий окружающей среды, и она сможет функционировать более оптимальным образом.By cooling the first part of the cooling water, the gas treatment stage, the first cooling stage and/or the second cooling stage will not be less affected by changing environmental conditions and will be able to function in a more optimal manner.
На фиг. 1 схематически изображена система для обработки и охлаждения потока углеводородов.In FIG. 1 schematically depicts a system for treating and cooling a hydrocarbon stream.
На фиг. 1 показана ступень 10 обработки газа, выполненная с возможностью получения потока 1 углеводородов. Ступень 10 обработки газа содержит ряд установок для обработки газа, например установку 11 для удаления кислого газа, установку 12 обезвоживания, установку 13 для удаления ртути. Ступень 10 обработки газа дополнительно содержит предварительный холодильник 14 для охлаждения по меньшей мере части подаваемых углеводородов 10 за счет охлаждающей воды 404, как будет более под- 5 040663 робно описано ниже.In FIG. 1 shows a gas treatment stage 10 configured to produce a hydrocarbon stream 1. The gas treatment stage 10 comprises a number of gas treatment units, such as an acid gas removal unit 11, a dehydration unit 12, and a mercury removal unit 13. The gas treatment stage 10 further comprises a pre-cooler 14 for cooling at least a portion of the hydrocarbon feed 10 with cooling water 404, as will be described in more detail below.
Предварительный холодильник 14 предпочтительно расположен ниже по потоку (по отношению к углеводородному потоку 1) от установки 13 для удаления ртути и выше по потоку от первой ступени 100 охлаждения (описано ниже).The pre-cooler 14 is preferably located downstream (with respect to hydrocarbon stream 1) of the mercury removal unit 13 and upstream of the first cooling stage 100 (described below).
Предварительный холодильник 14 показан как часть ступени обработки газа. Однако он предпочтительно расположен непосредственно перед первым теплообменником 110, содержащим первую ступень 100 охлаждения, описанную более подробно ниже. Термин непосредственно выше по потоку используется в настоящем документе для обозначения того, что между предварительным холодильником и первым теплообменником 110 нет дополнительных устройств охлаждения, нагрева и сепарации. Предварительный холодильник 14 также может рассматриваться как часть первой ступени 100 охлаждения.The pre-cooler 14 is shown as part of the gas treatment stage. However, it is preferably located immediately before the first heat exchanger 110 containing the first cooling stage 100, described in more detail below. The term directly upstream is used herein to mean that there are no additional cooling, heating, and separating devices between the pre-cooler and the first heat exchanger 110. The pre-cooler 14 can also be considered as part of the first cooling stage 100.
Ступень 10 обработки газа выполнена с возможностью выпуска потока 20 обработанных углеводородов.The gas treatment stage 10 is configured to discharge a processed hydrocarbon stream 20 .
На фиг. 1 дополнительно показана первая ступень 100 охлаждения. Первая ступень охлаждения содержит первый теплообменник 110, в котором обеспечивается теплообмен обработанного потока 20 углеводородов с первым хладагентом с созданием охлажденного потока 30 углеводородов.In FIG. 1 further shows the first cooling stage 100. The first cooling stage includes the first heat exchanger 110, which provides heat exchange of the treated hydrocarbon stream 20 with the first refrigerant to create a cooled hydrocarbon stream 30.
Первый хладагент может представлять собой смешанный хладагент или может содержать главным образом один компонент, например пропан.The first refrigerant may be a mixed refrigerant or may contain primarily one component such as propane.
Должно быть понятно, что первая ступень 100 охлаждения может содержать более одного первого теплообменника 110, причем более одного первых теплообменников 110 могут быть расположены последовательно и/или параллельно по отношению друг к другу. Из соображений ясности на фиг. 1 изображен только один.It should be understood that the first stage 100 cooling may contain more than one first heat exchanger 110, and more than one first heat exchanger 110 may be arranged in series and/or in parallel with respect to each other. For reasons of clarity, in FIG. 1 shows only one.
Первая ступень 100 охлаждения дополнительно содержит первый контур хладагента, через который при использовании циркулирует первый хладагент. Первый контур хладагента содержит по меньшей мере одну первую ступень 121 компрессора хладагента, которая изображена как содержащая один компрессор. Однако должно быть понятно, что может иметься более одного компрессора, при этом более одного компрессоров могут быть расположены параллельно и/или последовательно относительно друг друга.The first refrigeration stage 100 further comprises a first refrigerant circuit through which the first refrigerant circulates in use. The first refrigerant circuit contains at least one first refrigerant compressor stage 121, which is depicted as containing one compressor. However, it should be understood that there may be more than one compressor, and more than one compressor may be arranged in parallel and/or in series with respect to each other.
Один или более, предпочтительно все, из компрессоров, содержащих первую ступень 121 компрессора хладагента, могут содержать пароохладители 1210 с водяным охлаждением. Пароохладители 1210 считаются частью первой ступени 121 компрессора хладагента.One or more, preferably all, of the compressors comprising the first refrigerant compressor stage 121 may include water-cooled desuperheaters 1210. The desuperheaters 1210 are considered to be part of the first stage 121 of the refrigerant compressor.
За первой ступенью 121 компрессора хладагента ниже по потоку расположен один или более конденсаторов 122, выполненных с возможностью получения и охлаждения сжатого первого потока 131 хладагента, выпускаемого первой ступенью 121 компрессора хладагента. Ниже по потоку от одного или более конденсаторов 122 находится один или более переохладителей 123, выполненных с возможностью получения и охлаждения по меньшей мере части первого потока 132 хладагента, выпускаемого одним или более конденсаторов 122.Downstream of the first refrigerant compressor stage 121 is one or more condensers 122 configured to receive and cool the compressed first refrigerant stream 131 output from the first refrigerant compressor stage 121. Downstream of the one or more condensers 122 is one or more subcoolers 123 configured to receive and cool at least a portion of the first refrigerant stream 132 discharged by the one or more condensers 122.
Конденсаторы 122 выпускают поток 133 конденсированного хладагента, который подается в расширительное устройство 124, при необходимости через один или более первых теплообменников 100, как показано. Расширительное устройство 124 создает увеличенный в объеме первый поток 134 хладагента, который подают в один или более первых теплообменников 100 для охлаждения потока 20 обработанных углеводородов. Полученный нагретый первый поток 135 хладагента аккумулируется из одного или более первых теплообменников 100 и возвращается обратно в первую ступень 121 компрессора хладагента.Condensers 122 discharge a condensed refrigerant stream 133 which is supplied to expansion device 124, optionally through one or more first heat exchangers 100, as shown. The expansion device 124 creates an expanded first refrigerant stream 134 that is fed to one or more first heat exchangers 100 to cool the treated hydrocarbon stream 20. The resulting heated first refrigerant stream 135 is accumulated from one or more first heat exchangers 100 and returned back to the first stage 121 of the refrigerant compressor.
Охлажденный поток 30 углеводородов, полученный из первой ступени 100 охлаждения, по меньшей мере, частично передают во вторую ступень 200 охлаждения для дальнейшего охлаждения.The cooled hydrocarbon stream 30 obtained from the first cooling stage 100 is at least partially transferred to the second cooling stage 200 for further cooling.
Вторая ступень 200 охлаждения содержит второй теплообменник 210, в котором обеспечивается теплообмен охлажденного потока 30 углеводородов за счет второго хладагента, создающего дополнительно охлажденный поток 40 углеводородов. Указанный дополнительно охлажденный поток 40 углеводородов может быть (частично) сжижен и направлен на дополнительную ступень охлаждения, в установку с мгновенным испарением и/или в резервуар для хранения сжиженного природного газа (не показано).The second refrigeration stage 200 includes a second heat exchanger 210 that heats the cooled hydrocarbon stream 30 with a second refrigerant to provide an additional chilled hydrocarbon stream 40. Said additionally cooled hydrocarbon stream 40 may be (partially) liquefied and directed to an additional refrigeration stage, flash unit and/or LNG storage tank (not shown).
Второй хладагент может представлять собой смешанный хладагент.The second refrigerant may be a mixed refrigerant.
Второй теплообменник 210 обычно называют основным криогенным теплообменником. Должно быть понятно, что вторая ступень 200 охлаждения может содержать более одного второго теплообменника 210, причем более одного вторых теплообменников 110 могут быть расположены последовательно и/или параллельно по отношению друг к другу. Из соображений ясности на фиг. 1 изображен только один.The second heat exchanger 210 is commonly referred to as the main cryogenic heat exchanger. It should be understood that the second stage 200 cooling may contain more than one second heat exchanger 210, and more than one second heat exchangers 110 may be arranged in series and/or in parallel with respect to each other. For reasons of clarity, in FIG. 1 shows only one.
Вторая ступень 200 охлаждения дополнительно содержит второй контур хладагента, через который при использовании циркулирует второй хладагент. Второй контур хладагента содержит по меньшей мере одну вторую ступень 221 компрессора хладагента, которая изображена как содержащая один компрессор. Однако должно быть понятно, что может иметься более одного компрессора, при этом указанные более одного компрессора могут быть расположены параллельно и/или последовательно относительно друг друга. За второй ступенью 221 компрессора хладагента ниже по потоку расположен один или более доохладителей 222, выполненных с возможностью получения и охлаждения сжатого второго потока 231 хладагента, выпускаемого второй ступенью 221 компрессора хладагента. Доохладители 222 выпускаютThe second refrigeration stage 200 further comprises a second refrigerant circuit through which the second refrigerant circulates in use. The second refrigerant circuit contains at least one second refrigerant compressor stage 221, which is depicted as containing one compressor. However, it should be understood that there may be more than one compressor, and said more than one compressor may be arranged in parallel and/or in series with respect to each other. Downstream of the second refrigerant compressor stage 221 is one or more aftercoolers 222 configured to receive and cool the compressed second refrigerant stream 231 output from the second refrigerant compressor stage 221. Aftercoolers 222 produce
- 6 040663 второй доохлажденный поток 232 хладагента, который затем передают и охлаждают в одном или более первых теплообменников 110.- 6 040663 second pre-cooled refrigerant stream 232, which is then transferred and cooled in one or more first heat exchangers 110.
Один или более первых теплообменников 110 выпускают частично конденсированный второй поток 233 хладагента, который передается в сепаратор 234. Сепаратор 234 образует легкий газообразный поток 235 и тяжелый жидкий поток 236, оба из которых параллельно охлаждаются вторым теплообменником 210 и расширяются расширительными устройствами 237, 238 соответственно. Полученный таким образом расширенный тяжелый поток 239 хладагента и тяжелый поток 240 хладагента направляют во вторые теплообменники 210 для охлаждения охлажденного потока 30 углеводородов.One or more first heat exchangers 110 discharge a partially condensed second refrigerant stream 233, which is transferred to a separator 234. Separator 234 forms a light gaseous stream 235 and a heavy liquid stream 236, both of which are cooled in parallel by the second heat exchanger 210 and expanded by expansion devices 237, 238, respectively. The expanded heavy refrigerant stream 239 thus obtained and the heavy refrigerant stream 240 are sent to second heat exchangers 210 to cool the cooled hydrocarbon stream 30 .
Полученный нагретый второй поток 241 хладагента аккумулируется из одного или более вторых теплообменников 210 и возвращается обратно во вторую ступень 221 компрессора хладагента.The resulting heated second refrigerant stream 241 is accumulated from one or more second heat exchangers 210 and returned back to the second stage 221 of the refrigerant compressor.
Вторая ступень 200 охлаждения может дополнительно содержать один или более промежуточных холодильников 251, которые сообщаются по текучей среде со второй ступенью 221 компрессора для приема частично сжатого второго потока 250 хладагента от второй ступени 221 компрессора хладагента и пропускать второй промежуточно охлажденный поток 252 хладагента во вторую ступень 221 компрессора хладагента для дополнительного сжатия.The second refrigeration stage 200 may further comprise one or more intercoolers 251 that are in fluid communication with the second compressor stage 221 to receive the partially compressed second refrigerant stream 250 from the second refrigerant compressor stage 221 and pass the second intercooled refrigerant stream 252 to the second stage 221 refrigerant compressor for additional compression.
Таким образом, описанная система содержит предварительный холодильник 14, являющийся частью ступени 10 обработки газа, один или более первых водяных холодильников, являющихся частью первой ступени 100 охлаждения, таких как один или более конденсаторов 122 и один или более переохладителей 123, один или более вторых водяных холодильников, являющихся частью второй ступени 200 охлаждения, таких как один или более промежуточных холодильников 222 и один или более промежуточных холодильников 251 второй ступени 200 охлаждения, все из которых могут сообщаться по текучей среде с источником 400 охлаждающей воды для получения охлаждающей воды и выпуска нагретой охлаждающей воды обратно в источник 400 охлаждающей воды или обратно в окружающую среду.Thus, the described system comprises a pre-cooler 14 that is part of the gas treatment stage 10, one or more first water coolers that are part of the first cooling stage 100, such as one or more condensers 122 and one or more subcoolers 123, one or more second water coolers. refrigerators that are part of the second refrigeration stage 200, such as one or more intercoolers 222 and one or more intercoolers 251 of the second refrigeration stage 200, all of which can be in fluid communication with the cooling water source 400 to receive cooling water and discharge heated cooling water water back to the cooling water source 400 or back to the environment.
Источник 400 охлаждающей воды может представлять собой водонапорную башню, но также может представлять собой систему водозабора, например стояк водозаборной системы.The source of cooling water 400 may be a water tower, but may also be a water intake system, such as a riser of a water intake system.
Источник 400 охлаждения воды может быть выполнен с возможностью обеспечения потока охлаждающей воды 401, который разделен на первую и вторую части 402, 403. Должно быть понятно, что могут быть предусмотрены альтернативные варианты реализации, которые в результате дают первую и вторую части охлаждающей воды. Кроме того, первая и вторая части 402, 403 охлаждающей воды необязательно транспортируются по трубопроводу, как показано схематически, но также могут транспортироваться по двум или более трубам параллельно.The cooling water source 400 may be configured to provide a cooling water stream 401 that is divided into first and second portions 402, 403. It should be understood that alternative implementations may be envisaged that result in first and second cooling water portions. In addition, the first and second cooling water portions 402, 403 are not necessarily conveyed through a pipeline as shown schematically, but may also be conveyed through two or more pipes in parallel.
Система содержит охлаждающую установку 411, выполненную с возможностью получения первой части потока 402 охлаждающей воды и выпуска потока 404 охлажденной охлаждающей воды.The system includes a chiller 411 configured to receive a first portion of a cooling water stream 402 and discharge a chilled cooling water stream 404.
Охлаждающая установка 411 может представлять собой установку охлаждения любого типа, но предпочтительно представляет собой механический охладитель, как уже описано выше.Cooling unit 411 may be any type of refrigeration unit, but is preferably a mechanical cooler, as already described above.
Охлаждающая установка 411 сообщается по текучей среде с выбранным по меньшей мере из одного предварительного холодильника 14, одного или более первых водяных холодильников (122, 123) и одного или более вторых водяных холодильников (251, 222) для их снабжения охлажденной охлаждающей водой, в то время как остальные из по меньшей мере одного предварительного холодильника 14, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников снабжаются неохлажденной охлаждающей водой.Cooling unit 411 is in fluid communication with a selection of at least one pre-cooler 14, one or more first water coolers (122, 123), and one or more second water coolers (251, 222) to supply them with chilled cooling water, while while the rest of the at least one pre-cooler 14, one or more first water coolers, and one or more second water coolers are supplied with uncooled cooling water.
На фиг. 1 изображен вариант реализации, в котором выбранный вариант включает предварительный холодильник 14, один или более переохладителей 123 и один или более доохладителей 222, а остальная часть содержит один или более конденсаторов 122 первой ступени 100 охлаждения и один или более промежуточных охладителей 251 второй ступени 200 охлаждения.In FIG. 1 shows an implementation in which the selected option includes a pre-cooler 14, one or more subcoolers 123 and one or more aftercoolers 222, and the remainder contains one or more condensers 122 of the first cooling stage 100 and one or more intercoolers 251 of the second cooling stage 200 .
На фиг. 2 изображен вариант реализации, в котором выбранный вариант дополнительно включает один или более промежуточных холодильников 251, а остальная часть не содержит ни одного или более промежуточных холодильников 251, но содержит один или более конденсаторов 122 первой ступени 100 охлаждения.In FIG. 2 shows an implementation in which the selected option further includes one or more intercoolers 251, and the remainder does not contain one or more intercoolers 251, but contains one or more condensers 122 of the first refrigeration stage 100.
На фиг. 3 изображен вариант реализации, в котором выбранный вариант дополнительно включает один или более конденсаторов 122 первой ступени охлаждения, а остальная часть не содержит ни одного или более конденсаторов 122, но содержит один или более промежуточных холодильников 251 второй ступени 200 охлаждения.In FIG. 3 depicts an embodiment in which the selected embodiment further includes one or more first stage refrigeration condensers 122 and the remainder contains no or more condensers 122 but includes one or more second refrigeration stage 200 intercoolers 251.
На фиг. 4 показан вариант реализации, в котором выбранный вариант включает один или более конденсаторов 122 первой ступени 100 охлаждения и один или более промежуточных холодильников 251 второй ступени 200 охлаждения.In FIG. 4 shows an embodiment in which the selected embodiment includes one or more condensers 122 of the first refrigeration stage 100 and one or more intercoolers 251 of the second refrigeration stage 200.
Должно быть понятно, что могут иметься дополнительные теплообменники с водяным охлаждением.It should be understood that there may be additional water-cooled heat exchangers.
Во всех показанных и описанных вариантах реализации изобретения остальные по меньшей мере из одного предварительного холодильника 14, одного или более первых водяных холодильников и одного или более вторых водяных холодильников могут дополнительно содержать один или более из всех до- 7 040663 полнительных теплообменников с водяным охлаждением, которые имеются в системе и не снабжаются охлажденной охлаждающей водой, такие как, но без ограничения:In all embodiments shown and described, the remaining of at least one pre-cooler 14, one or more first water coolers, and one or more second water coolers may further comprise one or more of all additional water-cooled heat exchangers that present in the system and not supplied with chilled cooling water, such as, but not limited to:
холодильники, содержащие установку 11 для удаления кислых газов, например холодильник обедненного растворителя, содержащий установку 11 для удаления кислого газа, промежуточный холодильник установки для удаления кислых газов, конденсатор установки для удаления кислых газов, холодильник мгновенного испарения газа установки для удаления кислых газов и межкаскадный холодильник компрессора мгновенного испарения газа, холодильник установки обезвоживания природного газа, содержащий установку 12 обезвоживания, пароохладители 1210 с водяным охлаждением, описанные выше, холодильники, связанные с газовыми турбинами (не показаны), используемые для приведения в действие первой и второй ступеней компрессора хладагента, такие как промежуточный холодильник (холодильники) газовой турбины (турбин), холодильники воздухозаборника газовой турбины, расположенные на входе воздуха одной или более газовых турбин для охлаждения воздуха, подаваемого в газовую турбину, для повышения эффективности газовой турбины, холодильник конденсата и доохладители верхнего компрессора установки для стабилизации конденсата (не показано), различные вспомогательные холодильники.refrigerators containing an acid gas removal unit 11, for example, a lean solvent refrigerator containing an acid gas removal unit 11, an acid gas removal unit intercooler, an acid gas removal unit condenser, an acid gas removal unit gas flash cooler, and an interstage cooler a gas flash compressor, a natural gas dehydrator refrigerator comprising a dehydrator 12, the water-cooled desuperheaters 1210 described above, refrigerators associated with gas turbines (not shown) used to drive the first and second stages of the refrigerant compressor, such as intermediate cooler(s) of the gas turbine(s), gas turbine air intake coolers located at the air inlet of one or more gas turbines to cool the air supplied to the gas turbine to increase the efficiency of the gas turbine , condensate cooler and aftercoolers of the upper compressor of the condensate stabilization unit (not shown), various auxiliary coolers.
Должно быть понятно, что в соответствии с дополнительным вариантом реализации в один или более из приведенного выше списка теплообменников с водяным охлаждением может подаваться охлажденная охлаждающая вода.It should be understood that, in accordance with a further embodiment, one or more of the above list of water-cooled heat exchangers may be supplied with chilled cooling water.
В соответствии с одним вариантом реализации в холодильники воздухозаборника газовой турбины подается охлажденная охлаждающая вода.According to one embodiment, cooled cooling water is supplied to the gas turbine air intake coolers.
Система может содержать контроллер С и устройство Т для измерения температуры. Устройство Т для измерения температуры выполнено с возможностью получения показаний температуры потока 404 охлажденной охлаждающей воды, например, путем непосредственного измерения температуры потока 404 охлажденной охлаждающей воды.The system may include a controller C and a temperature measuring device T. The temperature measuring device T is configured to read the temperature of the chilled cooling water stream 404, for example, by directly measuring the temperature of the chilled cooling water stream 404.
Полученные показания температуры потока 404 охлажденной охлаждающей воды передаются в контроллер С, и на их основании контроллер С управляет рабочим режимом охлаждающей установки 411, для охлаждения первой части потока охлаждающей воды до заданной температуры, но не ниже нее. Контроллер С может управлять охлаждающей установкой 411 для работы на полной мощности, на выбранной промежуточной мощности, или на нулевой мощности (т.е. выключение).The obtained temperature readings of the chilled cooling water stream 404 are transmitted to the controller C, and based on them, the controller C controls the operation mode of the cooling unit 411 to cool the first part of the cooling water stream to a predetermined temperature, but not below it. Controller C may control chiller 411 to operate at full power, at a selected intermediate power, or at zero power (ie, off).
Должно быть понятно, что одна или более ступеней сепарации могут иметься как часть первой ступени 100 охлаждения или между первой и второй ступенями 100, 200 охлаждения, например ступень экстракции NGL (не показано).It should be understood that one or more separation stages may be present as part of the first cooling stage 100 or between the first and second cooling stages 100, 200, such as an NGL extraction stage (not shown).
Кроме того, должно быть понятно, что ступень 10 обработки газа и первая и вторая ступени 100, 200 охлаждения изображены схематически и с помощью единственного примера.Furthermore, it should be understood that the gas treatment stage 10 and the first and second cooling stages 100, 200 are shown schematically and by way of a single example.
Моделирование.Modeling.
Варианты реализации, описанные выше со ссылкой на фиг. 1-4, были смоделированы в программе моделирования ProII.The embodiments described above with reference to FIGS. 1-4 were simulated in the ProII simulation program.
При моделировании средняя температура подачи охлаждающей воды была задана равной 10°С, а температура охлаждения была задана равной 4°С. Теплообменники, которые получали вторую часть охлаждающей воды, таким образом, получали охлаждающую воду при температуре 10°С.In the simulation, the average cooling water supply temperature was set to 10°C, and the cooling temperature was set to 4°C. Heat exchangers that received the second part of the cooling water thus received cooling water at a temperature of 10°C.
Моделирование показало следующие результаты:The simulation showed the following results:
в варианте реализации, изображенном на фиг. 1, примерно 13% охлаждающей воды было охлаждено, что привело к увеличению производства сжиженного природного газа на 0,6% на градус Цельсия охлаждения.in the embodiment shown in FIG. 1, approximately 13% of the cooling water was cooled, resulting in an increase in LNG production of 0.6% per degree Celsius of cooling.
в варианте реализации, изображенном на фиг. 2, примерно 22% охлаждающей воды было охлаждено, что привело к увеличению производства сжиженного природного газа на 0,7% на градус Цельсия охлаждения.in the embodiment shown in FIG. 2, approximately 22% of the cooling water was cooled, resulting in an increase in LNG production of 0.7% per degree Celsius of cooling.
в варианте реализации, изображенном на фиг. 3, примерно 76% охлаждающей воды было охлаждено, что привело к увеличению производства сжиженного природного газа на 0,87% на градус Цельсия охлаждения.in the embodiment shown in FIG. 3, approximately 76% of the cooling water was cooled, resulting in an increase in LNG production of 0.87% per degree Celsius of cooling.
в варианте реализации, изображенном на фиг. 4, примерно 84% охлаждающей воды было охлаждено, что привело к увеличению производства сжиженного природного газа на 0,97% на градус Цельсия охлаждения.in the embodiment shown in FIG. 4, approximately 84% of the cooling water was cooled, resulting in an increase in LNG production of 0.97% per degree Celsius of cooling.
Для сравнения также была смоделирована система, в которой все остальные теплообменники с водяным охлаждением, которые имеются в системе, также снабжались охлажденной водой, поэтому охла-For comparison, a system was also simulated in which all other water-cooled heat exchangers that are in the system were also supplied with chilled water, so the cooling
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16193642.2 | 2016-10-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA040663B1 true EA040663B1 (en) | 2022-07-13 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2170894C2 (en) | Method of separation of load in the course of stage-type cooling | |
| CN101743430B (en) | Boil-off gas treatment process and system | |
| JP5006515B2 (en) | Improved drive and compressor system for natural gas liquefaction | |
| AU766658B2 (en) | Process and system for liquefying natural gas | |
| RU2557945C2 (en) | Method for liquefaction of furnace gas from combustion plants | |
| MX2013014870A (en) | Process for liquefaction of natural gas. | |
| JP2013242138A (en) | Liquefaction method and system | |
| CN104520660A (en) | System and method for natural gas liquefaction | |
| JP6250519B2 (en) | Boil-off gas recovery system | |
| KR20130115164A (en) | Natural gas liquefaction with feed water removal | |
| EP2330280A1 (en) | Method of operating a gas turbine; a gas turbine system; and a method and system for cooling a hydrocarbon stream | |
| JPWO2008139528A1 (en) | Cooling cycle system, natural gas liquefaction facility, cooling cycle system operating method and remodeling method | |
| US20150330705A1 (en) | Systems and Methods for Natural Gas Liquefaction Capacity Augmentation | |
| TW201144703A (en) | Method and installation for liquefying flue gas from combustion installations | |
| JP5048059B2 (en) | Natural gas liquefaction equipment | |
| RU2698565C2 (en) | Natural gas liquefaction method | |
| CN209279430U (en) | A kind of refrigeration equipment producing liquefied natural gas | |
| KR101325586B1 (en) | Natural gas liquefaction system | |
| JP6429159B2 (en) | Boil-off gas recovery system | |
| EA040663B1 (en) | SYSTEM FOR TREATMENT AND COOLING OF HYDROCARBON FLOW | |
| US10557414B1 (en) | Combined cycle energy recovery method and system | |
| US11408674B2 (en) | System for treating and cooling a hydrocarbon stream | |
| RU2576410C2 (en) | Natural gas liquefaction method | |
| AU2013203082B2 (en) | Method and system for utilising waste heat generated from the processing of natural gas to produce liquefied natural gas | |
| RU2772632C1 (en) | Method for producing liquefied natural gas |