包括相变的天然气液化方法技术
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对天然气进行液化以生产液化天然气(LNG)的过程。更具体而言，本专利技术涉及对天然气进行液化，天然气主要包括甲烷，优选为包括至少85％的甲烷，而其余成分则选自氮气、C-2至C-4烷烃(即乙烷、丙烷和丁烷)。本专利技术还涉及位于远海或受防护的区域中(如港口)的船上或海面漂浮的支撑体上的液化设施，或者是陆地上的针对中型和大型单元的天然气液化的设施。
技术介绍
甲烷基天然气既可以是油田中以小量或中量生产的通常与原油关联的副产品，也可以是气田的主产品，从气田获得的天然气与其它多种气体结合，主要含有C-2至C-4的烷烃、CO2、和氮气。当小量天然气与原油关联时，天然气通常被处理和分离，然后就地(on site)作为涡轮机或活塞发动机中的燃料使用，从而产生在分离和生产过程之中所用的电能和热能。当天然气的量较大或着极大时，人们期望输送天然气以使其能够在远方地区(通常在其它大洲)使用，为此目的，优选方法是将其以大致在环境大气压下的...
【技术保护点】
一种天然气液化过程，所述天然气主要包括甲烷，优选为至少85％的甲烷，其它组分大体包括氮气和C‑2至C‑4烷烃，其中进行液化的所述天然气通过以下步骤被液化：以大于或等于大气压(Patm)的压力P0产生所述天然气的流(Sg)，其中P0优选大于大气压，以使所述天然气的流在至少一个低温热交换器(EC1)中流动而与第一制冷剂流体的至少一个第一流(S1)间接接触，所述第一制冷剂流体包括在至少一个第一闭合环路中循环并伴随有相变的多种化合物的第一混合物，第一制冷剂流体的所述第一流以大于P0的压力P1和大致等于进入所述第一热交换器(EC1)的所述天然气的入口温度T0的温度经由“热”端(AA)...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.17 FR 12568881.一种天然气液化过程，所述天然气主要包括甲烷，优选为至少85％
的甲烷，其它组分大体包括氮气和C-2至C-4烷烃，其中进行液化的所述
天然气通过以下步骤被液化：以大于或等于大气压(Patm)的压力P0产生
所述天然气的流(Sg)，其中P0优选大于大气压，以使所述天然气的流在
至少一个低温热交换器(EC1)中流动而与第一制冷剂流体的至少一个第一
流(S1)间接接触，所述第一制冷剂流体包括在至少一个第一闭合环路中
循环并伴随有相变的多种化合物的第一混合物，第一制冷剂流体的所述第
一流以大于P0的压力P1和大致等于进入所述第一热交换器(EC1)的所述
天然气的入口温度T0的温度经由“热”端(AA)处的第一入口(AA1)进
入所述第一热交换器，所述制冷剂作为所述天然气的流(Sg)的并流而经
过所述热交换器，且经由“冷”端(BB)以液态离开所述热交换器，呈液
态的第一制冷剂流体的所述第一流(S1)通过所述第一热交换器(EC1)的
冷端(BB)处的第一膨胀器(D1)进行膨胀，以便以小于P1的压力P'1以
及小于的温度T0的温度T1而在所述第一热交换器内部在所述第一热交换
器的冷端(BB1)处返回到气态，然后经由所述第一热交换器的热端(AA)
处的出口孔(AA3)以气态且大致以温度T0离开所述第一热交换器(EC1)，
呈气态的第一制冷剂流体的所述第一流随后至少部分地被再液化，并被送至
所述第一热交换器的热端处的所述第一入口(AA1)，以形成呈液态的第一
制冷剂流体的所述第一流(S1)的供给，由此在闭合回路中循环；呈气态
的第一制冷剂流体的所述第一流的液化包括在第一压缩机(C1)中进行的
第一压缩、随后在第一冷凝器(H0)中进行的第一部分冷凝、以及在第一
分离器罐(R1)中进行的使第一制冷剂流体的第一液相与第一制冷剂流体
的第一气相分离的相分离，所述第一分离器(R1)的低出口处的所述第一
制冷剂流体的第一液相(d1a)通过泵(PP)大致以压力P1至少部分地被
送至所述第一热交换器的热端(AA)处的所述第一入口(AA1)，以形成
呈液态的第一制冷剂流体的所述第一流，所述第一分离器(R1)的高出口
处的所述第一制冷剂流体的所述第一气相(d1b)由第二压缩机(C1A)大
体上压缩至压力P1，随后在第二冷凝器(H1)中至少部分地被冷凝，优选
\t为在与第一制冷剂流体的所述第一液相(d1a)的至少一部分混合之后被冷
凝；
所述过程的特征在于，所述第二压缩机(C1A)的出口处的所述第一制
冷剂流体的所述第一气相(d1b)在减温器(DS)中通过与所述第一分离器
的出口处的第一制冷剂流体的所述第一液相(d1a)的一部分(d1c)接触而
被冷却，所述第一制冷剂流体的第一液相的所述部分(d1c)在所述第二冷
凝器(H1)中进行所述冷凝之前在所述减温器中被微粒化和蒸发，优选为
被完全蒸发。
2.根据权利要求1所述的过程，其特征在于，所述第一制冷剂流体
(d1c)的第一液相的所述部分占所述第一制冷剂流体(d1a)的所述第一总
液相的小于10％的流动重量、优选为所述第一制冷剂流体(d1a)的第一总
液相的总流动的2％至5％，以便在所述减温器(DS)中被完全蒸发，并使
得所述减温器的出口处的所述第一制冷剂流体在所述第二冷凝器中至少部
分地被冷凝之前完全处于气相(d1e)，所述第一制冷剂流体的第一液相部
分的流动(d1c)借助于至少一个控制阀(V1、V1A)而被调整。
3.根据权利要求1或2所述的过程，其特征在于，在所述减温器的出
口处被冷却的所述第一制冷剂流体的气相(d1e)在所述第二冷凝器(H1)
中被部分冷凝，然后在第二分离器罐(R1A)中进行第二相分离，使第一制
冷剂流体(d1f)的第二液相与第一制冷剂流体的第二气相(d1\)分离，所
述第二分离器罐(R1A)的下出口(d1f)处的第一制冷剂流体的所述第二
液相(d1f)与第一制冷剂流体的所述第一液相(d1a)的剩余部分(d1d)
混合，并被送至所述第一热交换器(EC1)的热端(AA)处的第一入口(AA1)
以形成呈液态的、大致处于温度T0并大致处于压力P1的第一制冷剂流体
的所述第一流(d1')，而所述第二分离器罐(R1A)的高出口(d2b)处的
第二气相以压力P1和大致T0的温度被送至所述第一热交换器(EC1)的热
端(AA)的第二入口(AA2)处以形成第一制冷剂流体的第二流(S1A)，
所述第二流作为所述天然气的流(Sg)的并流而以气态经过所述第一热交
换器，并以气态离开所述第一热交换器(BB)并且通过所述第一热交换器
(EC1)的冷端(BB)处的第二膨胀器(D1A)而被膨胀，以便以小于P1
的压力P'1和小于温度T0的温度T1而在所述第一热交换器的内部在靠近
\t(BB2)所述第一热交换器的冷端处返回到气态，然后经由所述第一热交换
器的热端处的所述出口孔(AA3)以气态并大致以温度T0离开所述第一热
交换器，以便随后在所述第一热交换器(EC1)的热端(AA)的出口处与
呈气态的第一制冷剂流体的所述第一流一起被送至所述第一压缩机(C1)。
4.根据权利要求1或2所述的过程，其特征在于，在所述减温器(DS)
中冷却的第一制冷剂流体的所述气相(d1e)在所述第二冷凝器(H1)中被
完全冷凝，然后以液态并大致以压力P1和温度T0被送至所述第一热交换
器(EC1)的热端(AA)，从而与呈液态的所述第一制冷剂流体的第一流
混合并且作为所述天然气的流(Sg)的并流而经过所述第一热交换器，或
者优选为形成呈液态的第一制冷剂流体的第二流(S1A)，所述第一制冷剂
流体的第二流作为所述天然气的流(Sg)的并流而经过所述第一热交换器
并以液态离开所述第一热交换器(BB)，且通过所述第一热交换器(EC1)
的冷端(BB)处的第二膨胀器(D1A)而被膨胀，以便以小于P1的压力
P'1和小于T0的温度T1而在所述第一热交换器的内部在靠近(BB2)所述
第一热交换器的冷端处返回到气态，然后经由所述第一热交换器的热端
(AA)处的出口孔(AA3)以气态并以大致温度T0离开所述第一热交换器，
以便在所述第一热交换器的热端(AA)的出口处与呈气态的第一制冷剂流
体的所述第一流一起被送至所述第一压缩机(C1)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的过程，其特征在于，以大致等
于T1的温度离开所述第一热交换器(EC1)的冷端的所述天然气在至少一
个第二低温热交换器(EC2)中被冷却并至少部分被液化，其中进行液化的
所述天然气是通过以下步骤被液化：产生所述天然气的流(Sg)，使其流
动而与第二制冷剂流体的至少一个第一流(S2)间接接触，所述第二制冷
剂流体包括在至少一个第二闭合回路中流动并伴随着相变的多种化合物的
第二混合物，制冷剂流体的所述第二流在所述第二热交换器(EC2)的
“热”端(CC)的第一入口(CC1)处以大致等于T1的温度并以压力P2
进入所述第二热交换器，作为所述天然气的流(Sg)的并流而经过所述第
二热交换器，并在所述第二热交换器的“冷”端(DD)以处于液态的一温
度离开所述第二热交换器(DD)，呈液态的第二制冷剂流体的所述第一流
(S2)通过所述第二热交换器(EC2)的冷端(DD1)处的第三膨胀器(D2)
\t进行膨胀，以便以小于P2的压力P'2和小于T1的温度T2而在所述第二热
交换器内在靠近(DD1)所述第二热交换器的冷端处返回到气态，然后经由
所述第二热交换器(EC2)的热端处的出口孔(CC3)以气态并大致以温度
T1离开，呈气态的第二流体的所述第一流随后被部分地再液化并被送至所
述第二热交换器的热端处的入口(CC1)，以便形成呈液态的第二冷却流体
的所述第一流(S2)的供给，由此在闭合环路中循环，呈气态的第二制冷
剂流体的所述第一流(S2)的液化包括由第三压缩机(C2)压缩到压力P2、
然后在冷却热交换器(H2)中大致冷却到T0，且呈气态的第二冷却流体的
所述第一流随后被送至所述第一热交换器(EC1)的热端(AA)处的入口
(AA4)并经过(S1B)所述第一热交换器，以便经由所述第一热交换器的
冷端(BB)以部分液化的状态且大致以温度T1离开所述第一热交换器
(BB3)，然后在第三分离器罐(R2)中承受相分离，将第二制冷剂流体的
液相与第二制冷剂流体的气相分离出，所述第三分离器(R2)的低出口处
的第二制冷剂流体的液相(d2a)大致以温度T1和压力P2被送至所述第二
热交换器的热端(CC)处的所述第一入口(CC1)以便形成呈液态的第二
制冷剂流体的所述第一流(S2)，所述第三分离器(R2)的高出口处的所
述第二制冷剂流体的所述气相(d2b)以大致温度T1和压力P2被送至所述
第二热交换器(EC2)的热端(CC)处的第二入口(CC2)以便形成第二制
冷剂流体的第二流(S2A)...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克·邦尼塞尔，伯特兰·杜帕尔拉克，鲍里斯·波罗西尔，
申请(专利权)人：塞佩姆股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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