基于改进的高斯瓦米循环的具有灵活性的气体加工装置废热至电力和冷却的转换制造方法及图纸

系统包括：废热回收热交换器，其被配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；和改进的高斯瓦米循环能量转换系统。改进的高斯瓦米能量转换系统包括：第一组热交换器，其被配置为通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热；和第二组热交换器，其被配置为将工作流体的第二部分加热。改进的高斯瓦米能量转换系统包括精馏塔，其被配置为接收工作流体的经加热的第一和第二部分以及工作流体的第三部分并且输出塔顶排出流和液体流，工作流体的第三部分处于比工作流体的经加热的第一和第二部分低的温度。改进的高斯瓦米能量转换系统包括：冷却子系统，其包括一个或多个冷却元件，其被配置为通过与塔顶排出流的交换将激冷流体流冷却；和涡轮机，其被配置为由工作流体的液体流发电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于改进的高斯瓦米循环的具有灵活性的气体加工装置废热至电力和冷却的转换优先权要求本申请要求于2015年8月24日提交的美国专利申请号62/209,147和于2015年12月22日提交的美国专利申请号14/978,277的优先权，其完整内容通过引用并入本文。背景在通常的储层中可以发现天然气和原油。在一些情况下，气体加工装置可以通过去除常见的污染物，如水、二氧化碳和硫化氢来纯化原料天然气。污染天然气的物质中的一些具有经济价值并且可以进一步加工或销售或两者。原油相关气体加工装置通常将大量废热释放到环境中。概述在一个方面，系统包括废热回收热交换器，所述废热回收热交换器被配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；和改进的高斯瓦米循环能量转换系统。改进的高斯瓦米能量转换系统包括第一组能量转换系统热交换器，所述第一组能量转换系统热交换器被配置为通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热，所述工作流体包含氨和水。所述改进的高斯瓦米能量转换系统包括第二组能量转换系统热交换器，所述第二组能量转换系统热交换器被配置为将所述工作流体的第二部分加热，所述第二组能量转换系统热交换器包括：第一热交换器，所述第一热交换器被配置为通过与所述工作流体的液体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；和第二热交换器，所述第二热交换器被配置为接收来自所述第一热交换器的所述工作流体的所述第二部分并且通过与所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热。所述改进的高斯瓦米能量转换系统包括精馏塔，所述精馏塔被配置为接收所述工作流体的经加热的第一和第二部分以及所述工作流体的第三部分并且输出塔顶排出流和液体流，所述工作流体的所述第三部分处于比所述工作流体的所述经加热的第一和第二部分低的温度。所述改进的高斯瓦米能量转换系统包括冷却子系统，所述冷却子系统包括一个或多个冷却元件，所述一个或多个冷却元件被配置为通过与所述塔顶排出流的交换将激冷流体流冷却。所述改进的高斯瓦米能量转换系统包括涡轮机，所述涡轮机被配置为由所述工作流体的所述液体流发电。实施方案可以包括以下特征中的一种或多种。所述第一和第二组能量转换系统热交换器被配置为将所述工作流体的各个第一和第二部分加热到190°F至200°F的温度。当被所述精馏塔接收时，所述工作流体的所述第三部分的温度为80°F至90°F。所述工作流体在所述工作流体的所述第一和第二部分中的量与所述工作流体在所述工作流体的所述第三部分中的量之间的比率是可调整的。所述比率的调整使得能够调整通过所述冷却子系统提供的冷却能力。所述比率为至少0.95。所述冷却子系统被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少200MMBtu/h(百万英热单位(millionBritishthermalunits，Btu)/小时)的装置内冷却能力。所述冷却子系统被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少1400MMBtu/h的环境空气冷却能力。所述一个或多个冷却元件包括：至少一个装置内冷却元件，所述至少一个装置内冷却元件被配置为将在所述原油相关气体加工装置中用于装置内冷却的装置内激冷流体流冷却；和至少一个环境冷却元件，所述至少一个环境冷却元件被配置为将用于环境空气冷却的环境激冷流体流冷却。所述冷却子系统包括第二冷却元件，所述第二冷却元件被配置为将来自所述精馏塔的所述塔顶排出流冷却。所述一个或多个冷却元件被配置为通过与经冷却的塔顶排出流的交换将所述激冷流体流冷却。所述冷却元件中的一个或多个具有50MMBtu/h至150MMBtu/h的热负荷。所述冷却元件中的一个或多个具有1200MMBtu/h至1600MMBtu/h的热负荷。所述冷却元件中的每个都被配置为将所述激冷流体流冷却到35°F至45°F的温度。所述涡轮机被配置为产生至少1MW(兆瓦)的电力。所述系统包括泵，所述泵被配置为将所述工作流体泵至10巴至15巴的压力。所述系统包括蓄积罐，其中所述加热流体流从所述蓄积罐流过废热回收交换器，流过所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统，并且流回到所述蓄积罐。所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置的入口区域中的液塞捕集器的蒸气流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与来自在所述气体加工装置中的二甘醇胺(DGA)汽提塔的输出流的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的脱硫气体流和销售气体流中的一种或多种的交换将所述加热流体流加热。所述废热回收热交换器被配置为通过与在所述气体加工装置中的气体加工装置的丙烷制冷单元中的丙烷集管的交换将所述加热流体流加热。在一个方面，方法包括经由废热回收交换器通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；和在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生冷却能力。在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生冷却能力包括经由第一组能量转换热交换器通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热，所述工作流体包含氨和水。在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生冷却能力包括经由第二组能量转换热交换器将所述工作流体的第二部分加热，其包括经由第一热交换器通过与所述工作流体的液体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；和经由第二热交换器通过与所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热。在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生冷却能力包括在精馏塔中接收所述工作流体的经加热的第一和第二部分以及所述工作流体的第三部分，所述工作流体的所述第三部分处于比所述工作流体的所述经加热的所述第一和第二部分低的温度。在改进的高斯瓦米循环能量转换系统中产生冷却能力包括：通过与来自所述精馏塔的塔顶排出流的交换将激冷流体流冷却；和通过涡轮机由所述工作流体的所述液体流发电。实施方案可以包括以下特征中的一种或多种。经由各个第一和第二组能量转换热交换器将所述工作流体的所述第一和第二部分加热包括将所述工作流体的所述第一和第二部分加热到190°F至200°F的温度。当被所述精馏塔接收时，所述工作流体的所述第三部分的温度为80°F至90°F。所述方法包括调整所述工作流体在所述工作流体的所述第一和第二部分中的量与所述工作流体在所述工作流体的所述第三部分中的量之间的比率。调整所述比率使得能够调整通过所述冷却子系统提供的冷却能力。冷却所述激冷流体流包括：经由装置内冷却元件将在所述原油相关气体加工装置中用于装置内冷却的装置内激冷流体流冷却；和经由环境冷却元件将用于环境空气冷却的环境激冷流体流冷却。将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少200MMBtu/h的装置内冷却能力。将所述激冷流体流冷却包括将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少1400MMBtu/h的环境空气冷却能力。所述方法包括将来自所述精馏塔的所述塔顶排出流冷却。将所述激冷流体流冷却包括通过与经冷却的塔顶排出流的交换将所述激冷流体流冷却。所述方法包括使所述加热流体流从蓄积罐流过所述废热回收交换器，流过所述改进的高斯瓦米循环能量转换系统，并且流回到所述蓄积罐。所述方法包括通过与来自在所述气体加工装置的入口区域中的液塞捕集器的蒸气流的交换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，所述系统包括：废热回收热交换器，所述废热回收热交换器被配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；和改进的高斯瓦米能量转换系统，所述改进的高斯瓦米能量转换系统包括：第一组能量转换系统热交换器，所述第一组能量转换系统热交换器被配置为通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热，所述工作流体包含氨和水；第二组能量转换系统热交换器，所述第二组能量转换系统热交换器被配置为将所述工作流体的第二部分加热，所述第二组能量转换系统热交换器包括：第一热交换器，所述第一热交换器被配置为通过与所述工作流体的液体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；和第二热交换器，所述第二热交换器被配置为接收来自所述第一热交换器的所述工作流体的所述第二部分并且通过与所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；精馏塔，所述精馏塔被配置为接收所述工作流体的经加热的第一和第二部分以及所述工作流体的第三部分并且输出塔顶排出流和液体流，所述工作流体的所述第三部分处于比所述工作流体的所述经加热的第一和第二部分低的温度；冷却子系统，所述冷却子系统包括一个或多个冷却元件，所述一个或多个冷却元件被配置为通过与所述塔顶排出流的交换将激冷流体流冷却；和涡轮机，所述涡轮机被配置为由所述工作流体的所述液体流发电。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.24 US 62/209,147;2015.12.22 US 14/978,2771.一种系统，所述系统包括：废热回收热交换器，所述废热回收热交换器被配置为通过与在原油相关气体加工装置中的热源的交换将加热流体流加热；和改进的高斯瓦米能量转换系统，所述改进的高斯瓦米能量转换系统包括：第一组能量转换系统热交换器，所述第一组能量转换系统热交换器被配置为通过与经加热的加热流体流的交换将工作流体的第一部分加热，所述工作流体包含氨和水；第二组能量转换系统热交换器，所述第二组能量转换系统热交换器被配置为将所述工作流体的第二部分加热，所述第二组能量转换系统热交换器包括：第一热交换器，所述第一热交换器被配置为通过与所述工作流体的液体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；和第二热交换器，所述第二热交换器被配置为接收来自所述第一热交换器的所述工作流体的所述第二部分并且通过与所述经加热的加热流体流的交换将所述工作流体的所述第二部分加热；精馏塔，所述精馏塔被配置为接收所述工作流体的经加热的第一和第二部分以及所述工作流体的第三部分并且输出塔顶排出流和液体流，所述工作流体的所述第三部分处于比所述工作流体的所述经加热的第一和第二部分低的温度；冷却子系统，所述冷却子系统包括一个或多个冷却元件，所述一个或多个冷却元件被配置为通过与所述塔顶排出流的交换将激冷流体流冷却；和涡轮机，所述涡轮机被配置为由所述工作流体的所述液体流发电。2.权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二组能量转换系统热交换器被配置为将所述工作流体的各个第一和第二部分加热到190°F至200°F的温度。3.权利要求1所述的系统，其中当被所述精馏塔接收时，所述工作流体的所述第三部分的温度为80°F至90°F。4.权利要求1所述的系统，其中所述工作流体在所述工作流体的所述第一和第二部分中的量与所述工作流体在所述工作流体的所述第三部分中的量之间的比率是可调整的。5.权利要求4所述的系统，其中所述比率的调整使得能够调整通过所述冷却子系统提供的冷却能力。6.权利要求4所述的系统，其中所述比率为至少0.95。7.权利要求1所述的系统，其中所述冷却子系统被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少200MMBtu/h的装置内冷却能力。8.权利要求1所述的系统，其中所述冷却子系统被配置为将所述激冷流体流的至少一部分冷却以产生至少1400MMBtu/h的环境空气冷却能力。9.权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个冷却元件包括：至少一个装置内冷却元件，所述至少一个装置内冷却元件被配置为将在所述原油相关气体加工装置中用于装置内冷却的装置内激冷流体流冷却；和至少一个环境冷却元件，所述至少一个环境冷却元件被配置为将用于环境空气冷却的环境激冷流体流冷却。10.权利要求1所述的系统，其中所述冷却子系统包括第二冷却元件，所述第二冷却元件被配置为将来自所述精馏塔的所述塔顶排出流冷却；并且其中所述一个或多个冷却元件被配置为通过与经冷却的塔顶排出流的交换将所述激冷流体流冷却。11.权利要求1所述的系统，其中所述冷却元件中的一个或多个具有50MMBtu/h至150MMBtu/h的热负荷。12.权利要求1所述的系统，其中所述冷却元件中的一个或多个具有1200MMBtu/h至1600MMBtu/h的热负荷。13.权利要求1所述的系统，其中所述冷却元件中的每个都被配置为将所述激冷流体流冷却到35°F至45°F的温度。14.权利要求1所述的系统，其中所述涡轮机被配置为产生至少1MW的电力。15.权利要求1所述的系统，所述系统包括泵，所述泵被配置为将所述工作流体泵至10巴至15巴的压力。16.权利要求1所述的系统，所述系统包括蓄积罐，其中所述加热流体流从所述蓄积罐流过废热回收交换器，流过所述改进的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：马哈茂德·巴希耶·马哈茂德·努尔丁，阿克拉姆·哈米德·穆罕默德·卡迈勒，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA