JP5642697B2 - 天然ガス供給流を用いて過冷却された液化天然ガス流を生産するための方法、及び関連した装置 - Google Patents
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
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-
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-
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-
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-
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Description
− −20℃未満に予め冷却された供給流を得るために、天然ガス供給流に第1の熱交換器を通過させて天然ガス供給流を予め冷却するステップと、
− −80℃未満の温度の少なくとも1つの液化天然ガス流を得るために、予め冷却された供給流に第2の熱交換器を通過させて予め冷却された供給流を液化するステップと、
− −120 ℃未満の温度に過冷却された液化天然ガス流を得るために、液化天然ガス流に第3の熱交換器を通過させて液化天然ガス流を過冷却するステップと、
− 第1の動的膨張タービンから出る第1のガス状膨張冷媒流体流から第1の冷凍サイクルで生成される第1の略ガス状冷媒流と前記天然ガス供給流との熱交換を前記第1の熱交換器で行うステップと、
− 第2の冷凍サイクルで循環する第2のガス状冷媒流を第1の動的膨張タービンから離れた第2の動的膨張タービンから出る第2のガス状膨張冷媒流体流から生成し、前記第2のガス状冷媒流と予め冷却された供給流との熱交換を前記第2の熱交換器で行うステップと、
− 第3の冷凍サイクルで循環する第3の冷媒流を、前記第1の動的膨張タービン及び前記第2の動的膨張タービンから離れた第3の動的膨張タービンから出る第3のガス状膨張冷媒流体流から少なくとも部分的に生成し、前記第3の冷媒流と液化天然ガス流との熱交換を前記第3の熱交換器で行うステップと、
− 前記第1の熱交換器の出口で得られた第1の加熱された冷媒流を、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器を通過させることなく第1の圧縮装置に搬送するステップと、
− 前記第2の熱交換器から出る第2の加熱された冷媒流を、前記第1の熱交換器及び前記第3の熱交換器を通過させることなく第2の圧縮装置に搬送するステップと、
− 前記第3の熱交換器から出る第3の加熱された冷媒流を、前記第1の熱交換器及び前記第2の熱交換器を通過させることなく第3の圧縮装置に搬送するステップと
を有する。
前記方法は、
− 第1のガス状膨張冷媒流体流を前記第1の略ガス状冷媒流と第1の補助冷却流とに分離するステップと、
− 第2の冷却された圧縮冷媒流を形成するために、前記第2の圧縮装置から出る第2の圧縮冷媒流と前記第1の補助冷却流との熱交換を第2のサイクル交換器で行うステップと、
− 第2のガス状膨張冷媒流体流を形成するために、第2の冷却された圧縮冷媒流を前記第2の動的膨張タービンに搬送するステップとを更に有しており、
前記方法は、
− 第2のガス状膨張冷媒流体流を前記第2のガス状冷媒流と第2の補助冷却流とに分離するステップと、
− 第3の冷却された圧縮冷媒流を形成するために、前記第3の圧縮装置から出る第3の圧縮冷媒流と前記第2の補助冷却流との熱交換を第3のサイクル交換器で行うステップと、
− 第3のガス状膨張冷媒流体流を形成するために、前記第3の冷却された圧縮冷媒流を前記第3の動的膨張タービンに搬送するステップとを更に有しており、
前記第1の冷凍サイクル、前記第2の冷凍サイクル及び前記第3の冷凍サイクルで循環する冷媒流体は、完全に分離されており、
前記第1の熱交換器から出る第1の加熱された冷媒流、前記第2の熱交換器から出る第2の加熱された冷媒流、及び前記第3の熱交換器から出る第3の加熱された冷媒流は、互いに別々に圧縮されるために、前記第1の圧縮装置、前記第2の圧縮装置及び前記第3の圧縮装置の別個の圧縮器に夫々搬送されており、
前記方法は、
− 前記第1の加熱された冷媒流、前記第2の加熱された冷媒流及び前記第3の加熱された冷媒流の内の少なくとも2つから少なくとも1つの混合流を形成するステップと、
− 前記第1の圧縮装置、前記第2の圧縮装置及び前記第3の圧縮装置の内の少なくとも2つに共通する圧縮器を用いて前記混合流を夫々圧縮するステップとを更に有しており、
− 前記第3の冷媒流は、前記第3の熱交換器に導入される前に略ガス状であり、
前記方法は、
− 前記第3の圧縮装置から出る第3の圧縮冷媒流を、前記第3の冷媒流を形成するための形成流と、該形成流を冷却するためのガス状冷却流とに分離するステップと、
− ガス状冷却流を前記第3の動的膨張タービンに搬送し、形成流を液化するために、前記第3の動的膨張タービンから出る第3のガス状膨張冷媒流体流と形成流との熱交換を行うステップと、
− 前記第3の冷媒流を略液状にするために、液化された形成流を水力膨張タービンに搬送するステップと、
− 略液状の第3の冷媒流と液化天然ガス流との熱交換を前記第3の熱交換器で行うステップとを更に有しており、
前記方法は、
− 前記第1の熱交換器から出る予め冷却された供給流を、予め冷却された主供給流と補助膨張流とに分離するステップと、
− 前記補助膨張流を、前記主供給流の圧力より少なくとも5バール低い低圧に膨張するステップと、
− 過冷却された低圧液化天然ガス流を搬送するために、前記補助膨張流からの流れに前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器を連続して通過させるステップとを更に有しており、
− 前記第1の略ガス状冷媒流、前記第2のガス状冷媒流及び前記第3の冷媒流の夫々の窒素含有量が90mol %より大きく、
− 前記第1の略ガス状冷媒流は、メタン含有量が70mol %より大きい天然ガスに基づき形成されており、
− 前記第2のガス状冷媒流のメタン含有量は90mol %より大きく、
− 前記第1の略ガス状冷媒流の二酸化炭素含有量は5mol %より大きく、
− 前記第1の圧縮装置の出口での圧力が、50バールより大きく、好ましくは70バールより大きく、前記第1の圧縮装置の入口での圧力が、10バールより大きく、好ましくは15バールより大きい。
− −20℃未満の温度に予め冷却された供給流を得るための第1の熱交換器を有しており、天然ガス供給流を予め冷却するための手段と、
− −80℃未満の温度の少なくとも1つの液化天然ガス流を得るための第2の熱交換器を有しており、予め冷却された供給流を液化するための手段と、
− −120 ℃未満の温度に過冷却された液化天然ガス流を得るための第3の熱交換器を有しており、液化天然ガス流を過冷却するための手段と、
− 第1の動的膨張タービン及び第1の圧縮装置を有する第1の冷凍サイクルとを備えており、前記第1の動的膨張タービンから出る第1のガス状膨張冷媒流体流から前記第1の冷凍サイクルで生成された第1の略ガス状冷媒流と前記天然ガス供給流との熱交換を前記第1の熱交換器で行い、
− 前記第1の動的膨張タービンから離れた第2の動的膨張タービンと第2の圧縮装置とを有する第2の冷凍サイクルを更に備えており、前記第2の動的膨張タービンから出る第2のガス状膨張冷媒流体流から生成された第2のガス状冷媒流と予め冷却された供給流との熱交換を前記第2の熱交換器で行い、
− 前記第1の動的膨張タービン及び前記第2の動的膨張タービンから離れた第3の動的膨張タービンと、第3の圧縮装置とを有する第3の冷凍サイクルを更に備えており、前記第3の動的膨張タービンから出る第3のガス状膨張冷媒流体流から少なくとも部分的に生成されて、前記第3の冷凍サイクルで循環する第3の冷媒流と液化天然ガス流との熱交換を前記第3の熱交換器で行い、
前記第1の冷凍サイクルは、前記第1の熱交換器の出口で得られた第1の加熱された冷媒流を、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器を通過させることなく前記第1の圧縮装置に搬送するための手段を更に有しており、
前記第2の冷凍サイクルは、前記第2の熱交換器の出口で得られた第2の加熱された冷媒流を、前記第1の熱交換器及び前記第3の熱交換器を通過させることなく前記第2の圧縮装置に搬送するための手段を更に有しており、
前記第3の冷凍サイクルは、前記第3の熱交換器から出る第3の加熱された冷媒流を、前記第1の熱交換器及び前記第2の熱交換器を通過させることなく前記第3の圧縮装置に搬送するための手段を更に有しており、
前記第1の熱交換器、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器は、シェルアンドチューブ式交換器であり、
前記第1の熱交換器、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器は、オーステナイト系ステンレス鋼から形成されている。
Claims (19)
- 天然ガス供給流から過冷却された液化天然ガス流を生産するための方法において、
− −20℃未満に予め冷却された供給流を得るために、天然ガス供給流に第1の熱交換器を通過させて天然ガス供給流を予め冷却するステップと、
− −80℃未満の温度の少なくとも1つの液化天然ガス流を得るために、予め冷却された供給流に第2の熱交換器を通過させて予め冷却された供給流を液化するステップと、
− −120 ℃未満の温度に過冷却された液化天然ガス流を得るために、少なくとも1つの液化天然ガス流に第3の熱交換器を通過させて少なくとも1つの液化天然ガス流を過冷却するステップと、
− 前記天然ガス供給流を前記第1の熱交換器に流し、第1の冷凍サイクルで気相循環する第1の略ガス状冷媒流として、第1の動的膨張タービンから出る第1のガス状膨張冷媒流体流を用い、前記第1の略ガス状冷媒流と前記天然ガス供給流との熱交換を前記第1の熱交換器で行うステップと、
− 第2の冷凍サイクルで気相循環する第2のガス状冷媒流として、第1の動的膨張タービンから離れて設けられた第2の動的膨張タービンから出る第2のガス状膨張冷媒流体流を用い、前記第2のガス状冷媒流と予め冷却された供給流との熱交換を前記第2の熱交換器で行うステップと、
− 第3の冷凍サイクルで循環する第3の冷媒流を、前記第1の動的膨張タービン及び前記第2の動的膨張タービンから離れて設けられた第3の動的膨張タービンから出る第3のガス状膨張冷媒流体流から少なくとも部分的に生成し、前記第3の冷媒流と少なくとも1つの液化天然ガス流との熱交換を前記第3の熱交換器で行うステップと、
− 前記第1の熱交換器の出口で得られた第1の加熱された冷媒流を、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器を通過させることなく第1の圧縮装置に搬送するステップと、
− 前記第2の熱交換器から出る第2の加熱された冷媒流を、前記第1の熱交換器及び前記第3の熱交換器を通過させることなく第2の圧縮装置に搬送するステップと、
− 前記第3の熱交換器から出る第3の加熱された冷媒流を、前記第1の熱交換器及び前記第2の熱交換器を通過させることなく第3の圧縮装置に搬送するステップと
を有し、
第2の圧縮冷媒流が、前記第2の圧縮装置の出口で形成され、前記第2の圧縮冷媒流を、冷却後に、前記第1の熱交換器又は前記第3の熱交換器のいずれをも通過させることなく前記第2の動的膨張タービンに導入することを特徴とする方法。 - − 第1のガス状膨張冷媒流体流を前記第1の略ガス状冷媒流と第1の補助冷却流とに分離するステップと、
− 第2の冷却された圧縮冷媒流を形成するために、前記第2の圧縮装置から出る第2の圧縮冷媒流と前記第1の補助冷却流との熱交換を第2のサイクル交換器で行うステップと、
− 第2のガス状膨張冷媒流体流を形成するために、第2の冷却された圧縮冷媒流を前記第2の動的膨張タービンに搬送するステップと
を更に有することを特徴とする請求項1に係る方法。 - − 第2のガス状膨張冷媒流体流を前記第2のガス状冷媒流と第2の補助冷却流とに分離するステップと、
− 第3の冷却された圧縮冷媒流を形成するために、前記第3の圧縮装置から出る第3の圧縮冷媒流と前記第2の補助冷却流との熱交換を第3のサイクル交換器で行うステップと、
− 第3のガス状膨張冷媒流体流を形成するために、前記第3の冷却された圧縮冷媒流を前記第3の動的膨張タービンに搬送するステップと
を更に有することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 前記第1の冷凍サイクル、前記第2の冷凍サイクル及び前記第3の冷凍サイクルで循環する冷媒流体は、分離されており、
前記第1の熱交換器から出る第1の加熱された冷媒流、前記第2の熱交換器から出る第2の加熱された冷媒流、及び前記第3の熱交換器から出る第3の加熱された冷媒流は、互いに別々に圧縮されるために、前記第1の圧縮装置、前記第2の圧縮装置及び前記第3の圧縮装置の別個の圧縮器に夫々搬送されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。 - − 前記第1の加熱された冷媒流、前記第2の加熱された冷媒流及び前記第3の加熱された冷媒流の内の少なくとも2つから少なくとも1つの混合流を形成するステップと、
− 前記第1の圧縮装置、前記第2の圧縮装置及び前記第3の圧縮装置の内の少なくとも2つに共通する圧縮器を用いて前記混合流を夫々圧縮するステップと
を更に有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。 - 前記第3の冷媒流は、前記第3の熱交換器に導入される前に略ガス状であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の方法。
- − 前記第3の圧縮装置から出る第3の圧縮冷媒流を、前記第3の冷媒流を形成するための形成流と、該形成流を冷却するためのガス状冷却流とに分離するステップと、
− ガス状冷却流を前記第3の動的膨張タービンに搬送し、形成流を液化するために、前記第3の動的膨張タービンから出る第3のガス状膨張冷媒流体流と形成流との熱交換を行うステップと、
− 前記第3の冷媒流を略液状にするために、液化された形成流を水力膨張タービンに搬送するステップと、
− 略液状の第3の冷媒流と少なくとも1つの液化天然ガス流との熱交換を前記第3の熱交換器で行うステップと
を更に有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の方法。 - − 前記第1の熱交換器から出る予め冷却された供給流を、予め冷却された主供給流と補助膨張流とに分離するステップと、
− 前記補助膨張流を、前記主供給流の圧力より少なくとも5バール低い低圧に膨張するステップと、
− 過冷却された低圧液化天然ガス流を搬送するために、前記補助膨張流からの流れに前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器を連続して通過させるステップと
を更に有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の方法。 - 前記第1の略ガス状冷媒流、前記第2のガス状冷媒流及び前記第3の冷媒流の夫々の窒素含有量が90mol %より大きいことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。
- 前記第1の略ガス状冷媒流は、メタン含有量が70mol %より大きい天然ガスに基づき形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。
- 前記第2のガス状冷媒流のメタン含有量は90mol %より大きいことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記第1の略ガス状冷媒流の二酸化炭素含有量は5mol %より大きいことを特徴とする請求項10又は11に記載の方法。
- 前記第1の圧縮装置の出口での圧力が、50バールより大きく、
前記第1の圧縮装置の入口での圧力が、10バールより大きいことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の方法。 - 前記第1の圧縮装置の出口での圧力は、70バールより大きく、
前記第1の圧縮装置の入口での圧力は、15バールより大きいことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - 前記第1の熱交換器、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器は、2つの流体のみを夫々含んでいることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の方法。
- 天然ガス供給流から過冷却された液化天然ガス流を生産するための装置において、
− −20℃未満の温度に予め冷却された供給流を得るための第1の熱交換器を有しており、天然ガス供給流を予め冷却するための手段と、
− −80℃未満の温度の少なくとも1つの液化天然ガス流を得るための第2の熱交換器を有しており、予め冷却された供給流を液化するための手段と、
− −120 ℃未満の温度に過冷却された液化天然ガス流を得るための第3の熱交換器を有しており、少なくとも1つの液化天然ガス流を過冷却するための手段と、
− 第1の動的膨張タービン及び第1の圧縮装置を有する第1の冷凍サイクルとを備えており、前記第1の動的膨張タービンから出る第1のガス状膨張冷媒流体流を用いた前記第1の冷凍サイクルで気相循環する第1の略ガス状冷媒流と前記天然ガス供給流との熱交換を前記第1の熱交換器で行い、
− 前記第1の動的膨張タービンから離れて設けられた第2の動的膨張タービンと第2の圧縮装置とを有する第2の冷凍サイクルを更に備えており、前記第2の動的膨張タービンから出る第2のガス状膨張冷媒流体流を用いた前記第2の冷凍サイクルで気相循環する第2のガス状冷媒流と予め冷却された供給流との熱交換を前記第2の熱交換器で行い、
− 前記第1の動的膨張タービン及び前記第2の動的膨張タービンから離れて設けられた第3の動的膨張タービンと、第3の圧縮装置とを有する第3の冷凍サイクルを更に備えており、前記第3の動的膨張タービンから出る第3のガス状膨張冷媒流体流から少なくとも部分的に生成されて、前記第3の冷凍サイクルで循環する第3の冷媒流と少なくとも1つの液化天然ガス流との熱交換を前記第3の熱交換器で行い、
前記第1の冷凍サイクルは、前記第1の熱交換器の出口で得られた第1の加熱された冷媒流を、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器を通過させることなく前記第1の圧縮装置に搬送するための手段を更に有しており、
前記第2の冷凍サイクルは、前記第2の熱交換器の出口で得られた第2の加熱された冷媒流を、前記第1の熱交換器及び前記第3の熱交換器を通過させることなく前記第2の圧縮装置に搬送するための手段を更に有しており、
前記第3の冷凍サイクルは、前記第3の熱交換器から出る第3の加熱された冷媒流を、前記第1の熱交換器及び前記第2の熱交換器を通過させることなく前記第3の圧縮装置に搬送するための手段を更に有しており、
前記第2の圧縮装置の出口で、第2の圧縮冷媒流が形成され、
該第2の圧縮冷媒流を、冷却後に、前記第1の熱交換器又は前記第3の熱交換器のいずれをも通過させることなく前記第2の動的膨張タービンに導入する手段を更に有していることを特徴とする装置。 - 前記第1の熱交換器、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器は、シェルアンドチューブ式交換器であることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記第1の熱交換器、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器は、オーステナイト系ステンレス鋼から形成されていることを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記第1の熱交換器、前記第2の熱交換器及び前記第3の熱交換器は、2つの流体のみを夫々含むことを特徴とする請求項16乃至18のいずれかに記載の装置。
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JP5660845B2 (ja) * | 2010-10-13 | 2015-01-28 | 三菱重工業株式会社 | 液化方法、液化装置およびこれを備える浮体式液化ガス製造設備 |
AU2012217724A1 (en) * | 2011-02-16 | 2013-08-01 | Conocophillips Company | Integrated waste heat recovery in liquefied natural gas facility |
CN102504901A (zh) * | 2011-11-03 | 2012-06-20 | 苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司 | 天然气液化方法 |
CN102425899B (zh) * | 2011-11-03 | 2014-01-01 | 苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司 | 低温装置中低温冷冻机的使用方法 |
CN102538390B (zh) * | 2011-12-22 | 2014-08-06 | 西安交通大学 | 一种天然气液化***及其方法 |
EP2859290A4 (en) * | 2012-06-06 | 2016-11-30 | Keppel Offshore & Marine Technology Ct Pte Ltd | SYSTEM AND METHOD FOR LIQUEFACTION OF A NATURAL GAS |
FR2993643B1 (fr) * | 2012-07-17 | 2014-08-22 | Saipem Sa | Procede de liquefaction de gaz naturel avec changement de phase |
CN104266454A (zh) * | 2014-09-05 | 2015-01-07 | 西安交通大学 | 燃气-超临界二氧化碳联合动力的液化天然气生产*** |
CN104405599B (zh) * | 2014-09-24 | 2017-02-01 | 西安交通大学 | 一种利用太阳能的燃气‑超临界二氧化碳联合动力发电*** |
JP6415989B2 (ja) | 2015-01-05 | 2018-10-31 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 液化ガス用冷却装置 |
CN204705105U (zh) * | 2015-04-16 | 2015-10-14 | 中国海洋石油总公司 | 一种橇装的天然气液化装置 |
MY192361A (en) * | 2015-12-14 | 2022-08-17 | Exxonmobil Upstream Res Co | Pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion |
WO2018207994A1 (ko) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | 삼성중공업 주식회사 | 천연가스 액화장치 |
WO2019067124A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | LIQUEFACTION OF NATURAL GAS BY A HIGH PRESSURE EXPANSION PROCESS |
JP2019095079A (ja) * | 2017-11-17 | 2019-06-20 | 大陽日酸株式会社 | 高温超電導電力機器用冷却システム及びその運転方法 |
CN108167086B (zh) * | 2017-11-21 | 2022-06-07 | 上海齐耀动力技术有限公司 | 一种高压富氧燃烧斯特林发电***及其控制方法 |
JP6556891B2 (ja) * | 2018-03-09 | 2019-08-07 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 液化ガス用冷却装置およびそのメンテナンス方法 |
CA3101931C (en) | 2018-06-07 | 2023-04-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion |
EP3841342A1 (en) | 2018-08-22 | 2021-06-30 | ExxonMobil Upstream Research Company | Managing make-up gas composition variation for a high pressure expander process |
JP7179157B2 (ja) * | 2018-08-22 | 2022-11-28 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | 高圧エキスパンダプロセスのための熱交換器構成及びそれを用いた天然ガス液化方法 |
AU2019325914B2 (en) | 2018-08-22 | 2023-01-19 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Primary loop start-up method for a high pressure expander process |
WO2020245510A1 (fr) | 2019-06-04 | 2020-12-10 | Total Se | Installation pour produire du gnl à partir de gaz naturel, support flottant intégrant une telle installation, et procédé correspondant |
US20230115492A1 (en) * | 2021-10-13 | 2023-04-13 | Henry Edward Howard | System and method to produce liquefied natural gas |
US20230113326A1 (en) * | 2021-10-13 | 2023-04-13 | Henry Edward Howard | System and method to produce liquefied natural gas |
US20230114229A1 (en) * | 2021-10-13 | 2023-04-13 | Henry Edward Howard | System and method to produce liquefied natural gas |
US20230129424A1 (en) * | 2021-10-21 | 2023-04-27 | Henry Edward Howard | System and method to produce liquefied natural gas |
US12025370B2 (en) * | 2022-10-14 | 2024-07-02 | Air Products And Chemicals, Inc. | Reverse Brayton LNG production process |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3581510A (en) * | 1968-07-08 | 1971-06-01 | Phillips Petroleum Co | Gas liquefaction by refrigeration with parallel expansion of the refrigerant |
US3964891A (en) * | 1972-09-01 | 1976-06-22 | Heinrich Krieger | Process and arrangement for cooling fluids |
IT1176290B (it) * | 1984-06-12 | 1987-08-18 | Snam Progetti | Processo per raffreddamento e liquefazione di gas a basso punto di ebollizione |
SE465373B (sv) * | 1990-01-15 | 1991-09-02 | Avesta Ab | Austenitiskt rostfritt staal |
AUPM485694A0 (en) | 1994-04-05 | 1994-04-28 | Bhp Petroleum Pty. Ltd. | Liquefaction process |
US5931021A (en) * | 1997-06-24 | 1999-08-03 | Shnaid; Isaac | Straightforward method and once-through apparatus for gas liquefaction |
US6308531B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-10-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas |
GB0006265D0 (en) * | 2000-03-15 | 2000-05-03 | Statoil | Natural gas liquefaction process |
US6412302B1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-07-02 | Abb Lummus Global, Inc. - Randall Division | LNG production using dual independent expander refrigeration cycles |
FR2823995B1 (fr) * | 2001-04-25 | 2008-06-06 | Alfa Laval Vicarb | Dispositif perfectionne d'echange et/ou de reaction entre fluides |
US6494054B1 (en) * | 2001-08-16 | 2002-12-17 | Praxair Technology, Inc. | Multicomponent refrigeration fluid refrigeration system with auxiliary ammonia cascade circuit |
US6601407B1 (en) * | 2002-11-22 | 2003-08-05 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation with two phase feed air turboexpansion |
US6742357B1 (en) * | 2003-03-18 | 2004-06-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated multiple-loop refrigeration process for gas liquefaction |
DE10355935A1 (de) * | 2003-11-29 | 2005-06-30 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
FR2884303B1 (fr) * | 2005-04-11 | 2009-12-04 | Technip France | Procede de sous-refroidissement d'un courant de gnl par refroidissement au moyen d'un premier cycle de refrigeration et installation associee. |
US20070157663A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-07-12 | Fluor Technologies Corporation | Configurations and methods of integrated NGL recovery and LNG liquefaction |
EP1929227B1 (en) * | 2005-08-09 | 2019-07-03 | Exxonmobil Upstream Research Company | Natural gas liquefaction process for lng |
US20080141711A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-19 | Mark Julian Roberts | Hybrid cycle liquefaction of natural gas with propane pre-cooling |
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