RU2458296C2 - Способ сжижения природного газа - Google Patents

Способ сжижения природного газа Download PDF

Info

Publication number
RU2458296C2
RU2458296C2 RU2009144777/06A RU2009144777A RU2458296C2 RU 2458296 C2 RU2458296 C2 RU 2458296C2 RU 2009144777/06 A RU2009144777/06 A RU 2009144777/06A RU 2009144777 A RU2009144777 A RU 2009144777A RU 2458296 C2 RU2458296 C2 RU 2458296C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refrigerant
cooled
cooling
stream
gas
Prior art date
Application number
RU2009144777/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009144777A (ru
Inventor
Моузес МИНТА (US)
Моузес Минта
Original Assignee
Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани filed Critical Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Publication of RU2009144777A publication Critical patent/RU2009144777A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2458296C2 publication Critical patent/RU2458296C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0092—Mixtures of hydrocarbons comprising possibly also minor amounts of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0042—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/005—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by expansion of a gaseous refrigerant stream with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/007—Primary atmospheric gases, mixtures thereof
    • F25J1/0072—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0082—Methane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/0095—Oxides of carbon, e.g. CO2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—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
    • F25J1/0211—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0217—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0218—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 using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one or more SCR cycles, e.g. with a C3 pre-cooling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—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
    • F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0245—Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control
    • F25J1/0249—Controlling refrigerant inventory, i.e. composition or quantity
    • F25J1/025—Details related to the refrigerant production or treatment, e.g. make-up supply from feed gas itself
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—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
    • F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0254—Operation; Control and regulation; Instrumentation controlling particular process parameter, e.g. pressure, temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—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
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F25J1/0265—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer
    • F25J1/0268—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer using a dedicated refrigeration means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—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
    • F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0277—Offshore use, e.g. during shipping
    • F25J1/0278—Unit being stationary, e.g. on floating barge or fixed platform
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—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
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0285—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings
    • F25J1/0288—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings using work extraction by mechanical coupling of compression and expansion of the refrigerant, so-called companders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—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
    • F25J1/0279—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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—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
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0296—Removal of the heat of compression, e.g. within an inter- or afterstage-cooler against an ambient heat sink
    • F25J1/0297—Removal of the heat of compression, e.g. within an inter- or afterstage-cooler against an ambient heat sink using an externally chilled fluid, e.g. chilled water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/62—Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/04—Compressor cooling arrangement, e.g. inter- or after-stage cooling or condensate removal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к способу сжижения газа с высоким содержанием метана, содержащему этапы, при которых создают поток газа; отбирают часть газа из потока для использования в качестве хладагента; сжимают этот хладагент; охлаждают полученный сжатый хладагент охлаждающей текучей средой, имеющей температуру окружающей среды; подвергают охлажденный сжатый хладагент дополнительному охлаждению и расширяют, подают хладагент в зону теплообмена), пропускают поток газа через указанную зону теплообмена для охлаждения по меньшей мере части потока газа путем косвенного теплообмена с расширенным, дополнительно охлажденным хладагентом, тем самым формируя поток охлажденной жидкости. В других вариантах для повышения эффективности можно осуществлять дополнительное вспомогательное охлаждение после одного или более других этапов сжатия. Использование изобретения позволит снизить потребляемую мощность установки сжижения газа. 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.

Description

ПРИОРИТЕТ
В настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на патент США № 60/977340.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты настоящего изобретения относятся к способу сжижения природного газа и других газовых потоков с высоким содержанием метана и более конкретно к способу производства сжиженного природного газа (СПГ).
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Природный газ, благодаря чистому сгоранию и удобству в использовании, в последние годы находит все более широкое применение. Многие источники природного газа находятся в удаленных местах, на большом удалении от коммерческих рынков газа. Иногда для транспортировки природного газа на коммерческий рынок используют газопроводы. Если транспортировка по газопроводу экономически не оправдана, добытый природный газ часто перерабатывают в сжиженный природный газ (именуемый "СПГ") для транспортировки на рынок.
При проектировании экономически и технически эффективной установки по сжижению природного газа, которая является технологической установкой по преобразованию природного газа из газообразной формы в жидкость, для сжижения природного газа охлаждением использовалось много циклов охлаждения. В настоящее время в установках по производству СПГ наиболее широко используются процессы трех типов: (1) "каскадный цикл", при котором в последовательно соединенных теплообменниках используется множество однокомпонентных хладагентов, понижающих температуру газа до температуры сжижения; (2) "многокомпонентный цикл охлаждения", в котором используется многокомпонентный хладагент в теплообменниках особой конструкции, и (3) "цикл расширения", при котором газ расширяется от давления подачи газа до низкого давления с сопутствующим падением температуры. Варианты последнего из упомянутых процессов или цикла расширения оказались существенным достижением в этой области техники, см. WO-А-2007/021351, опубликованный 22 февраля 2007 года. Как описано в этом источнике, используя часть потока подаваемого газа в контуре высокого давления экспандера, можно создать поток хладагента для обработки подаваемого газа в теплообменнике, что позволяет исключить использование внешних хладагентов и повысить эффективность установки.
Однако, несмотря на значительные преимущества по сравнению с предшествующими способами, в которых используется цикл охлаждения расширением, процесс по WO-А-2007/021351 все же является неэффективным с точки зрения термодинамики, в частности, когда локальные высокие температуры окружающей среды препятствуют эффективному использованию воздуха или воды, имеющей температуру окружающей среды, для охлаждения, чтобы эффективно понижать температуру технологических потоков газа или жидкости. А когда на больших глубинах теоретически имеется более холодная вода, даже если температура воды у поверхности высока, установка и эксплуатация насосов, подающих воду с глубины на платформу СПГ, особенно на плавучих производственных системах, может потребовать существенных затрат. Постоянное движение плавучей производственной системы создает напряжения в шарнирно соединенных трубопроводах, уходящих вниз от платформы, создавая проблемы, связанные с опорной структурой. Кроме того, необходимое количество воды при больших глубинах может потребовать использования мощных насосов, при этом мощность очевидно должна увеличиваться с увеличением глубины, с которой забирается вода для охлаждения.
Целью разработки способа сжижения природного газа является попытка согласовать кривую охлаждения природного газа с кривой нагрева хладагента. Для системы сжижения, основанной на хладагентах, это значит разделение хладагента на два потока, которые охлаждены до разных температур. Типично холодную кубовую часть охлаждают хладагентом, состав которого подбирают так, чтобы кривая нагрева хорошо согласовывалась с кривой охлаждения природного газа в диапазоне низких температур. Теплую кубовую часть обычно охлаждают пропаном по экономическим соображениям, но и здесь можно использовать хладагент со специально подобранным составом, чтобы лучше согласовать кривую охлаждения природного газа для теплого конца. Кроме того, для процесса сжижения, происходящего в условиях высокой температуры охлаждающей среды, системы предварительного охлаждения (нагретой кубовой части) становятся чрезмерно громоздкими и дорогими. В процессе по WO-А-2007/021351 она может потреблять более 70% мощности, затрачиваемой на сжатие. Классическим подходом является дальнейшее разделение диапазона температур охлаждения и добавление еще одного контура охлаждения. Такой подход является типичным для каскадного цикла сжижения, в котором типично используют три хладагента. Это усложняет процесс и заставляет использовать дополнительное оборудование, и приводит к увеличению затрат.
Соответственно, все еще имеется потребность в процессе, основанном на цикле расширения при высоком давлении, имеющем более высокую эффективность, когда температуры воздуха и воды окружающей среды не обеспечивают достаточного охлаждения для минимизации требуемой мощности и расходов на весь цикл. В частности, большой интерес представляет процесс, позволяющий снизить общую потребность в мощности установки по сжижению природного газа, в частности, работающий при высокой температуре окружающей среды.
Другая связанная с этой проблемой информация может быть найдена в WO2007/021351; Foglietta, J.H. et al., Consider Dual Independent Expander Refrigeration for LNG Production New Methodology May Enable Reducing Cost to Produce Stranded Gas, Hydrocarbon Processing, Gulf Publishing Co., vol. 83, no/ 1 pp. 39-44 (January 2004); заявке на патент США № US2003/089125; в патентах США №№ 6,412,302; 3,162,519 и 3,323,315 и в патенте Германии № DE19517116.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу сжижения потока газа с высоким содержанием метана, содержащему этапы, при которых (а) создают поток газа с абсолютным давлением менее 1200 фунтов на кв. дюйм (8273,709 кПа); (b) отбирают часть газа из потока для использования в качестве хладагента; (с) сжимают этот хладагент до давления, превышающего его давление на этапе (а) для получения сжатого хладагента; (d) охлаждают полученный сжатый хладагент косвенным теплообменом с охлаждающей текучей средой, имеющей температуру окружающей среды до технологической температуры выше прибл. 35°F (1,666667°C), (е) подвергают охлажденный сжатый хладагент дополнительному охлаждению для дополнительного понижения его температуры, тем самым получая дополнительно охлажденный сжатый хладагент; (f) расширяют хладагент, полученный на этапе (e) для дополнительного охлаждения хладагента, получая тем самым расширенный, дополнительно охлажденный хладагент, при котором дополнительно охлажденный, сжатый хладагент, полученный на этапе (е) имеет температуру на 10-70°F (6-39°C) ниже технологической температуры; (g) подают расширенный, дополнительно охлажденный хладагент в зону теплообмена и (h) пропускают потока газа с этапа (а) через указанную зону теплообмена для охлаждения по меньшей мере части потока газа путем косвенного теплообмена с расширенным, дополнительно охлажденным хладагентом, тем самым формируя поток охлажденной жидкости. Этот охлажденный поток может содержать охлажденный газ, двухфазную смесь газа и сжиженного газа или переохлажденный сжиженный газ, в зависимости от давления газа. В других вариантах для повышения эффективности после одного или более этапов сжатия хладагента может осуществляться дополнительное охлаждение для утилизации паров газа, вышедших из сжиженного СПГ и дополнительное охлаждение самого подаваемого газа перед входом в зону первичного теплообмена.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - график, иллюстрирующий сравнительное потребление мощности для разных процессов охлаждения.
Фиг.2 - схема одного варианта способа получения СПГ по настоящему изобретению, где дополнительное охлаждение осуществляют в контуре хладагента под высоким давлением после охлаждения окружающей средой косвенным теплообменом.
Фиг.3 - схема второго варианта способа получения СПГ, аналогичного способу по фиг.2, за исключением того, что для повышения эффективности в нем используются множество точек дополнительного охлаждения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Варианты настоящего изобретения относятся к способу сжижения природного газа с помощью экспандеров первичного газа плюс дополнительное охлаждение внешним хладагентом в стратегически расположенных точках для минимизации потребляемой мощности всего процесса сжижения газа. Такой цикл сжижения, в дополнение к охлаждающему контуру высокого давления, требует только дополнительного охлаждения с помощью внешнего хладагента в замкнутом контуре и такие установки дополнительного охлаждения могут иметь оптимальный размер для увеличения до максимума термодинамической эффективности процесса, связанного только с расширением газа для данных условий окружающей среды, в то же время сокращая общую потребность в мощности и, следовательно, потребление энергии. Поскольку в предпочтительных процессах расширения в качестве единственного источника охлаждающей текучей среды используется вода или воздух при температуре окружающей среды, которые используются для промежуточной ступени компрессора или для доохлаждения, настоящее изобретение обеспечивает возможность более эффективной работы.
Способ по WO2007/021351, в котором используется детандер, представляет высокоэффективный процесс сжижения природного газа. В WO2007/021351 имеется контур хладагента, который по существу содержит ступень для охлаждения хладагента путем косвенного теплообмена с воздухом или водой, имеющей температуру окружающей среды после того, как он был нагрет на этапе сжатия потока хладагента до высокого давления, под которым работает контур хладагента высокого давления. После охлаждения путем теплообмена хладагент под высоким давлением расширяется в одном или более турбодетандере для дальнейшего охлаждения перед тем, как он будет подан в теплообменник для охлаждения подаваемого потока газа. Охлажденный таким способом поток газа становится жидким, по меньшей мере, частично, и, при необходимости дополнительно охлаждается, сепарируется от любых остающихся паров газа и становится СПГ.
По меньшей мере, в одном варианте способа по WO2007/021351 процесс, как было обнаружено, по меньшей мере, столь же эффективен или менее эффективен, что и стандартный процесс со смешанным хладагентом при температурах выше 65°F (18,33…°C). На фиг.1 представлен график, иллюстрирующий сравнительную потребляемую мощность различных процессов охлаждения. На графике 1 на вертикальной оси 1а показана полезная мощность относительно технологической температуры на горизонтальной оси 1b. Следует отметить, что технологическая температура может быть на несколько градусов выше температуры окружающей среды. Например, технологическая температура может быть прибл. на 1-5°F (прибл. 0,5554-2,7777°С) выше температуры окружающей среды. Линия 2а представляет применение смешанного хладагента, а линия 2b представляет один вариант цикла охлаждения под давлением по WO2007/021251. Как показано на графике, потребность в полезной мощности для цикла 2а со смешанным хладагентом такая же или ниже, чем для цикла 2b охлаждения под давлением при температуре выше прибл. 65°F (18,33…°С)
Было обнаружено, что можно значительно повысить эффективность, если после косвенного теплообмена, но до расширения хладагента для последнего охлаждения и до подачи хладагента в зону теплообмена, в которой охлаждается основной поток газа, использовать дополнительное, внешнее вспомогательное охлаждение хладагента. Вообще говоря, мощность, необходимая для охлаждения любого объекта, увеличивается с увеличением температуры окружающей среды, куда необходимо отводить теплоту, отобранную охлаждением. Далее, существенное количество энергии, которую нужно удалить для сжижения природного газа, зависит от начальной температуры газа - чем выше температура, тем больше энергии следует удалить и, следовательно, тем выше потребность в охлаждении. Соответственно, мощность, необходимая для сжижения природного газа, увеличивается с температурой окружающей среды, которая определяет начальную (технологическую) температуру подаваемого потока и технологических потоков. Температура окружающей среды определяет начальную температуру подаваемого потока природного газа, а также потока хладагента, поскольку для начального охлаждения подаваемого потока и в промежуточных охладителях и в доохладителях компрессора хладагента используется окружающая среда (воздух или вода). Поэтому начальная температура подаваемого природного газа и сжатого хладагента по существу на 5°F (2,8°С) превышают температуру окружающей среды (т.е. технологическую температуру).
Для целей настоящего описания и формулы изобретения термин "дополнительное охлаждение" и термин "внешнее охлаждение" являются взаимозаменяемыми и каждый из них относится к одной или более холодильной установке, в которой используются традиционные циклы охлаждения с хладагентами, независимыми от обрабатываемого потока хладагента. Ввиду того, что поток хладагента отбирается из подаваемого потока, его температурный диапазон типично близок к температуре окружающей среды; по существу можно использовать любые известные системы хладагентов. Хорошо подходят обычные пакеты охладителей, которые требуют лишь минимального увеличения мощности, потребляемой всей установкой. Хладагентами в такой обычной внешней системе охлаждения могут быть любые известные хладагенты, включая фторуглероды, например, R-134a (тетрафторметан), R-410a (смесь 50:50 дифторметана (R-32) и пентафторэтана (R-125)), R-116 (гексафторэтан), R-152а (дифторэтан), R-290 (пропан) и R-744 (диоксид углерода) и прочие. Для морских платформ СПГ, где важно минимизировать оборудование, можно использовать хладагенты, не содержащие хлорфроруглероды, чтобы минимизировать требуемый расход хладагентов и уменьшить габариты оборудования.
Внешние источники охлаждения требуют энергии. Эта энергия зависит от двух основных параметров: степени охлаждения и температуры, до которой необходимо осуществлять охлаждение. Чем ниже температура, до которой следует осуществлять охлаждение (т.е. чем больше разница с температурой окружающей среды), тем больше энергии затрачивается на охлаждение. Далее, чем больше разница с температурой охлаждающей среды, тем выше охлаждающая нагрузка (т.е. количество требуемого охлаждения) и, следовательно, потребляемая мощность. Таким образом, потребляемая мощность для внешнего источника охлаждения быстро растет при понижении целевой температуры технологического потока (или при увеличении разницы с температурой окружающей среды). Для очень большой разницы мощность, затрачиваемая на внешнее охлаждение, становится существенной частью общей потребляемой мощности, что приводит к снижению общей эффективности процесса. Было обнаружено, что эффективной целевой температурой охлаждения является понижение температуры на 30°F (17°C)-70°F (39°C) относительно температуры окружающей среды, особенно когда такая температура окружающей среды находится в диапазоне 50-110°F (10-44°C).
На фиг.2 показан один вариант настоящего изобретения, в котором используется контур 5 детандера (т.е. цикл детандера) и цикл 6 переохлаждения. Для ясности контур 5 детандера и контур 6 переохлаждения на фиг.2 показаны толстыми линиями. В настоящем описании и приложенной формуле термины "контур" и "цикл" являются взаимозаменяемыми. На фиг.2 поток 10 газа, подаваемого в процесс сжижения, имеет абсолютное давление менее чем прибл. 1200 фунтов на кв. дюйм (8273,8 кПа), или менее прибл. 1100 фунтов на кв. дюйм (7,584,2 кПа), или менее прибл. 1000 фунтов на кв. дюйм (68,94 кПа), или менее прибл. 900 фунтов на кв. дюйм (6205,3 кПа), или менее прибл. 800 фунтов на кв. дюйм (5515,8 кПа), или менее прибл. 700 фунтов на кв. дюйм (4826,3 кПа), или менее прибл. 600 фунтов на кв. дюйм (4136,9 кПа). Типично давление потока 10 газа составляет прибл. 800 фунтов на кв. дюйм (5515,8 кПа). Подаваемый поток 10 газа содержит природный газ, обработанный для удаления загрязнений известными способами и устройствами. Факультативно перед подачей в теплообменник часть потока 10 подаваемого газа отбирается для формирования бокового потока 11, тем самым создавая, как будет очевидно из нижеследующего описания, хладагент под давлением, соответствующим давлению подаваемого газа в потоке 10, т.е. под любым из указанных выше давлений, включая давление менее прибл. 1200 фунтов на кв. дюйм (8273,8 кПа). Хладагентом может быть любой подходящий компонент газа, предпочтительно доступный на установке для переработки газа, и наиболее предпочтительно, как показано, часть подаваемого газа с высоким содержанием метана. Таким образом, в варианте по фиг.2 часть подаваемого потока газа используется в качестве хладагента для контура 5 детандера. Хотя в варианте, показанном на фиг.2, используется боковой поток, отбираемый из подаваемого потока 10 до того, как газовый поток 10 достигнет теплообменника, этот боковой поток подаваемого газа для использования в качестве хладагента в контуре 5 детандера может отбираться и после того, как подаваемый газ пройдет зону теплообмена. Таким образом, в одном или более варианте настоящего изобретения предлагаемый способ является любым из других описанных вариантов, при котором часть подаваемого потока газа, используемая в качестве хладагента, отбирается из области теплообмена, расширяется и возвращается назад в область теплообмена для выполнения по меньшей мере части работы по охлаждению в области теплообмена.
Боковой поток 11 подают на компрессор 20, где его сжимают до давления, превышающего прибл. 1500 фунтов на кв. дюйм (10342 кПа), формируя тем самым поток 12 сжатого хладагента. Альтернативно боковой поток 11 сжимают до давления, равного или превышающего прибл. 1600 фунтов на кв. дюйм (11031 кПа), или равного или превышающего 1700 фунтов на кв. дюйм (11721 кПа), или равного или превышающего прибл. 1800 фунтов на кв. дюйм (12411 кПа), или равного или превышающего прибл. 1900 фунтов на кв. дюйм (13100 кПа), или равного или превышающего прибл. 2000 фунтов на кв. дюйм (13799 кПа), или равного или превышающего прибл. 2500 фунтов на кв. дюйм (17237 кПа), или равного или превышающего прибл. 3000 фунтов на кв. дюйм (20864 кПа), формируя поток 12 сжатого хладагента. В настоящем описании и приложенной формуле изобретения термин "компрессор" любой один тип или комбинацию сходных или разных типов компрессорного оборудования и может включать известное вспомогательное оборудование, используемое для сжатия вещества или смеси веществ. Иллюстративные компрессоры могут включать, помимо прочего, компрессоры объемного типа, такие как, например, поршневые и роторные компрессоры, и динамические компрессоры, такие как, например, центробежные и осевые компрессоры.
После выхода из компрессора 20 поток 12 сжатого хладагента подают на холодильник 30, где его охлаждают косвенным теплообменом с окружающим воздухом или водой для получения сжатого, охлажденного хладагента 12а. Температура потока 12а сжатого хладагента, когда он выходит из холодильника 30, зависит от внешних условий и охлаждающей среды и типично составляет от прибл. 35°F (1,7°C) до прибл. 105°F (40,6°C). Предпочтительно, когда температура охлаждающей среды превышает прибл. 50°F (10°C), более предпочтительно превышает 60°F (15,6°C) или наиболее предпочтительно 70°F (21,1°C) поток 12а дополнительно пропускают через дополнительный охладитель 30а, работающий на внешнем хладагенте, например, используя поток 12b, и поток 12а выходит из охладителя при температуре на 10°F (5,6°C) - 70°F (38,9°C) ниже, чем температура окружающей среды, предпочтительно, по меньшей мере, на 15°F (8,3°C) ниже, еще более предпочтительно, по меньшей мере, на 20°F (11,1°C) ниже температуры окружающей среды. Следует отметить, что охладитель 30а содержит один или более внешних холодильников, использующих традиционные циклы охлаждения с использованием внешних хладагентов, независимых от потока 12 хладагента.
Поток 12b дополнительного охлажденного сжатого хладагента затем подают на детандер 40, где он расширяется и, следовательно, охлаждается для формирования потока 13 расширенного хладагента. В одном или более из вариантов, детандер 40 является устройством, в котором при расширении совершается работа, например, турбодетандером, который совершает работу, которую можно отбирать, и использовать отдельно, например, для сжатия. Поскольку входной поток 12b имеет температуру ниже, чем она была бы без использования дополнительного охладителя 30а, расширение в детандере 40 происходит при более низкой входной температуре хладагента, что приводит к более высокому давлению на выходе турбины и, следовательно, уменьшает потребляемую мощность на сжатие. Далее, при таком повышенном давлении повышается эффективность теплообменника 50, что уменьшает расход на турбодетандере и, следовательно, потребляемую мощность на сжатие в контуре 5.
Расширенный поток 13 хладагента подают в область 50 теплообмена для выполнения по меньшей мере части работы по охлаждению, выполняемой в области 50 теплообмена. В настоящем описании и в приложенной формуле термины "область теплообмена" означает любой один тип или комбинацию сходных или разных типов известного оборудования, обеспечивающего теплоперенос. Таким образом, "область теплопереноса" может быть заключена в одной единице оборудования или содержать области, заключенные в множестве единиц оборудования. Наоборот, множество областей теплообмена может быть расположено в одной единице оборудования.
После выхода из области 50 теплообмена поток 13 расширенного хладагента подают на компрессор 60 для сжатия и формирования потока 14, который, затем, соединяют с боковым потоком 11. Очевидно, что когда контур 5 детандера заполнен подаваемым газом из бокового потока 11, требуется лишь пополнять имеющийся газ, чтобы возместить потери от утечек, а большая часть газа, входящего в компрессор 20, по существу обеспечивается потоком 14. Часть потока 10 подаваемого газа, не отобранная в виде бокового потока 11, подают в область 50 теплообмена, где газ охлаждают, по меньшей мере частично, косвенным теплообменом с потоком 13 расширенного хладагента и формируют поток охлажденного флюида, который может содержать сжиженный газ, охлажденный газ и/или двухфазный флюид, содержащий и сжиженный, и охлажденный газ и их смеси. После выхода из области 55 теплообмена поток 10 подаваемого газа факультативно подают в область 55 теплообмена для дальнейшего охлаждения. Главной функцией области 55 теплообмена является переохлаждение подаваемого потока газа. Таким образом, в области 55 теплообмена поток 10 газа предпочтительно переохлаждают контуром 6 переохлаждения (который будет описан ниже) для получения потока 10а переохлажденного флюида. Поток 10а переохлажденного флюида затем подвергают расширению в детандере 70 до более низкого давления, тем самым еще более понижая его температуру, и, по меньшей мере, частично сжижают поток 10а переохлажденного флюида для получения жидкой фракции и остающейся паровой фракции. Детандер 70 может быть любым устройством, понижающим давление, включая, помимо прочего, клапан, управляющий клапан, клапан Джоуля-Томпсона, трубку Вентури, жидкостной детандер, гидравлическую турбину и прочие. Частично сжиженный переохлажденный поток 10а подают в сепаратор, например, в буферную емкость 80, в которой сжиженную часть 15 извлекают из процесса, как СПГ, имеющий температуру, соответствующую давлению начала кипения. Остающийся поток 16 газовой части (дроссельной части) используют как топливо для получения энергии для компрессоров и/или в качестве хладагента в контуре 6 переохлаждения, как описано ниже. Перед использованием в качестве топлива весь поток 16 дроссельного газа или его часть можно факультативно пропускать из буферной емкости 80 через области 50 и 55 теплообмена для дополнения охлаждения, осуществляемого в этих областях теплообмена. Поток 16 дроссельного газа также можно использовать как хладагент в контуре 5 охлаждения.
Как показано на фиг.2, часть дроссельного газа 16 отбирают по линии 17 для заполнения контура 6 переохлаждения. Таким образом, часть газа из подаваемого потока 10 отбирают (в форме выделившегося газа из потока 16) для использования в качестве хладагента во вторичном контуре охлаждения расширением, т.е. в контуре 6 переохлаждения. В таком случае также очевидно, что когда контур 6 переохлаждения заполнен газом, может потребоваться только пополняющий газ (т.е. дополнительный дроссельный газ из линии 17) на возмещения потерь, вызванных утечками. Пополняющий газ может состоять из легкодоступного газа, такого как дроссельный газ 16, подаваемый газ 10 или азот из атмосферы. Альтернативно хладагент для этого замкнутого контура 6 переохлаждения может состоять из азота или газа с высоким содержанием азота, особенно, когда подаваемый на сжижение газ содержит мало или много азота. В контуре 6 переохлаждения из детандера 41 выходит расширенный поток 18, который пропускают через области 50 и 55 теплообмена. Поток 18 расширенного дроссельного газа (поток хладагента переохлаждения) затем возвращают в компрессор 90, где он повторно сжимается до высокого давления и нагревается. После выхода из компрессора 90 поток повторно сжатого хладагента переохлаждения охлаждают до температуры окружающей среды в охладителе 31, который по существу может относиться к тому же типу, что и охладитель 30. После охлаждения поток повторно сжатого хладагента переохлаждения подают в область 50 теплообмена, где он дополнительно охлаждается косвенным теплообменом с потоком 13 расширенного хладагента, потоком 18 хладагента переохлаждения и факультативно потоком 16 дроссельного газа. После выхода поток повторно сжатого и охлажденного хладагента переохлаждения расширяют через детандер 41, создавая охлажденный поток, который затем подают через область 55 теплообмена для переохлаждения части потока подаваемого газа перед его окончательным расширением для получения СПГ. Поток расширенного хладагента переохлаждения, выходящий из области 55 теплообмена, вновь направляют через область 50 теплообмена для дополнительного охлаждения перед повторным сжатием. Таким образом, этот цикл в контуре 6 переохлаждения непрерывно повторяется. Поэтому в одном или более варианте настоящий способ является любым из других вариантов настоящего изобретения, далее содержащим этап, при котором обеспечивают охлаждение, используя замкнутый контур (например, контур 6 переохлаждения), заполненный дроссельным газом, полученным при производстве СПГ (например, дроссельным газом 16).
Очевидно, что в варианте, показанном на фиг.2 (и в других описанных вариантах), когда поток 10 подаваемого газа проходит из одной области теплообмена в другую, температура потока 10 газа снижается вплоть до получения переохлажденного потока. Кроме того, поскольку от потока 10 подаваемого газа отбираются боковые потоки (например, поток 10), массовый расход потока 10 подаваемого газа уменьшается. Поток 10 можно подвергать и другим модификациям, например, сжатию. Хотя каждую такую модификацию потока 10 подаваемого газа можно считать созданием нового и другого потока, для ясности и облегчения понимания поток подаваемого газа будет именоваться потоком 10 подаваемого газа, если не указано иное, при этом понимается, что пропускание через области теплообмена, отбор боковых потоков и другие модификации приводят к изменениям температуры, давления и/или расхода потока 10 подаваемого газа.
Как описано выше, настоящее изобретение дает прибл. 20% экономию установленной мощности и прибл. 10% экономию полезной мощности или потребления топлива за счет введения дополнительного охлаждения после косвенного теплообмена с помощью воздуха или воды, имеющих температуру окружающей среды. Возвращаясь к фиг.1, линия 2b представляет иллюстративный вариант системы охлаждения по заявке WO2007/021351. Улучшение, создаваемое настоящим изобретением, можно представить смещением линии 2b на 2-10% или более, в зависимости от типа применяемых хладагентов и циклов. Другими словами, улучшенный цикл охлаждения по настоящему изобретению более эффективен, чем стандартный смешанный цикл охлаждения вплоть до технологических температур 80-90°F (26,7-32,2°С), что позволяет расширить сферу применения усовершенствованного способа. Удивительно, но сокращение потребляемой мощности по настоящему изобретению обусловлено добавлением к циклу внешнего охлаждения.
Дополнительно повышение эффективности, в частности в отношении потребляемой мощности, можно реализовать за счет осуществления описанного дополнительного охлаждения в дополнительных точках, предпочтительно там, где в процессе применяется косвенный теплообмен с воздухом или водой, имеющими температуру окружающей среды. Так, в одном варианте дополнительное охлаждение хладагента осуществляют после сжатия компрессором 60 или, по меньшей мере, перед одной ступенью сжатия, если компрессор 60 имеет более чем одну ступень сжатия. Например, как показано на фиг.3, одно или более дополнительное охлаждающее устройство 102 102а можно установить для потока 14 хладагента между компрессорами 20 и 60 и предпочтительно после одной или более области 102 косвенного теплообмена осуществляют охлаждение потока 14 хладагента между компрессорами 20 и 60 воздухом или водой, имеющей температуру окружающей среды. В контуре 6 переохлаждения может быть установлено охлаждающее устройство 31а после каждого одного или более компрессора 90, которое можно установить на теплом конце для увеличения давления потока 18 до давления подаваемого газа, прошедшего через одну или более область теплообмена (50 и 55). Весьма предпочтительно использовать начальное охлаждение после каждого компрессора охладителями на воздухе или воде при температуре окружающей среды, например охладители 31, с дополнительным охлаждением после каждого охлаждающего теплообменника, но перед расширением. Далее, можно использовать способ, при котором поток газа сжимают, охлаждают путем пропускания через одно или более охлаждающее устройство, использующее воздух или воду при температуре окружающей среды, и затем дополнительно охлаждают в дополнительном охлаждающем устройстве перед подачей в область 50 теплообмена. Более конкретно согласно настоящему изобретению поток 10 подаваемого газа можно сжимать до давления, превышающего давление транспортировки одним или более компрессором 100 перед охлаждением в области 50 теплообмена и в этом случае после сжатия газ можно охлаждать в теплообменнике 101, в котором используется воздух или вода при температуре окружающей среды, после которого установлено дополнительное охлаждающее устройство 101а.
ПРИМЕРЫ
Для иллюстрации экономии потребляемой мощности, которую дает способ по настоящему изобретению, на имитаторе процесса Aspen HYSYS® (версия 2004.1) компании Aspen Tech были проведены расчеты и сравнения характеристик. Температура окружающего воздуха была принята за 105°F (40,6°С), а температура хладагента в контуре высокого давления и всех технологических потоков была принята за 100°F (37,8°C). В первом случае дополнительное охлаждение не применялось - данные процесса для этого случая показаны в Таблице 1.1. Во втором случае применялось дополнительное охлаждение так, что температура хладагента была снижена до 60°F (15,6°С) перед входом в турбодетандер хладагента. Данные для этого случая приведены в Таблице 1.1b. Сокращение установленной мощности по расчетам составило 21% для контура хладагента высокого давления, что позволило уменьшить общую установленную мощностью установки на 15,9%. Дополнительные расчеты были проведены для случая, когда дополнительное охлаждение снижало температуру до 20-90°F (-6,7-32,2°С). Как видно из приведенной ниже Таблице 1, установленная мощность уменьшалась на 4,5-23%. Соответствующее уменьшение полезной мощности или потребление топлива составляло до 10%.
В Таблице 1b показаны соответствующие характеристики для случая, когда внешнее охлаждение осуществлялось не только на входе детандера, но и после сжатия всех технологических потоков и потока подаваемого газа. Экономия максимальной полезной мощности увеличилась до более чем 11%, а экономия установленной мощности составила до 20%. Предпочтительным вариантом является охлаждение только потока на входе детандера, что дает наибольшую экономию с минимальными модификациями процесса. Однако другие соображения могут вести к другому оптимуму: например, выбор механической холодильной системы, которая обеспечивает оптимальное охлаждение на конкретном уровне температуры, наличие недорогого механического холодильного оборудования или экономическая выгода, даваемая экономией топлива.
Таблица 1
Характеристики для температуры окружающей среды 105°F(40,6°C) (Охлаждение только на входе детандера)
Техн. темп. °F/°C Выходное давление детандера, (psia/ кПа) Расход
хладагента высокого
давления (mmscfd*/
кгмоль/ч)		 Установленная мощность компрессоров (тыл. л.с./МВт) Внешняя холодильная нагрузка
(ммбте/ч)
(ГДж/ч)		 Общая мощность детандеров (тыс. л.с.) Уменьшение мощности контура высокого давления (%) % экономии на установке
Контур высокого давления Контур переох-лаждения Контур внешнего охлаждения Полезная мощность (или потреб-ление топлива) Установленная мощность
100/37,8 241/1658 1620/80695 251,1/187 57,1/42,5 0,0/0,0 0,0/0,0 96,1/71,6 0,0 0,0 0,0
90/32,2 261/1800 1584/78902 237,1/177 56,7/42,3 0,5/0,4 20,7/22 88,1/65,7 5,6 2,7 4,5
80/26,7 283/1951 1547/77059 222,9/166 56,5/42,1 1,6/1,2 42,2/45 80,5/60,0 11,2 5,5 8,8
70/21,1 300/2068 1496/74518 209,5/156 56,6/42,2 3,2/2,4 63,6/67 73,1/54,5 16,6 7,5 12,6
60/15,6 302/2082 1409/70185 197,4/147 56,7/42,3 5,1/3,8 80,5/85 65,9/49,1 21,4 8,8 15,9
50/10,0 304/2096 1328/66150 186,1/139 57,0/42,5 7,6/5,6 95,6/101 59,4/44,3 25,9 9,8 18,6
40/4,4 305/2103 1253/62414 175,8/131 57,3/42,7 10,4/7,8 109,2/115 53,5/39,9 30,0 10,4 21,0
30/-1,1 306/2110 1192/59375 167,8/125 57,5/42,9 13,9/10,3 121,2/128 48,5/36,2 33,2 10,1 22,4
20/-6,7 307/2117 1135/56536 160,4/120 57,0/43,0 17,9/13,3 134,2/142 44,0/32,8 36,1 9,5 23,4
* миллионов стандартных кубический футов в день
Таблица 1b
Характеристики для температуры окружающей среды 105°F(40,6°C) (Охлаждение только технологических потоков)
Техн. темп. °F/°C Выходное давление детандера, (psia/ кПа) Расход
хладагента высокого
давления (mmscfd*/
кгмоль/ч)		 Установленная мощность компрессоров (тыл. л.с./МВт) Внешняя холодильная нагрузка
(ммбте/ч)
(ГДж/ч)		 Общая мощность детандеров (тыс. л.с.) Уменьшение мощности контура высокого давления (%) % экономии на установке
Контур высокого давления Контур переох-лаждения Контур внешнего охлаждения Полезная мощность (или потреб-ление топлива) Установленная мощность
100/37,8 241/1658 1620/80695 251,1/187 57,1/42,5 0,0/0,0 0,0/0,0 96,1/71,6 0,0 0 0
90/32,2 261/1800 1587/79051 231,6/173 56,4/42,0 2,1/1,6 84,4/89 88,2/65,6 7,8 4,8 5,9
80/26,7 283/1951 1554/77407 213,6/159 55,3/41,21 6,2/4,6 168,6/178 80,8/60,2 14,9 8,3 10,7
70/21,1 300/2068 1497/74568 196,0/146 54,1/40,4 12,4/9,3 248,5/262 73,2/54,6 21,9 10,6 14,8
60/15,6 302/2082 1406/70035 180,0/134 53,0/39,5 20,5/15,3 319,8/337 65,8/49,0 28,3 11,5 17,7
50/10,0 304/2096 1328/66150 166,0/124 51,9/38,7 30,7/22,9 387,6/409 59,4/44,3 33,9 10,9 19,3
40/4,4 305/2103 1255/62514 153,0/114 50,9/37,9 43,2/32,2 451,8/477 53,6/40,0 39,1 9,1 19,8
30/-1,1 306/2110 1191/59835 141,2/105 49,7/37,1 58,2/43,4 513,6/542 48,5/36,2 43,8 5,8 19,1
20/-6,7 307/2117 1141/56835 130,5/97 48,6/36,5 76,2/56,8 574,1/606 44,0/32,8 48,0 1,1 17,2
* миллионов стандартных кубический футов в день
В другом примере окружающую температуру зафиксировали на 65°F (18,3°С) и проводили дополнительное охлаждение потока хладагента и технологических потоков для температур от 50°F (10°С) до 10°F (-12,2°С). Соответственное уменьшение мощности для контура хладагента высокого давления составило до 33%, что представляет уменьшение общей установленной мощности до 14%.
Figure 00000001
Таблица 1.1b
Данные имитации Aspen HYSYS® - с дополнительным охлаждением (только на входе детандера)
Точка воздействия Температура (°F/°C) Давление (psia/кПа) Расход (mmscfd*/кгмоль/ч)
10b 100/37,8 1500/10342 637/31730
14b 100/37,8 1500/10342 1409/70185
12a 100/37,8 3007/20864 1409/70185
13 -161/-107 302/2082 1409/70185
10d -262/-163 18/124 637/31730
16 -262/-163 18/124 57/2839
18a 100/37,8 1500/10342 264/12254

Claims (12)

1. Способ сжижения потока газа с высоким содержанием метана, содержащий этапы, при которых:
(a) создают поток газа с абсолютным давлением менее 1200 фунтов на кв. дюйм (8273,709 кПа);
(b) отбирают часть газа из потока для использования в качестве хладагента;
(c) сжимают этот хладагент до давления, превышающего его давление на этапе (а), для получения сжатого хладагента;
(d) охлаждают полученный сжатый хладагент косвенным теплообменом с охлаждающей текучей средой, имеющей температуру окружающей среды, до технологической температуры выше приблизительно 35°F (1,7°C);
(e) подвергают охлажденный сжатый хладагент дополнительному охлаждению для дополнительного понижения его температуры, тем самым получая дополнительно охлажденный сжатый хладагент, имеющий температуру на 10-70°F (6-39°C) ниже, чем технологическая температура, получая дополнительно охлажденный сжатый хладагент, имеющий температуру 10-60°F (6-15,6°C);
(f) расширяют хладагент, полученный на этапе (е), для дополнительного охлаждения хладагента, получая тем самым расширенный дополнительно охлажденный хладагент,
(g) подают расширенный дополнительно охлажденный хладагент в зону теплообмена и
(h) пропускают поток газа через зону теплообмена для охлаждения по меньшей мере части потока газа путем косвенного теплообмена с расширенным дополнительно охлажденным хладагентом, тем самым формируя поток охлажденного флюида.
2. Способ по п.1, при котором температура окружающей среды на этапе (d) превышает 50°F (10°С).
3. Способ по п.1, при котором температура окружающей среды на этапе (d) превышает 60°F (15,9°C).
4. Способ по п.1, при котором температура окружающей среды на этапе (d) превышает 70°F (21,1°C).
5. Способ по п.1, при котором перед сжатием хладагента на этапе (с) или по меньшей мере перед одной ступенью сжатия, если сжатие на этапе (с) является многоступенчатым, применяют дополнительное вспомогательное охлаждение хладагента.
6. Способ по п.2, дополнительно содержащий этапы, при которых:
(a) подают охлажденный поток флюида по п.1(h) в еще одну область теплообмена для дополнительного охлаждения;
(b) отбирают охлажденный на этапе (а) поток флюида и расширяют поток флюида для дальнейшего охлаждения;
(c) подают охлажденный на этапе (b) поток флюида на сепаратор, в котором охлажденную жидкую часть отбирают в качестве сжиженного природного газа, а паровую часть отбирают в качестве охлажденного потока пара;
(d) подают охлажденный поток пара в качестве хладагента обратно в области теплообмена по пп.6(а) и 1(g).
7. Способ по п.6, при котором часть охлажденного потока пара по п.6(с) отбирают перед прохождением через область теплообмена по п.6(а) для использования в качестве хладагента, подавая часть охлажденного потока пара во вторичный контур расширения, который проходит через области теплообмена по пп.6(а) и 1(h), сжимают на выходе из области теплообмена по п.1(h), охлаждают до температуры окружающей среды, факультативно охлаждают, пропуская через область теплообмена по п.1(h), и затем расширяют для дальнейшего охлаждения и повторно вводят в области теплообмена по пп.6(а) и 1(g).
8. Способ по п.7, при котором охлажденный поток пара дополнительно охлаждают после охлаждения до температуры окружающей среды, но перед возвращением в область теплообмена по п.1(h).
9. Способ по п.6, при котором расширенный дополнительно охлажденный хладагент сжимают после выхода из области теплообмена по п.1(h), охлаждают до температуры окружающей среды, факультативно охлаждают, пропуская через область теплообмена по п.1(h), и расширяют для дальнейшего охлаждения и вновь вводят в области теплообмена по пп.6(а) и 1(g).
10. Способ по п.8, при котором расширенный дополнительно охлажденный хладагент состоит, по существу, из азота или газа с высоким содержанием азота.
11. Способ по п.1, при котором газовый поток по п.1(а) сжимают, охлаждают в одном или более охлаждающем устройстве, осуществляющем охлаждение до температуры окружающей среды, и далее охлаждают в дополнительном охлаждающем устройстве, при этом все указанные операции проводят перед вводом в область теплообмена по п.1(h).
12. Способ по п.1, при котором дополнительное охлаждающее устройство является внешним холодильным устройством, в котором используют внешний хладагент, при котором внешние хладагенты, по существу, независимы от части потока газа, используемой в качестве хладагента по п.1(b).
RU2009144777/06A 2007-05-03 2008-03-04 Способ сжижения природного газа RU2458296C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US92734007P 2007-05-03 2007-05-03
US60/927,340 2007-05-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009144777A RU2009144777A (ru) 2011-06-10
RU2458296C2 true RU2458296C2 (ru) 2012-08-10

Family

ID=38596094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009144777/06A RU2458296C2 (ru) 2007-05-03 2008-03-04 Способ сжижения природного газа

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8616021B2 (ru)
AU (1) AU2008246345B2 (ru)
BR (1) BRPI0808909A2 (ru)
CA (1) CA2681417C (ru)
NO (1) NO20093458L (ru)
RU (1) RU2458296C2 (ru)
WO (1) WO2008136884A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796115C1 (ru) * 2019-06-11 2023-05-17 ЧАЙНА ПЕТРОЛЕУМ ИНЖИНИРИНГ энд КОНСТРАКШН КОРП. Аппарат и способ трехциклового сжижения природного газа, подходящие для ультракрупных масштабов

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2695348A1 (en) 2007-08-24 2009-03-05 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction process
AU2009249761B2 (en) * 2008-05-20 2012-10-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method of cooling and liquefying a hydrocarbon stream, an apparatus therefor, and a floating structure, caisson or off-shore platform comprising such an apparatus
GB2469077A (en) * 2009-03-31 2010-10-06 Dps Bristol Process for the offshore liquefaction of a natural gas feed
FR2957141B1 (fr) * 2010-03-08 2012-08-17 Total Sa Procede de liquefaction de gaz naturel utilisant un melange co2 / hfc en tant que fluide frigorigene
FR2957140B1 (fr) * 2010-03-08 2014-09-12 Total Sa Procede de liquefaction de gaz naturel utilisant de l'azote enrichi en tant que fluide frigorigene
WO2012112692A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Conocophillips Company Integrated waste heat recovery in liquefied natural gas facility
EP2859290A4 (en) * 2012-06-06 2016-11-30 Keppel Offshore & Marine Technology Ct Pte Ltd SYSTEM AND METHOD FOR LIQUEFACTION OF A NATURAL GAS
US20140157824A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 L'air Liquide Societe Anonyme Pour I'etude Et I'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for improved thermal performing refrigeration cycle
EP2957621A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-23 Shell International Research Maatschappij B.V. De-superheater system and compression system employing such de-superheater system, and method of producing a pressurized and at least partially condensed mixture of hydrocarbons
EP2957620A1 (en) * 2014-06-17 2015-12-23 Shell International Research Maatschappij B.V. Method and system for producing a pressurized and at least partially condensed mixture of hydrocarbons
WO2017105687A1 (en) * 2015-12-14 2017-06-22 Exxonmobil Upstream Research Company Pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
US20170191750A1 (en) * 2015-12-31 2017-07-06 General Electric Company System and method for compressor intercooler
CN105737520A (zh) * 2016-02-25 2016-07-06 蚌埠市荣强压缩机制造有限公司 天然气液化的方法及其专用天然气液化装置
KR101792708B1 (ko) * 2016-06-22 2017-11-02 삼성중공업(주) 유체냉각장치
EP3309488A1 (en) 2016-10-13 2018-04-18 Shell International Research Maatschappij B.V. System for treating and cooling a hydrocarbon stream
US20180220552A1 (en) * 2017-01-31 2018-08-02 Fluor Technologies Corporation Modular processing facility with distributed cooling systems
SG11201906786YA (en) 2017-02-24 2019-09-27 Exxonmobil Upstream Res Co Method of purging a dual purpose lng/lin storage tank
US20190101327A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Fritz Pierre, JR. Natural Gas Liquefaction by a High Pressure Expansion Process
US20190101328A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Fritz Pierre, JR. Natural Gas Liquefaction by a High Pressure Expansion Process
US20190120548A1 (en) 2017-10-25 2019-04-25 Fritz Pierre, JR. Natural Gas Liquefaction by a High Pressure Expansion Process using Multiple Turboexpander Compressors
US11536510B2 (en) 2018-06-07 2022-12-27 Exxonmobil Upstream Research Company Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
JP7179155B2 (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一次ループ始動方法
CA3109918C (en) 2018-08-22 2023-05-16 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
WO2020159671A1 (en) 2019-01-30 2020-08-06 Exxonmobil Upstream Research Company Methods for removal of moisture from lng refrigerant
US11668524B2 (en) 2019-01-30 2023-06-06 Exxonmobil Upstream Research Company Methods for removal of moisture from LNG refrigerant
US11465093B2 (en) 2019-08-19 2022-10-11 Exxonmobil Upstream Research Company Compliant composite heat exchangers
US20210063083A1 (en) 2019-08-29 2021-03-04 Exxonmobil Upstream Research Company Liquefaction of Production Gas
US11815308B2 (en) 2019-09-19 2023-11-14 ExxonMobil Technology and Engineering Company Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
WO2021055020A1 (en) 2019-09-19 2021-03-25 Exxonmobil Upstream Research Company Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
US11083994B2 (en) 2019-09-20 2021-08-10 Exxonmobil Upstream Research Company Removal of acid gases from a gas stream, with O2 enrichment for acid gas capture and sequestration
KR20220062653A (ko) 2019-09-24 2022-05-17 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 선박의 이중 목적 극저온 탱크 또는 lng 및 액화 질소용 부유식 저장 유닛용 화물 스트리핑 기능
WO2022099233A1 (en) 2020-11-03 2022-05-12 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction methods and systems featuring feed compression, expansion and recycling
US20220252341A1 (en) * 2021-02-05 2022-08-11 Air Products And Chemicals, Inc. Method and system for decarbonized lng production
US20220333856A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Henry Edward Howard System and method to produce liquefied natural gas using two distinct refrigeration cycles with an integral gear machine
US20230272971A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-31 Air Products And Chemicals, Inc, Single mixed refrigerant lng production process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2144649C1 (ru) * 1994-04-29 2000-01-20 Филлипс Петролеум Компани Способ и устройство для сжижения природного газа
US6023942A (en) * 1997-06-20 2000-02-15 Exxon Production Research Company Process for liquefaction of natural gas
RU2175099C2 (ru) * 1996-02-28 2001-10-20 Блэк энд Витч Притчард, Инк. Способ и система охлаждения в замкнутом контуре смешанного хладагента

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3162519A (en) * 1958-06-30 1964-12-22 Conch Int Methane Ltd Liquefaction of natural gas
US3323315A (en) * 1964-07-15 1967-06-06 Conch Int Methane Ltd Gas liquefaction employing an evaporating and gas expansion refrigerant cycles
DE1626325B1 (de) * 1964-11-03 1969-10-23 Linde Ag Verfahren und Einrichtung zum Verfluessigen von tiefsiedenden Gasen
DE1501730A1 (de) * 1966-05-27 1969-10-30 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verfluessigen von Erdgas
US3407052A (en) * 1966-08-17 1968-10-22 Conch Int Methane Ltd Natural gas liquefaction with controlled b.t.u. content
GB1096697A (en) * 1966-09-27 1967-12-29 Int Research & Dev Co Ltd Process for liquefying natural gas
DE2110417A1 (de) * 1971-03-04 1972-09-21 Linde Ag Verfahren zum Verfluessigen und Unterkuehlen von Erdgas
JPS6060463A (ja) * 1983-09-14 1985-04-08 株式会社日立製作所 液化ガス発生装置
US4740223A (en) * 1986-11-03 1988-04-26 The Boc Group, Inc. Gas liquefaction method and apparatus
US4755200A (en) * 1987-02-27 1988-07-05 Air Products And Chemicals, Inc. Feed gas drier precooling in mixed refrigerant natural gas liquefaction processes
US5036671A (en) * 1990-02-06 1991-08-06 Liquid Air Engineering Company Method of liquefying natural gas
FR2714722B1 (fr) * 1993-12-30 1997-11-21 Inst Francais Du Petrole Procédé et appareil de liquéfaction d'un gaz naturel.
AUPM485694A0 (en) 1994-04-05 1994-04-28 Bhp Petroleum Pty. Ltd. Liquefaction process
DE19517116C1 (de) 1995-05-10 1996-06-20 Linde Ag Verfahren zur Verringerung des Energieverbrauchs
WO1997013109A1 (en) * 1995-10-05 1997-04-10 Bhp Petroleum Pty. Ltd. Liquefaction process
FR2743140B1 (fr) * 1995-12-28 1998-01-23 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de liquefaction en deux etapes d'un melange gazeux tel qu'un gaz naturel
US5669234A (en) * 1996-07-16 1997-09-23 Phillips Petroleum Company Efficiency improvement of open-cycle cascaded refrigeration process
US5755114A (en) * 1997-01-06 1998-05-26 Abb Randall Corporation Use of a turboexpander cycle in liquefied natural gas process
JPH10204455A (ja) * 1997-01-27 1998-08-04 Chiyoda Corp 天然ガス液化方法
US5836173A (en) * 1997-05-01 1998-11-17 Praxair Technology, Inc. System for producing cryogenic liquid
US5931021A (en) * 1997-06-24 1999-08-03 Shnaid; Isaac Straightforward method and once-through apparatus for gas liquefaction
US5992175A (en) * 1997-12-08 1999-11-30 Ipsi Llc Enhanced NGL recovery processes
US6446465B1 (en) * 1997-12-11 2002-09-10 Bhp Petroleum Pty, Ltd. Liquefaction process and apparatus
FR2772896B1 (fr) * 1997-12-22 2000-01-28 Inst Francais Du Petrole Procede de liquefaction d'un gaz notamment un gaz naturel ou air comportant une purge a moyenne pression et son application
US5983665A (en) * 1998-03-03 1999-11-16 Air Products And Chemicals, Inc. Production of refrigerated liquid methane
FR2778232B1 (fr) * 1998-04-29 2000-06-02 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de liquefaction d'un gaz naturel sans separation de phases sur les melanges refrigerants
US6006545A (en) * 1998-08-14 1999-12-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Liquefier process
US6085545A (en) * 1998-09-18 2000-07-11 Johnston; Richard P. Liquid natural gas system with an integrated engine, compressor and expander assembly
US6269656B1 (en) * 1998-09-18 2001-08-07 Richard P. Johnston Method and apparatus for producing liquified natural gas
TW421704B (en) * 1998-11-18 2001-02-11 Shell Internattonale Res Mij B Plant for liquefying natural gas
US6119479A (en) * 1998-12-09 2000-09-19 Air Products And Chemicals, Inc. Dual mixed refrigerant cycle for gas liquefaction
EP1039750A3 (en) * 1999-03-26 2005-05-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Video storage and retrieval apparatus
US6070429A (en) * 1999-03-30 2000-06-06 Phillips Petroleum Company Nitrogen rejection system for liquified natural gas
US6308531B1 (en) * 1999-10-12 2001-10-30 Air Products And Chemicals, Inc. Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas
MY122625A (en) * 1999-12-17 2006-04-29 Exxonmobil Upstream Res Co Process for making pressurized liquefied natural gas from pressured natural gas using expansion cooling
US6220053B1 (en) * 2000-01-10 2001-04-24 Praxair Technology, Inc. Cryogenic industrial gas liquefaction system
FR2803851B1 (fr) * 2000-01-19 2006-09-29 Inst Francais Du Petrole Procede de liquefaction partielle d'un fluide contenant des hydrocarbures tel que du gaz naturel
GB0006265D0 (en) * 2000-03-15 2000-05-03 Statoil Natural gas liquefaction process
US6484533B1 (en) * 2000-11-02 2002-11-26 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for the production of a liquid cryogen
US6412302B1 (en) * 2001-03-06 2002-07-02 Abb Lummus Global, Inc. - Randall Division LNG production using dual independent expander refrigeration cycles
US6581409B2 (en) * 2001-05-04 2003-06-24 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Apparatus for the liquefaction of natural gas and methods related to same
US6742358B2 (en) * 2001-06-08 2004-06-01 Elkcorp Natural gas liquefaction
GB0120272D0 (en) * 2001-08-21 2001-10-10 Gasconsult Ltd Improved process for liquefaction of natural gases
US6564578B1 (en) * 2002-01-18 2003-05-20 Bp Corporation North America Inc. Self-refrigerated LNG process
US6751985B2 (en) * 2002-03-20 2004-06-22 Exxonmobil Upstream Research Company Process for producing a pressurized liquefied gas product by cooling and expansion of a gas stream in the supercritical state
FR2841330B1 (fr) * 2002-06-21 2005-01-28 Inst Francais Du Petrole Liquefaction de gaz naturel avec recyclage de gaz naturel
US6622519B1 (en) * 2002-08-15 2003-09-23 Velocys, Inc. Process for cooling a product in a heat exchanger employing microchannels for the flow of refrigerant and product
US6694774B1 (en) * 2003-02-04 2004-02-24 Praxair Technology, Inc. Gas liquefaction method using natural gas and mixed gas refrigeration
US6889523B2 (en) * 2003-03-07 2005-05-10 Elkcorp LNG production in cryogenic natural gas processing plants
US6742357B1 (en) * 2003-03-18 2004-06-01 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated multiple-loop refrigeration process for gas liquefaction
US6722157B1 (en) * 2003-03-20 2004-04-20 Conocophillips Company Non-volatile natural gas liquefaction system
US7127914B2 (en) * 2003-09-17 2006-10-31 Air Products And Chemicals, Inc. Hybrid gas liquefaction cycle with multiple expanders
US7204100B2 (en) 2004-05-04 2007-04-17 Ortloff Engineers, Ltd. Natural gas liquefaction
US7228714B2 (en) * 2004-10-28 2007-06-12 Praxair Technology, Inc. Natural gas liquefaction system
AU2006280426B2 (en) 2005-08-09 2010-09-02 Exxonmobil Upstream Research Company Natural gas liquefaction process for LNG

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2144649C1 (ru) * 1994-04-29 2000-01-20 Филлипс Петролеум Компани Способ и устройство для сжижения природного газа
RU2175099C2 (ru) * 1996-02-28 2001-10-20 Блэк энд Витч Притчард, Инк. Способ и система охлаждения в замкнутом контуре смешанного хладагента
US6023942A (en) * 1997-06-20 2000-02-15 Exxon Production Research Company Process for liquefaction of natural gas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796115C1 (ru) * 2019-06-11 2023-05-17 ЧАЙНА ПЕТРОЛЕУМ ИНЖИНИРИНГ энд КОНСТРАКШН КОРП. Аппарат и способ трехциклового сжижения природного газа, подходящие для ультракрупных масштабов

Also Published As

Publication number Publication date
CA2681417A1 (en) 2008-11-13
WO2008136884A1 (en) 2008-11-13
AU2008246345B2 (en) 2011-12-22
US20100107684A1 (en) 2010-05-06
BRPI0808909A2 (pt) 2014-08-19
RU2009144777A (ru) 2011-06-10
CA2681417C (en) 2016-07-26
US8616021B2 (en) 2013-12-31
AU2008246345A1 (en) 2008-11-13
NO20093458L (no) 2010-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2458296C2 (ru) Способ сжижения природного газа
RU2406949C2 (ru) Способ ожижения природного газа для получения сжиженного природного газа
JP5725856B2 (ja) 天然ガス液化プロセス
RU2253809C2 (ru) Способ ожижения природного газа путем охлаждения за счет расширения
US6751985B2 (en) Process for producing a pressurized liquefied gas product by cooling and expansion of a gas stream in the supercritical state
AU2008208879B2 (en) Method and apparatus for cooling a hydrocarbon stream
JP3868998B2 (ja) 液化プロセス
AU2007275118B2 (en) Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream
RU2725914C1 (ru) Способ сжижения насыщенной углеводородами фракции

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180305