混合制冷剂液化系统和方法技术方案

用于液化气体的系统包括液化热交换器，其具有适于接收原料气的原料气入口和液化气出口，在气体通过与主制冷通道进行热交换而在热交换器的液化通道中液化之后液化气体经过该液化气出口离开。混合制冷剂压缩机系统被配置成向主制冷通道提供制冷剂。膨胀器分离器与液化热交换器的液化气出口连通，以及冷气体管线与膨胀器分离器流体连通。冷回收热交换器接收来自冷气体管线的冷蒸汽和来自混合制冷剂压缩系统的液体制冷剂，使得制冷剂利用冷蒸汽来冷却。

【技术实现步骤摘要】
混合制冷剂液化系统和方法本申请是申请人于2016年4月11日提交的名称为“混合制冷剂液化系统和方法”的第201680032085.9号(PCT/US2016/026924)专利申请的分案申请。
本专利技术大体涉及用于冷却或液化气体的系统和方法，更具体而言，涉及混合制冷剂液化系统和方法。
技术实现思路
本专利技术主题有若干方面，其可在下面所述及所要求保护的方法、设备和系统中单独或一起实施。这些方面可单独使用或与本文所述主题的其他方面结合使用，并且对这些方面组合的描述无意排除单独使用这些方面或如所附权利要求所述的要求保护单独的或不同组合的这类方面。在一个方面，提供了用于液化气体的系统，其包括具有热端和冷端的液化热交换器，所述热端包括原料气入口，所述冷端包括液化气出口，并且液化通道位于热端与冷端之间。原料气入口适于接收原料气。液化热交换器还包括主制冷剂通道。混合制冷剂压缩系统被配置成向该主制冷剂通道供应制冷剂。膨胀器分离器与液化热交换器的液化气出口连通。冷气管线与膨胀器分离器流体连通。冷回收热交换器具有与冷气管线连通的蒸汽通道和液体通道，其中所述蒸汽通道被配置成接收来自冷气管线的冷蒸汽。该混合制冷剂压缩系统包括与冷回收热交换器流体连通的液体制冷剂出口。所述冷回收热交换器被配置成在液体通道中接收制冷剂以及利用蒸汽通道中的冷蒸汽冷却液体通道中的制冷剂。在另一方面，提供了用于液化气体的方法，其包括向液化热交换器供应原料气，该液化热交换器接收来自混合制冷剂压缩系统的制冷剂。气体利用来自混合制冷剂压缩系统的制冷剂在液化热交换器中被液化，使得产生液体产品。至少部分的所述液体产品膨胀并分离成蒸汽部分和液体部分。蒸汽部分被导向冷回收热交换器。制冷剂从混合制冷剂压缩系统被导向冷回收热交换器。利用蒸汽部分在冷回收热交换器中使制冷剂冷却。在又一方面，提供了用于液化气体的系统，其包括具有热端和冷端的液化热交换器、具有位于所述热端出的入口和位于所述冷端处的出口的液化通道、主冷冻通道和高压制冷剂液体通道。混合制冷剂压缩系统与所述主冷冻通道和高压制冷剂液体通道连通。制冷剂膨胀器分离器具有与所述高压混合制冷剂液体通道连通的入口、与所述主冷冻通道连通的液体出口，以及与所述主冷冻通道连通的蒸汽出口。在又一方面，提供了用于从原料气去除冷冻组分的系统，其包括重质烃热交换器、返回蒸汽通道和回流冷却通道，所述重质烃热交换器具有带有适于与原料气的源连通的入口的原料气冷却通道。该系统还包括洗涤装置，其具有与热交换器的原料气冷却通道的出口连通的原料气入口、与热交换器的返回蒸汽通道连通的返回蒸汽出口、与热交换器的回流冷却通道的入口连通的回流蒸汽出口，以及与热交换器的回流冷却通道的出口连通的回流混合相入口。回流液体组分通道具有均与所述洗涤装置连通的入口和出口。该洗涤装置被配置成使来自回流液体组分通道的出口的回流液体组分流汽化，以便冷却经该洗涤装置的原料气入口进入洗涤装置的原料气流，使得冷冻组分冷凝并经过冷冻组分出口从洗涤装置移除。已处理原料气管线与热交换器的蒸汽返回通道的出口连通。在又一方面，一种用于从原料气去除冷冻组分的方法，包括提供重质烃去除热交换器和洗涤装置。利用热交换器冷却原料气，以产生冷却的原料气流。将冷却的气流导向洗涤装置。将来自洗涤装置的蒸汽导向热交换器，并冷却蒸汽，以产生混合相回流物流。将混合相回流物流导向洗涤装置，以便将液体组分回流物流供应给洗涤装置。液体组分回流物流在洗涤装置中被汽化，使得冷冻组分被冷凝并从洗涤装置中的已冷却原料气流中去除，从而产生已处理原料气蒸汽流。将已处理原料气蒸汽流导向热交换器。使已处理原料气蒸汽流在热交换器中加温，产生适于液化的已加温已处理原料气蒸汽流。附图说明图1是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其具有在主热交换器的冷端的液化气流中的蒸汽/液体分离器，其中，来自分离器的冷端闪蒸气体经过主热交换器被导向至额外的制冷通道；图1A是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其具有在高压中温混合制冷流上的集成一体化蒸汽/液体分离器的液体膨胀器；图2是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其具有在主热交换器的冷端的液化气流中的蒸汽/液体分离器，其中，来自分离器的冷端闪蒸气体被导向冷回收热交换器，用于冷却混合制冷剂；图2A是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其具有在主热交换器的冷端的液化气流中的蒸汽/液体分离器，其中，来自分离器的冷端闪蒸气体经过主热交换器被导向至额外的制冷通道，以及导向至冷回收热交换器，用于冷却混合制冷剂；图3是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其具有在主热交换器的冷端的液化气流中的蒸汽/液体分离器，其中，来自分离器的冷端闪蒸气体被导向至冷回收热交换器，用于冷却混合制冷剂；其中冷回收热交换器还接收来自产品储罐的蒸发气；图4是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其中主热交换器冷端的液化气流被导向至储罐，其中终端闪蒸气体与液体产品分离且来自储罐的终端闪蒸气体和蒸发气被压缩并被导向至冷回收热交换器，用于冷却混合制冷剂；图5是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其中主热交换器冷端的液化气流被导向至储罐，其中终端闪蒸气体与液体产品分离且终端闪蒸气体和来自储罐的蒸发气被压缩并被导向至冷回收热交换器，用于冷却混合制冷剂；图6是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其中原料气首先用重质烃去除热交换器冷却，并且冷冻组分从原料气被去除；图7是示出了混合制冷剂液化系统和方法的流程图和示意图，其中原料气首先用重质烃去除热交换器冷却，并且冷冻组分从原料气被去除。具体实施方式混合制冷剂液化系统和方法的实施方式图示于图1-7中。应注意尽管下面依据使天然气液化产生液化天然气而解释和描述了所述实施方式，然而本专利技术可用于液化其他类型的气体。基本液化处理和混合制冷剂压缩系统可以如Gushanas等的共同拥有的美国专利公开号2011/0226008、美国专利申请号12/726,142中所述，该两篇专利申请的内容通过参考特此引入。通常，参考图1，该系统包括通常以10表示的多路热交换器，其具有热端12和冷端14。该热交换器接收高压天然气进料流16，该高压天然气进料流在冷却或液化通道18中通过与热交换器中的制冷流进行热交换来去除热而被液化。结果，产生液化天然气(LNG)产品流20。该热交换器的多路设计允许数种流方便且能量有效地结合到单一交换器中。合适的热交换器可购自德克萨斯州的TheWoodlands的ChartEnergy&Chemicals,Inc.。可从ChartEnergy&Chemicals,Inc.购得的板翅式多路热交换器提供了物理上紧凑的额外优势。包括热交换器10在内的图1的系统可被配置成执行现有技术中已知的其他气体处理选项。这些处理选项可能需要气流离开及再进入热交换器一次或多次，并且可包括例如天然气液体回收或氮排本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从原料气去除冷冻组分的系统，其包括：/na.具有出口和适于与原料气的源连通的入口的原料气管线；/nb.具有出口和与原料气管线的出口连通的入口的膨胀器，所述膨胀器可操作地连接至装载装置；/nc.重质烃去除热交换器，其具有原料气冷却通道，所述原料气冷却通道具有适于与膨胀器的出口连通的入口、返回蒸汽通道和回流冷却通道；/nd.洗涤装置，其具有：/ni)与热交换器的原料气冷却通道的出口连通的原料气入口；/nii)与热交换器的返回蒸汽通道的入口连通的返回蒸汽出口；/niii)与热交换器的回流冷却通道的入口连通的回流蒸汽出口；/niv)与热交换器的回流冷却通道的出口连通的回流混合相入口；/ne.具有入口和与洗涤装置连通的出口的回流液体组分通道；/nf.所述洗涤装置被配置成使来自回流液体组分通道的出口的回流液体组分流蒸发，从而冷却经由洗涤装置的原料气入口进入洗涤装置的原料气流，使得冷冻组分被冷凝且经冷冻组分出口从洗涤装置中被去除；和/ng.与热交换器的蒸汽返回通道的出口连通的已处理原料气管线。/n

【技术特征摘要】
20150410 US 62/145,929;20150908 US 62/215,5111.一种用于从原料气去除冷冻组分的系统，其包括：
a.具有出口和适于与原料气的源连通的入口的原料气管线；
b.具有出口和与原料气管线的出口连通的入口的膨胀器，所述膨胀器可操作地连接至装载装置；
c.重质烃去除热交换器，其具有原料气冷却通道，所述原料气冷却通道具有适于与膨胀器的出口连通的入口、返回蒸汽通道和回流冷却通道；
d.洗涤装置，其具有：
i)与热交换器的原料气冷却通道的出口连通的原料气入口；
ii)与热交换器的返回蒸汽通道的入口连通的返回蒸汽出口；
iii)与热交换器的回流冷却通道的入口连通的回流蒸汽出口；
iv)与热交换器的回流冷却通道的出口连通的回流混合相入口；
e.具有入口和与洗涤装置连通的出口的回流液体组分通道；
f.所述洗涤装置被配置成使来自回流液体组分通道的出口的回流液体组分流蒸发，从而冷却经由洗涤装置的原料气入口进入洗涤装置的原料气流，使得冷冻组分被冷凝且经冷冻组分出口从洗涤装置中被去除；和
g.与热交换器的蒸汽返回通道的出口连通的已处理原料气管线。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述装载装置是压缩机，且所述热交换器的蒸汽返回通道的出口与所述压缩机的入口连通以及所述压缩机的出口与所述已处理原料气管线连通。


3.如权利要求2所述的系统，还包括与压缩机连接以向压缩机提供额外功率的发动机。


4.如权利要求2所述的系统，还包括与压缩机和已处理原料气管线连通的附加压缩机级以及连接至该附加压缩机级以为该附加压缩机级提供动力的发动机。


5.如权利要求1所述的系统，其中所述装载装置为发电机。


6.如权利要求1所述的系统，其还包括加热装置，其具有与原料气管线的出口连通的入口和与膨胀器的入口连通的出口。


7.如权利要求1所述的系统，还包括膨胀装置，且其中热交换器包括第一混合制冷剂通道和第二混合制冷剂通道，所述第一混合制冷剂通道具有适于与混合制冷剂的源连通的入口和与膨胀装置的入口连通的出口，且所述第二混合制冷剂通道具有与膨胀装置的出口连通的入口。


8.如权利要求7所述的系统，其中所述膨胀装置是焦耳-汤姆森阀。


9.如权利要求1所述的系统，还包括膨胀装置，其具有与洗涤装置的返回蒸汽出口连通的入口和与热交换器的返回蒸汽通道的入口连通的出口。


10.如权利要求9所述的系统，其中所述膨胀装置是焦耳-汤姆森阀。


11.如权利要求1所述的系统，其中热交换器包括具有与洗涤装置的冷冻组分出口连通的入口的制冷回收通道。


12.如权利要求11所述的系统，其中热交换器的制冷回收通道具有与凝液汽提系统连通的出口。


13.如权利要求1所述的系统，其中洗涤装置的冷冻组分出口与凝液汽提系统连通。


14.一种用于液化气体的系统，其包括：
a.具有热端和冷端以及具有在热端的入口和在冷端的出口的液化通道的液化热交换器；
b.与所述液化热交换器连通且适于冷却所述液化通道的混合制冷剂压缩系统；
c.连接至液化通道的出口的液化气出口管线；
d.具有出口和适于与原料气的源连通的入口的原料气管线；
e.具有出口和与原料气管线的出口连通的入口的膨胀器，所述膨胀器可操作连接至装载装置；
f.重质烃去除热交换器，其具有带有适于与膨胀器的出口连通的入口的原料气冷却通道、返回蒸汽通道和回流冷却通道；
g.洗涤装置，其具有：
i)与去除热交换器的原料气冷却通道的出口连通的原料气入口；
ii)与去除热交换器的返回蒸汽通道的入口连通的返回蒸汽出口；
iii)与去除热交换器的回流冷却通道的入口连通的回流蒸汽出口；
iv)与去除热交换器的回流冷却通道的出口连通的回流混合相入口；
h.具有入口和与洗涤装置连通的出口的回流液体组分通道；
i.所述洗涤装置被配置成使来自回流液体组分通道的出口的回流液体组分流蒸发，从而冷却经洗涤装置的原料气入口进入洗涤装置的原料气流，使得冷冻组分被冷凝且通过冷冻组分出口从洗涤装置去除；和
j.与热交换器的蒸汽返回通道的出口和与液化热交换器的液化通道的入口连通的已处理原料气管线。


15.如权利要求14所述的系统，其中所述装载装置是压缩机，其具有与热交换器的蒸汽返回通道的出口连通的入口和经由已处理原料气管线与液化热交换器的液化通道连通的出口。


16.如权利要求15所述的系统，还包括与压缩机连接以向压缩机提供额外功率的发动机。


17.如权利要求15所述的系统，还包括与压缩机和液化热交换器的液化通道连通的附加压缩机级以及连接至该附加压缩机级以为该附加压缩机级提供动力的发动机。


18.如权利要求14所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：DA迪科特，TP古沙纳斯，MR格兰维尔，
申请(专利权)人：查特能源化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US