用于液化天然气的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于液化天然气（９０）的设备（１０），该设备（１０）至少包括：预冷却热交换器链（１），其包括用于冷却天然气流（９０）的最终热交换器（２ａ）；分配器（４），布置在最终热交换器的上游，用于将天然气流（９０）分离为至少第一和第二天然气子流；至少第一和第二主低温系统（２００、２００′），每个系统（２００、２００′）包括用于液化的天然气（９５、９５′）的出口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。技术背景美国专利US6389844公开这样一种设备和方法。其包括单个共用 的预冷却循环，接着是两个并行布置、同时操作的主液化循环，其中 流过该设备的天然气被液化并过冷却。上述设备和方法的问题是有可能的分布不均匀，原因是天然气通 常将在预冷却循环中部分地冷凝。部分冷凝的气流在并行布置的主液 化循环上的均等分配是复杂的，并且需要额外的设备和控制，结果在 系统上造成增加的压力下降，并且由此造成液化效率的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是使上述问题最小化。此外，本专利技术的目的是提供一种更简单的用于液化气体的设备和 方法。本专利技术的又一目的是提供一种可选的、用于液化气体的设备和方 法，以便在不同市场满足液化天然气的不同要求，特别是关于热值的 不同要求。上述一个或多个目的或其它目的根据本专利技术通过提供用于液化天 然气的设备实现，该设备至少包括-预冷却热交换器链，其包括最终热交换器，可选地，该最终热 交换器之前有一个或多个热交换器，所述最终热交换器设有用于从天 然气流中去除热量的 一 个预冷却制冷剂回路；-用于将天然气流分成至少第一和第二天然气子流的分配器；-至少第一和第二主低温系统，每个系统包括主热交换器，该主 热交换器具有第一热侧，该第一热侧具有设置成分别接收第一和笫二天然气子流的一个入口和用于液化的天然气的出口 ，并且每个系统包 括用于从流过相应主热交换器的第一热侧的天然气中去除热量的主制冷剂回路；其中分配器布置在最终热交换器的上游。惊奇地发现，通过将用于将天然气流分成至少笫一和第二天然气 子流的分配器布置在最终预冷却热交换器的上游，降低了分布不均的 可能性，原因是天然气流可以在其基本上处于单相状态的地点处分离。 本专利技术的重要方面是以非常简单的方式降低了分布不均的可能性。本专利技术的又一优点是—由于天然气流可以在其基本上处于单相状态的地点处分离，-分离不会在天然气回路中造成压力的显著下降，其结果是液化 设备的整体效率增加。上述优点也可在本专利技术所述的中实 现，但是其进一步包括至少两个天然气液体提取单元，其布置在分配 器下游但位于主低温系统的上游。天然气液体提取单元可以布置在预 冷却热交换器链的最终热交换器的上游或下游。其中预冷却热交换器链包括串联布置的两个或更多个热交换器， 或以两级或更多连续级的方式进行预冷却，分配器可以布置在热交换 器链中两个热交换器之间以在连续的预冷却级之间分离天然气流。在具有天然气液体提取单元的实施例中，预冷却制冷剂回路服务 于两个主制冷剂回路，而每个主制冷剂回路由其自己的天然气液体提 取单元服务。这样，液化能力不会受到天然气液体提取能力的限制。本实施例的另一优点是，天然气提取单元不需要按比例增大来适 应于更高的流量。可以看到，在高的天然气生产量下，达到了高压分 离塔的结构和传送的可能性的极限。这个问题通过提供两个并行布置 且同时操作的小塔而得以避免。还可以想象的是，提供两个或更多个 较小的并行的天然气液体提取单元的额外资金成本小于适于处理全部 天然气流的一个大的天然气液体提取单元的资金成本。本专利技术不仅包括其中每个主热交换器专门接收来自天然气液体提取单元之一的蒸气状上部轻馏分的第一组实施例，还包括其中每个主 热交换器接收来自两个或更多个天然气液体提取单元的部分蒸气状上 部轻馏分的第二組实施例。第一组实施例的优点是，设备布置相对直线向前；第二组实施例 的优点是，消除了例如相应蒸气状上部轻馏分的组分和温度中的小变 化形式的分布不均。在另一方面，本专利技术提供一种液化天然气流的方法，该方法至少 包括(a) 以一级或多级的方式预冷却天然气流，所述一级或多级包括 在热交换器链内利用在预冷却制冷剂回路内循环的预冷却制冷剂进行 的最终级；(b) 将天然气流分离成至少第一和第二天然气子流；(c) 利用至少两个主低温系统中的主制冷剂将在步骤(b)中得 到的第一和第二天然气子流进一步冷却成完全冷凝，其中在每个主低 温系统中，主制冷剂在主制冷剂回路中循环；以及(d) 从主低温系统中提取液化的天然气流； 其中将天然气流分离成第一和第二天然气子流在最终的预冷却级的上游进行。 附图说明现在将结合非限制性的附图通过实例详细描述本专利技术，附图中图la示出本专利技术第一组实施例的总体示意流路图；图lb示出本专利技术笫二组实施例的总体示意流路图；图lc示出本专利技术第三组实施例的总体示意流路图；图2示出根据本专利技术的液化设备和工艺的示意图；图3示出根据本专利技术的设备和工艺的更具体的实施例；以及图4示出用于与这些实施例相结合的末端闪蒸单元。具体实施方式为了描述目的，单个参考数字将指定到管线以及管线中传送的天 然气流。相同数字指代相同部件。 参考图la-lc。根据本专利技术用于液化天然气的设备10包括天 然气预冷却热交换器链l、分配器4、两个主低温系统200和200'、以 及可选择的两个天然气液体提取单元100和100'。预冷却热交换器链 l具有用于天然气的入口管线90和用于预冷却的天然气的出口管线 27、 27'。在图la-lc所示实施例中，预冷却热交换器链1包括两个 热交换器2a、 2b，其中热交换器2a为最终热交换器。本领域技术人 员可以理解，链l可以包括多于两个的热交换器。如果需要的话(并 作为优选方式)，链l的热交换器可以为同一制冷剂回路的一部分。分配器4布置在最终热交换器2a的上游。如果链1包括多于两个 的热交换器2a、 2b，分配器可以布置在更上游。优选地，分配器4布 置在形成预冷却热交换器链l的一部分的两个热交换器之间。最终热 交换器2a可以为单个热交换器(见图la和lb),但是也可以是两个 或多个并行的热交换器的组(图lc的2al和2a2)。不言而喻的是， 如果分配器4也布置在热交换器2b的上游，则热交换器2b也可包括 两个或多个并行的热交换器。在图l所示实施例中，分配器4具有至少两个出口 22、 23和出口 管线19、 19'。如图1所示，出口管线19、 19'中的天然气流均在单个 最终热交换器2a中进一步冷却。可选择地，出口管线19、 19'可连接 至分离的、并行的最终热交换器(2al和2a2;如图lc所示)。在根据图la和lb所示的实施例中，每个天然气液体提取单元 100、 100'连接至管线27、 27'，并且具有用于排出重馏分的排出管线 108、 108'和用于排出上部轻馏分的排出管线127、 127'。重馏分包括 天然气液体，其富含较重的组分，例如C3 +组分，上部轻馏分包括不 富含这些较重组分的较贫混合物，并且要被液化。每个主低温系统200、 200'与用于排出液化的天然气的排出管线 95、 95'相连。在图la中，示出了总体实施例，其中每个主低温系统200、 200' 专门与天然气液体提取单元100、 100'之一相连。在图lb中，示出了 总体实施例，其中相应管线127和127'中的来自天然气液体提取单元100和100'的产品流汇聚在一起并在笫二分配器44中重新分配。在该 实施例中，每个主低温系统200和200'由此接收来自两个天然气液体 提取单元100和100'的部分蒸气状上部轻馏分。在图lc中，天然气液体提取单元100和100'布置在预冷却热交换 器链1的最终热交换器2al和2a2的上游。现参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于液化天然气的设备，该设备至少包括：　　　　－预冷却热交换器链，其包括最终热交换器，可选地，该最终热交换器之前是一个或多个热交换器，所述最终热交换器设有用于从天然气流中去除热量的预冷却制冷剂回路；　　　　－用于将天然气流分成至少第一和第二天然气子流的分配器；　　　　－至少第一和第二主低温系统，每个系统包括主热交换器，该主热交换器具有第一热侧，该第一热侧具有设置成分别接收第一和第二天然气子流的一个入口和用于液化的天然气的出口，并且每个系统包括用于从流过相应主热交换器的第一热侧的天然气中去除热量的主制冷剂回路；　　　　其中分配器布置在最终热交换器的上游。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM范德赫拉夫，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]