ES2838498T3 - Natural gas liquefaction system and liquefaction method - Google Patents
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- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
- F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
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- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
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- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
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- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
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- F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
- F25J3/0238—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 2 carbon atoms or more
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- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
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- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
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- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/22—Compressor driver arrangement, e.g. power supply by motor, gas or steam turbine
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- F25J2230/30—Compression of the feed stream
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- F25J2235/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being (a mixture of) hydrocarbons
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- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
- F25J2240/04—Multiple expansion turbines in parallel
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- F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
- F25J2240/40—Expansion without extracting work, i.e. isenthalpic throttling, e.g. JT valve, regulating valve or venturi, or isentropic nozzle, e.g. Laval
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- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/12—External refrigeration with liquid vaporising loop
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- F25J2270/18—External refrigeration with incorporated cascade loop
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- F25J2270/00—Refrigeration techniques used
- F25J2270/60—Closed external refrigeration cycle with single component refrigerant [SCR], e.g. C1-, C2- or C3-hydrocarbons
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Abstract
Un sistema (1) para la licuefacción de gas natural que enfría el gas natural para producir gas natural licuado, que comprende: una unidad de eliminación de agua (2) para eliminar el agua del gas material que se suministra como gas natural a presión; un primer expansor (3) para expandir el gas material del que se elimina el agua en la unidad de eliminación de agua y para generar potencia expandiendo el gas material; una primera unidad de enfriamiento (11, 12) para enfriar, usando un refrigerante de propano, el gas material despresurizado por expansión en el primer expansor; una unidad de destilación (15) para reducir o eliminar un componente pesado en el gas material destilando el gas material enfriado por la primera unidad de enfriamiento; un primer recipiente de separación gas-líquido (23) para recibir una fracción superior de la unidad de destilación y para separar la fracción superior en un componente de fase gaseosa y un componente de fase líquida, recirculando el primer recipiente de separación gas-líquido el componente de fase líquida de la fracción superior a la unidad de destilación; un primer compresor (4) para comprimir el componente de fase gaseosa de la fracción superior usando la potencia generada en el primer expansor; y una unidad de licuefacción (21) para licuar el gas material comprimido por el primer compresor mediante el intercambio de calor con un refrigerante para producir gas material licuado como gas natural licuado.A system (1) for the liquefaction of natural gas that cools natural gas to produce liquefied natural gas, comprising: a water removal unit (2) for removing water from the material gas that is supplied as natural gas under pressure; a first expander (3) for expanding the material gas from which the water is removed in the water removal unit and for generating power by expanding the material gas; a first cooling unit (11, 12) for cooling, using a propane refrigerant, the material gas depressurized by expansion in the first expander; a distillation unit (15) for reducing or eliminating a heavy component in the material gas by distilling the material gas cooled by the first cooling unit; a first gas-liquid separation vessel (23) to receive an upper fraction from the distillation unit and to separate the upper fraction into a gas phase component and a liquid phase component, the first gas-liquid separation vessel recirculating the liquid phase component of the fraction above the distillation unit; a first compressor (4) to compress the gas phase component of the upper fraction using the power generated in the first expander; and a liquefaction unit (21) for liquefying the material gas compressed by the first compressor by exchanging heat with a refrigerant to produce liquefied material gas as liquefied natural gas.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema de licuefacción de gas natural y método de licuefacciónNatural gas liquefaction system and liquefaction method
Campo técnicoTechnical field
La presente invención se refiere a un sistema y a un método para la licuefacción de gas natural para producir gas natural licuado mediante el enfriamiento de gas natural.The present invention relates to a system and method for the liquefaction of natural gas to produce liquefied natural gas by cooling natural gas.
Antecedentes de la técnicaBackground of the technique
El gas natural obtenido de los campos de gas se licua en una planta de licuefacción para que el gas pueda almacenarse y transportarse en forma líquida. Cuando se enfría a aproximadamente 162 grados Celsius, el gas natural líquido tiene un volumen significativamente reducido en comparación con el gas natural gaseoso y no es necesario almacenarlo a alta presión. Al mismo tiempo, el proceso de licuefacción de gas natural elimina impurezas como agua, gases ácidos y mercurio que pueda haber contenidas en el gas natural extraído y, después de eliminar componentes más pesados que tienen puntos de congelación relativamente altos (hidrocarburos C5+ como el benceno, el pentano y otros hidrocarburos más pesados), el gas natural se licua.Natural gas obtained from gas fields is liquefied in a liquefaction plant so that the gas can be stored and transported in liquid form. When cooled to approximately 162 degrees Celsius, liquid natural gas has a significantly reduced volume compared to gaseous natural gas and does not need to be stored under high pressure. At the same time, the natural gas liquefaction process removes impurities such as water, acid gases and mercury that may be contained in the extracted natural gas and, after removing heavier components that have relatively high freezing points (C5 + hydrocarbons such as benzene , pentane and other heavier hydrocarbons), natural gas liquefies.
Se han desarrollado diversas tecnologías para licuar gas natural, incluidas las que se basan en procesos de expansión que utilizan válvulas de expansión y turbinas, así como los procesos de intercambio de calor que utilizan refrigerantes de bajo punto de ebullición (como hidrocarburos ligeros tales como el metano, el etano y el propano). Por ejemplo, un determinado sistema de licuefacción de gas natural conocido (véase el documento US 4.065.278) comprende una unidad de enfriamiento para enfriar el gas natural del que se eliminan las impurezas, una unidad de expansión para expandir isentrópicamente el gas natural enfriado, una unidad de destilación para destilar el gas natural despresurizado por la unidad de expansión a una presión inferior a las presiones críticas de metano y contenidos más pesados, un compresor para comprimir el gas destilado de la unidad de destilación usando la salida del eje del expansor y una unidad de licuefacción para licuar el gas destilado comprimido por el compresor intercambiando calor con un refrigerante mixto.Various technologies have been developed to liquefy natural gas, including those based on expansion processes using expansion valves and turbines, as well as heat exchange processes using low-boiling point refrigerants (such as light hydrocarbons such as methane, ethane and propane). For example, a certain known natural gas liquefaction system (see US 4,065,278) comprises a cooling unit to cool the natural gas from which impurities are removed, an expansion unit to isentropically expand the cooled natural gas, a distillation unit to distill the natural gas depressurized by the expansion unit at a pressure lower than the critical pressures of methane and heavier contents, a compressor to compress the distillate gas from the distillation unit using the expander shaft output and a liquefaction unit for liquefying the distilled gas compressed by the compressor by exchanging heat with a mixed refrigerant.
Adicionalmente, la figura 4 del documento WO 2007/148122 divulga un sistema para la licuefacción de gas natural que enfría el gas natural para producir gas natural licuado, que comprende: una unidad de eliminación de agua para eliminar el agua del gas material que se suministra como gas natural a presión; un primer expansor (8) para generar potencia mediante la expansión del gas material; una primera unidad de enfriamiento (10) colocada directamente en el lado aguas abajo del primer expansor y para enfriar el gas material despresurizado por expansión en el primer expansor; una unidad de destilación (12) para reducir o eliminar un componente pesado en el gas material destilando el gas material enfriado por la primera unidad de enfriamiento; un primer compresor (200) para comprimir el gas material del que la unidad de destilación redujo o eliminó el componente pesado utilizando la potencia generada en el primer expansor (8); y una unidad de licuefacción (22-> 24-> 26-> 32-> 300) para licuar el gas material comprimido por el primer compresor intercambiando calor con un refrigerante.Additionally, figure 4 of document WO 2007/148122 discloses a system for the liquefaction of natural gas that cools natural gas to produce liquefied natural gas, comprising: a water removal unit to remove water from the material gas supplied as natural gas under pressure; a first expander (8) for generating power by expanding the material gas; a first cooling unit (10) positioned directly on the downstream side of the first expander and for cooling the expansion-depressurized material gas in the first expander; a distillation unit (12) for reducing or eliminating a heavy component in the material gas by distilling the material gas cooled by the first cooling unit; a first compressor (200) to compress the material gas from which the distillation unit reduced or eliminated the heavy component using the power generated in the first expander (8); and a liquefaction unit (22-> 24-> 26-> 32-> 300) for liquefying the material gas compressed by the first compressor by exchanging heat with a refrigerant.
Sumario de la invenciónSummary of the invention
Tarea que debe cumplir la invenciónTask to be accomplished by the invention
En los sistemas de licuefacción convencionales de gas natural, tal como el que se describe en el documento US 4.065.278, se desea que la presión de salida del compresor (o la presión del gas de materia prima que se va a introducir en la unidad de licuefacción) sea lo más alta posible para reducir la carga en la unidad de licuefacción (en particular, su intercambiador de calor principal) y maximizar la eficiencia del proceso de licuefacción.In conventional natural gas liquefaction systems, such as that described in US 4,065,278, it is desired that the compressor outlet pressure (or the pressure of the feedstock gas to be introduced into the unit liquefaction) is as high as possible to reduce the load on the liquefaction unit (in particular, its main heat exchanger) and maximize the efficiency of the liquefaction process.
Para aumentar la presión de salida del compresor, se requiere una potencia correspondientemente grande. Sin embargo, en la disposición convencional donde el gas de materia prima enfriado por una unidad de enfriamiento es expandido por un expansor, la potencia producida por el expansor es limitada y es inadecuada para aumentar la presión de salida del compresor al nivel deseado.To increase the outlet pressure of the compressor, a correspondingly large power is required. However, in the conventional arrangement where the raw material gas cooled by a cooling unit is expanded by an expander, the power produced by the expander is limited and is inadequate to increase the compressor outlet pressure to the desired level.
En la disposición convencional, debido a que se requiere que el gas de materia prima se enfríe antes de expandirse en el expansor, se requiere una capacidad relativamente grande para la unidad de enfriamiento, y esto aumenta los costes iniciales y los costes de funcionamiento de la unidad de enfriamiento.In the conventional arrangement, because the feedstock gas is required to cool before expanding in the expander, a relatively large capacity is required for the cooling unit, and this increases the initial costs and the running costs of the cooling unit.
En la disposición convencional, debido a que el enfriamiento del gas de materia prima hará que se produzcan condensados, es necesario proporcionar un separador gas-líquido para separar (eliminar) los condensados del gas de materia prima antes de introducir el gas de materia prima desde la unidad de enfriamiento al expansor. Adicionalmente, debido a que la temperatura del gas de materia prima en el extremo de salida del compresor es alta, surge una diferencia de temperatura significativa entre el punto de entrada intermedio de la unidad de licuado y el refrigerante, de modo que se requiere una capacidad correspondientemente alta para la unidad de enfriamiento. In the conventional arrangement, because the cooling of the feedstock gas will cause condensates to be produced, it is necessary to provide a gas-liquid separator to separate (remove) the condensates from the feedstock gas before introducing the feedstock gas from the cooling unit to the expander. Additionally, because the temperature of the feedstock gas at the outlet end of the compressor is high, a significant temperature difference arises between the intermediate inlet point of the liquefying unit and the refrigerant, so that a capacity is required. correspondingly high for the cooling unit.
En vista de estos problemas de la técnica anterior, un objeto principal de la presente invención consiste en proporcionar un sistema y un método para la licuefacción de gas natural que pueda aumentar la presión en el extremo de salida del compresor utilizando la potencia generada en el expansor por la expansión del gas de materia prima, y minimizar la capacidad de enfriamiento que se requiere para la unidad de enfriamiento.In view of these prior art problems, a primary object of the present invention is to provide a system and method for the liquefaction of natural gas that can increase the pressure at the outlet end of the compressor using the power generated in the expander. by the expansion of the raw material gas, and minimize the cooling capacity that is required for the cooling unit.
Medios para cumplir la tareaMeans to accomplish the task
Un primer aspecto de la presente invención proporciona un sistema (1) para la licuefacción de gas natural que enfría el gas natural para producir gas natural licuado, que comprende: una unidad de eliminación de agua (2) para eliminar el agua del gas material que se suministra como gas natural a presión; un primer expansor (3) para generar potencia expandiendo gas natural bajo presión como gas material; una primera unidad de enfriamiento (11, 12) para enfriar, usando un refrigerante de propano, el gas material despresurizado por expansión en el primer expansor; una unidad de destilación (15) para reducir o eliminar un componente pesado en el gas material destilando el gas material enfriado por la primera unidad de enfriamiento; un primer recipiente de separación gas-líquido (23) para recibir una fracción superior de la unidad de destilación y para separar la fracción superior en un componente de fase gaseosa y un componente de fase líquida, recirculando el primer recipiente de separación gas-líquido el componente de fase líquida de la fracción superior a la unidad de destilación; un primer compresor (4) para comprimir el gas material del que la unidad de destilación redujo o eliminó el componente pesado utilizando la potencia generada en el primer expansor; y una unidad de licuefacción (21) para licuar el gas material comprimido por el primer compresor intercambiando calor con un refrigerante.A first aspect of the present invention provides a system (1) for the liquefaction of natural gas that cools natural gas to produce liquefied natural gas, comprising: a water removal unit (2) for removing water from the material gas that supplied as natural gas under pressure; a first expander (3) for generating power by expanding natural gas under pressure as a material gas; a first cooling unit (11, 12) for cooling, using a propane refrigerant, the material gas depressurized by expansion in the first expander; a distillation unit (15) for reducing or eliminating a heavy component in the material gas by distilling the material gas cooled by the first cooling unit; a first gas-liquid separation vessel (23) to receive an upper fraction from the distillation unit and to separate the upper fraction into a gas phase component and a liquid phase component, the first gas-liquid separation vessel recirculating the liquid phase component of the fraction above the distillation unit; a first compressor (4) to compress the material gas from which the distillation unit reduced or eliminated the heavy component using the power generated in the first expander; and a liquefaction unit (21) for liquefying the material gas compressed by the first compressor by exchanging heat with a refrigerant.
De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, el sistema de licuefacción de gas natural permite aumentar la presión de salida del primer compresor y reducir la capacidad de enfriamiento requerida para la primera unidad de enfriamiento aprovechando la potencia generada por el primer expansor debido a la expansión del gas material antes de ser enfriado por la primera unidad de enfriamiento.According to the first aspect of the present invention, the natural gas liquefaction system makes it possible to increase the outlet pressure of the first compressor and reduce the cooling capacity required for the first cooling unit by taking advantage of the power generated by the first expander due to the expansion of the material gas before being cooled by the first cooling unit.
Un segundo aspecto de la presente invención comprende además una segunda unidad de enfriamiento (85) colocada entre el primer compresor y la unidad de licuefacción para enfriar el gas material comprimido por el primer compresor. De acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, al aumentar la presión del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción, incluso cuando el nivel de temperatura del gas material debe sobrepasar un intervalo apropiado, debido a la refrigeración en la segunda unidad de enfriamiento, el nivel de temperatura del gas material se puede ajustar a un nivel cercano al nivel de temperatura en el punto de introducción en la unidad de licuefacción, de modo que se pueda reducir la carga en la unidad de licuefacción y se pueda aumentar la eficiencia del proceso de licuefacción.A second aspect of the present invention further comprises a second cooling unit (85) positioned between the first compressor and the liquefaction unit to cool the material gas compressed by the first compressor. According to the second aspect of the present invention, by increasing the pressure of the material gas that is introduced into the liquefaction unit, even when the temperature level of the material gas must exceed an appropriate range, due to the cooling in the second unit cooling, the temperature level of the material gas can be adjusted to a level close to the temperature level at the point of introduction into the liquefaction unit, so that the load on the liquefaction unit can be reduced and the efficiency of the liquefaction process.
Un tercer aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, en donde la unidad de licuefacción comprende un intercambiador de calor bobinado, y el gas material expulsado del primer compresor se introduce en una región caliente (Z1) del intercambiador de calor bobinado ubicado en un lado caliente del intercambiador de calor bobinado.A third aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, wherein the liquefaction unit comprises a wound heat exchanger, and the material gas expelled from the first compressor is introduced into a hot region (Z1) of the heat exchanger. wound heat located on a hot side of the wound heat exchanger.
De acuerdo con el tercer aspecto de la presente invención, si la temperatura del gas material aumentara debido al aumento de la presión de salida del primer compresor, al introducir el gas material desde el lado de la región caliente (Z1) del intercambiador de calor bobinado para acercar el nivel de temperatura del gas material a la temperatura en la unidad de licuefacción, se puede reducir la carga en la unidad de licuefacción y se puede aumentar la eficiencia del proceso de licuefacción.According to the third aspect of the present invention, if the temperature of the material gas increased due to the increase in the outlet pressure of the first compressor, when introducing the material gas from the side of the hot region (Z1) of the wound heat exchanger To bring the temperature level of the material gas closer to the temperature in the liquefaction unit, the load on the liquefaction unit can be reduced and the efficiency of the liquefaction process can be increased.
Un cuarto aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, un segundo compresor (75) colocado entre el primer compresor y la unidad de licuefacción para comprimir el gas material expulsado del primer compresor.A fourth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, further comprising a second compressor (75) positioned between the first compressor and the liquefaction unit to compress the material gas expelled from the first compressor.
De acuerdo con el cuarto aspecto de la presente invención, la presión del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción se puede aumentar aún más, de modo que se puede aumentar la eficacia del proceso de licuefacción realizado en la unidad de licuefacción.According to the fourth aspect of the present invention, the pressure of the material gas which is introduced into the liquefaction unit can be further increased, so that the efficiency of the liquefaction process carried out in the liquefaction unit can be increased.
Un quinto aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, un primer motor eléctrico (81) alimentado por una potencia eléctrica externa y controlado en dependencia de un valor de presión del gas material introducido en la unidad de licuefacción, y el segundo compresor es accionado por el primer motor eléctrico.A fifth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, which further comprises a first electric motor (81) powered by an external electric power and controlled in dependence on a pressure value of the material gas introduced into the liquefaction unit, and the second compressor is driven by the first electric motor.
De acuerdo con el quinto aspecto de la presente invención, la presión del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción se puede aumentar de manera estable, de modo que la temperatura del gas material se pueda mantener dentro de un intervalo apropiado y el proceso de licuefacción se pueda realizar en la unidad de licuefacción de una manera eficiente y de manera estable.According to the fifth aspect of the present invention, the pressure of the material gas which is introduced into the liquefaction unit can be stably increased, so that the temperature of the material gas can be kept within an appropriate range and the process Liquefaction can be carried out in the liquefaction unit efficiently and stably.
Un sexto aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, una segunda unidad de enfriamiento (85) colocada entre el segundo compresor y la unidad de licuefacción para enfriar el gas material.A sixth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, comprising, in addition, a second cooling unit (85) positioned between the second compressor and the liquefaction unit to cool the material gas.
De acuerdo con el sexto aspecto de la presente invención, al aumentar la presión del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción, incluso cuando el nivel de temperatura del gas material debe sobrepasar un intervalo apropiado, debido a la refrigeración en la segunda unidad de enfriamiento, el nivel de temperatura del gas material se puede ajustar a un nivel cercano al nivel de temperatura en el punto de introducción en la unidad de licuefacción, de modo que se pueda reducir la carga en la unidad de licuefacción y se pueda aumentar la eficiencia del proceso de licuefacción.According to the sixth aspect of the present invention, by increasing the pressure of the material gas that is introduced into the liquefaction unit, even when the temperature level of the material gas must exceed an appropriate range, due to the cooling in the second unit cooling, the temperature level of the material gas can be adjusted to a level close to the temperature level at the point of introduction into the liquefaction unit, so that the load on the liquefaction unit can be reduced and the efficiency of the liquefaction process.
Un séptimo aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, una unidad de generador eléctrico (87) para convertir la potencia generada por el primer expansor en potencia eléctrica y un segundo motor eléctrico (84) para accionar el primer compresor, estando alimentado el segundo motor eléctrico por potencia eléctrica generada por la unidad de generador eléctrico.A seventh aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, further comprising an electric generator unit (87) to convert the power generated by the first expander into electric power and a second electric motor (84) to drive the first compressor, the second electric motor being powered by electric power generated by the electric generator unit.
De acuerdo con el séptimo aspecto de la presente invención, el primer expansor y el primer compresor están conectados eléctricamente entre sí, de modo que la presión de salida del primer compresor puede aumentarse haciendo uso de la potencia generada por el primer expansor. Al mismo tiempo, la libertad en el modo de funcionamiento del sistema puede aumentarse en comparación con el caso en el que el primer expansor y el primer compresor están conectados mecánicamente entre sí.According to the seventh aspect of the present invention, the first expander and the first compressor are electrically connected to each other, so that the outlet pressure of the first compressor can be increased by making use of the power generated by the first expander. At the same time, the freedom in the operating mode of the system can be increased compared to the case where the first expander and the first compressor are mechanically connected to each other.
Un octavo aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, un segundo motor eléctrico (84) que acopla mecánicamente el primer expansor y el primer compresor entre sí y se alimenta mediante potencia eléctrica externa, en donde el primer compresor está configurado para comprimir el gas material utilizando la potencia generada por el primer expansor y la potencia generada por el segundo motor eléctrico.An eighth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, further comprising a second electric motor (84) that mechanically couples the first expander and the first compressor to each other and is powered by external electrical power, in where the first compressor is configured to compress the material gas using the power generated by the first expander and the power generated by the second electric motor.
De acuerdo con el octavo aspecto de la presente invención, la potencia proporcionada por el segundo motor eléctrico se puede utilizar para aumentar la potencia proporcionada por el primer expansor al accionar el primer compresor, de modo que la presión de salida del primer compresor pueda aumentarse de una manera tanto eficiente como estable. Un noveno aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, en donde el gas material del que se reduce o elimina el componente pesado por la unidad de destilación se introduce directamente en el primer compresor, y el sistema comprende, además, un primer recipiente de separación gas-líquido (23) para recibir el gas material comprimido por el primer compresor a través de la unidad de licuefacción; y en donde un componente en fase gaseosa del gas material separado en el primer recipiente de separación gas-líquido se introduce una vez más en la unidad de licuefacción, y un componente en fase líquida del gas material se recircula en la unidad de destilación.According to the eighth aspect of the present invention, the power provided by the second electric motor can be used to increase the power provided by the first expander when operating the first compressor, so that the outlet pressure of the first compressor can be increased by both efficient and stable. A ninth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, wherein the material gas from which the heavy component is reduced or removed by the distillation unit is introduced directly into the first compressor, and the system further comprises , a first gas-liquid separation vessel (23) for receiving the material gas compressed by the first compressor through the liquefaction unit; and wherein a gas phase component of the material gas separated in the first gas-liquid separation vessel is once again introduced into the liquefaction unit, and a liquid phase component of the material gas is recirculated in the distillation unit.
De acuerdo con el noveno aspecto de la presente invención, se puede eliminar la necesidad de una bomba para recircular el gas material desde el primer recipiente de separación gas-líquido hasta la unidad de destilación, y esto contribuye a la simplificación del sistema.According to the ninth aspect of the present invention, the need for a pump to recirculate the material gas from the first gas-liquid separation vessel to the distillation unit can be eliminated, and this contributes to the simplification of the system.
Un décimo aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, una segunda unidad de enfriamiento (85) colocada entre el primer compresor y el primer recipiente de separación gas-líquido para enfriar el gas material.A tenth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, further comprising a second cooling unit (85) positioned between the first compressor and the first gas-liquid separation vessel to cool the material gas.
De acuerdo con el décimo aspecto de la presente invención, incluso cuando el nivel de temperatura del gas material que es comprimido por el primer compresor sobrepasa un intervalo apropiado, debido a la refrigeración en la segunda unidad de enfriamiento, el nivel de temperatura del gas material se puede ajustar a un nivel cercano al nivel de temperatura en el punto de introducción en la unidad de licuefacción, de modo que se pueda reducir la carga en la unidad de licuefacción y se pueda aumentar la eficiencia del proceso de licuefacción.According to the tenth aspect of the present invention, even when the temperature level of the material gas that is compressed by the first compressor exceeds an appropriate range, due to the cooling in the second cooling unit, the temperature level of the material gas It can be adjusted to a level close to the temperature level at the point of introduction into the liquefaction unit, so that the load on the liquefaction unit can be reduced and the efficiency of the liquefaction process can be increased.
Un undécimo aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, un segundo expansor (3b) colocado entre el primer expansor (3a) y la unidad de destilación para generar potencia expandiendo el gas material, y un tercer compresor (4b) colocado entre la unidad de destilación y el primer compresor (4a) para comprimir el gas material destilado por la unidad de destilación utilizando la potencia generada por el segundo expansor.An eleventh aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, further comprising a second expander (3b) positioned between the first expander (3a) and the distillation unit to generate power by expanding the material gas, and A third compressor (4b) positioned between the distillation unit and the first compressor (4a) to compress the material gas distilled by the distillation unit using the power generated by the second expander.
De acuerdo con el undécimo aspecto de la presente invención, al expandir ventajosamente el gas material en el primer y segundo expansor, la capacidad de enfriamiento requerida para la primera unidad de enfriamiento se puede reducir y, al utilizar los compresores primero y tercero que hacen uso de la potencia generada por los expansores primero y segundo, la presión del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción puede aumentarse de forma eficaz. Un duodécimo aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, un segundo expansor (3b) colocado en paralelo con el primer expansor (3a) para generar potencia expandiendo el gas del material, y un tercer compresor (4b) colocado entre la unidad de destilación y el primer compresor (4a) para comprimir el gas material destilado por la unidad de destilación utilizando la potencia generada por el segundo expansor.According to the eleventh aspect of the present invention, by advantageously expanding the material gas in the first and second expanders, the cooling capacity required for the first cooling unit can be reduced and, by using the first and third compressors that make use From the power generated by the first and second expanders, the pressure of the material gas that is introduced into the liquefaction unit can be effectively increased. A twelfth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, further comprising a second expander (3b) placed in parallel with the first expander (3a) to generate power expanding the material gas, and a third compressor (4b) positioned between the distillation unit and the first compressor (4a) to compress the material gas distilled by the distillation unit using the power generated by the second expander.
De acuerdo con el duodécimo aspecto de la presente invención, incluso cuando el volumen del gas material introducido en el sistema de licuefacción debería aumentar, el proceso de licuefacción en la unidad de licuefacción se puede realizar de manera estable.According to the twelfth aspect of the present invention, even when the volume of the material gas introduced into the liquefaction system should increase, the liquefaction process in the liquefaction unit can be stably performed.
Un decimotercer aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, en donde la unidad de licuefacción comprende un intercambiador de calor de placas y aletas.A thirteenth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, wherein the liquefaction unit comprises a plate-fin heat exchanger.
De acuerdo con el decimotercer aspecto de la presente invención, incluso cuando el nivel de temperatura del gas material que es comprimido por el primer compresor aumente con el aumento de la presión del mismo, el punto de introducción en la unidad de licuefacción (el nivel de temperatura en el lado de la unidad de licuefacción) se puede cambiar en respuesta al aumento de la temperatura del gas material con facilidad.According to the thirteenth aspect of the present invention, even when the temperature level of the material gas that is compressed by the first compressor increases with increasing pressure thereof, the point of introduction into the liquefaction unit (the level of temperature on the liquefaction unit side) can be changed in response to increasing material gas temperature with ease.
Un decimocuarto aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, en donde el gas material comprimido por el primer compresor tiene una presión superior a 5171 kPaA.A fourteenth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, wherein the material gas compressed by the first compressor has a pressure greater than 5171 kPaA.
Un decimoquinto aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, en donde el gas material comprimido por el segundo expansor tiene una presión superior a 5171 kPaA.A fifteenth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, wherein the material gas compressed by the second expander has a pressure greater than 5171 kPaA.
De acuerdo con el decimocuarto o decimoquinto aspecto de la presente invención, al elevar la presión del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción a un valor apropiado, se puede aumentar la eficiencia del proceso de licuefacción en la unidad de licuefacción.According to the fourteenth or fifteenth aspect of the present invention, by raising the pressure of the material gas which is introduced into the liquefaction unit to an appropriate value, the efficiency of the liquefaction process in the liquefaction unit can be increased.
Un decimosexto aspecto de la presente invención proporciona un sistema para la licuefacción de gas natural, que comprende, además, una tercera unidad de enfriamiento (86) colocada entre la unidad de destilación y el primer recipiente de separación gas-líquido para enfriar la fracción superior de la unidad de destilación.A sixteenth aspect of the present invention provides a system for the liquefaction of natural gas, further comprising a third cooling unit (86) positioned between the distillation unit and the first gas-liquid separation vessel to cool the upper fraction. from the distillation unit.
De acuerdo con el decimosexto aspecto de la presente invención, se elimina la necesidad de enfriar el gas material que se va a introducir en el primer recipiente de separación gas-líquido utilizando la unidad de licuefacción, de modo que se reduce la carga en la unidad de licuefacción.According to the sixteenth aspect of the present invention, the need to cool the material gas to be introduced into the first gas-liquid separation vessel using the liquefaction unit is eliminated, so that the load on the unit is reduced. liquefaction.
Un decimoséptimo aspecto de la presente invención proporciona un método para la licuefacción de gas natural mediante el enfriamiento del gas natural para producir gas natural licuado, que comprende: una etapa de eliminación de agua para eliminar el agua del gas material que se suministra como gas natural a presión; una primera etapa de expansión para generar potencia usando gas natural a presión como gas material; una primera etapa de enfriamiento para enfriar, usando un refrigerante de propano, el gas material despresurizado por expansión en la primera etapa de expansión; una etapa de destilación para reducir o eliminar un componente pesado en el gas material destilando el gas material enfriado en la primera etapa de enfriamiento; una primera etapa de separación gas-líquido para recibir una fracción superior de la etapa de destilación y para separar la fracción superior en un componente de fase gaseosa y un componente de fase líquida, recirculando la primera etapa de separación gas-líquido el componente de fase líquida de la fracción superior a la etapa de destilación; una primera etapa de compresión para comprimir el gas material del que se redujo o eliminó el componente pesado en la etapa de destilación utilizando la potencia generada en la primera etapa de expansión; y una etapa de licuefacción para licuar el gas material comprimido en la primera etapa de compresión intercambiando calor con un refrigerante.A seventeenth aspect of the present invention provides a method for the liquefaction of natural gas by cooling natural gas to produce liquefied natural gas, comprising: a water removal step to remove water from the material gas that is supplied as natural gas pressure; a first expansion stage to generate power using pressurized natural gas as the material gas; a first stage of cooling to cool, using a propane refrigerant, the material gas depressurized by expansion in the first stage of expansion; a distillation step to reduce or eliminate a heavy component in the material gas by distilling the cooled material gas in the first cooling step; a first gas-liquid separation stage to receive an upper fraction from the distillation stage and to separate the upper fraction into a gas phase component and a liquid phase component, the first gas-liquid separation stage recirculating the phase component liquid from the upper fraction to the distillation stage; a first compression stage to compress the material gas from which the heavy component was reduced or removed in the distillation stage using the power generated in the first expansion stage; and a liquefaction stage for liquefying the compressed material gas in the first compression stage by exchanging heat with a refrigerant.
Efecto de la invenciónEffect of the invention
Como puede apreciarse a partir de lo expuesto anteriormente, el sistema de licuefacción para la licuefacción de gas natural de acuerdo con la presente invención permite aumentar la presión de salida del compresor utilizando la potencia generada por el expansor debido a la expansión del gas material, y la capacidad de enfriamiento que se requiere para la unidad de enfriamiento que se va a reducir.As can be seen from the foregoing, the liquefaction system for liquefaction of natural gas according to the present invention allows the compressor outlet pressure to be increased using the power generated by the expander due to the expansion of the material gas, and the cooling capacity that is required for the cooling unit to be reduced.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La figura 1 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una primera realización de la presente invención;Fig. 1 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a first embodiment of the present invention;
la figura 2 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema convencional para la licuefacción de gas natural dado como un primer ejemplo de comparación;Fig. 2 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a conventional system for the liquefaction of natural gas given as a first example of comparison;
la figura 3 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema convencional para la licuefacción de gas natural dado como un segundo ejemplo a modo de comparación;Figure 3 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a conventional system for liquefying natural gas given as a second example for comparison;
la figura 4 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una primera modificación de la primera realización;Fig. 4 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a first modification of the first embodiment;
la figura 5 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una segunda modificación de la primera realización;Figure 5 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for the liquefaction of natural gas given as a second modification of the first embodiment;
la figura 6 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una tercera modificación de la primera realización;Fig. 6 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a third modification of the first embodiment;
la figura 7 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una segunda realización de la presente invención;Fig. 7 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a second embodiment of the present invention;
la figura 8 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una tercera realización de la presente invención;Fig. 8 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a third embodiment of the present invention;
la figura 9 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una modificación de la tercera realización;Fig. 9 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a modification of the third embodiment;
la figura 10 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una cuarta realización de la presente invención;Fig. 10 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefying natural gas given as a fourth embodiment of the present invention;
la figura 11 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una quinta realización de la presente invención; yFig. 11 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a fifth embodiment of the present invention; Y
la figura 12 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una sexta realización de la presente invención.Fig. 12 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for the liquefaction of natural gas given as a sixth embodiment of the present invention.
Descripción de las una o más realizaciones preferentesDescription of the one or more preferred embodiments
Las realizaciones preferentes de la presente invención se describen a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.Preferred embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings.
(Primera realización)(First realization)
La figura 1 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una primera realización de la presente invención. En la Tabla 1 que se mostrará a continuación, se enumeran los resultados de una simulación del proceso de licuefacción en el sistema de licuefacción de gas natural. Lo mismo ocurre de manera similar con las Tablas 2 a 12. La Tabla 1 muestra la temperatura, la presión, el caudal y la composición molar del gas natural que se va a licuar en cada uno de los diversos puntos del sistema de licuefacción de la primera realización. En la Tabla 1, las columnas (i) a (ix) muestran los valores en los puntos respectivos del sistema de licuefacción 1 indicados con los números romanos correspondientes (i) a (ix) en la figura 1.Fig. 1 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a first embodiment of the present invention. Table 1 below lists the results of a simulation of the liquefaction process in the natural gas liquefaction system. The same occurs in a similar way with Tables 2 to 12. Table 1 shows the temperature, pressure, flow rate, and molar composition of the natural gas to be liquefied at each of the various points of the liquefaction system of the first realization. In Table 1, columns (i) to (ix) show the values at the respective points of liquefaction system 1 indicated with the corresponding Roman numerals (i) to (ix) in figure 1.
Se utiliza gas natural que contiene aproximadamente de 80 a 98 mol% de metano como gas material o gas de materia prima. El gas material también contiene al menos hidrocarburos C5+ en al menos 0,1 mol% o BTX (benceno, tolueno, xileno) en al menos 1 ppm mol como contenido más pesado. El contenido del gas material distinto del metano se muestra en la columna (i) de la Tabla 1. La expresión "gas material", según se utiliza en esta memoria descriptiva, no tiene por qué estar en forma gaseosa, sino que también puede estar en forma líquida de acuerdo con varias etapas de licuefacción.Natural gas containing approximately 80 to 98 mol% methane is used as material gas or feedstock gas. The material gas also contains at least C5 + hydrocarbons in at least 0.1 mol% or BTX (benzene, toluene, xylene) in at least 1 ppm mol as heavier content. The content of the material gas other than methane is shown in column (i) of Table 1. The term "material gas", as used in this specification, does not have to be in gaseous form, but can also be in liquid form according to various stages of liquefaction.
En este sistema de licuefacción 1, el gas material se suministra a una unidad de eliminación de agua 2 a través de una línea L1 y se libera de la humedad para evitar problemas debidos a la formación de hielo. El gas material suministrado a la unidad de eliminación de agua 2 tiene una temperatura de aproximadamente 20 grados Celsius, una presión de aproximadamente 5830 kPaA y un caudal de aproximadamente 720000 kg/h. La unidad de eliminación de agua 2 puede constar de torres llenas de desecante (como un tamiz molecular) y puede reducir el contenido de agua del gas material a menos de 0,1 ppm mol. La unidad de eliminación de agua 2 puede consistir en cualquier otra unidad conocida que sea capaz de eliminar el agua del gas material por debajo de un nivel deseado.In this liquefaction system 1, the material gas is supplied to a dewatering unit 2 through a line L1 and released from moisture to avoid problems due to ice formation. The material gas supplied to the dewatering unit 2 has a temperature of about 20 degrees Celsius, a pressure of about 5830 kPaA and a flow rate of about 720000 kg / h. The dewatering unit 2 can consist of towers filled with desiccant (such as a molecular sieve) and can reduce the water content of the material gas to less than 0.1 ppm mol. The water removal unit 2 may consist of any other known unit that is capable of removing water from the material gas below a desired level.
Aunque en el presente documento se omite un análisis detallado, el sistema de licuefacción 1 puede emplear instalaciones adicionales conocidas para realizar las etapas preliminares del proceso que preceden a la etapa del proceso en la unidad de eliminación de agua 2, como una unidad de separación para eliminar el condensado de gas natural, una unidad de eliminación de gases ácidos para eliminar gases ácidos como el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno y una unidad de eliminación de mercurio para eliminar el mercurio. Normalmente, la unidad de eliminación de agua 2 recibe gas material del que se eliminan las impurezas utilizando dichas instalaciones. El gas material que se suministra a la unidad de eliminación de agua 2 se procesa previamente de modo que el contenido de dióxido de carbono (CO2) es inferior a 50 ppm mol, el contenido de sulfuro de hidrógeno (H2S) es inferior a 4 ppm mol, el contenido de azufre es inferior a 20 mg/Nm3 y el contenido de mercurio es inferior a 10 mg/Nm3Although detailed discussion is omitted herein, the liquefaction system 1 may employ additional known facilities to perform the preliminary process steps that precede the process step in the dewatering unit 2, such as a separation unit for remove natural gas condensate, an acid gas removal unit to remove acid gases such as carbon dioxide and hydrogen sulfide, and a mercury removal unit to remove mercury. Normally, the water removal unit 2 receives material gas from which impurities are removed using such facilities. The material gas that is supplied to the water removal unit 2 is pre-processed so that the content of carbon dioxide (CO 2 ) is less than 50 ppm mol, the content of hydrogen sulfide (H 2 S) is less at 4 ppm mol, the sulfur content is less than 20 mg / Nm3 and the mercury content is less than 10 mg / Nm3
La fuente del gas material no puede limitarse a ninguna fuente en particular, sino que se puede obtener, aunque no exclusivamente, del gas de esquisto, del gas de arena compacta y metano de carbón en un estado presurizado. El gas material se puede suministrar no solo desde la fuente, como un campo de gas, a través de tuberías, sino también desde tanques de almacenamiento.The source of the material gas cannot be limited to any particular source, but can be obtained, although not exclusively, from shale gas, packed sand gas and coal methane in a pressurized state. Material gas can be supplied not only from the source, such as a gas field, through pipelines, but also from storage tanks.
El gas material del que se elimina el agua en la unidad de eliminación de agua 2 se envía a un primer expansor 3 a través de una línea L2. El primer expansor 3 consiste en una turbina para reducir la presión del gas natural que se le suministra y obtener potencia (o energía) de la expansión del gas natural en condiciones isentrópicas. Debido a la etapa de expansión (primera etapa de expansión) en el primer expansor 3, la presión y la temperatura del material se reducen. El primer expansor 3 está provisto de un eje común 5 a un primer compresor 4 (que se analizará más adelante), de modo que la potencia generada por el primer expansor 3 pueda usarse para alimentar el primer compresor 4. Si la velocidad de rotación del primer expansor 3 es menor que la del primer compresor 4, se puede colocar un engranaje multiplicador adecuado entre el primer expansor 3 y el primer compresor 4. El primer expansor 3 reduce la temperatura y la presión del gas material a aproximadamente 8,3 grados Celsius, una presión de aproximadamente 4850 kPaA, respectivamente. Normalmente, la presión del gas material expulsado del primer expansor 3 se encuentra en el intervalo entre 3000 kPaA y 5500 kPaA (entre 30 barA y 55 barA) o, más preferentemente, en el intervalo entre 3500 kPaA y 5000 kPaA (entre 35 barA y 50 barA).The material gas from which the water is removed in the water removal unit 2 is sent to a first expander 3 through a line L2. The first expander 3 consists of a turbine to reduce the pressure of the natural gas supplied to it and obtain power (or energy) from the expansion of natural gas under isentropic conditions. Due to the expansion stage (first expansion stage) in the first expander 3, the pressure and temperature of the material are lowered. The first expander 3 is provided with a common shaft 5 to a first compressor 4 (to be discussed further forward), so that the power generated by the first expander 3 can be used to power the first compressor 4. If the rotational speed of the first expander 3 is less than that of the first compressor 4, a suitable multiplier gear can be placed between the the first expander 3 and the first compressor 4. The first expander 3 reduces the temperature and pressure of the material gas to about 8.3 degrees Celsius, a pressure of about 4850 kPaA, respectively. Typically, the pressure of the material gas expelled from the first expander 3 is in the range between 3000 kPaA and 5500 kPaA (between 30 barA and 55 barA) or, more preferably, in the range between 3500 kPaA and 5000 kPaA (between 35 barA and 50 barA).
El gas material del primer expansor 3 se envía a un enfriador 11 a través de una línea L3. Se forma una unidad de enfriamiento (primera unidad de enfriamiento) conectando otro enfriador 12 al extremo aguas abajo del enfriador 11. El gas material se enfría intercambiando calor con refrigerantes (primera etapa de enfriamiento) en la primera unidad de enfriamiento 11, 12 en fases. La temperatura del gas material que ha sido enfriado por la primera unidad de enfriamiento 11, 12 se encuentra en el intervalo entre -20 y -50 grados Celsius o, más preferentemente, en el intervalo entre -25 y -35 grados Celsius. Si el gas material introducido en el sistema de licuefacción 1 es relativamente alto (superior a 100 barA, por ejemplo), la primera unidad de enfriamiento 11, 12 puede omitirse, ya que la temperatura del gas material en la salida del primer expansor 3 es relativamente baja (-30 grados Celsius, por ejemplo). La posibilidad de omitir la unidad de enfriamiento en el lado aguas arriba de la unidad de destilación 15 se aplica igualmente a las realizaciones ilustradas en las figuras 4 a 18 y 20, que se analizarán más adelante.The material gas from the first expander 3 is sent to a cooler 11 through a line L3. A cooling unit (first cooling unit) is formed by connecting another cooler 12 to the downstream end of the cooler 11. The material gas is cooled by exchanging heat with refrigerants (first cooling stage) in the first cooling unit 11, 12 in phases . The temperature of the material gas that has been cooled by the first cooling unit 11, 12 is in the range of -20 to -50 degrees Celsius, or more preferably in the range of -25 to -35 degrees Celsius. If the material gas introduced into the liquefaction system 1 is relatively high (greater than 100 barA, for example), the first cooling unit 11, 12 can be omitted, since the temperature of the material gas at the outlet of the first expander 3 is relatively low (-30 degrees Celsius, for example). The possibility of omitting the cooling unit on the upstream side of the distillation unit 15 applies equally to the embodiments illustrated in Figures 4 to 18 and 20, which will be discussed later.
En la presente realización, se utiliza el sistema C3-MR (refrigerante mixto de propano (C3) preenfriado). El gas material se enfría previamente en la primera unidad de enfriamiento 11, 12 usando propano como refrigerante, y luego se sobreenfría a una temperatura extremadamente baja para la licuefacción del gas material en un ciclo de refrigeración usando refrigerantes mixtos, como se analizará a continuación. Los refrigerantes de propano (C3R) para presión media (MP) y baja presión (LP) se utilizan para enfriar el gas material en una pluralidad de fases (en dos fases en la realización ilustrada) en la primera unidad de enfriamiento 11, 12. Aunque no se muestra en los dibujos, la primera unidad de enfriamiento 11, 12 forma parte de un ciclo de refrigeración conocido como tal y que incluye compresores y condensadores para los refrigerantes de propano.In the present embodiment, the C3-MR (pre-cooled mixed propane (C3) refrigerant) system is used. The material gas is pre-cooled in the first cooling unit 11, 12 using propane as a refrigerant, and then supercooled to an extremely low temperature for the liquefaction of the material gas in a refrigeration cycle using mixed refrigerants, as will be discussed below. Propane (C3R) refrigerants for medium pressure (MP) and low pressure (LP) are used to cool the material gas in a plurality of phases (in two phases in the illustrated embodiment) in the first cooling unit 11, 12. Although not shown in the drawings, the first cooling unit 11, 12 is part of a refrigeration cycle known as such and which includes compressors and condensers for propane refrigerants.
No es necesario que el sistema de licuefacción 1 esté basado en el sistema C3-MR, sino que puede utilizar un sistema en cascada en el que se forman una pluralidad de ciclos de refrigeración individuales mediante el uso de refrigerantes correspondientes (como metano, etano y propano) con diferentes puntos de ebullición, un sistema DMR (refrigerante de mezcla doble) que utiliza un medio mixto como una mezcla de etano y propano para un proceso de enfriamiento preliminar y un sistema MFC (sistema de cascada de fluido mixto) que utiliza diferentes refrigerantes mezclados por separado para los ciclos individuales de enfriamiento preliminar, licuefacción y superenfriamiento, entre otras posibilidades.The liquefaction system 1 does not need to be based on the C3-MR system, but can use a cascade system in which a plurality of individual refrigeration cycles are formed by using corresponding refrigerants (such as methane, ethane and propane) with different boiling points, a DMR (Dual Mix Refrigerant) system that uses a mixed medium such as a mixture of ethane and propane for a preliminary cooling process, and an MFC (Mixed Fluid Cascade System) system that uses different Separately blended refrigerants for individual precooling, liquefaction and supercooling cycles, among other possibilities.
El gas material del enfriador 12 se envía a la unidad de destilación 15 a través de una línea L4. La presión del gas material en este punto debe estar por debajo de las presiones críticas de metano y componentes más pesados por medio de la expansión en el primer expansor 3 y otros procesos opcionales. La unidad de destilación 15 consiste esencialmente en una torre de destilación provista internamente de una pluralidad de estantes para eliminar los contenidos más pesados en el gas material (etapa de destilación). El líquido que consiste en el contenido más pesado se expulsa a través de una línea L5 conectada al extremo inferior de la torre de destilación de la unidad de destilación 15. El líquido que consiste en el contenido más pesado que se expulsa de la unidad de destilación 15 a través de la línea L5 tiene una temperatura de aproximadamente 177 grados Celsius y un caudal de aproximadamente 20 000 kg/h. La expresión "contenidos más pesados" se refiere a componentes tales como benceno que tienen puntos de congelación altos y componentes que tienen puntos de ebullición más bajos tales como hidrocarburos C5+. La línea L5 incluye una unidad de recirculación que incluye un hervidor 16 para calentar una parte del líquido expulsado del fondo de la torre de destilación de la unidad 15 de destilación intercambiando calor con vapor (o aceite) suministrado al hervidor 16 desde el exterior, y recirculando el líquido calentado de vuelta a la unidad de destilación 15.Material gas from cooler 12 is sent to distillation unit 15 via line L4. The material gas pressure at this point must be below the critical pressures of methane and heavier components through expansion in the first expander 3 and other optional processes. The distillation unit 15 essentially consists of a distillation tower internally provided with a plurality of shelves to remove the heavier contents in the material gas (distillation step). The liquid consisting of the heaviest content is expelled through a line L5 connected to the lower end of the distillation tower of the distillation unit 15. The liquid consisting of the heaviest content is expelled from the distillation unit 15 through line L5 has a temperature of approximately 177 degrees Celsius and a flow rate of approximately 20,000 kg / h. The term "heavier contents" refers to components such as benzene that have high freezing points and components that have lower boiling points such as C5 + hydrocarbons. Line L5 includes a recirculation unit that includes a kettle 16 for heating a part of the liquid expelled from the bottom of the distillation tower of the distillation unit 15 by exchanging heat with steam (or oil) supplied to the kettle 16 from the outside, and recirculating the heated liquid back to distillation unit 15.
La fracción superior de la unidad de destilación 15 que consiste en los componentes más ligeros del gas material consiste principalmente en metano que tiene un punto de ebullición bajo, y este gas material se introduce en la unidad de licuefacción 21 a través de la línea L6 para ser enfriado en los sistemas de tuberías 22a y 22b. El gas material enviado a la línea L5 tiene una temperatura de aproximadamente -45,6 grados Celsius y una presión de aproximadamente 4700 kPaA. El gas material liberado de los componentes más pesados en la unidad de destilación 15 contiene menos de 0,1 mol% de C5+ y menos de 1 ppm mol de BTX (benceno, tolueno y xileno). Al fluir a través de los sistemas de tuberías 22a y 22b, el gas material se enfría a aproximadamente -65,2 grados Celsius y luego se envía desde la unidad 21 de licuefacción hasta un primer recipiente de separación gas-líquido 23 a través de una línea L7.The upper fraction of the distillation unit 15 consisting of the lighter components of the material gas consists mainly of methane which has a low boiling point, and this material gas is introduced into the liquefaction unit 21 through the line L6 to be cooled in pipe systems 22a and 22b. The material gas sent to line L5 has a temperature of approximately -45.6 degrees Celsius and a pressure of approximately 4700 kPaA. The material gas released from the heavier components in distillation unit 15 contains less than 0.1 mol% of C5 + and less than 1 ppm mol of BTX (benzene, toluene and xylene). As it flows through the piping systems 22a and 22b, the material gas is cooled to approximately -65.2 degrees Celsius and then sent from the liquefaction unit 21 to a first gas-liquid separation vessel 23 through a line L7.
Como se analizará más adelante, la unidad de licuefacción 21 consiste esencialmente en un intercambiador de calor principal en el sistema de licuefacción 1, y este intercambiador de calor consiste en un intercambiador de calor del tipo bobinado que incluye una carcasa y serpentines de tubos de transferencia de calor para conducir el gas material y el refrigerante. La unidad de licuefacción 21 define una región caliente Z1 situada en la parte inferior de la misma para recibir el refrigerante mixto y que tiene una temperatura (intervalo) más alta, una región intermedia Z2 situada en su parte intermedia y que tiene una temperatura más baja que la región caliente Z1 y una región fría situada en la parte superior de la misma para expulsar el gas del material licuado y que tiene una temperatura más baja. En la primera realización, la región caliente Z1 consiste en una región caliente más alta Z1a en un lado de temperatura más alta y una región caliente más baja Z1b en un lado de temperatura más baja. Los sistemas de tuberías 22a y 22b, así como los sistemas de tuberías 42a, 51a, 42b y 51b a través de los cuales se conduce el refrigerante mixto, están formados por los haces de tubos provistos en la región caliente superior Z1a y la región caliente inferior Z1b, respectivamente. En la realización ilustrada, la temperatura de la región caliente superior Z1a es de aproximadamente -35 grados Celsius en el lado aguas arriba (lado de entrada) del gas material que se va a enfriar, y de aproximadamente -50 grados Celsius en el lado aguas abajo (lado de salida) del gas material. La temperatura de la región caliente inferior Z1b es de aproximadamente -50 grados Celsius en el lado aguas arriba del gas material y de aproximadamente -135 grados Celsius en el lado aguas abajo del gas material. La temperatura de la región intermedia Z2 es de aproximadamente -65 grados Celsius en el lado aguas arriba del gas material y aproximadamente de -135 grados Celsius en el lado aguas abajo del gas material. La temperatura de la región fría Z3 es de aproximadamente -135 grados Celsius en el lado aguas arriba del gas material y de aproximadamente -155 grados Celsius en el lado aguas abajo del gas material. Las temperaturas en el lado aguas arriba y aguas abajo de cada región no se limitan a los valores mencionados en el presente documento, y la temperatura en cada una de estas partes puede variar dentro de un intervalo prescrito (± 5 grados Celsius, por ejemplo).As will be discussed later, the liquefaction unit 21 essentially consists of a main heat exchanger in the liquefaction system 1, and this heat exchanger consists of a coil-type heat exchanger including a shell and transfer tube coils. heat to conduct material gas and refrigerant. The liquefaction unit 21 defines a hot region Z1 located in the lower part thereof to receive the mixed refrigerant and having a higher temperature (range), an intermediate region Z2 located in its intermediate part and having a lower temperature than the hot region Z1 and a cold region located in the upper part thereof to expel the gas from the liquefied material and having a lower temperature. In the first embodiment, the hot region Z1 consists of a higher hot region Z1a on a higher temperature side and a lower hot region Z1b on a lower temperature side. The piping systems 22a and 22b, as well as the piping systems 42a, 51a, 42b and 51b through which the mixed refrigerant is conducted, are formed by the bundles of tubes provided in the upper hot region Z1a and the hot region lower Z1b, respectively. In the illustrated embodiment, the temperature of the upper hot region Z1a is about -35 degrees Celsius on the upstream side (inlet side) of the material gas to be cooled, and about -50 degrees Celsius on the waterside. down (outlet side) of the material gas. The temperature of the lower hot region Z1b is about -50 degrees Celsius on the upstream side of the material gas and about -135 degrees Celsius on the downstream side of the material gas. The temperature of the intermediate region Z2 is about -65 degrees Celsius on the upstream side of the material gas and about -135 degrees Celsius on the downstream side of the material gas. The temperature of the cold region Z3 is about -135 degrees Celsius on the upstream side of the material gas and about -155 degrees Celsius on the downstream side of the material gas. The temperatures on the upstream and downstream side of each region are not limited to the values mentioned herein, and the temperature in each of these parts may vary within a prescribed range (± 5 degrees Celsius, for example) .
El primer recipiente de separación gas-líquido 23 separa el componente de fase líquida (condensado) del gas material, y este líquido que consiste esencialmente en hidrocarburos se recircula de nuevo a la unidad de destilación 15 mediante una bomba de recirculación 24 provista en una línea L8. El componente en fase gaseosa del gas material obtenido en el primer recipiente de separación gas-líquido 23 y que consiste principalmente en metano se envía a un primer compresor 4 a través de una línea L9. El gas material pasa a través de la línea L8 a un caudal de aproximadamente 83500 kg/h, y pasa a través de la línea L6 a un caudal de aproximadamente 780000 kg/h. El primer recipiente de separación gas-líquido 23 también puede enfriarse usando un refrigerante mixto o un refrigerante de etileno.The first gas-liquid separation vessel 23 separates the liquid phase component (condensate) from the material gas, and this liquid consisting essentially of hydrocarbons is recirculated back to the distillation unit 15 by means of a recirculation pump 24 provided in a line L8. The gas phase component of the material gas obtained in the first gas-liquid separation vessel 23 and consisting mainly of methane is sent to a first compressor 4 through a line L9. Material gas passes through line L8 at a flow rate of approximately 83,500 kg / h, and passes through line L6 at a flow rate of approximately 780000 kg / h. The first gas-liquid separation vessel 23 can also be cooled using a mixed refrigerant or an ethylene refrigerant.
El primer compresor 4 consiste en un compresor centrífugo de una fase que tiene álabes de turbina para comprimir el gas material, montados en un árbol 5 común al primer expansor 3. El gas material comprimido por el primer compresor 4 (primera etapa de compresión) se introduce en la unidad de licuefacción 21 a través de una línea L10. El gas material que sale por el primer compresor 4 a la línea L10 tiene una temperatura de aproximadamente -51 grados Celsius y una presión de aproximadamente 5500 kPaA. El gas material introducido en la unidad de licuefacción 21 es comprimido por el primer compresor 4 preferentemente a una presión que sobrepasa al menos 5171 kPaA.The first compressor 4 consists of a one-stage centrifugal compressor having turbine blades to compress the material gas, mounted on a shaft 5 common to the first expander 3. The material gas compressed by the first compressor 4 (first compression stage) is introduced into the liquefaction unit 21 through a line L10. The material gas exiting the first compressor 4 to line L10 has a temperature of approximately -51 degrees Celsius and a pressure of approximately 5500 kPaA. The material gas introduced into the liquefaction unit 21 is compressed by the first compressor 4 preferably at a pressure exceeding at least 5171 kPaA.
Una línea L10 está conectada a un sistema de tuberías 30 ubicado en la región caliente Z1b de la unidad de licuefacción 21, y el extremo aguas arriba de este sistema de tuberías 30 está conectado a un sistema de tuberías 31 en la región intermedia Z2, y luego a un sistema de tuberías. 32 colocado en la región fría Z3. Después de licuarse y superenfriarse fluyendo a través de los sistemas de tuberías 31 y 32, el gas natural se envía a un tanque de GNL con fines de almacenamiento que no se muestra en los dibujos a través de una válvula de expansión 33 provista en una línea L11. El gas material sometido a la etapa de licuefacción adquiere una temperatura de -162 grados Celsius y una presión de aproximadamente 120 kPaA en el extremo aguas abajo de la válvula de expansión 33.A line L10 is connected to a pipe system 30 located in the hot region Z1b of the liquefaction unit 21, and the upstream end of this pipe system 30 is connected to a pipe system 31 in the intermediate region Z2, and then to a pipe system. 32 placed in the cold region Z3. After being liquefied and supercooled by flowing through pipe systems 31 and 32, the natural gas is sent to an LNG tank for storage purposes not shown in the drawings through an expansion valve 33 provided in a line L11. The material gas subjected to the liquefaction stage acquires a temperature of -162 degrees Celsius and a pressure of approximately 120 kPaA at the downstream end of the expansion valve 33.
El gas material que fluye a través de la unidad 21 de licuefacción se enfría mediante un ciclo de refrigeración que utiliza refrigerantes mixtos. En la realización ilustrada, cada uno de los refrigerantes mixtos puede contener nitrógeno además de una mezcla de hidrocarburos, incluido el metano, etano y propano, pero también pueden tener otras composiciones conocidas como tal siempre que se pueda lograr la capacidad de enfriamiento requerida.The material gas flowing through the liquefaction unit 21 is cooled by a refrigeration cycle using mixed refrigerants. In the illustrated embodiment, each of the mixed refrigerants may contain nitrogen in addition to a mixture of hydrocarbons, including methane, ethane, and propane, but may also have other compositions known as such as long as the required cooling capacity can be achieved.
En la unidad de licuefacción 21, un refrigerante mixto (MR) de alta presión (HP) se suministra a un separador de refrigerante 41 a través de una línea L12. El refrigerante mixto que constituye el componente de fase líquida en el separador de refrigerante 41 se introduce en la unidad de licuefacción 21 a través de una línea L13, y luego fluye hacia arriba en la unidad de licuefacción 21 a través de los sistemas de tuberías 42a y 42b colocados en las regiones calientes Z1a y Z1b, respectivamente, y el sistema de tuberías 43 colocado en la región intermedia Z2. El refrigerante mixto se expande luego en una válvula de expansión 44 provista en una línea L14, y se vaporiza parcialmente. In the liquefaction unit 21, a high pressure (HP) mixed refrigerant (MR) is supplied to a refrigerant separator 41 through a line L12. The mixed refrigerant that constitutes the liquid phase component in the refrigerant separator 41 is introduced into the liquefaction unit 21 through a line L13, and then flows upward into the liquefaction unit 21 through the piping systems 42a and 42b placed in the hot regions Z1a and Z1b, respectively, and the pipe system 43 placed in the intermediate region Z2. The mixed refrigerant then expands in an expansion valve 44 provided in a line L14, and partially vaporizes.
Después de pasar por la válvula de expansión 44, el refrigerante mixto se expulsa hacia abajo (para oponerse al flujo del gas material en la unidad de licuefacción 21) desde un cabezal de pulverización 45 dispuesto en una parte superior de la región intermedia Z2. El refrigerante mixto expulsado del cabezal de pulverización 45 fluye hacia abajo mientras intercambia calor con un haz de tubos intermedios formado por los sistemas de tuberías 31, 43 y 52 (el último sistema de tuberías se analizará a continuación) colocado en la región intermedia Z2, y un haz de tubos inferior formado por los sistemas de tuberías 22a, 22b, 30, 42a, 42b, 51a y 51b (los dos últimos sistemas de tuberías se analizarán más adelante) colocados en la región caliente Z1.After passing through the expansion valve 44, the mixed refrigerant is expelled downwards (to oppose the flow of the material gas in the liquefaction unit 21) from a spray head 45 arranged in an upper part of the intermediate region Z2. The mixed coolant expelled from the spray head 45 flows downward while exchanging heat with an intermediate tube bundle formed by the pipe systems 31, 43 and 52 (the last pipe system will be discussed below) placed in the intermediate region Z2, and a lower tube bundle formed by the pipe systems 22a, 22b, 30, 42a, 42b, 51a and 51b (the last two pipe systems will be discussed later) placed in the hot region Z1.
El refrigerante mixto que constituye la fase gaseosa del separador de refrigerante 41 se introduce en la unidad de licuefacción 21 a través de una línea L15, y luego fluye hacia arriba en la unidad de licuefacción 21 fluyendo a través de los sistemas de tuberías 51a y 51b colocados en las regiones calientes Z1a y Z1b, el sistema de tuberías 52 en la región intermedia Z2 y el sistema de tuberías 53 colocado en la región fría Z3. El refrigerante mixto se expande luego en una válvula de expansión 54 provista en una línea L16, y se vaporiza parcialmente.The mixed refrigerant constituting the gas phase of the refrigerant separator 41 is introduced into the liquefaction unit 21 through a line L15, and then flows upward into the liquefaction unit 21 flowing through the piping systems 51a and 51b placed in the hot regions Z1a and Z1b, the pipe system 52 in the intermediate region Z2 and the pipe system 53 placed in the cold region Z3. The mixed refrigerant then expands into an expansion valve 54 provided in a line L16, and partially vaporizes.
El refrigerante mixto que ha pasado a través de la válvula de expansión 54 ya está enfriado a una temperatura por debajo del punto de ebullición del metano (aproximadamente -167 grados Celsius en este caso), y es expulsado hacia abajo desde un cabezal de pulverización 55 ubicado en una parte superior de la región fría Z3 (o fluye en dirección opuesta al flujo del gas material en la unidad de licuefacción 21). El refrigerante mixto expulsado del cabezal de pulverización 55 fluye hacia abajo mientras intercambia calor con un haz de tubos superior formado por los sistemas de tuberías 32 y 53 colocados en la región fría Z3, y después de mezclarse con el refrigerante mixto expulsado del cabezal de pulverización 45 ubicado debajo, fluye hacia abajo mientras intercambia calor con el haz de tubos intermedio formado por los sistemas de tuberías 31, 43 y 52 colocados en la región intermedia Z2, y el haz de tubos inferior formado por los sistemas de tuberías 22a, 22b, 30, 42a, 42b, 51a y 51b colocados en la región caliente Z1. El refrigerante mixto expulsado de los cabezales de pulverización 45 y 55 se expulsa finalmente a través de una línea L17 conectada al extremo inferior de la unidad de licuefacción 21 como gas refrigerante mixto (MP) de baja presión (LP). Las instalaciones para el refrigerante mixto proporcionadas en la unidad de licuefacción 21 (como el separador de refrigerante 41) forman parte de un ciclo de refrigeración conocido como tal para el refrigerante mixto, y el refrigerante mixto que sale a la línea L17 se recircula al refrigerante separador 41 a través de la línea L12 después de pasar por compresores y condensadores.The mixed refrigerant that has passed through expansion valve 54 is already cooled to a temperature below the boiling point of methane (approximately -167 degrees Celsius in this case), and is expelled downward from a spray head 55 located in an upper part of the cold region Z3 (or flows in the opposite direction to the flow of the material gas in the liquefaction unit 21). The mixed coolant expelled from the spray head 55 flows downward while exchanging heat with an upper tube bundle formed by the piping systems 32 and 53 positioned in the cold region Z3, and after mixing with the mixed coolant expelled from the spray head 45 located below, flows downward while exchanging heat with the intermediate tube bundle formed by the pipe systems 31, 43 and 52 positioned in the intermediate region Z2, and the lower tube bundle formed by the pipe systems 22a, 22b, 30, 42a, 42b, 51a and 51b placed in the hot region Z1. The mixed refrigerant expelled from the spray heads 45 and 55 is finally expelled through a line L17 connected to the lower end of the liquefaction unit 21 as low pressure (LP) mixed refrigerant (MP) gas. The facilities for the mixed refrigerant provided in the liquefaction unit 21 (such as the refrigerant separator 41) are part of a refrigeration cycle known as such for the mixed refrigerant, and the mixed refrigerant leaving the line L17 is recirculated to the refrigerant separator 41 through line L12 after passing compressors and condensers.
Tal y como se ha expuesto anteriormente, el gas material introducido en el sistema de licuefacción 1 se licua efectivamente después de ser procesado en la etapa de expansión, la etapa de enfriamiento, la etapa de destilación, la etapa de compresión y la etapa de licuefacción. Este sistema de licuefacción se puede aplicar, por ejemplo, a una planta de licuefacción de carga base para la producción de gas natural licuado (GNL) que consiste principalmente en metano a partir del gas material extraído de un campo de gas. As stated above, the material gas introduced into the liquefaction system 1 is effectively liquefied after being processed in the expansion stage, the cooling stage, the distillation stage, the compression stage and the liquefaction stage. . This liquefaction system can be applied, for example, to a base load liquefaction plant for the production of liquefied natural gas (LNG) consisting mainly of methane from material gas extracted from a gas field.
(Ejemplos primero y segundo para comparación)(First and second examples for comparison)
Las figuras 2 y 3 son diagramas que muestran los flujos del proceso de licuefacción en sistemas convencionales para la licuefacción de gas natural que se dan como primer y segundo ejemplo para realizar una comparación con la primera realización de la presente invención. En los sistemas de licuefacción convencionales 101 y 201 para gas natural, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción de la primera realización se indican con números similares. Las Tablas 2 y 3 muestran la temperatura, la presión, el caudal y las fracciones molares del gas material en los sistemas de licuefacción de los ejemplos primero y segundo para comparación, respectivamente. Cabe señalar que el sistema de licuefacción 201 del segundo ejemplo para comparación se basa en la técnica anterior descrita en el documento US 4.065.278.Figures 2 and 3 are diagrams showing the flows of the liquefaction process in conventional systems for the liquefaction of natural gas that are given as the first and second example for comparison with the first embodiment of the present invention. In conventional liquefaction systems 101 and 201 for natural gas, the parts corresponding to those of the liquefaction system of the first embodiment are indicated with similar numbers. Tables 2 and 3 show the temperature, pressure, flow rate, and mole fractions of the material gas in the liquefaction systems of the first and second examples for comparison, respectively. It should be noted that the liquefaction system 201 of the second example for comparison is based on the prior art described in US 4,065,278.
Tal y como se muestra en la figura 2, el sistema de licuefacción 101 del primer ejemplo para comparación no está provisto del primer expansor 3 y el primer compresor 4 usados en el sistema de licuefacción 1 de la primera realización, y el gas material expulsado de la unidad de eliminación de agua 2 se envía a un enfriador 110 a través de la línea L101. Una unidad de enfriamiento se forma conectando un enfriador 11 y un enfriador 12 al extremo aguas abajo del enfriador 110 en una conexión en serie, de modo que el gas material se enfría secuencialmente intercambiando calor en los tres enfriadores 110, 11 y 12 que usan una alta presión (HP), un refrigerante de propano de presión media (MP) y de baja presión (LP), respectivamente. El gas material expulsado del enfriador 12 en el extremo aguas abajo tiene una temperatura de aproximadamente -34,5 grados Celsius y una presión de aproximadamente 5680 kPaA. A continuación, el gas material se despresuriza mediante una expansión en una válvula de expansión 113 en una línea L4, y luego se introduce en una unidad de destilación 15.As shown in Figure 2, the liquefaction system 101 of the first example for comparison is not provided with the first expander 3 and the first compressor 4 used in the liquefaction system 1 of the first embodiment, and the material gas expelled from the dewatering unit 2 is sent to a chiller 110 via line L101. A cooling unit is formed by connecting a cooler 11 and a cooler 12 to the downstream end of the cooler 110 in a series connection, so that the material gas is sequentially cooled by exchanging heat in the three coolers 110, 11 and 12 using one high pressure (HP), a medium pressure (MP) and low pressure (LP) propane refrigerant, respectively. The material gas expelled from the cooler 12 at the downstream end has a temperature of about -34.5 degrees Celsius and a pressure of about 5680 kPaA. Next, the material gas is depressurized by expansion in an expansion valve 113 in a line L4, and then it is introduced into a distillation unit 15.
En el sistema de licuefacción 101, el gas material que forma un componente de fase gaseosa en el primer recipiente de separación gas-líquido 23 y que consiste esencialmente en metano se introduce en el sistema de tuberías 31 colocado en la región intermedia Z2 de la unidad de licuefacción 21 a través de una línea L102. El gas material que sale del primer recipiente 23 de separación gas-líquido a una línea L12 tiene una temperatura de aproximadamente -65,3 grados Celsius y una presión de aproximadamente 4400 kPaA. In the liquefaction system 101, the material gas that forms a gaseous phase component in the first gas-liquid separation vessel 23 and consisting essentially of methane is introduced into the piping system 31 positioned in the intermediate region Z2 of the unit. of liquefaction 21 through a line L102. The material gas exiting the first gas-liquid separation vessel 23 to a line L12 has a temperature of about -65.3 degrees Celsius and a pressure of about 4400 kPaA.
Tal y como se muestra en la figura 3, el sistema de licuefacción 201 del segundo ejemplo para comparación es una mejora del sistema de licuefacción 101 del primer ejemplo para comparación, y está provisto de un primer expansor 3 y un primer compresor 4. Sin embargo, a diferencia del primer expansor 3 utilizado en el sistema de licuefacción 1 de la primera realización, el expansor 3 se coloca en el lado aguas abajo de la unidad de enfriamiento (que consta de los tres refrigeradores 110, 11 y 12 en este caso). En el sistema de licuefacción 201, el gas material expulsado del enfriador 12 se envía a un separador 213 para ser separado en componentes gaseosos y líquidos. El gas material que forma el componente de fase gaseosa en el separador 213 se envía al expansor 3 para expandirse en el mismo, y luego se envía a la unidad de destilación 15 a través de una línea L204. La parte del gas material que forma el componente líquido en el separador 213 se envía a una línea L205 provista de una válvula de expansión 214. El líquido que se ha expandido en la válvula de expansión 214 se envía luego a la unidad de destilación 15 a través de la línea l204 junto con el gas material del expansor 3.As shown in Figure 3, the liquefaction system 201 of the second example for comparison is an improvement of the liquefaction system 101 of the first example for comparison, and is provided with a first expander 3 and a first compressor 4. However , unlike the first expander 3 used in the liquefaction system 1 of the first embodiment, the expander 3 is placed on the downstream side of the cooling unit (consisting of the three coolers 110, 11 and 12 in this case) . In the liquefaction system 201, the material gas expelled from the cooler 12 is sent to a separator 213 to be separated into gaseous and liquid components. The material gas that forms the gas phase component in the separator 213 is sent to the expander 3 to expand therein, and is then sent to the distillation unit 15 through a line L204. The part of the material gas that forms the liquid component in the separator 213 is sent to a line L205 provided with an expansion valve 214. The liquid that has expanded in the expansion valve 214 is then sent to the distillation unit 15 to through line 1204 together with the material gas from expander 3.
El sistema de licuefacción 201 es similar al de la primera realización en lo que se refiere a la parte del mismo aguas abajo de la unidad de destilación 15, y el gas material que ha sido expulsado a la línea L10 por el compresor 4 tiene una temperatura de aproximadamente -54,7 grados Celsius y una presión de aproximadamente 5120 kPaA. The liquefaction system 201 is similar to that of the first embodiment as regards the part thereof downstream of the distillation unit 15, and the material gas that has been expelled to the line L10 by the compressor 4 has a temperature about -54.7 degrees Celsius and a pressure of about 5120 kPaA.
Como se puede apreciar comparando los ejemplos primero y segundo para comparación con la presente invención, el sistema de licuefacción 1 de acuerdo con la presente invención permite que se produzca una mayor potencia expandiendo gas material de mayor temperatura y mayor presión porque el primer expansor 3 está posicionado en el lado aguas arriba de la primera unidad de enfriamiento 11, 12, en comparación con el sistema de licuefacción 201 del segundo ejemplo que tiene el expansor 3 colocado en el lado aguas abajo de la unidad de enfriamiento 110, 11, 12. Como resultado, el primer compresor 4 se puede accionar con una potencia aumentada (o se puede aumentar la presión de salida del primer compresor 4) de modo que se pueda aumentar la presión del gas material introducido en la unidad de licuefacción 21, y la eficiencia del proceso de licuefacción en la unidad de licuefacción 21 se puede incrementar ventajosamente.As can be seen by comparing the first and second examples for comparison with the present invention, the liquefaction system 1 according to the present invention allows a higher power to be produced by expanding material gas of higher temperature and higher pressure because the first expander 3 is positioned on the upstream side of the first cooling unit 11, 12, compared to the liquefaction system 201 of the second example having the expander 3 positioned on the downstream side of the cooling unit 110, 11, 12. As As a result, the first compressor 4 can be driven with an increased power (or the outlet pressure of the first compressor 4 can be increased) so that the pressure of the material gas introduced into the liquefaction unit 21 can be increased, and the efficiency of the liquefaction process in liquefaction unit 21 can be advantageously increased.
El sistema de licuefacción 1 de la realización ilustrada proporciona una ventaja adicional de reducir la capacidad de enfriamiento requerida de la unidad de enfriamiento (permitiendo así que se omita el enfriador 110 en el segundo ejemplo para comparación) porque la temperatura del gas material se reduce por la expansión del gas material en el primer expansor 3 debido al posicionamiento del primer expansor 3 en el lado aguas arriba de la primera unidad de enfriamiento 11, 12. En el sistema de licuefacción 1 de la realización ilustrada, el recipiente de separación gas-líquido (separador 213) para eliminar el condensado del gas material colocado entre la unidad de enfriamiento y el expansor 3 puede omitirse.The liquefaction system 1 of the illustrated embodiment provides a further advantage of reducing the required cooling capacity of the cooling unit (thus allowing the cooler 110 to be omitted in the second example for comparison) because the temperature of the material gas is reduced by the expansion of the material gas in the first expander 3 due to the positioning of the first expander 3 on the upstream side of the first cooling unit 11, 12. In the liquefaction system 1 of the illustrated embodiment, the gas-liquid separation vessel (separator 213) to remove the condensate of the material gas placed between the cooling unit and the expander 3 can be omitted.
(Primera modificación de la primera realización)(First modification of the first embodiment)
La figura 4 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una primera modificación de la primera realización. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 4, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción 1 de la primera realización se indican con números similares y se omiten en el siguiente análisis, excepto por las cuestiones que se tratarán a continuación. En el sistema de licuefacción de la primera realización, se emplea un sistema de refrigeración en cascada que utiliza metano y etileno como refrigerantes. El intercambiador de calor principal está formado por un intercambiador de calor de metano 21a y un intercambiador de calor de etileno 21b, cada uno de los cuales consiste en un intercambiador de calor de tipo de placas y aletas, en lugar del intercambiador de calor bobinado (unidad de licuefacción 21) de la primera realización.Fig. 4 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a first modification of the first embodiment. In the liquefaction system illustrated in Fig. 4, the parts corresponding to those of the liquefaction system 1 of the first embodiment are indicated with similar numbers and are omitted in the following discussion, except for the issues that will be discussed below. In the liquefaction system of the first embodiment, a cascade refrigeration system is employed using methane and ethylene as refrigerants. The main heat exchanger consists of a methane heat exchanger 21a and an ethylene heat exchanger 21b, each of which consists of a plate-and-fin type heat exchanger, rather than the wound heat exchanger ( liquefaction unit 21) of the first embodiment.
El intercambiador de calor de metano 21a define una región caliente que tiene una primera unidad de transferencia de calor 61 que recibe un refrigerante de metano de alta presión (HP) (C1R), una región intermedia que tiene una segunda unidad 62 de transferencia de calor que recibe un refrigerante de metano de presión media (MP) y una región fría que tiene una tercera unidad de transferencia de calor 63 que recibe un refrigerante de metano de baja presión (LP). El intercambiador de calor de etileno 21b define una región caliente que tiene una cuarta unidad de transferencia de calor 64 que recibe un refrigerante de etileno (C2R) de alta presión (HP), una región intermedia que tiene una quinta unidad 65 de transferencia de calor que recibe un refrigerante de etileno de presión media (MP) y una región fría que tiene una sexta unidad 66 de transferencia de calor que recibe un refrigerante de etileno de baja presión (LP).The methane heat exchanger 21a defines a hot region having a first heat transfer unit 61 receiving a high pressure (HP) methane refrigerant (C1R), an intermediate region having a second heat transfer unit 62 that receives a medium pressure (MP) methane refrigerant and a cold region that has a third heat transfer unit 63 that receives a low pressure (LP) methane refrigerant. The ethylene heat exchanger 21b defines a hot region having a fourth heat transfer unit 64 receiving a high pressure (HP) ethylene refrigerant (C2R), an intermediate region having a fifth heat transfer unit 65 that receives a medium pressure (MP) ethylene refrigerant and a cold region that has a sixth heat transfer unit 66 that receives a low pressure (LP) ethylene refrigerant.
El gas material que se separa como fracción superior en la unidad de destilación 15 se introduce en la unidad de licuefacción 21 a través de la línea L6, y se enfría mediante una séptima unidad de transferencia de calor 22 colocada sobre la región caliente y la región intermedia en el intercambiador de calor de etileno 21b. El gas material comprimido por el primer compresor 4 se envía al intercambiador de calor de etileno 21b a través de la línea L10. El gas material que fluye por la línea L10 se introduce en una octava unidad de transferencia de calor 67 colocada sobre la región intermedia y la región fría del intercambiador de calor de etileno 21b en dos fases. El gas material expulsado del intercambiador de calor de etileno 21b se introduce en una novena unidad de transferencia de calor 68 que se extiende desde la región caliente hasta la región fría del intercambiador de calor de etano 21a para enfriarse en la región caliente, la región intermedia y la región fría en tres fases.The material gas that is separated as the upper fraction in the distillation unit 15 is introduced into the liquefaction unit 21 through the line L6, and is cooled by a seventh heat transfer unit 22 placed over the hot region and the region intermediate in the ethylene heat exchanger 21b. The material gas compressed by the first compressor 4 is sent to the ethylene heat exchanger 21b through the line L10. The material gas flowing through the line L10 is introduced into an eighth heat transfer unit 67 positioned over the intermediate region and the cold region of the two-phase ethylene heat exchanger 21b. The material gas expelled from the ethylene heat exchanger 21b is introduced into a ninth heat transfer unit 68 which extends from the hot region to the cold region of the ethane heat exchanger 21a to be cooled in the hot region, the intermediate region. and the cold region in three phases.
En el sistema de licuefacción 1 de la primera modificación de la primera realización de la presente invención, se puede obtener una ventaja en la facilidad de cambiar el punto de conexión de la línea L10 al intercambiador de calor principal (el punto de introducir el gas material en el intercambiador de calor de etileno 21b) debido al uso del intercambiador de calor de placas y aletas como intercambiador de calor principal. Por lo tanto, incluso cuando el nivel de temperatura del gas material que fluye a través de la línea L10 aumenta junto con la presión del mismo, cambiando el punto de introducción del gas material en el intercambiador de calor en función del nivel de temperatura del gas material (o haciendo que la temperatura del material se acerque a la temperatura en el punto de introducción en el intercambiador de calor), se puede reducir la carga térmica en el intercambiador de calor y se puede aumentar la eficiencia del proceso de licuefacción.In the liquefaction system 1 of the first modification of the first embodiment of the present invention, an advantage can be obtained in the ease of changing the connection point of the line L10 to the main heat exchanger (the point of introducing the material gas in the ethylene heat exchanger 21b) due to the use of the plate-fin heat exchanger as the main heat exchanger. Therefore, even when the temperature level of the material gas flowing through line L10 increases along with the pressure thereof, changing the point of introduction of the material gas into the heat exchanger as a function of the temperature level of the gas. material (or by bringing the material temperature closer to the temperature at the point of introduction into the heat exchanger), the thermal load on the heat exchanger can be reduced and the efficiency of the liquefaction process can be increased.
(Segunda modificación de la primera realización)(Second modification of the first embodiment)
La figura 5 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una segunda modificación de la primera realización de la presente invención. La Tabla 4 muestra la temperatura, la presión, el caudal y la composición molar del gas natural que se va a licuar en cada uno de los distintos puntos del sistema de licuefacción de la sexta modificación a modo de ejemplo. La Tabla 5 muestra la temperatura, la presión, el caudal y la composición del refrigerante en el ciclo de refrigeración del refrigerante mixto utilizado en el sistema de licuefacción a modo de ejemplo. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 5, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción 1 de la primera realización (incluidas las modificaciones de la misma) se indican con números similares y se omiten en el siguiente análisis, excepto por los asuntos que se tratarán a continuación.Fig. 5 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefying natural gas given as a second modification of the first embodiment of the present invention. Table 4 shows the temperature, pressure, flow rate and molar composition of the natural gas to be liquefied in each of the different points of the liquefaction system of the sixth modification by way of example. Table 5 shows the temperature, pressure, flow rate and composition of the refrigerant in the refrigeration cycle of the mixed refrigerant used in the liquefaction system by way of example. In the liquefaction system illustrated in Figure 5, the parts corresponding to those of the liquefaction system 1 of the first embodiment (including modifications thereof) are indicated with similar numbers and are omitted in the following discussion, except for the matters which will be discussed below.
Tal y como se muestra en la figura 5, la línea L10 en este caso está conectada al sistema de tuberías 31 colocado en la región intermedia Z2 de la unidad de licuefacción 21. La figura 5 también muestra la estructura de un sistema de ciclo de refrigeración 70 que utiliza refrigerantes mixtos proporcionados en el sistema de licuefacción 1. El gas material en este caso consiste en gas natural (gas rico) que tiene niveles relativamente altos de contenidos más pesados (hidrocarburos más altos) como se muestra en la Tabla 4. Al ajustar adecuadamente la expansión del gas material en el primer expansor 3, la fracción superior de la unidad de destilación 15 tiene una presión relativamente baja (aproximadamente 3300 kPaA) en comparación con la primera realización. Como resultado, en comparación con el proceso de licuefacción del gas pobre como el que se analiza junto con la primera realización, el líquido de gas natural se puede recuperar con una eficiencia relativamente alta (aproximadamente el 89 % de propano y aproximadamente el 100 % de butano, por ejemplo) a través de la línea L5 conectada al extremo inferior de la unidad de destilación 15. As shown in figure 5, the line L10 in this case is connected to the pipe system 31 placed in the intermediate region Z2 of the liquefaction unit 21. Figure 5 also shows the structure of a refrigeration cycle system 70 using mixed refrigerants provided in the liquefaction system 1. The material gas in this case consists of natural gas (rich gas) that has relatively high levels of heavier contents (higher hydrocarbons) as shown in Table 4. Al To properly adjust the expansion of the material gas in the first expander 3, the upper fraction of the distillation unit 15 has a relatively low pressure (about 3300 kPaA) compared to the first embodiment. As a result, compared to the lean gas liquefaction process as discussed in conjunction with the first embodiment, the natural gas liquid can be recovered with a relatively high efficiency (about 89% propane and about 100% butane, for example) through line L5 connected to the lower end of distillation unit 15.
En el sistema de ciclo de refrigeración 70, el refrigerante mixto de una presión relativamente baja (aproximadamente 320 kPaA) expulsado de la unidad de licuefacción 21 a través de la línea L17 es comprimido (primera fase) por un primer compresor de refrigerante 17, enfriado por un primer interenfriador 27, comprimido (segunda fase) por un segundo compresor de refrigerante 18, enfriado por un segundo interenfriador 28, comprimido (tercera fase) por un tercer compresor de refrigerante 19 y enfriado por un tercer interenfriador 29. A continuación, el refrigerante mixto se enfría aún más mediante una serie de refrigeradores que incluyen refrigerantes primero a cuarto 34 a 37, y se introduce en un separador de refrigerante 41 a través de la línea L12. Los enfriadores de refrigerante primero a cuarto 34 a 37 enfrían el refrigerante mezclado por fases intercambiando calor con los refrigerantes de propano de presión superalta (HHP), alta presión (HP), media presión (MP) y baja presión (LP).In the refrigeration cycle system 70, the mixed refrigerant of a relatively low pressure (approximately 320 kPaA) expelled from the liquefaction unit 21 through the line L17 is compressed (first stage) by a first refrigerant compressor 17, cooled by a first intercooler 27, compressed (second stage) by a second refrigerant compressor 18, cooled by a second intercooler 28, compressed (third stage) by a third refrigerant compressor 19 and cooled by a third intercooler 29. Next, the Mixed refrigerant is further cooled by a series of refrigerators including first through fourth refrigerants 34 through 37, and is introduced into a refrigerant separator 41 through line L12. First-to-quarter refrigerant coolers 34 through 37 cool the mixed refrigerant in phases by exchanging heat with super high pressure (HHP), high pressure (HP), medium pressure (MP), and low pressure (LP) propane refrigerants.
Tal y como se ha expuesto anteriormente, el sistema de ciclo de refrigeración 70 está provisto de instalaciones de preenfriamiento de propano (no mostradas en los dibujos) para enfriar el gas material antes de ser introducido en la unidad de licuefacción 21, y se usa un refrigerante de propano para este propósito. Un sistema de ciclo de refrigeración 70 de este tipo también se puede aplicar a las otras realizaciones (incluidas las modificaciones de las mismas). As discussed above, the refrigeration cycle system 70 is provided with propane precooling facilities (not shown in the drawings) to cool the material gas before it is introduced into the liquefaction unit 21, and a propane refrigerant for this purpose. Such a refrigeration cycle system 70 can also be applied to the other embodiments (including modifications thereof).
Tabla 5Table 5
(Tercera modificación de la primera realización)(Third modification of the first embodiment)
La figura 6 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una tercera modificación de la primera realización de la presente invención. La Tabla 6 muestra la temperatura, la presión, el caudal y la composición molar del gas natural que se va a licuar en cada uno de los diversos puntos del sistema de licuefacción de la séptima modificación a modo de ejemplo. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 6, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción 1 de la primera realización (incluidas las modificaciones de la misma) se indican con números similares y se omiten en el siguiente análisis, excepto por los asuntos que se tratarán a continuación.Fig. 6 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefying natural gas given as a third modification of the first embodiment of the present invention. Table 6 shows the temperature, pressure, flow rate, and molar composition of the natural gas to be liquefied at each of the various points in the exemplary seventh modification liquefaction system. In the liquefaction system illustrated in Figure 6, the parts corresponding to those of the liquefaction system 1 of the first embodiment (including modifications thereof) are indicated with similar numbers and are omitted in the following discussion, except for the matters which will be discussed below.
En la tercera modificación, se usa gas rico como gas material de manera similar a como en la segunda modificación, y esta modificación es ventajosa cuando el gas material está compuesto de manera que su presión crítica es relativamente alta. En el sistema de licuefacción 1, un tercer enfriador 86 que usa un refrigerante de propano de baja presión (LP) (C3R) se proporciona en una línea L6 que conecta la unidad de destilación 15 al primer recipiente de separación de gas-líquido 23, y un segundo enfriador 85 que usa un refrigerante de propano de baja presión similar es proporcionado en una línea L10 que conecta el primer compresor 4 a la unidad 21 de licuefacción. De este modo, el gas material expulsado de la unidad de destilación 15 a la línea L6 es enfriado por el tercer enfriador 86 y se introduce en el primer recipiente de separación gas-líquido 23. Por lo tanto, en la tercera modificación, el gas material que se va a introducir en el primer recipiente 23 de separación gas-líquido no necesita ser enfriado por la unidad de licuefacción 21 (sistema de tuberías 22) a diferencia de las otras modificaciones, como la segunda modificación, de modo que la carga en el proceso de licuefacción de la unidad de licuefacción 21 se puede reducir.In the third modification, rich gas is used as the material gas in a similar manner as in the second modification, and this modification is advantageous when the material gas is compounded so that its critical pressure is relatively high. In the liquefaction system 1, a third cooler 86 using a low-pressure (LP) propane refrigerant (C3R) is provided in a line L6 connecting the distillation unit 15 to the first gas-liquid separation vessel 23, and a second chiller 85 using a similar low pressure propane refrigerant is provided in a line L10 connecting the first compressor 4 to the liquefaction unit 21. In this way, the material gas expelled from the distillation unit 15 to the line L6 is cooled by the third cooler 86 and is introduced into the first gas-liquid separation vessel 23. Therefore, in the third modification, the gas Material to be introduced into the first gas-liquid separation vessel 23 does not need to be cooled by the liquefaction unit 21 (piping system 22) unlike the other modifications, such as the second modification, so that the charge in the liquefaction process of the liquefaction unit 21 can be reduced.
El gas material que se expulsa del primer compresor 4 a la línea L10 es enfriado por el segundo enfriador 85 y luego se introduce en la unidad 21 de licuefacción. En este caso, el extremo de aguas abajo de la línea L10 está conectado al sistema de tuberías 30 que está colocado en la región caliente Z1 o la parte más caliente de la unidad de licuefacción 21. De este modo, en la séptima modificación, incluso cuando el nivel de temperatura del gas material sobrepasa un intervalo apropiado debido a la compresión del gas material, el enfriamiento en el segundo enfriador 85 puede acercar la temperatura del gas material al nivel de temperatura de la región caliente Z1 de la unidad de licuefacción 21, de modo que la carga térmica (tensiones térmicas) en la unidad de licuefacción 21 pueda reducirse.The material gas that is expelled from the first compressor 4 to the line L10 is cooled by the second cooler 85 and then introduced into the liquefaction unit 21. In this case, the downstream end of the line L10 is connected to the pipe system 30 which is placed in the hot region Z1 or the hottest part of the liquefaction unit 21. Thus, in the seventh modification, even When the temperature level of the material gas exceeds an appropriate range due to compression of the material gas, the cooling in the second cooler 85 can bring the temperature of the material gas closer to the temperature level of the hot region Z1 of the liquefaction unit 21, of so that the thermal load (thermal stresses) in the liquefaction unit 21 can be reduced.
Tabla 6Table 6
(Segunda realización)(Second realization)
La figura 7 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una segunda realización de la presente invención. La Tabla 7 muestra la temperatura, la presión, el caudal y la composición molar del gas natural que se va a licuar en cada uno de los diversos puntos del sistema de licuefacción de la segunda realización a modo de ejemplo. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 7, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción 1 de la primera realización se indican con números similares y se omiten en el siguiente análisis, excepto por las cuestiones que se tratarán a continuación. El sistema de licuefacción 1 de la segunda realización incluye además un cuarto compresor 71 para el suministro de gas y un cuarto enfriador 72 en el extremo aguas arriba de la línea L1 para suministrar el gas material a la unidad de eliminación de agua 2. En este sistema de licuefacción 1, el gas material suministrado desde una línea L18 es comprimido por el cuarto compresor 71 para el suministro de gas, y enfriado por el cuarto enfriador 72 conectado al extremo aguas abajo del mismo antes de ser suministrado a la unidad de eliminación de agua 2.Fig. 7 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a second embodiment of the present invention. Table 7 shows the temperature, pressure, flow rate, and molar composition of the natural gas to be liquefied at each of the various points in the liquefaction system of the second exemplary embodiment. In the liquefaction system illustrated in Fig. 7, the parts corresponding to those of the liquefaction system 1 of the first embodiment are indicated with similar numbers and are omitted in the following discussion, except for the matters that will be discussed below. The liquefaction system 1 of the second embodiment further includes a fourth compressor 71 for supplying gas and a fourth cooler 72 at the upstream end of line L1 for supplying the material gas to the water removal unit 2. In this liquefaction system 1, the material gas supplied from a line L18 is compressed by the fourth compressor 71 for the gas supply, and cooled by the fourth cooler 72 connected to the downstream end thereof before being supplied to the waste disposal unit. water 2.
En este sistema de licuefacción 1 de la segunda realización, incluso cuando la presión del gas material que se suministra al sistema de licuefacción 1 es relativamente baja, el gas material se puede comprimir a una presión deseada por el cuarto compresor 71 para el suministro de gas, de modo que el gas material que se suministra desde el primer compresor 4 a la unidad de licuefacción 21 se pueda mantener a un nivel de presión relativamente alto (aproximadamente 6800 kPaA en este caso). Este sistema de licuefacción 1 es particularmente adecuado para procesar gas material procedente de una fuente de presión relativamente baja, tal como gas de esquisto.In this liquefaction system 1 of the second embodiment, even when the pressure of the material gas supplied to the liquefaction system 1 is relatively low, the material gas can be compressed to a desired pressure by the fourth compressor 71 for supplying gas. , so that the material gas that is supplied from the first compressor 4 to the liquefaction unit 21 can be maintained at a relatively high pressure level (approximately 6800 kPaA in this case). This liquefaction system 1 is particularly suitable for processing material gas from a relatively low pressure source, such as shale gas.
De igual manera, debido a que el sistema de licuefacción 1 de la segunda realización puede mantener la temperatura del gas material que se suministra desde el primer compresor 4 a la unidad de licuefacción 21 a un nivel relativamente alto, debido a la presencia del cuarto compresor 71 para el suministro de gas, la línea L10 puede estar conectada al sistema de tuberías 30 colocado en una parte caliente o la región caliente Z1 de la unidad de licuefacción 21 (el punto de introducción del refrigerante mixto tiene sustancialmente el mismo nivel de temperatura que el gas material que se introduce en la licuefacción unidad 21). Después de esto, se hace que el gas material fluya desde el sistema de tuberías 30 al sistema de tuberías 31 situado en la región intermedia Z2 y de allí al sistema de tuberías 32 situado en la región fría Z3 para licuarse y superenfriarse.Similarly, because the liquefaction system 1 of the second embodiment can maintain the temperature of the material gas that is supplied from the first compressor 4 to the liquefaction unit 21 at a relatively high level, due to the presence of the fourth compressor 71 for gas supply, the L10 line can be connected to the Piping system 30 placed in a hot part or the hot region Z1 of the liquefaction unit 21 (the point of introduction of the mixed refrigerant has substantially the same temperature level as the material gas that is introduced into the liquefaction unit 21). After this, the material gas is caused to flow from the pipe system 30 to the pipe system 31 located in the intermediate region Z2 and from there to the pipe system 32 located in the cold region Z3 to be liquefied and supercooled.
De este modo, en el sistema de licuefacción 1 de la segunda realización, incluso cuando la temperatura del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción 21 debe aumentar, debido a que el gas material se introduce en la región caliente Z1 (lado de alta temperatura) de la unidad de licuefacción 21 que tiene un nivel de temperatura similar, la carga térmica (tensiones térmicas) en la unidad de licuefacción 21 puede reducirse y la eficiencia del proceso de licuefacción puede aumentarse. El sistema de licuefacción 1 se puede configurar de manera que el gas material se introduzca en la región caliente Z1 de la unidad de licuefacción 21, sin tener en cuenta la presencia del cuarto compresor 71 para el suministro de gas, dependiendo del nivel de presión del gas material. Si la presión del gas material es tan alta que la temperatura del gas material es más alta que la región caliente Z1 (lado de alta temperatura) de la unidad de licuefacción 21, la carga en la unidad 21 de licuefacción se puede reducir proporcionando el segundo enfriador 85 de manera similar a la realización ilustrada en la Figura 6.Thus, in the liquefaction system 1 of the second embodiment, even when the temperature of the material gas that is introduced into the liquefaction unit 21 must increase, because the material gas is introduced into the hot region Z1 (side of high temperature) of the liquefaction unit 21 having a similar temperature level, the thermal load (thermal stresses) in the liquefaction unit 21 can be reduced and the efficiency of the liquefaction process can be increased. The liquefaction system 1 can be configured so that the material gas is introduced into the hot region Z1 of the liquefaction unit 21, without taking into account the presence of the fourth compressor 71 for the supply of gas, depending on the pressure level of the material gas. If the pressure of the material gas is so high that the temperature of the material gas is higher than the hot region Z1 (high temperature side) of the liquefaction unit 21, the load on the liquefaction unit 21 can be reduced by providing the second cooler 85 in a manner similar to the embodiment illustrated in Figure 6.
Tabla 7Table 7
(Tercera realización)(Third embodiment)
La figura 8 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una tercera realización de la presente invención. La Tabla 8 muestra la temperatura, la presión, el caudal y la composición molar del gas natural que se va a licuar en cada uno de los diversos puntos del sistema de licuefacción de la tercera realización a modo de ejemplo. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 8, las partes correspondientes a las de los sistemas de licuefacción 1 de las realizaciones primera y segunda se indican con números similares y se omiten en el siguiente análisis, excepto por las cuestiones que se tratarán a continuación. Fig. 8 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a third embodiment of the present invention. Table 8 shows the temperature, pressure, flow rate, and molar composition of the natural gas to be liquefied at each of the various points in the liquefaction system of the third exemplary embodiment. In the liquefaction system illustrated in Figure 8, the parts corresponding to those in liquefaction systems 1 of the first and second embodiments are indicated with similar numbers and are omitted in the following discussion, except for the issues discussed below. .
El sistema de licuefacción 1 de la tercera realización incluye además un segundo compresor 75 para compresión adicional conectado al extremo aguas abajo del primer compresor 4, de modo que el gas material que ha sido comprimido por el primer compresor 4 se reenvía al segundo compresor 75 a través de una línea L10a y, después de comprimirse aún más (hasta aproximadamente 7000 kPaA en este caso) en el segundo compresor 75, se introduce en la unidad de licuefacción 21 a través de una línea L10b. La estructura interna de la unidad de licuefacción 21 es similar a la de la segunda realización, y la línea L10b está conectada a un sistema de tuberías 30 colocado en la región Z1 caliente de la unidad de licuefacción 21.The liquefaction system 1 of the third embodiment further includes a second compressor 75 for further compression connected to the downstream end of the first compressor 4, so that the material gas that has been compressed by the first compressor 4 is returned to the second compressor 75 to through a line L10a and, after being further compressed (up to about 7000 kPaA in this case) in the second compressor 75, it is introduced into the liquefaction unit 21 through a line L10b. The internal structure of the liquefaction unit 21 is similar to that of the second embodiment, and the line L10b is connected to a pipe system 30 placed in the hot region Z1 of the liquefaction unit 21.
En el sistema de licuefacción 1 de la tercera realización, debido a que el segundo compresor 75 se agrega al extremo aguas abajo del primer compresor 4, la presión del gas material que se envía desde el segundo compresor 75 a la unidad de licuefacción 21 a través de la línea L10b se puede aumentar aún más (hasta 7000 a 10000 kPaA, por ejemplo) para que la eficacia del proceso de licuefacción se pueda incrementar aún más. In the liquefaction system 1 of the third embodiment, because the second compressor 75 is added to the downstream end of the first compressor 4, the pressure of the material gas that is sent from the second compressor 75 to the liquefaction unit 21 through of the L10b line can be further increased (up to 7,000 to 10,000 kPaA, for example) so that the efficiency of the liquefaction process can be further increased.
(Modificación de la tercera realización)(Modification of the third embodiment)
La figura 9 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una modificación de la tercera realización de la presente invención. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 9, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción 1 de la primera a la tercera realizaciones se indican con números similares y se omiten en el siguiente análisis excepto por los asuntos que se tratarán a continuación.Fig. 9 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefying natural gas given as a modification of the third embodiment of the present invention. In the liquefaction system illustrated in Fig. 9, the parts corresponding to those of the liquefaction system 1 from the first to the third embodiments are indicated with similar numbers and are omitted in the following discussion except for matters to be discussed below.
En el sistema de licuefacción de esta modificación, el segundo compresor 75 es accionado por un motor eléctrico (primer motor eléctrico) 81 y la velocidad del motor eléctrico 81 es controlada por un controlador 82 diseñado para un accionamiento de frecuencia variable. El motor eléctrico 81 recibe un suministro externo de potencia eléctrica. La velocidad del motor eléctrico 81 (o el funcionamiento del segundo compresor 75) se controla de acuerdo con el valor de presión detectado por un manómetro 83 provisto en la línea L10b de modo que la presión del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción 21 se mantenga en un valor fijo (o dentro de un intervalo fijo). Como resultado, la presión del gas material que se introduce en la unidad de licuefacción 21 puede aumentarse mediante el segundo compresor 75 de manera estable de modo que la temperatura del gas material también se mantenga dentro de un intervalo apropiado, y el proceso de licuefacción en la unidad de licuefacción 21 se puede llevar a cabo de manera eficiente y estable.In the liquefaction system of this modification, the second compressor 75 is driven by an electric motor (first electric motor) 81 and the speed of the electric motor 81 is controlled by a controller 82 designed for variable frequency drive. The electric motor 81 receives an external supply of electric power. The speed of the electric motor 81 (or the operation of the second compressor 75) is controlled according to the pressure value detected by a pressure gauge 83 provided on the line L10b so that the pressure of the material gas that is introduced into the liquefaction unit 21 remains at a fixed value (or within a fixed range). As a result, the pressure of the material gas which is introduced into the liquefaction unit 21 can be increased by the second compressor 75 stably so that the temperature of the material gas is also kept within an appropriate range, and the liquefaction process in the liquefaction unit 21 can be carried out efficiently and stably.
(Cuarta realización)(Fourth embodiment)
La figura 10 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una cuarta realización de la presente invención. La Tabla 9 muestra la temperatura, la presión, el caudal y la composición molar del gas natural que se va a licuar en cada uno de los diversos puntos del sistema de licuefacción de la cuarta realización a modo de ejemplo. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 10, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción 1 de la primera a la tercera realización se indican con los mismos números y se omiten en el siguiente análisis, excepto por los asuntos que se tratarán a continuación.Fig. 10 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefying natural gas given as a fourth embodiment of the present invention. Table 9 shows the temperature, pressure, flow rate, and molar composition of the natural gas to be liquefied at each of the various points in the liquefaction system of the fourth exemplary embodiment. In the liquefaction system illustrated in Figure 10, the parts corresponding to those of the liquefaction system 1 from the first to the third embodiments are indicated by the same numbers and are omitted in the following discussion, except for matters to be discussed below. continuation.
El sistema de licuefacción 1 de la cuarta realización incluye además un segundo enfriador 85 que usa un refrigerante de propano de baja presión (LP) (C3R) provisto en el extremo aguas abajo del segundo compresor 75 de la tercera realización mostrada en la figura 8. El gas material que se expulsa del primer compresor 4 a la línea L10a es comprimido por el segundo compresor 75, enviado al segundo enfriador 85 para ser enfriado por el mismo, e introducido en la unidad de licuefacción 21 a través de una línea L10c. La estructura interna de la unidad de licuefacción 21 es similar a la de la tercera realización, y la línea L10c está conectada a un sistema de tuberías 30 colocado en la región caliente Z1 de la unidad de licuefacción 21.The liquefaction system 1 of the fourth embodiment further includes a second chiller 85 using a low pressure (LP) propane refrigerant (C3R) provided at the downstream end of the second compressor 75 of the third embodiment shown in Figure 8. The material gas that is expelled from the first compressor 4 to the line L10a is compressed by the second compressor 75, sent to the second cooler 85 to be cooled by it, and introduced into the liquefaction unit 21 through a line L10c. The internal structure of the liquefaction unit 21 is similar to that of the third embodiment, and the line L10c is connected to a pipe system 30 placed in the hot region Z1 of the liquefaction unit 21.
En el sistema de licuefacción 1 de la cuarta realización, debido a la compresión del gas material por el segundo compresor 75, incluso cuando la temperatura del gas material debe sobrepasar un intervalo apropiado, enfriando el gas material en el segundo enfriador 85 proporcionado aguas abajo del segundo compresor 75 usando un refrigerante de propano de baja presión, la temperatura del gas material se puede acercar al nivel de temperatura de la región caliente Z1 de la unidad de licuefacción 21, de modo que la carga térmica en la unidad de licuefacción 21 pueda reducirse y la eficiencia del proceso de licuefacción se pueda incrementar. Si el segundo enfriador 85 (que usa un refrigerante de propano que demuestra una capacidad de enfriamiento más alta que el agua o el aire) se usa para enfriar el gas material en la operación de reciclado en el momento de la puesta en marcha del primer compresor 4, se puede lograr un rendimiento de enfriamiento mejorado (por debajo de 0 grados Celsius). In the liquefaction system 1 of the fourth embodiment, due to the compression of the material gas by the second compressor 75, even when the temperature of the material gas must exceed an appropriate range, cooling the material gas in the second cooler 85 provided downstream of the second compressor 75 using a low-pressure propane refrigerant, the temperature of the material gas can approach the temperature level of the hot region Z1 of the liquefaction unit 21, so that the thermal load on the liquefaction unit 21 can be reduced and the efficiency of the liquefaction process can be increased. If the second chiller 85 (using a propane refrigerant demonstrating higher cooling capacity than water or air) is used to cool the material gas in the recycle operation at the time of start-up of the first compressor 4, improved cooling performance (below 0 degrees Celsius) can be achieved.
La Tabla 10 compara los requisitos de potencia de los diversos compresores en las realizaciones primera a cuarta, y los ejemplos primero y segundo para comparación. Tal y como se muestra en la Tabla 10, los requisitos de potencia total y las potencias específicas de las realizaciones primera a cuarta son menores que los de los ejemplos primero y segundo para comparación (técnica anterior).Table 10 compares the power requirements of the various compressors in the first through fourth embodiments, and the first and second examples for comparison. As shown in Table 10, the total power requirements and the specific powers of the first to fourth embodiments are less than those of the first and second examples for comparison (prior art).
Tabla 10Table 10
(Quinta realización)(Fifth realization)
La figura 11 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una quinta realización de la presente invención. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 11, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción 1 de la primera a la cuarta realización se indican con números similares y se omiten en el siguiente análisis, excepto por los asuntos que se tratarán a continuación. En el sistema de licuefacción 1 de la quinta realización, dos expansores (primer expansor 3a y segundo expansor 3b) están conectados al extremo aguas abajo de la unidad 2 de eliminación de agua en paralelo entre sí. En la quinta realización, el primer expansor 3a y el segundo expansor 3b están conectados a un par de compresores (primer compresor 4a y tercer compresor 4b), respectivamente, a través de árboles comunes 5a, 5b en cada caso.Fig. 11 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a fifth embodiment of the present invention. In the liquefaction system illustrated in Figure 11, the parts corresponding to those of the liquefaction system 1 from the first to the fourth embodiments are indicated with similar numbers and are omitted in the following discussion, except for matters to be discussed below. . In the liquefaction system 1 of the fifth embodiment, two expanders (first expander 3a and second expander 3b) are connected to the downstream end of the dewatering unit 2 in parallel with each other. In the fifth embodiment, the first expander 3a and the second expander 3b are connected to a pair of compressors (first compressor 4a and third compressor 4b), respectively, through common shafts 5a, 5b in each case.
Tal y como se muestra en la figura 11, el gas material expulsado de la unidad de eliminación de agua 2 se envía a los expansores primero y segundo 3a y 3b a través de las líneas respectivas L2a y L2b. El gas material expulsado de los expansores primero y segundo 3a y 3b se envía al enfriador 12 a través de las líneas L3a, L3b y L3. En este caso, debido a que se puede reducir la capacidad de refrigeración requerida de la unidad de enfriamiento, solo se proporciona un enfriador 12 que utiliza un refrigerante de propano (C3R) de baja presión (LP).As shown in Figure 11, the material gas expelled from the water removal unit 2 is sent to the first and second expanders 3a and 3b through the respective lines L2a and L2b. The material gas expelled from the first and second expanders 3a and 3b is sent to the cooler 12 through lines L3a, L3b and L3. In this case, because the required cooling capacity of the cooling unit can be reduced, only one cooler 12 is provided using a low pressure (LP) propane (C3R) refrigerant.
El gas material separado como fracción superior de la unidad de destilación 15 se envía al tercer compresor 4b a través de una línea L19 para ser comprimido. A continuación, el gas material se envía desde el tercer compresor 4b a un sistema de tuberías 22 situado en la región caliente Z1 para ser enfriado en el mismo a través de la línea L20, y luego se introduce en el primer recipiente de separación de gas-líquido 23 a través de una línea L21.The material gas separated as a top fraction from the distillation unit 15 is sent to the third compressor 4b through a line L19 to be compressed. Next, the material gas is sent from the third compressor 4b to a pipe system 22 located in the hot region Z1 to be cooled therein through the line L20, and then it is introduced into the first gas separation vessel. -liquid 23 through a line L21.
El primer recipiente de separación de gas-líquido 23 separa el componente de fase líquida (condensado) del gas material, y el componente de fase líquida que está formado por hidrocarburos en forma líquida se recircula a la unidad de destilación 15 a través de una válvula de expansión 89 provista en una línea L22. Entre tanto, el gas material que forma el componente de fase gaseosa separado en el primer recipiente de separación gas-líquido 23 se envía al primer compresor 4a a través de una línea L24 para ser comprimido, y el gas material expulsado del primer compresor 4a se introduce en un sistema de tuberías 30 colocado en la región caliente Z1 de la unidad de licuefacción 21 a través de una línea L25. The first gas-liquid separation vessel 23 separates the liquid phase component (condensate) from the material gas, and the liquid phase component which is made up of hydrocarbons in liquid form is recirculated to the distillation unit 15 through a valve. expansion 89 provided on an L22 line. Meanwhile, the material gas that forms the separated gas phase component in the first gas-liquid separation vessel 23 is sent to the first compressor 4a through a line L24 to be compressed, and the material gas expelled from the first compressor 4a is introduced into a pipe system 30 placed in the hot region Z1 of the liquefaction unit 21 through a line L25.
De acuerdo con la disposición de la quinta realización, al utilizar un par de expansores 3a y 3b y un par de compresores 4a y 4b, incluso cuando el gas material suministrado al sistema de licuefacción 1 tiene una presión relativamente alta y una presión crítica baja, el gas material se puede comprimir de una manera apropiada (sin hacer que el gas material que se introduce en la unidad de destilación 15 se comprima más allá de la presión crítica) utilizando una pluralidad de compresores 4a y 4b.According to the arrangement of the fifth embodiment, by using a pair of expanders 3a and 3b and a pair of compressors 4a and 4b, even when the material gas supplied to the liquefaction system 1 has a relatively high pressure and a low critical pressure, The material gas can be compressed in an appropriate way (without causing the material gas that is introduced into the distillation unit 15 to be compressed beyond the critical pressure) using a plurality of compressors 4a and 4b.
(Sexta realización)(Sixth embodiment)
La figura 12 es un diagrama que muestra el flujo de un proceso de licuefacción en un sistema para la licuefacción de gas natural dado como una sexta realización de la presente invención. En el sistema de licuefacción ilustrado en la figura 12, las partes correspondientes a las del sistema de licuefacción 1 de las realizaciones primera a quinta se indican con números similares y se omiten del siguiente análisis excepto por los asuntos que se tratarán a continuación. Fig. 12 is a diagram showing the flow of a liquefaction process in a system for liquefaction of natural gas given as a sixth embodiment of the present invention. In the liquefaction system illustrated in FIG. 12, parts corresponding to those in liquefaction system 1 of the first to fifth embodiments are indicated with similar numbers and are omitted from the following discussion except for matters to be discussed below.
El sistema de licuefacción 1 de la sexta realización es similar al de la quinta realización, pero difiere del mismo en que los dos primeros expansores 3a y 3b están conectados en serie, y un separador 91 está colocado entre los dos primeros expansores 3a y 3b.The liquefaction system 1 of the sixth embodiment is similar to that of the fifth embodiment, but differs from it in that the first two expanders 3a and 3b are connected in series, and a spacer 91 is positioned between the first two expanders 3a and 3b.
Tal y como se muestra en la figura 12, el gas material expulsado de la unidad de eliminación de agua 2 se envía al primer expansor 3a a través de una línea L2 para expandirse en el mismo, y se introduce en el separador 91 a través de una línea L3. El gas material que se separa como componente de fase gaseosa en el separador 91 se envía al segundo expansor 3b a través de una línea L26 para expandirse en el mismo, y se envía a un enfriador 12 a través de una línea L27. Entre tanto, el componente en fase líquida (condensado) del gas material se envía al enfriador 12 a través de una válvula de expansión 92 provista en una línea L28.As shown in Figure 12, the material gas expelled from the water removal unit 2 is sent to the first expander 3a through a line L2 to expand therein, and is introduced into the separator 91 through an L3 line. The material gas that is separated as a gas phase component in the separator 91 is sent to the second expander 3b through a line L26 to expand therein, and is sent to a cooler 12 through a line L27. Meanwhile, the liquid phase component (condensate) of the material gas is sent to the cooler 12 through an expansion valve 92 provided in a line L28.
De acuerdo con la sexta realización, de manera similar a la quinta realización analizada anteriormente, incluso cuando el gas material suministrado al sistema de licuefacción tiene una presión relativamente alta y una presión crítica baja, el gas material se puede comprimir de una manera apropiada usando una pluralidad de compresores 4a y 4b.According to the sixth embodiment, similar to the fifth embodiment discussed above, even when the material gas supplied to the liquefaction system has a relatively high pressure and a low critical pressure, the material gas can be compressed in an appropriate way using a plurality of compressors 4a and 4b.
La presente invención se ha descrito en términos de realizaciones específicas, pero estas realizaciones son solo ejemplos y no limitan la presente invención de ninguna manera. Los diversos componentes de los sistemas de licuefacción y los métodos de licuefacción para la licuefacción del gas natural de acuerdo con la presente invención no son necesariamente del todo indispensables, sino que pueden sustituirse y omitirse de forma adecuada sin apartarse del alcance de la presente invención.The present invention has been described in terms of specific embodiments, but these embodiments are only examples and do not limit the present invention in any way. The various components of liquefaction systems and liquefaction methods for liquefaction of natural gas in accordance with the present invention are not necessarily entirely indispensable, but may be suitably substituted and omitted without departing from the scope of the present invention.
GLOSARIOGLOSSARY
1 sistema de licuefacción1 liquefaction system
2 unidad de eliminación de agua2 water removal unit
3, 3a primer expansor3, 3rd 1st expander
3b segundo expansor3b second expander
4, 4a primer compresor4, 4th 1st compressor
4b tercer compresor4b third compressor
5 árbol5 tree
10, 11, 12 primer enfriador10, 11, 12 first cooler
15 unidad de destilación15 distillation unit
21 unidad de licuefacción21 liquefaction unit
23 primer recipiente de separación gas-líquido23 first gas-liquid separation vessel
33 válvula de expansión33 expansion valve
41 separador de refrigerante41 coolant separator
44 válvula de expansión44 expansion valve
45 cabezal de pulverización45 spray head
54 válvula de expansión54 expansion valve
55 cabezal de pulverización55 spray head
71 cuarto compresor71 fourth compressor
72 cuarto enfriador72 cooler room
75 segundo compresor75 second compressor
81 motor eléctrico (primer motor eléctrico)81 electric motor (first electric motor)
82 controlador82 controller
83 manómetro83 pressure gauge
84 motor eléctrico (segundo motor eléctrico)84 electric motor (second electric motor)
85 segundo enfriador85 second cooler
86 tercer enfriador86 third cooler
87 generador eléctrico87 electric generator
89 válvula de expansión89 expansion valve
91 separador91 separator
92 válvula de expansión 92 expansion valve
Z1 región caliente Z2 región intermedia Z3 región fría Z1 hot region Z2 intermediate region Z3 cold region
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