用于单混合制冷剂过程的混合塔制造技术

一种气体液化的系统和方法，其具有用于混合制冷剂的压缩顺序，其中混合塔用来对液体和蒸气产物流提供压缩顺序的至少一个步骤，其中相分离是合乎需要的。另外，压缩顺序可以可选地或备选地在压缩顺序中的至少一个步骤中使用解吸塔，其中相分离为合乎需要的。

【技术实现步骤摘要】

气体的液化典型地采用低温过程，其包括使至少一种制冷剂膨胀产生的制冷循环。可采用各种制冷剂，例如，具有氮、甲烷、乙烷/乙烯、丙烷、丁烷和戊烷的混合物的混合制冷剂(MR)流为通常在许多基本负载液化天然气(LNG)装置中使用的制冷剂。采用来用于液化的制冷循环可为单混合制冷剂循环(SMR)、丙烷预冷却混合制冷剂循环(C3MR)、双混合制冷剂循环(DMR)、混合制冷剂-膨胀器混合循环(诸如AP-XTM)、氮或甲烷膨胀器循环、级联循环或任何其它适合的制冷过程。MR流的成分典型地针对供给气体成分和运行状况而优化。
技术介绍
在SMR系统中，SMR典型地在至少两个压缩级中压缩且冷却回到接近周围的温度。一些液体典型地形成在SMR系统的至少一个中间冷却器的出口处，因为混合物包含重成分，以提供预冷却级中的制冷。但是，在压缩期间形成这种中压液体能导致不同的温度、压力和/或成分的流的不可逆的混合，这能降低液化运行的效率。消除这个问题的当前尝试引入额外的费用、复杂性和装备，从而可能降低系统的可靠性。因此，需要一种改进的气体液化过程，其降低或消除中压液体的形成，同时保持过程的高效率和可靠性，同时还保持低装备数。
技术实现思路
提供该
技术实现思路
来以简化形式引入一组概念，这些概念在下面在具体实施方式中进一步描述。这个
技术实现思路
不意图标识要求保护的主题的关键特征或重要特征，也不意图用来限制要求保护的主题的范围。如下面描述和所附权利要求限定的那样，描述的实施例包括对使用MR的液化过程的改进。公开的实施例通过在SMR循环中使用混合塔来满足本领域的需求，以消除主低温热交换器中的额外的回路，同时由于来自塔的液体流的温度低而实现更高液化效率的获得。应当理解，虽然本文描述的实施例公开SMR循环，但是本专利技术的原理可适用于任何MR液化循环。
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另外，在下面概述了本专利技术的系统和方法的若干特定方面。 方面1. 一种方法，包括：(a)在主热交换器中逆着混合制冷剂而冷却烃流体，所述烃供给气体的冷却会产生产物流；(b)从所述主热交换器抽取低压混合制冷剂流；(c)在至少一个压缩机中的至少两个压缩级中压缩所述低压混合制冷剂流，以产生中压混合制冷剂流和高压蒸气混合制冷剂流；(d)冷却所述中压混合制冷剂流，以产生中压两相混合制冷剂流；(e)冷却所述高压蒸气混合制冷剂流，以产生高压两相混合制冷剂流；(f)将所述高压两相混合制冷剂流分离成高压液体混合制冷剂流和高压蒸气混合制冷剂流；(g)将所述中压两相混合制冷剂流的至少一部分和所述高压液体混合制冷剂流引入到混合塔中；(h)从所述混合塔的底端抽取中压液体混合制冷剂流且从所述混合塔的顶端抽取中压蒸气混合制冷剂流；以及(i)将所述中压液体混合制冷剂流的至少一部分和所述高压蒸气混合制冷剂流的至少一部分供应到所述主热交换器。方面2. 根据方面1所述的方法，所述方法进一步包括：(j)在从所述混合塔抽取所述中压蒸气混合制冷剂流之后，压缩所述中压蒸气混合制冷剂流，以形成所述高压蒸气混合制冷剂流的一部分。方面3. 根据方面1或2所述的方法，其中，步骤(a)包括通过与流过所述主热交换器的壳侧的混合制冷剂的间接热交换，使流过主热交换器的盘管侧的烃供给气体和混合制冷剂液化，所述烃供给气体的冷却会产生产物流。方面4. 根据方面1-3中任一方面所述的方法，其中，步骤(c)包括在多个管束中的至少一个的顶端处从所述主热交换器的盘管侧抽取至少一个经冷却制冷剂流，降低所述至少一个经冷却制冷剂流的压力，然后将降低压力的至少一个经冷却制冷剂流供应到所述主热交换器的壳侧，以冲洗所述多个管束中的至少一个。方面5. 根据方面1-4中任一方面所述的方法，其中，步骤(b)包括在所述主热交换器的暖端处从所述主热交换器的壳侧抽取壳侧混合制冷剂流。方面6. 根据方面3-5中任一方面所述的方法，所述方法进一步包括：(k)从所述主热交换器的盘管侧抽取至少一个经冷却混合制冷剂流，降低所述至少一个经冷却混合制冷剂流的压力，然后将降低压力的至少一个经冷却混合制冷剂供应到所述主热交换器的壳侧。方面7. 根据方面1-6中任一方面所述的方法，所述方法进一步包括：(l)在执行步骤(g)之前，使所述高压液体混合制冷剂流膨胀。方面8. 根据方面1-7中任一方面所述的方法，其中，步骤(g)包括将所述中压两相混合制冷剂流分离成中压蒸气混合制冷剂流和中压液体混合制冷剂流，将所述中压液体混合制冷剂流和所述高压液体混合制冷剂流引入到所述混合塔中。方面9. 根据方面1-8中任一方面所述的方法，所述方法进一步包括：(m)将所述产物流分离成冷蒸气流和液体产物流；(n)将所述中压液体制冷剂流的一部分和所述冷蒸气流供应到辅助热交换器；以及(o)逆着所述冷蒸气流而冷却所述中压液体制冷剂流。方面10. 根据方面9所述的方法，所述方法进一步包括：(p)在执行步骤(o)之后，将所述冷却中压液体制冷剂流供应到所述主热交换器的壳侧。方面11. 一种设备，包括：主热交换器，其具有连接到烃流体供应且位于所述主热交换器的第一端处的供给管道、位于所述主热交换器的与所述第一端相反的第二端处的产物管道、与所述供给管道和所述产物管道处于流体流连通的流体管道、容纳混合制冷剂的至少一个制冷剂管道，所述主热交换器操作性地构造成提供所述混合制冷剂和所述供给气体之间的间接热交换；以及压缩系统，其操作性地构造成压缩和冷却所述混合制冷剂且使其回到所述主热交换器，所述压缩系统包括包含第一和第二压缩级的多个压缩级、中间冷却器、后冷却器和至少一个混合塔，所述混合塔具有多个平衡级、第一混合塔入口管道和第二混合塔入口管道、蒸气混合塔出口管道和液体混合塔出口管道。方面12. 根据方面11所述的设备，所述设备进一步包括：与所述主热交换器和所述第一压缩级的输入侧处于流体流连通的低压管道、与所述后冷却器和所述第二压缩级的输出侧处于流体流连通的第一高压管道、与所述中间冷却器和所述第一压缩级处于流体流连通的第一中压管道，位于所述后冷却器下游且与所述后冷却器和第一相分离器处于流体流连通的第二高压管道、与所述第一相分离器的上端和所述主热交换器处于流体流连通的高压蒸气管道；以及其中所述第二混合塔入口管道包括第一高压液体管道，其与所述第一相分离器的下端和所述混合塔处于流体流连通，所述液体混合塔出口管道包括中压液体混合制冷剂管道，其与所述混合塔的底端和所述主热交换器处于流体流连通，并且所述蒸气混合塔出口管道包括中压蒸气混合制冷剂管道，其与所述混合塔的顶端处于流体流连通。方面13. 根据方面11或12所述的设备，其中，所述主热交换器包括限定壳空间的壳和位于所述壳内且具有多组盘管的至少一个管束，其中所述多组盘管包括所述供给管道和所述至少一个制冷剂管道。方面14. 根据方面13所述的设备，其中，所述至少一个制冷剂管道中的各个包括暖端和冷端，所述至少一个制冷剂管道中的各个的冷端与所述壳空间处于流体流连通。方面15. 根据方面14所述的设备，其中，所述至少一个制冷剂管道中的第一制冷剂管道的暖端与所述高压蒸气管道处于流体流连通，而所述至少一个制冷剂管道中的第二制冷剂管道的暖端与所述中压液体混合制冷剂管道处于流体流连通。方面16. 根据方面11-15中任一方面所述的设备，其中，所述第一混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：(a)在主热交换器中逆着混合制冷剂而冷却烃流体，所述烃供给气体的冷却会产生产物流；(b)从所述主热交换器抽取低压混合制冷剂流；(c)在至少一个压缩机中的至少两个压缩级中压缩所述低压混合制冷剂流，以产生中压混合制冷剂流和高压蒸气混合制冷剂流；(d)冷却所述中压混合制冷剂流，以产生中压两相混合制冷剂流；(e)冷却所述高压蒸气混合制冷剂流，以产生高压两相混合制冷剂流；(f)将所述高压两相混合制冷剂流分离成高压液体混合制冷剂流和高压蒸气混合制冷剂流；(g)将所述中压两相混合制冷剂流的至少一部分和所述高压液体混合制冷剂流引入到混合塔中；(h)从所述混合塔的底端抽取中压液体混合制冷剂流且从所述混合塔的顶端抽取中压蒸气混合制冷剂流；以及(i)将所述中压液体混合制冷剂流的至少一部分和所述高压蒸气混合制冷剂流的至少一部分供应到所述主热交换器。

【技术特征摘要】
2015.05.08 US 14/7077731.一种方法，包括：(a)在主热交换器中逆着混合制冷剂而冷却烃流体，所述烃供给气体的冷却会产生产物流；(b)从所述主热交换器抽取低压混合制冷剂流；(c)在至少一个压缩机中的至少两个压缩级中压缩所述低压混合制冷剂流，以产生中压混合制冷剂流和高压蒸气混合制冷剂流；(d)冷却所述中压混合制冷剂流，以产生中压两相混合制冷剂流；(e)冷却所述高压蒸气混合制冷剂流，以产生高压两相混合制冷剂流；(f)将所述高压两相混合制冷剂流分离成高压液体混合制冷剂流和高压蒸气混合制冷剂流；(g)将所述中压两相混合制冷剂流的至少一部分和所述高压液体混合制冷剂流引入到混合塔中；(h)从所述混合塔的底端抽取中压液体混合制冷剂流且从所述混合塔的顶端抽取中压蒸气混合制冷剂流；以及(i)将所述中压液体混合制冷剂流的至少一部分和所述高压蒸气混合制冷剂流的至少一部分供应到所述主热交换器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：(j)在从所述混合塔抽取所述中压蒸气混合制冷剂流之后，压缩所述中压蒸气混合制冷剂流，以形成所述高压蒸气混合制冷剂流的一部分。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括通过与流过所述主热交换器的壳侧的混合制冷剂的间接热交换，使流过主热交换器的盘管侧的烃供给气体和混合制冷剂液化，所述烃供给气体的冷却会产生产物流。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(c)包括在多个管束中的至少一个的顶端处从所述主热交换器的盘管侧抽取至少一个经冷却制冷剂流，降低所述至少一个经冷却制冷剂流的压力，然后将降低压力的至少一个经冷却制冷剂流供应到所述主热交换器的壳侧，以冲洗所述多个管束中的至少一个。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括在所述主热交换器的暖端处从所述主热交换器的壳侧抽取壳侧混合制冷剂流。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：(k)从所述主热交换器的盘管侧抽取至少一个经冷却混合制冷剂流，降低所述至少一个经冷却混合制冷剂流的压力，然后将降低压力的至少一个经冷却混合制冷剂供应到所述主热交换器的壳侧。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：(l)在执行步骤(g)之前，使所述高压液体混合制冷剂流膨胀。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(g)包括将所述中压两相混合制冷剂流分离成中压蒸气混合制冷剂流和中压液体混合制冷剂流，将所述中压液体混合制冷剂流和所述高压液体混合制冷剂流引入到所述混合塔中。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：(m)将所述产物流分离成冷蒸气流和液体产物流；(n)将所述中压液体制冷剂流的一部分和所述冷蒸气流供应到辅助热交换器；以及(o)逆着所述冷蒸气流而冷却所述中压液体制冷剂流。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：(p)在执行步骤(o)之后，将所述冷却中压液体制冷剂流供应到所述主热交换器的壳侧。11.一种设备，包括：主热交换器，其具有连接到烃流体供应且位于所述主热交换器的第一端处的供给管道、位于所述主热交换器的与所述第一端相反的第二端处的产物管道、与所述供给管道和所述产物管道处于流体流连通的流体管道、容纳混合制冷剂的至少一个制冷剂管道，所述主热交换器操作性地构造成提供所述混合制冷剂和所述供给气体之间的间接热交换；以及压缩系统，其操作性地构造成压缩和冷却所述混合制冷剂且使其回到所述主热交换器，所述压缩系统包括包含第一和第二压缩级的多个压缩级、中间冷却器和至少一个混合塔，所述混合塔具有多个平衡级、第一混合塔入口管道和第二混合塔入口管道、蒸气混合塔出口管道和液体混合塔出口管道。12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括：与所述主热交换器和所述第一压缩级的输入侧处于流体流连通的低压管道、与后冷却器和所述第二压缩级的输出侧处于流体流连通的第一高压管道、与所述中间冷却器和所述第一压缩级处于流体流连通的第一中压管道，位于所述后冷却器下游且与所述后冷却器和第一相分离器处于流体流连通的第二高压管道、与所述第一相分离器的上端和所述主热交换器处于流体流连通的高压蒸气管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：AA布罗斯托夫，G克里什纳默蒂，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US