BR102013008437A2 - method for drying and liquefying a natural gas stream, equipment for drying and liquefying a natural gas stream - Google Patents

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Adam Adrian Brostow
Glenn Eugene Kinard
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Air Prod & Chem
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Abstract

método para secar e liquefazer uma corrente de gas natural, equipamento para secar e liquefazer uma corrente de gas natural um método e um equipamento para a secagem e liquefaçâo de uma corrente de gás natural são descritos, em que: (a) a corrente de alimentação de gás natural contendo água fé resfriada, ü? a. corrente cka alimentação cka gás natural resfriada ëë secada ea resfriada ainda nwú?h (c) a corrente de gás natural resfriada anidra e aquecida, (d) a corrente cke gas znatural anidra. reaquecicüà e resfriada ea liquefeita. e ;pelo :menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida e resfriada por troca termica indireta em contracorrente com um refrigerante frio expandido, e mú a corrente cn; correntes c%â refrigerante fria. comprimida s£m› expandidas, ea desse rmxk> resfriadas ainda mais, de modo a fornecer o referido refrigerante frio expandido; onde o resfriamento da corrente de alimentação de gas natural na etapa (a) e o aquecimento da corrente de gas natural anidra resfriada na etapa (c) é por troca termica indireta entre as referidas duas correntes.method for drying and liquefying a natural gas stream, equipment for drying and liquefying a natural gas stream a method and equipment for drying and liquefying a natural gas stream are described, wherein: (a) the supply stream of natural gas containing chilled authentic water, ü? The. cka stream feed cka cooled natural gas ëë dried and still cooled nwú? h (c) the anhydrous and heated cooled natural gas stream, (d) the anhydrous znatural cke gas stream. reheated and cooled and liquefied. and at least one indirect heat exchange compressed and cooled refrigerant feed stream countercurrent with an expanded cold refrigerant, and the current cn; currents c% â cold refrigerant. compressed are expanded, and that compressed are further cooled to provide said expanded cold refrigerant; wherein the cooling of the natural gas feed stream in step (a) and the heating of the cooled anhydrous natural gas stream in step (c) is by indirect thermal exchange between said two streams.

Description

MÉTODO PARA SECAR E LIQUEFAZER UMA CORRENTE DE GÁS NATURAL, EQUIPAMENTO PARA SECAR E LIQUEFAZER UMA CORRENTE DE GÁS NATURALMETHOD FOR DRYING AND LIQUIDATING A NATURAL GAS CURRENT, EQUIPMENT FOR DRYING AND LIQUIDATING A NATURAL GAS CURRENT

Fundamentos a Invenção A presente invenção está relacionada a um método e equipamento para a secagem e liquefação de uma corrente de gás natural.Background to the Invention The present invention relates to a method and equipment for drying and liquefying a natural gas stream.

Quando uma corrente de gás natural contém água, é necessário primeiramente secar a corrente para remover toda, ou substancialmente a totalidade, da água ali contida antes da realização da liquefação do gás natural. A fim de remover a água (e outras impurezas, tais como o mercúrio) do gás natural, antes de sua liquefação, é muito comum a prática de primeiramente resfriar a temperatura da alimentação abaixo da temperatura ambiente, especialmente quando a temperatura ambiente é alta.When a natural gas stream contains water, it is first necessary to dry the stream to remove all or substantially all of the water contained therein before liquefying the natural gas. In order to remove water (and other impurities, such as mercury) from natural gas, prior to liquefaction, it is very common to first cool the feed temperature below room temperature, especially when the room temperature is high.

Um exemplo de um ciclo de liquefação, que inclui uma tal etapa de pré-resfriamento é o ciclo de refrigerante misto de propano pré-resfriado ("C3MR"). Em tais métodos, o propano (ou um diferente refrigerante liquido de um ciclo de compressão de vapor), pode ser utilizado para resfriar a alimentação de gás natural a uma temperatura desejada antes da etapa de secagem ocorrer. Em seguida, o mesmo refrigerante liquido pode ser utilizado a uma pressão mais baixa para resfriar ainda mais a alimentação já seca, antes da referida alimentação a ser introduzida no trocador de calor criogênico principal ("MCHE"). O refrigerante utilizado para a liquefação, por exemplo, refrigerante misto ("MR"), também é pré-resfriado até aproximadamente a mesma temperatura. Portanto, todos os fluxos que entram na extremidade quente do MCHE estão aproximadamente na mesma temperatura, minimizando desse modo as tensões térmicas no MCHE. A pré-resfriamento de um gás que contém água natural, pode representar um problema adicional. Isto é, se a temperatura do gás natural durante esta etapa de resfriamento não estiver rigorosamente controlada, pode haver um risco de formação de hidrato. O uso de um refrigerante liquido de um único componente, tal como propano, que é vaporizado para pré-resfriar o gás natural de alimentação permite um bom controle da temperatura, porque em qualquer dada pressão a temperatura na qual um tal refrigerante vaporiza não irá variar (enquanto que, por exemplo, com uma corrente de refrigerante mista a temperatura de vaporização irá variar com quaisquer alterações na relação dos diferentes refrigerantes presentes na corrente, bem como com quaisquer alterações na pressão da corrente).An example of a liquefaction cycle that includes such a pre-cooling step is the pre-cooled propane mixed refrigerant ("C3MR") cycle. In such methods, propane (or a different liquid refrigerant from a vapor compression cycle) may be used to cool the natural gas feed to a desired temperature before the drying step occurs. The same liquid refrigerant may then be used at a lower pressure to further cool the already dry feed prior to said feed being introduced into the main cryogenic heat exchanger ("MCHE"). The refrigerant used for liquefaction, eg mixed refrigerant ("MR"), is also pre-cooled to approximately the same temperature. Therefore, all flows entering the hot end of the MCHE are at approximately the same temperature, thereby minimizing the thermal stresses in the MCHE. Pre-cooling a gas containing natural water may pose an additional problem. That is, if the temperature of natural gas during this cooling step is not tightly controlled, there may be a risk of hydrate formation. The use of a single component liquid refrigerant such as propane which is vaporized to pre-cool the natural supply gas allows good temperature control because at any given pressure the temperature at which such refrigerant vaporizes will not vary. (whereas, for example, with a mixed refrigerant stream the vaporization temperature will vary with any changes in the ratio of different refrigerants present in the stream as well as any changes in chain pressure).

Um exemplo do estado da técnica que lida com a formação de hidraios em um ciclo C3MR é o descrito na Patente norte americana U.S. No. 4.755.200, cuja divulgação é aqui incorporada por referência, em que a alimentação de gás natural é resfriada através de um único ciclo de compressão de vapor de um único componente antes da remoção da água. O gás natural seco resultante é ainda resfriado por meio de troca térmica indireta com o vapor do refrigerante misto proveniente do MCHE antes de ser alimentado ao MCHE.An example of the prior art dealing with the formation of hydros in a C3MR cycle is that described in US Patent No. 4,755,200, the disclosure of which is incorporated herein by reference, wherein the natural gas feed is cooled by a single-component steam compression cycle prior to water removal. The resulting dry natural gas is further cooled by indirect heat exchange with the mixed refrigerant vapor from the MCHE before being fed to the MCHE.

Todavia, uma desvantagem com o processo C3MR discutido na Patente norte americana U.S. No. 4.755.200, e em outros tais processos em que um refrigerante liquido de componente único em um ciclo de compressão de vapor é usado para pré-resfriar a alimentação de gás natural antes da liquefação do gás natural em um MCHE que utiliza um refrigerante misto, é que eles exigem a utilização de um circuito de refrigeração adicional (ou seja, o propano ou outro 'loop' de componente único). Isso aumenta tanto a pegada e os custos de investimento da instalação de 1iquefação.However, a disadvantage with the C3MR process discussed in US Patent No. 4,755,200, and in other such processes wherein a single component liquid refrigerant in a vapor compression cycle is used to pre-cool the gas feed. The natural thing before liquefying natural gas in an MCHE that uses a mixed refrigerant is that they require the use of an additional cooling circuit (ie propane or other single component loop). This increases both the footprint and investment costs of the liquefaction facility.

Existem também ciclos conhecidos de liquefação de gás natural que não envolve o uso de propano para o pré-resfriamento da corrente de alimentação de gás natural. Estes incluem o ciclo único de refrigerante misto ("SMR"), tal como, por exemplo, aquele descrito na Patente norte americana U.S. No. 6.347.531, o ciclo duplo de refrigerante misto ("DMR"), como, por exemplo, o descrito na Patente norte americana U.S. No. 6.119.479, e o ciclo da reciclagem de nitrogênio ("reciclo de N2"), tal como, por exemplo, aquele descrito na patente norte americana US 2010/0122551, cujas divulgações de cada uma delas aqui se incorporam por referência.There are also known natural gas liquefaction cycles that do not involve the use of propane to pre-cool the natural gas feed stream. These include the mixed refrigerant single cycle ("SMR"), such as, for example, that described in US Patent No. 6,347,531, the mixed refrigerant double cycle ("DMR"), for example, described in US Patent No. 6,119,479, and the nitrogen recycling cycle ("N2 recycle"), such as, for example, that described in US Patent 2010/0122551, the disclosures of which each of them are incorporated herein by reference.

Em tais métodos de uma parcela do refrigerante (MR ou nitrogênio gasoso) pode ser retirada de um dos circuitos principais de refrigeração e usada para resfriar a alimentação antes da remoção da água. Uma vez que o MR, ou um refrigerante gasoso puro, tal como nitrogênio, proporcionam refrigeração ao longo de uma faixa de temperaturas, fica difícil controlar a temperatura para evitar a formação de hidratos. Além disso, a composição do MR está otimizada para proporcionar refrigeração a temperaturas mais baixas, e o ciclo de reciclo de nitrogênio (ciclo de Brayton reverso) é inerentemente ineficiente em temperaturas mais quentes. Do ponto de vista da eficiência, é necessário minimizar o trabalho do pré-resfrlamento. A Patente norte americana U.S. No. 6.793.712, cuja divulgação é aqui incorporada por referência, descreve um processo em cascata, onde a alimentação de gás natural contendo água é primeiramente seca e em seguida expandida em um expansor isentrópico. O gás natural frio resultante é aquecido em um primeiro trocador de calor e, em seguida, em um segundo trocador de calor, antes da remoção do gás ácido. Em seguida, ele é resfriado novamente por troca térmica indireta com o gás natural frio do segundo trocador de calor antes de mais remoção de água, sendo em seguida novamente resfriado no primeiro trocador de calor, novamente por troca térmica indireta com o gás natural frio. O gás natural é então adicionalmente resfriado e liquefeito. A desvantagem de um tal processo é que ele requer pelo menos uma peça de maquinário giratório (isto é, o expansor isentrópico) e dois trocadores de calor (ou um trocador de calor com cabeçotes paralelos), e a reduzida pressão da alimentação resultante da expansão no expansor isentrópico reduz a eficiência da liquefação.In such methods a portion of the refrigerant (MR or gaseous nitrogen) may be removed from one of the main refrigerant circuits and used to cool the feed prior to water removal. Since MR, or a pure gaseous refrigerant such as nitrogen, provides cooling over a temperature range, it is difficult to control the temperature to prevent hydrate formation. In addition, the MR composition is optimized for cooling at lower temperatures, and the nitrogen recycle cycle (reverse Brayton cycle) is inherently inefficient at warmer temperatures. From an efficiency standpoint, pre-cooling work needs to be minimized. U.S. Patent No. 6,793,712, the disclosure of which is incorporated herein by reference, describes a cascade process wherein the water-containing natural gas feed is first dried and then expanded in an isentropic expander. The resulting cold natural gas is heated in a first heat exchanger and then in a second heat exchanger before the acid gas is removed. It is then cooled again by indirect heat exchange with the cold natural gas of the second heat exchanger before further removal of water, and then cooled again on the first heat exchanger, again by indirect heat exchange with the cold natural gas. The natural gas is then additionally cooled and liquefied. The disadvantage of such a process is that it requires at least one piece of rotating machinery (i.e. the isentropic expander) and two heat exchangers (or a parallel head heat exchanger), and the reduced feed pressure resulting from the expansion. in the isentropic expander reduces the efficiency of liquefaction.

Existe dessa forma uma necessidade na arte quanto a ciclos alternativos e/ou ciclos melhorados de liquefação do gás natural (tais como, mas não limitado a, ciclos de SMR, DMR, e os ciclos de reciclo de N2) em situações onde a alimentação de gás natural é exigida a ser pré-resfriada antes da remoção da água. É um objetivo das modalidades da presente invenção proporcionar um ciclo de liquefação em que as diferenças de temperatura na parte inferior do MCHE sejam minimizadas, e a eficiência global do ciclo de liquefação seja otimizada. É ainda um objetivo das modalidades preferidas da presente invenção proporcionar um bom controle da temperatura durante o pré-resfriamento da alimentação de gás natural de modo a evitar ou minimizar a formação de hidrato.There is thus a need in the art for alternative and / or improved natural gas liquefaction cycles (such as, but not limited to, SMR, DMR, and N2 recycle cycles) in situations where feed from Natural gas is required to be pre-cooled before water removal. It is an object of embodiments of the present invention to provide a liquefaction cycle where temperature differences at the bottom of the MCHE are minimized, and the overall efficiency of the liquefaction cycle is optimized. It is a further object of preferred embodiments of the present invention to provide good temperature control during the pre-cooling of the natural gas feed to prevent or minimize hydrate formation.

Breve Sumário da Invenção De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção um método para a secagem e liquefação de uma corrente de gás natural é fornecido, o método compreendendo: (a) resfriar urna corrente de alimentação de gás natural, que contém água, para produzir uma corrente de gás natural resfriada; (b) remoção da água e resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada para produzir uma corrente de gás natural resfriada anidra; (c) aquecer a corrente de gás natural resfriada anidra para produzir uma corrente de gás natural anidra reaquecida; (d) resfriar e liquefazer a corrente de gás natural anidra reaquecida e resfriar pelo menos uma corrente d.e alimentação de refrigerante comprimida por meio de troca térmica indireta em contracorrente com um refrigerante frio expandido, para produzir uma corrente de produto gás natural liquefeito, pelo menos, uma corrente de refrigerante fria comprimida, e uma corrente de refrigerante aquecida expandida; e (e) expandir e resfriar ainda mai s a corrente ou as correntes de refrigerante liquido comprimido para proporcionar o referido refrigerante frio expandido; em que o resfriamento da corrente de alimentação de gás natural, na etapa (a) , e o aquecimento da corrente de gás natural resfriada anidra na etapa (c) se faz por troca térmica indireta entre as referidas duas correntes.Brief Summary of the Invention According to a first aspect of the present invention a method for drying and liquefying a natural gas stream is provided, the method comprising: (a) cooling a water-containing natural gas stream to produce a cooled natural gas stream; (b) removing water and further cooling the cooled natural gas feed stream to produce an anhydrous cooled natural gas stream; (c) heating the anhydrous cooled natural gas stream to produce a reheated anhydrous natural gas stream; (d) cooling and liquefying the reheated anhydrous natural gas stream and cooling at least one compressed refrigerant feed stream by indirect heat exchange countercurrent with an expanded cold refrigerant to produce at least one liquefied natural gas product stream. a cold compressed refrigerant stream and an expanded heated refrigerant stream; and (e) further expanding and cooling the compressed liquid refrigerant stream or streams to provide said expanded cold refrigerant; wherein the cooling of the natural gas feed stream in step (a) and the heating of the anhydrous cooled natural gas stream in step (c) is by indirect thermal exchange between said two streams.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, um equipamento para a secagem e de liquefação de uma corrente de gás natural é fornecido, o equipamento compreendendo: um trocador de calor economizador para receber uma corrente de alimentação de gás natural contendo água e uma corrente de gás natural resfriada anidra e para resfriar a corrente de alimentação de gás natural contendo água e aquecer a corrente de gás natural resfriada anidra por troca térmica indireta mútua, de modo a produzir uma corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água e uma corrente de gás natural anidra reaquecida; remoção da água da alimentação de gás natural e dos sistemas de resfriamento da alimentação de gás natural, em comunicação continua com o trocador de calor economizador e mutuamente, para receber a corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água proveniente do trocador de calor economizador, secar e resfriar ainda mais a referida corrente, e retornar a corrente de gás natural resfriada anidra resultante para o trocador de calor economizador; um trocador de calor criogênico principal para resfriar e liquefazer a corrente de gás natural anidra reaquecida e para resfriar pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida por troca térmica indireta em contracorrente com um refrigerante frio expandido, de modo a produzir uma corrente de produto gás natural liquefeito, pelo menos uma corrente de refrigerante fria comprimida, e uma correnre de refrigerante aquecida expandida; um arranjo de dutos para transferir a corrente de gás natural anidra reaquecida proveniente do trocador de calor economizador para a extremidade quente do trocador de calor criogênico principal, e para extrair a corrente de produto gás natural liquefeito da extremidade fria do trocador de calor criogênico principal; e um sistema de expansão do refrigerante, em comunicação continua com o trocador de calor criogênico principal, para receber pelo menos uma corrente de refrigerante fria comprimida proveniente da extremidade fria do trocador de calor criogênico, expandir e desse modo resfriar ainda mais o referido refrigerante frio, e retornar o refrigerante frio expandido para a extremidade fria do trocador de calor criogênico.According to a second aspect of the present invention, an equipment for drying and liquefying a natural gas stream is provided, the equipment comprising: an economizer heat exchanger for receiving a water-containing natural gas feed stream and a stream anhydrous cooled natural gas and to cool the water-containing natural gas feed stream and heat the anhydrous cooled natural gas stream by mutual indirect heat exchange to produce a water-containing cooled natural gas feed stream and a reheated anhydrous natural gas; removing water from the natural gas feed and natural gas feed cooling systems, in continuous communication with the economizer heat exchanger and mutually, to receive the cooled natural gas feed stream containing water from the economizer heat exchanger, further drying and cooling said stream, and returning the resulting anhydrous cooled natural gas stream to the economizer heat exchanger; a primary cryogenic heat exchanger for cooling and liquefying the reheated anhydrous natural gas stream and for cooling at least one indirect heat exchange compressed refrigerant feed stream countercurrent with an expanded cold refrigerant to produce a gas product stream liquefied natural, at least one cold compressed refrigerant stream, and one expanded heated refrigerant stream; a duct arrangement for transferring the reheated anhydrous natural gas stream from the economizer heat exchanger to the hot end of the main cryogenic heat exchanger, and for extracting the liquefied natural gas product stream from the cold end of the main cryogenic heat exchanger; and a refrigerant expansion system, in continuous communication with the main cryogenic heat exchanger, to receive at least one compressed cold refrigerant stream from the cold end of the cryogenic heat exchanger, further expanding and thereby cooling said cold refrigerant. , and return the expanded cold refrigerant to the cold end of the cryogenic heat exchanger.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é um fluxograma esquemático de um equipamento e um método para a secagem e liquefaçâo de uma corrente de gás natural, de acordo com uma modalidade da presente invenção. A Figura 2 é um fluxograma esquemático de um sistema refrigerante misto em circuito fechado e processo para uso no equipamento e método para a secagem e liquefaçâo de uma corrente de gás natural representada na Figura 1. A Figura 3 é um fluxograma esquemático de um equipamento e um método para a secagem e liquefaçâo de uma corrente de gás natural, de acordo com outra modalidade da presente invenção.Brief Description of the Drawings Figure 1 is a schematic flow chart of an apparatus and method for drying and liquefying a natural gas stream according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a schematic flowchart of a closed circuit mixed refrigerant system and process for use in equipment and method for drying and liquefying a natural gas stream shown in Figure 1. Figure 3 is a schematic flowchart of equipment and a method for drying and liquefying a natural gas stream according to another embodiment of the present invention.

Descrição Detalhada da Invenção Como descrito acima, no primeiro aspecto da presente invenção um método para a secagem e liquefaçâo de uma corrente de gás natural é fornecido compreendendo as etapas acima mencionadas de (a) resfriamento de uma corrente de alimentação de gás natural, (b) remoção da água contida e resfriamento adicional da corrente de alimentação de gás natural, (c) aquecimento da corrente de gás natural resfriada anidra, (d) resfriamento e liquefaçâo da corrente de gás natural anidra reaquecida e resfriamento de pelo menos uma corrente da alimentação do refrigerante comprimido por troca térmica indireta em contracorrente com um refrigerante frio expandido, e (e) expandir e resfriar ainda mais a corrente ou as correntes de refrigerante frio comprimida, para proporcionar o referido refrigerante frio expandido, em que o resfriamento da corrente de alimentação de gás natural, na etapa (a), e o aquecimento da corrente de gás natural resfriada anidra na etapa (c) é por troca térmica indireta entre as referidas duas correntes.Detailed Description of the Invention As described above, in the first aspect of the present invention a method for drying and liquefying a natural gas stream is provided comprising the above mentioned steps of (a) cooling a natural gas feed stream, (b ) removal of contained water and additional cooling of the natural gas supply stream, (c) heating of the anhydrous cooled natural gas stream, (d) cooling and liquefaction of the reheated anhydrous natural gas stream, and cooling of at least one feed stream indirect counter heat exchange compressed refrigerant with an expanded cold refrigerant, and (e) further expand and cool the compressed cold refrigerant stream or streams to provide said expanded cold refrigerant, wherein cooling of the feed stream natural gas in step (a) and heating the cooled natural gas stream to nidra in step (c) is by indirect heat exchange between said two currents.

Como aqui usado, o termo "expansão" se refere à redução na pressão do fluido em questão através de quaisquer meios adequados, e no caso de um liquido pode, a menos que indicado de outra forma, envolver pelo menos a vaporização parcial ou simplesmente a redução na pressão.As used herein, the term "expansion" refers to the reduction in pressure of the fluid in question by any suitable means, and in the case of a liquid may, unless otherwise indicated, involve at least partial vaporization or simply reduction in pressure.

Como usado aqui, o termo "anidro" se refere a um fluido a partir do qual a totalidade, ou substancialmente a totalidade da água foi removida. Mais especificamente, isto significa que ou toda a água fio removida, ou que a quantidade residual da água remanescente é suficientemente baixa de modo a ter um efeito desprezível sobre o subsequente processamento do fluido. Em particular, no caso de uma "corrente de gás natural anidra" ou a água foi removida ou qualquer água residual remanescente na corrente está presente numa quantidade suficientemente baixa de modo a não provocar quaisquer problemas operacionais no processo de resfriamento e liquefação subsequentes devido à separação da água por congelamento.As used herein, the term "anhydrous" refers to a fluid from which all or substantially all of the water has been removed. More specifically, this means that either all of the water is removed, or that the residual amount of remaining water is low enough to have a negligible effect on subsequent fluid processing. In particular, in the case of an "anhydrous natural gas stream" or water has been removed or any remaining residual water in the stream is present in a sufficiently low amount so as not to cause any operational problems in the subsequent cooling and liquefaction process due to separation freezing water.

Como usado aqui, a frase "troca térmica indireta" refere-se à troca térmica entre dois fluidos, em que os dois fluidos são mantidos mutuamente separados por meio de alguma forma de barreira física (por exemplo, em um trocador de calor do tipo casco-tubo ocorre a troca térmica, uma vez que o fluido no lado dos tubos é mantido separado do fluido no lado do casco por meio das paredes dos tubos). Isso contrasta com a "troca térmica direta", onde os fluidos entram em contacto e podem misturar (como, por exemplo, numa coluna de lavagem, onde a transferência de massa, adicionalmente à transferência térmica, pode ocorrer entre as correntes que fluem em contracorrente através da coluna).As used herein, the phrase "indirect heat exchange" refers to the heat exchange between two fluids, where the two fluids are kept mutually separated by some form of physical barrier (for example, in a shell type heat exchanger). heat exchange occurs as the fluid on the pipe side is kept separate from the fluid on the shell side through the pipe walls). This is in contrast to "direct heat exchange" where fluids come in contact and may mix (such as in a wash column where mass transfer, in addition to heat transfer, may occur between countercurrent flowing currents). through the column).

Numa modalidade preferida, na etapa (c), a corrente de gás natural resfriada anidra é aquecida até aproximadamente a mesma temperatura que a temperatura da pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, tal que as temperaturas da corrente de gás natural anidra reaquecida, e a pelo menos uma corrente de refrigerante comprimida no inicio da etapa (d) fiquem aproximadamente iguais. Preferivelmente, a corrente de alimentação de gás natural está também em torno da mesma temperatura como as temperaturas da corrente de gás natural anidra reaquecida e a pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, no inicio da etapa (d) .In a preferred embodiment, in step (c), the anhydrous cooled natural gas stream is heated to approximately the same temperature as the temperature of at least one compressed refrigerant feed stream such that the temperatures of the reheated anhydrous natural gas stream, and at least one compressed refrigerant stream at the beginning of step (d) is approximately equal. Preferably, the natural gas feed stream is also about the same temperature as the temperatures of the reheated anhydrous natural gas stream and at least one compressed refrigerant feed stream at the beginning of step (d).

Preferentemente, na etapa (c), a corrente de gás natural resfriada anidra é aquecida a uma temperatura que é a mesma ou variando na faixa de 20 °C, mais preferivelmente na faixa de 10 °C, da temperatura da pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, de tal modo que não existe diferença de temperatura menor que 20 °C, mais preferivelmente menor que 10 °C, entre a corrente de gás natural anidra reaquecida, e a pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, no inicio da etapa (d). De preferência, a temperatura da corrente de alimentação de gás natural, no inicio da etapa (a) está tambérn variando na faixa de 20 °C, mais preferivelmente variando na faixa de 10 °C, relativamente às temperaturas da corrente de gás natural anidra reaquecida, e a pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, no início da etapa (d).Preferably, in step (c), the anhydrous cooled natural gas stream is heated to a temperature which is the same or varying in the range of 20 ° C, more preferably in the range of 10 ° C, of the temperature of at least one stream. compressed refrigerant feed such that there is no temperature difference of less than 20 ° C, more preferably less than 10 ° C, between the reheated anhydrous natural gas stream and at least one compressed refrigerant feed stream in the beginning of step (d). Preferably, the temperature of the natural gas feed stream at the beginning of step (a) is also in the range of 20 ° C, more preferably in the range of 10 ° C, with respect to the temperatures of the reheated anhydrous natural gas stream. and at least one compressed refrigerant feed stream at the beginning of step (d).

Numa modalidade preferida, a etapa (d) é realizada num trocador de calor criogênico do tipo casco-tubo, mais preferivelmente em um trocador de calor do tipo serpentina.In a preferred embodiment, step (d) is performed on a shell-tube cryogenic heat exchanger, more preferably on a serpentine heat exchanger.

Numa modalidade preferida, na etapa (b) do método a corrente de alimentação de gás natural resfriada é primeiramente secada, para remoção da água, sendo em seguida resfriada ainda mais, de modo a produzir a corrente de gás natural resfriada anidra. Alternativamente, as referidas etapas podem ser realizadas na ordem inversa, onde a corrente de alimentação é primeiramente resfriada e em seguida secada para produzir a corrente de gás natural resfriada anidra. No entanto, essa última opção é geralmente menos preferida.In a preferred embodiment, in step (b) of the method the cooled natural gas feed stream is first dried to remove water and then further cooled to produce the anhydrous cooled natural gas stream. Alternatively, said steps may be performed in reverse order, where the feed stream is first cooled and then dried to produce the anhydrous cooled natural gas stream. However, this latter option is generally less preferred.

Numa modalidade, o refrigerante nas etapas (d) e (e) é um ou outro de um refrigerante misto (compreendendo, por exemplo, uma mistura de hidrocarbonetos e/ou perf luoridrocarbonetos) , caso em que a corrente ou correntes de refrigerante frio comprimida na etapa (d) são correntes em fase liquida ou mista e a corrente de refrigerante aquecida expandida na etapa (d) é uma corrente de fase mista ou de fase vapor, ou é um refrigerante gasoso (tal como, por exemplo, um nitrogênio ou argônio puro, por exemplo, a 99% mol ou mais) que permanece substancialmente na forma gasosa no transcurso das etapas (d) e (e) (ou seja, no máximo 12% mol, mais preferivelmente no máximo 5% mol, e muito preferivelmente nenhum refrigerante fica na forma liquida em qualquer ponto no transcurso das etapas (d) e (e) ) .In one embodiment, the refrigerant in steps (d) and (e) is either of a mixed refrigerant (comprising, for example, a mixture of hydrocarbons and / or perfluorocarbons), in which case the cold compressed refrigerant stream or streams in step (d) are liquid or mixed phase streams and the expanded heated refrigerant stream in step (d) is a mixed phase or vapor phase stream, or is a gaseous refrigerant (such as, for example, a nitrogen or pure argon, for example at 99 mol% or more) which remains substantially in gaseous form during steps (d) and (e) (ie at most 12 mol%, more preferably at most 5 mol%, and very preferably no refrigerant is in liquid form at any point during steps (d) and (e)).

Em modalidades preferidas, o método adicionalmente compreende a etapa de: (f) comprimir e preferivelmente resfriar (por exemplo, por meio de um ou mais interestágios e/ou pós-resfriadores), a corrente de refrigerante aquecida expandida para proporcionar a referida pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida que é resfriada na etapa (d), Numa modalidade, a etapa (f) compreende comprimir e resfriar a corrente de refrigerante aquecida expandida para fornecer pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, que é resfriada na etapa (d), e uma corrente de refrigerante comprimida adicional, o método compreendendo ainda expandir a referida corrente de refrigerante comprimida adicional para resfriar ainda mais a referida corrente e utilizar a referida corrente de refrigerante ainda mais resfriada na etapa (b) para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada por troca térmica indireta. Preferivelmente, a etapa (f) compreende compressão, resfriamento e separação de fases da corrente de refrigerante aquecida expandida para produzir uma corrente vapor de refrigerante comprimida e uma corrente liquida de refrigerante comprimida, a referida corrente vapor formando pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, que é resfriada e pelo menos parcialmente liquefeita na etapa (d) , e pelo menos uma parcela da referida corrente líquida formando a corrente de refrigerante adicional que é expandida e em seguida usada na etapa (d) para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada por meio de troca térmica indireta.In preferred embodiments, the method further comprises the step of: (f) compressing and preferably cooling (e.g., by one or more interstages and / or after coolers), the expanded heated refrigerant stream to provide said at least a compressed refrigerant feed stream which is cooled in step (d). In one embodiment, step (f) comprises compressing and cooling the expanded heated refrigerant stream to provide at least one compressed refrigerant feed stream which is cooled in the step (d), and an additional compressed refrigerant stream, the method further comprising expanding said additional compressed refrigerant stream to further cool said stream and utilizing said further cooled refrigerant stream in step (b) to further cool down plus the indirect thermal exchange cooled natural gas supply stream. Preferably, step (f) comprises compressing, cooling and phase separating the expanded heated refrigerant stream to produce a compressed refrigerant vapor stream and a compressed refrigerant liquid stream, said vapor stream forming at least one refrigerant feed stream. which is cooled and at least partially liquefied in step (d), and at least a portion of said liquid stream forming the additional refrigerant stream which is expanded and then used in step (d) to further cool down the stream. natural gas supply cooled by indirect heat exchange.

Numa outra modalidade, na etapa (d) a corrente de gás natural anidra reaquecida é resfriada e liquefeita para produzir a corrente de produto gás natural liquefeito e uma corrente de gás natural liquefeito adicional, a referida corrente de gás natural liquefeito adicional a ser usada na etapa (b) para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada. De preferência, na etapa (b), a corrente de alimentação de gás natural resfriada é resfriada ainda mais por troca térmica direta em contracorrente com a referida corrente de gás natural liquefeito adicional.In another embodiment, in step (d) the reheated anhydrous natural gas stream is cooled and liquefied to produce the liquefied natural gas product stream and an additional liquefied natural gas stream, said additional liquefied natural gas stream to be used in the production. step (b) to further cool the cooled natural gas feed stream. Preferably, in step (b), the cooled natural gas feed stream is further cooled by direct thermal exchange countercurrent with said additional liquefied natural gas stream.

Como também descrito acima, no segundo aspecto da presente invenção, um equipamento para a secagem e liquefação de uma corrente de gás natural é fornecido, o qual compreende o acima referido trocador de calor economizador, sistemas de remoção da água contida na alimentação de gás natural e sistemas de resfriamento da alimentação de gás natural, trocador de calor criogênico principal, arranjo de dutos, e sistema de expansão do refrigerante. O referido equipamento é adequado para a realização do método de acordo com o primeiro aspecto. Por conseguinte, numa outra modalidade preferida do primeiro aspecto, o método de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção é realizado no equipamento de acordo com o segundo aspecto.As also described above, in the second aspect of the present invention, an equipment for drying and liquefying a natural gas stream is provided which comprises the above economizer heat exchanger, water removal systems contained in the natural gas feed. and natural gas feed cooling systems, main cryogenic heat exchanger, duct arrangement, and refrigerant expansion system. Said equipment is suitable for carrying out the method according to the first aspect. Accordingly, in a further preferred embodiment of the first aspect, the method according to the first aspect of the present invention is performed on equipment according to the second aspect.

Numa modalidade preferida do equipamento de acordo com o segundo aspecto, o trocador de calor criogênico principal é do tipo de casco-tubo, e mais preferivelmente é um trocador de calor do tipo serpentina. O sistema de remoção de água da alimentação de gás natural está preferivelmente a montante do sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, tal que o gás natural resfriado contendo água proveniente do trocador de calor economizador é primeiramente secado no referido sistema de remoção de água, e o gás natural seco proveniente do referido sistema de remoção de água é então novamente resfriado no referido sistema de resfriamento para produzir gás natural anidro resfriado que é então retornado para o trocador de calor economizador. Alternativamente, a ordem dos referidos sistemas pode ser invertida, tal que o gás natural resfriado contendo água proveniente do trocador de calor economizador é primeiramente adicionalmente resfriado no referido sistema de resfriamento e em seguida secado no referido sistema de remoção de água. Novamente, todavia, a referida última opção é geralmente menos preferida.In a preferred embodiment of the apparatus according to the second aspect, the main cryogenic heat exchanger is of the shell-tube type, and more preferably is a serpentine heat exchanger. The natural gas feed water removal system is preferably upstream of the natural gas feed cooling system such that the cooled natural gas containing water from the economizer heat exchanger is first dried in said water removal system, and the dried natural gas from said water removal system is then further cooled in said cooling system to produce anhydrous cooled natural gas which is then returned to the economizing heat exchanger. Alternatively, the order of said systems may be reversed such that the cooled natural gas containing water from the economizer heat exchanger is first further cooled in said cooling system and then dried in said water removal system. Again, however, the latter option is generally less preferred.

Opcionalmente, onde o sistema de remoção de água da alimentação de gás natural está a montante do sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, o gás natural anidro proveniente do sistema de remoção de água pode ser retornado para o trocador de calor economizador e ali novamente resfriado, antes de ser enviado ao, e ser ainda mais resfriado, no sistema de resfriamento para produzir gás natural anidro resfriado que é então retornado para o trocador de calor economizador.Optionally, where the natural gas supply water removal system is upstream of the natural gas supply cooling system, the anhydrous natural gas from the water removal system may be returned to the economizer heat exchanger and there again. cooled, before being sent to, and further cooled, the cooling system to produce anhydrous cooled natural gas which is then returned to the economizer heat exchanger.

Numa modalidade preferida, o equipamento ainda compreende um sistema de compressão do refrigerante (que é preferentemente um sistema de compressão e de resfriamento do refrigerante, o referido resfriamento sendo, por exemplo, provido por um ou mais interestágios e/ou pós-resfriadores) , em comunicação continua com o trocador de calor criogênico principal, para receber a corrente de refrigerante aquecida expandida proveniente da extremidade quente do trocador de calor criogênico, comprimir (e preferentemente resfriar) o referido refrigerante, e retornar pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida para a extremidade quente do trocador de calor criogênico. O trocador de calor criogênico principal, o sistema de expansão do refrigerante, e o sistema de compressão de refrigerante podem formar, ou fazer parte, de um sistema refrigerante de circuito fechado, o refrigerante contido e circulante dentro do referido sistema em circuito fechado compreendendo as referidas correntes de refrigerante comprimida e expandida. Tal como no método de acordo com o primeiro aspecto, o referido refrigerante pode ser, por exemplo, um refrigerante misto (compreendendo, por exemplo, uma mistura de hídrocarbonetos e/ou perfluoridrocarbonetos) , ou um refrigerante gasoso puro tal como, por exemplo, nitrogênio ou argônio (por exemplo, a 99% mol ou mais).In a preferred embodiment, the equipment further comprises a refrigerant compression system (which is preferably a refrigerant compression and cooling system, said cooling being, for example, provided by one or more interstages and / or after coolers), in continuous communication with the main cryogenic heat exchanger, to receive the expanded heated refrigerant stream from the hot end of the cryogenic heat exchanger, compress (and preferably cool) said refrigerant, and return at least one compressed refrigerant feed stream to the hot end of the cryogenic heat exchanger. The main cryogenic heat exchanger, refrigerant expansion system, and refrigerant compression system may form or be part of a closed loop refrigerant system, the contained and circulating refrigerant within said closed loop system comprising the said compressed and expanded refrigerant streams. As in the method according to the first aspect, said refrigerant may be, for example, a mixed refrigerant (comprising, for example, a mixture of hydrocarbons and / or perfluorocarbons), or a pure gaseous refrigerant such as, for example, nitrogen or argon (eg at 99 mol% or more).

Numa modalidade, o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural é um trocador de calor indireto, e o equipamento compreende ainda um sistema de expansão adicional, em comunicação contínua com a sistema de compressão e resfriamento do refrigerante e o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, para recebimento de uma corrente de refrigerante comprimida e resfriada proveniente do sistema de compressão e resfriamento do refrigerante e expandir a referida corrente para resfriar ainda mais a referida corrente, o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural utilizando a referida corrente ainda mais resfriada para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada por meio de troca térmica indireta. 0 sistema de compressão e resfriamento do refrigerante pode ainda compreender pelo menos um separador de fases, para a separação do refrigerante comprimido e resfriado na forma de fases líquida e vapor, o referido separador ou separadores estando em comunicação contínua com o trocador de calor criogênico principal e o sistema de expansão adicional, tal que uma corrente vapor de refrigerante comprimida é alimentado á extremidade quente do trocador de calor criogênico e uma corrente liquida de refrigerante comprimida é alimentada ao sistema de expansão adicional.In one embodiment, the natural gas feed cooling system is an indirect heat exchanger, and the equipment further comprises an additional expansion system, in continuous communication with the refrigerant compression and cooling system and the gas feed cooling system. natural gas, for receiving a compressed and cooled refrigerant stream from the refrigerant compression and cooling system and expanding said stream to further cool said stream, the natural gas feed cooling system utilizing said stream further cooled to further cool the cooled natural gas feed stream through indirect heat exchange. The refrigerant compression and cooling system may further comprise at least one phase separator for separating the compressed and cooled refrigerant in liquid and vapor phase form, said separator or separators being in continuous communication with the main cryogenic heat exchanger. and the additional expansion system, such that a compressed refrigerant vapor stream is fed to the hot end of the cryogenic heat exchanger and a compressed refrigerant liquid stream is fed to the additional expansion system.

Numa modalidade alternativa, o equipamento compreende ainda um arranjo de dutos para transferir uma corrente de gás natural liquefeito adicional proveniente do trocador de calor criogênico principal para o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, o referido sistema de resfriamento de alimentação utilizando a referida corrente de gás natural liquefeito adicional para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada. Por exemplo, o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural pode, neste caso, ser um sistema (tal como, por exemplo, uma coluna de lavagem), onde a corrente de alimentação de gás natural resfriada é resfriada ainda mais por troca térmica direta em contracorrente com a referida corrente de gás natural liquefeito adicional.In an alternative embodiment, the apparatus further comprises a duct arrangement for transferring an additional liquefied natural gas stream from the main cryogenic heat exchanger to the natural gas feed cooling system, said feed cooling system utilizing said stream. additional liquefied natural gas to further cool the cooled natural gas feed stream. For example, the natural gas feed cooling system may in this case be a system (such as, for example, a wash column), where the cooled natural gas feed stream is further cooled by direct heat exchange. countercurrent with said additional liquefied natural gas stream.

Em consequência, a presente invenção inclui os seguintes aspectos, numerados de 1 a 20: 1. Um método para secar e liquefazer uma corrente de gás natural, o método compreendendo: (a) resfriar uma corrente de alimentação de gás natural, que contém água, para produzir uma corrente de gás natural resfriada; (b) remoção da água e resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada para produzir uma corrente de gás natural resfriada anidra; (c) aquecer a corrente de gás natural resfriada anidra para produzir uma corrente de gás natural anidra reaquecida; (d) resfriar e liquefazer a corrente de gás natural anidra reaquecida e resfriar pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida por meio de troca térmica indireta em contracorrente com um refrigerante frio expandido, para produzir uma corrente de produto gás natural liquefeito, pelo menos, uma corrente de refrigerante fria comprimida, e uma corrente de refrigerante aquecida expandida; e (e) expandir e resfriar ainda mais a corrente ou as correntes de refrigerante liquido comprimido para proporcionar o referido refrigerante frio expandido; em que o resfriamento da corrente de alimentação de gás natural na etapa (a) e o aquecimento da corrente de gás natural resfriada anidra na etapa (c) se faz por troca térmica indireta entre as referidas duas correntes. 2. Um método de acordo com 1, em que na etapa (c) , a corrente de gás natural resfriada anidra é aquecida a uma temperatura que é a mesma ou que varia na faixa de 20 °C relativamente à temperatura da pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, tal que exista uma diferença de temperatura igual ou menor que 20 °C entre a corrente de gás natural anidra reaquecída e a pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, no início da etapa (d), 3. Um método de acordo com 2, onde a temperatura da corrente de alimentação de gás natural no início da etapa (a) é também a mesma ou varia numa faixa de 20 °C relativamente às temperaturas da corrente de gás natural anidra reaquecída e a pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, no início da etapa (d) . 4. Um método de acordo com qualquer de 1 a 3, em que a etapa (d) é realizada num trocador de calor criogênico do tipo serpentina. 5. Um método de acordo com qualquer de 1 a 4, em que na etapa (b) a corrente de alimentação de gás natural resfriada é primeiramente secada, para remover dela a água, sendo em seguida resfriada ainda mais para produzir a corrente de gás natural resfriada anidra. 6. Um método de acordo com qualquer de 1 a 5, em que o refrigerante nas etapas (d) e (e) é uni ou outro de um refrigerante misto, a corrente ou correntes de refrigerante frio comprimida na etapa (d) serem correntes liquidas ou de fase mista e a corrente de refrigerante aquecida expandida na etapa (d) ser uma corrente de fase mista ou de fase vapor, ou é um refrigerante gasoso que permanece em forma substancialmente gasosa no transcurso das etapas (d) e (e). 7. Um método de acordo com qualquer de 1 a 6, em que o método adicionalmente compreende: (f) comprimir a corrente de refrigerante aquecida expandida para proporcionar a referida pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida que é resfriada na etapa (d). 8. Um método de acordo com 7, em que a etapa (f) compreende a compressão e o resfriamento da corrente de refrigerante aquecida expandida para fornecer pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, que é resfriada na etapa (d) , e uma corrente de refrigerante comprimida adicional, o método também compreendendo expandir a referida corrente de refrigerante comprimida adicional para resfriar ainda mais a referida corrente e utilizar a referida corrente de refrigerante adicional ainda mais resfriada, na etapa (b) , para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada por meio de troca térmica indireta. 9. Um método de acordo com 8, em que a etapa (f) compreende compressão, resfriamento e separação de fases da corrente de refrigerante aquecida expandida para produzir uma corrente vapor de refrigerante comprimida e uma corrente liquida de refrigerante comprimida, a referida corrente vapor formando pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida que é resfriada e pelo menos parcíalmente liquefeita na etapa (d) , e pelo menos uma parcela da referida corrente liquida formando a corrente de refrigerante adicional que ê expandida e em seguida usada na etapa (b) para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada, por meio de troca térmica indireta. 10. Um método de acordo com qualquer de 1 a 7, em que na etapa (d) a corrente de gás natural anidra reaquecida é resfriada e liquefeita para produzir a corrente de produto gás natural liquefeito e uma corrente de gás natural liquefeito adicional, a referida corrente de gás natural liquefeito adicional sendo usada na etapa (b) , para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada. 11. Um método de acordo com 10, em que na etapa (b), a corrente de alimentação de gás natural resfriada é resfriada ainda mais por troca térmica direta em contracorrente com a referida corrente de gás natural liquefeito adicional. 12. Um equipamento para secar e liquefazer uma corrente de gás natural, o equipamento compreendendo: um trocador de calor econornízador para receber uma corrente de alimentação de gás natural contendo água. e uma corrente de gás natural resfriada anidra, e para resfriar a corrente de alimentação de gás natural contendo água e aquecer a corrente de gás natural resfriada anidra por troca térmica indireta entre elas, de modo a produzir uma corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água e uma corrente de gás natural anidra reaquecida; sistemas de remoção de água da alimentação de gás natural e sistemas de resfriamento da alimentação de gás natural, em comunicação continua com o trocador de calor economizador e mutuamente, para receber a corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água proveniente do trocador de calor econornízador, secar e resfriar ainda mais a referida corrente, e retornar a corrente de gás natural resfriada anidra resultante para o trocador de calor econornízador; um trocador de calor criogênico principal para resfriar e liquefazer a corrente de gás natural anidra reaquecida e para resfriar pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida por troca térmica indireta em contracorrente com um refrigerante frio expandido, de modo a produzir uma corrente de produto gás natural liquefeito, pelo menos uma corrente de refrigerante fria comprimida, e uma corrente de refrigerante aquecida expandida; um arranjo de dutos para transferir a corrente de gás natural anidra reaquecida proveniente do trocador de calor economizador para a extremidade quente do trocador de calor criogênico principal, e para extrair a corrente de produto gás natural liquefeito da extremidade fria do trocador de calor criogênico principal, e um sistema de expansão do refrigerante, em comunicação contínua com o trocador de calor criogênico principal, para receber pelo menos uma corrente de refrigerante fria comprimida proveniente da extremidade fria do trocador de calor criogênico, expandir e desse modo resfriar ainda mais o referido refrigerante frio, e retornar o refrigerante frio expandido para a extremidade fria do trocador de calor criogênico. 13. Um equipamento de acordo com 12, em que o trocador de calor criogênico principal é um trocador de calor do tipo serpentina. 14. Um equipamento de acordo com 12 ou 13, em que o sistema de remoção de água da alimentação de gás natural fica a montante do sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, tal que o gás natural resfriado contendo água proveniente do trocador de calor economizador é primeiramente secado no referido sistema de remoção de água, e o gás natural anidro proveniente do referido sistema de remoção de água é então novamente resfriado no referido sistema de resfriamento para produzir gás natural anidro resfriado que é então retornado para o trocador de calor economizador. 15. Um equipamento de acordo com qualquer de 12 a 14, em que o equipamento adicionalmente compreende: um sistema de compressão do refrigerante, em comunicação contínua com o trocador de calor criogênico principal, para receber a corrente de refrigerante aquecida expandida proveniente da extremidade quente do trocador de calor criogênico, comprimir o referido refrigerante, e retornar pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida para a extremidade quente do trocador de calor criogênico. 16. Um equipamento de acordo com 15, em que o trocador de calor criogênico principal, o sistema de expansão do refrigerante, e o sistema de compressão do refrigerante formam ou fazem parte de um sistema refrigerante em circuito fechado, o refrigerante contido e cxrculante no interior do referido sistema em circuito fechado compreendendo as referidas correntes de refrigerante comprimida e expandida, o referido refrigerante sendo um refrigerante misto ou nitrogênio ou argônio puro. 17. Um equipamento de acordo com 15 ou 16, em que o sistema de compressão do refrigerante comprime e resfria o refrigerante aquecido expandido, e o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural é um trocador de calor indireto, e em que o equipamento compreende ainda um sistema de expansão adicional, em comunicação continua com o sistema de compressão do refrigerante e o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, para recebimento de uma corrente de refrigerante comprimida e resfriada proveniente do sistema de compressão do refrigerante e expandir a referida corrente para resfriar ainda mais a referida corrente, o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural utilizando a referida corrente ainda mais resfriada para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada por meio de troca térmica indireta. 18. Um equipamento de acordo com 17, em que o sistema de compressão do refrigerante adicionalmente compreende pelo menos um separador de fases, para a separação do refrigerante comprimido e resfriado em fases liquida e de vapor, o referido separador ou separadores de fases estando em comunicação continua com o trocador de calor criogênico principal e o sistema de expansão adicional, tal que uma corrente vapor de refrigerante comprimida é alimentada para a extremidade quente do trocador de calor criogênico e uma corrente líquida de refrigerante comprimida é alimentada ao sistema de expansão adicional. 19. Um equipamento de acordo com qualquer de 12 a 16, em que o equipamento adicionalmente compreende um arranjo de dutos para a transferência de uma corrente de gás natural liquefeito adicional proveniente do trocador de calor criogênico principal para o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, o sistema de resfriamento de alimentação usando a referida corrente de gás natural liquefeito adicional para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada. 20. Um equipamento de acordo com 19, em que o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural é uma coluna de lavagem, em que a corrente de alimentação de gás natural resfriada é resfriada ainda mais por troca térmica direta em contracorrente com a referida corrente de gás natural liquefeito adicional.Accordingly, the present invention includes the following aspects, numbered 1 to 20: 1. A method for drying and liquefying a natural gas stream, the method comprising: (a) cooling a natural gas feed stream containing water , to produce a cooled natural gas stream; (b) removing water and further cooling the cooled natural gas feed stream to produce an anhydrous cooled natural gas stream; (c) heating the anhydrous cooled natural gas stream to produce a reheated anhydrous natural gas stream; (d) cooling and liquefying the reheated anhydrous natural gas stream and cooling at least one compressed refrigerant feed stream by indirect heat exchange countercurrent with an expanded cold refrigerant to produce at least one liquefied natural gas product stream. a cold compressed refrigerant stream and an expanded heated refrigerant stream; and (e) further expanding and cooling the compressed liquid refrigerant stream or streams to provide said expanded cold refrigerant; wherein the cooling of the natural gas feed stream in step (a) and the heating of the anhydrous cooled natural gas stream in step (c) is by indirect thermal exchange between said two streams. A method according to 1, wherein in step (c), the anhydrous cooled natural gas stream is heated to a temperature that is the same or varies in the range of 20 ° C relative to the temperature of at least one stream. refrigerant feed stream such that there is a temperature difference of 20 ° C or less between the reheated anhydrous natural gas stream and at least one compressed refrigerant feed stream at the beginning of step (d), 3. A method according to 2, wherein the temperature of the natural gas feed stream at the beginning of step (a) is also the same or varies within a range of 20 ° C relative to the temperatures of the reheated anhydrous natural gas stream and at least a compressed refrigerant feed stream at the beginning of step (d). 4. A method according to any one of 1 to 3, wherein step (d) is performed on a serpentine cryogenic heat exchanger. 5. A method according to any of 1 to 4, wherein in step (b) the cooled natural gas feed stream is first dried to remove water from it, then further cooled to produce the gas stream. natural cold anhydrous. A method according to any of 1 to 5, wherein the refrigerant in steps (d) and (e) is one or another of a mixed refrigerant, the cold refrigerant stream or streams compressed in step (d) are currents. liquid or mixed phase and the heated refrigerant stream expanded in step (d) is a mixed phase or vapor phase stream, or is a gaseous refrigerant that remains in substantially gaseous form during steps (d) and (e) . A method according to any one of 1 to 6, wherein the method further comprises: (f) compressing the expanded heated refrigerant stream to provide said at least one compressed refrigerant feed stream that is cooled in step (d). ). A method according to 7, wherein step (f) comprises compressing and cooling the expanded heated refrigerant stream to provide at least one compressed refrigerant feed stream, which is cooled in step (d), and an additional compressed refrigerant stream, the method also comprising expanding said additional compressed refrigerant stream to further cool said stream and using said further cooled additional refrigerant stream in step (b) to further cool the stream natural gas supply by means of indirect heat exchange. A method according to 8, wherein step (f) comprises compressing, cooling and phase separating the expanded heated refrigerant stream to produce a compressed refrigerant vapor stream and a compressed refrigerant liquid stream, said vapor stream. forming at least one compressed refrigerant feed stream which is cooled and at least sparingly liquefied in step (d), and at least a portion of said liquid stream forming the additional refrigerant stream which is expanded and then used in step (b). ) to further cool the cooled natural gas feed stream by indirect heat exchange. 10. A method according to any one of 1 to 7, wherein in step (d) the reheated anhydrous natural gas stream is cooled and liquefied to produce the liquefied natural gas product stream and an additional liquefied natural gas stream, at said additional liquefied natural gas stream being used in step (b) to further cool the cooled natural gas feed stream. 11. A method according to 10, wherein in step (b), the cooled natural gas feed stream is further cooled by direct heat exchange countercurrent with said additional liquefied natural gas stream. 12. An apparatus for drying and liquefying a natural gas stream, the equipment comprising: a heat exchanger and receiver for receiving a natural gas feed stream containing water. and an anhydrous chilled natural gas stream, and to cool the water-containing natural gas feed stream and heat the anhydrous chilled natural gas stream by indirect heat exchange therebetween to produce a chilled natural gas feed stream containing water and a reheated anhydrous natural gas stream; natural gas feed water removal systems and natural gas feed cooling systems, in continuous communication with the economizer heat exchanger and mutually, to receive the cooled natural gas feed stream containing water from the economizer heat exchanger drying and further cooling said stream and returning the resulting anhydrous cooled natural gas stream to the heat exchanger and quencher; a primary cryogenic heat exchanger for cooling and liquefying the reheated anhydrous natural gas stream and for cooling at least one indirect heat exchange compressed refrigerant feed stream countercurrent with an expanded cold refrigerant to produce a gas product stream liquefied natural, at least one cold compressed refrigerant stream, and one expanded heated refrigerant stream; a duct arrangement for transferring the reheated anhydrous natural gas stream from the economizer heat exchanger to the hot end of the main cryogenic heat exchanger, and for extracting the liquefied natural gas product stream from the cold end of the main cryogenic heat exchanger, and a refrigerant expansion system, in continuous communication with the main cryogenic heat exchanger, to receive at least one compressed cold refrigerant stream from the cold end of the cryogenic heat exchanger, further expanding and thereby cooling said cold refrigerant. , and return the expanded cold refrigerant to the cold end of the cryogenic heat exchanger. 13. An apparatus according to 12, wherein the main cryogenic heat exchanger is a serpentine heat exchanger. 14. Equipment according to 12 or 13, wherein the natural gas supply water removal system is upstream of the natural gas supply cooling system, such that the cooled natural gas containing water from the heat exchanger The economizer is first dried in said water removal system, and the anhydrous natural gas from said water removal system is then further cooled in said cooling system to produce anhydrous cooled natural gas which is then returned to the economizer heat exchanger. . An apparatus according to any one of 12 to 14, wherein the equipment additionally comprises: a refrigerant compression system, in continuous communication with the main cryogenic heat exchanger, for receiving the expanded heated refrigerant stream from the hot end. from the cryogenic heat exchanger, compress said refrigerant, and return at least one compressed refrigerant feed stream to the hot end of the cryogenic heat exchanger. 16. An apparatus according to 15, wherein the main cryogenic heat exchanger, refrigerant expansion system, and refrigerant compression system form or are part of a closed circuit refrigerant system, the contained and circulating refrigerant in the inside said closed loop system comprising said compressed and expanded refrigerant streams, said refrigerant being a mixed refrigerant or nitrogen or pure argon. 17. An apparatus according to 15 or 16, wherein the refrigerant compression system compresses and cools the expanded heated refrigerant, and the natural gas supply cooling system is an indirect heat exchanger, and wherein the apparatus comprises an additional expansion system further communicating with the refrigerant compression system and the natural gas supply cooling system for receiving a compressed and cooled refrigerant stream from the refrigerant compression system and expanding said stream to further cool said stream, the natural gas feed cooling system utilizing said still cooler stream to further cool the cooled natural gas feed stream by indirect heat exchange. 18. An apparatus according to 17, wherein the refrigerant compression system further comprises at least one phase separator for separating the liquid and vapor phase cooled compressed refrigerant, said phase separator or separators being in Communication continues with the main cryogenic heat exchanger and the additional expansion system such that a compressed refrigerant vapor stream is fed to the hot end of the cryogenic heat exchanger and a compressed refrigerant liquid stream is fed to the additional expansion system. 19. An apparatus according to any of 12 to 16, wherein the apparatus additionally comprises a duct arrangement for transferring an additional liquefied natural gas stream from the main cryogenic heat exchanger to the gas supply cooling system. natural, the feed cooling system using said additional liquefied natural gas stream to further cool the cooled natural gas feed stream. 20. An apparatus according to 19, wherein the natural gas feed cooling system is a flush column, wherein the cooled natural gas feed stream is further cooled by direct thermal exchange countercurrent with said stream. of additional liquefied natural gas.

Apenas a titulo de exemplo, determinadas modalidades especificas da invenção serão agora descritas, com referência aos desenhos anexos.By way of example only, certain specific embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

Com referência à Figura 1, é descrito um equipamento e um método exemplar para a secagem e um fluxo de liquefação de gás natural, de acordo com uma modalidade da presente invenção. A corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 é primeiramente resfriada num trocador de calor economizador 11. A corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água resultante 12 é alimentada ao sistema de remoção de água da alimentação de gás natural 13 para secar por resfriamento a corrente, produzindo dessa forma a corrente de gás natural anidro 14. Pode haver um separador de fases na corrente 12 (não mostrado por questões de simplicidade) para remover qualquer água condensada proveniente da referida corrente antes de sua introdução no sistema de remoção de água 13. A corrente de gás natural anidro 14 é novamente resfriada no sistema de resfriamento de alimentação de gás natural (resfriador de alimentação) 15 para produzir a corrente de gás natural resfriada anidra 16. A corrente de gás natural resfriada anidra 16 é em seguida reaquecida no trocador de calor economizador 11, por meio de troca térmica indireta em contracorrente com a corrente de alimentação de gás natural contendo água 10, para produzir a corrente de gás natural anidro reaquecido 17. Assim, no trocador de calor economizador 11 a corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 é resfriada, e a corrente de gás natural resfriada anidra 16 é aquecida, por troca térmica indireta entre as duas correntes. A corrente de gás natural anidra reaquecida 17 é então enviada para o trocador de calor criogênico principal (MCHE) 1 para adicional resfriamento e liquefação. 0 trocador de calor economizador 11 pode ser qualquer tipo de trocador de calor adequado para efetuar a troca térmica indireta em contracorrente entre a corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 e a corrente de alimentação de gás natural resfriada anidro 16; tal como, por exemplo, um trocador de calor do tipo casco-tubo, chapa-aleta ou trocador de calor de circuito impresso. O sistema de remoção de água 13 pode ser qualquer tipo de sistema adequado para a secagern./desidratação de uma corrente de gás natural contendo água. Vários tipos de sistema de remoção de água são conhecidos na arte, incluindo ambos os sistemas de absorção; tais como, por exemplo, sistema desidratador glicol ou sistema de adsorção, tais como, por exemplo, peneiras moleculares e alumina ativada. O resfriador de alimentação 15 utiliza uma corrente em temperatura mais fria que a temperatura ambiente para resfriar ainda mais a corrente de gás natural. O resfriador de alimentação 15 pode ser, por exemplo, um trocador de calor indireto que utiliza como a referida corrente em temperatura mais fria que a temperatura ambiente, uma corrente de refrigerante proveniente do mesmo circuito fechado do refrigerante que é também usada para fornecer o trabalho de resfriamento para o MCHE 1, um exemplo de um tal arranjo sendo descrito na Figura 2, que será descrita em mais detalhes adiante. Alternativamente, (e menor preferivelmente), tal corrente em temperatura mais fria que a temperatura ambiente pode, por exemplo, fazer parte de um circuito refrigerante em separado, tal como onde o resfriador de alimentação 15 é um conjunto resfriador que utiliza o seu próprio circuito de refrigeração em separado. Em um ou outro caso, o ambos os casos, resfriador de alimentação 15 pode ser de qualquer disposição de fluxo; tal como em cont racorrente ou boiler, e tipo, tal como casco-tubo, chapa-aleta, ou por difusão, para efetuar a troca térmica indireta entre a corrente de gás natural e a corrente numa temperatura mais fria que a temperatura ambiente.Referring to Figure 1, an exemplary apparatus and method for drying and liquefying a natural gas stream according to an embodiment of the present invention is described. Water-containing natural gas feed stream 10 is first cooled in an economizer heat exchanger 11. The resulting water-containing cooled natural gas feed stream 12 is fed to the natural gas feed water removal system 13 for cooling drying. the stream, thereby producing the anhydrous natural gas stream 14. There may be a phase separator in stream 12 (not shown for simplicity) to remove any condensed water from said stream prior to its introduction into the water removal system. 13. The anhydrous natural gas stream 14 is re-cooled in the natural gas feed cooling system (feed chiller) 15 to produce the anhydrous cooled natural gas stream 16. The anhydrous cooled natural gas stream 16 is then reheated. on the economizer heat exchanger 11 by indirect countercurrent heat exchange with the water-containing natural gas feed stream 10 to produce the reheated anhydrous natural gas stream 17. Thus, in economizer heat exchanger 11 the water-containing natural gas feed stream 10 is cooled, and the gas stream natural cooled anhydrous 16 is heated by indirect thermal exchange between the two currents. The reheated anhydrous natural gas stream 17 is then sent to the master cryogenic heat exchanger (MCHE) 1 for further cooling and liquefaction. The economizer heat exchanger 11 may be any type of heat exchanger suitable for indirectly countercurrent thermal exchange between the water containing natural gas feed stream 10 and the anhydrous cooled natural gas feed stream 16; such as, for example, a shell-tube, fin-plate or printed circuit heat exchanger. The water removal system 13 may be any type of system suitable for drying / dewatering a water-containing natural gas stream. Various types of water removal systems are known in the art, including both absorption systems; such as, for example, glycol dehydrating system or adsorption system, such as, for example, molecular sieves and activated alumina. Feed chiller 15 utilizes a cooler than room temperature stream to further cool the natural gas stream. The feeder chiller 15 may be, for example, an indirect heat exchanger that uses as said current at a temperature colder than room temperature, a refrigerant stream from the same refrigerant loop that is also used to provide the work. MCHE 1, an example of such an arrangement being described in Figure 2, which will be described in more detail below. Alternatively (and preferably less), such a current at a temperature colder than room temperature may, for example, form part of a separate refrigerant circuit, such as where the feeder cooler 15 is a cooler assembly that uses its own circuitry. cooling separately. In either case, either case, power chiller 15 may be of any flow arrangement; such as in co-current or boiler, and type, such as shell, vane, or diffusion, to effect indirect thermal exchange between the natural gas stream and the stream at a temperature colder than ambient temperature.

Na Figura 1, o sistema de remoção de água 13 está localizado a montante do resfriador de alimentação 15, de tal modo que a corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água proveniente do trocador de calor economizador 11 é secada pelo sistema de remoção de água antes de ser novamente resfriada no resfriador de alimentação. Se o resfriador de alimentação 15 estiver a jusante do sistema de remoção de água 13 (como mostrado na Figura 1), então a corrente que está numa temperatura mais fria que a temperatura ambiente usada pelo resfriador de alimentação 15 resfria uma já anidra corrente de gás natural, com a resultante corrente de gás natural resfriada e anidra 16 em seguida sendo usada no trocador de calor economizador 11 para resfriar a corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 como requerido antes da remoção da água. Isto é particularmente vantajoso onde a corrente que está numa temperatura mais fria que a temperatura ambiente usada pelo resfriador de alimentação 15 é um refrigerante misto ou um refrigerante gasoso puro (tal como nitrogênio) , tal como possa ser o caso, onde a corrente que está numa temperatura mais fria que a temperatura ambiente é uma corrente de refrigerante proveniente do mesmo circuito fechado de refrigerante que é também usada para proporcionar o trabalho de resfriamento para o MCHE 1, uma vez que o resfriamento da corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 no trocador de calor economizador 11 desse modo fornece melhor controle sobre a temperatura da corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 durante o resfriamento que se um refrigerante misto ou um refrigerante gasoso puro (tal como nitrogênio) fossem usados para resfriar a referida corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 diretamente. Portanto, o resfriamento da corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 desta forma pode reduzir o risco de formação de hidratos na corrente de alimentação de gás natural contendo água durante o resfriamento antes da remoção da água.In Figure 1, the water removal system 13 is located upstream of the feed chiller 15 such that the cooled natural gas supply stream containing water from the economizer heat exchanger 11 is dried by the water removal system. before it is cooled again in the power cooler. If the feed chiller 15 is downstream of the water removal system 13 (as shown in Figure 1), then the current that is colder than the ambient temperature used by the feed chiller 15 cools an already anhydrous gas stream. with the resulting cooled and anhydrous natural gas stream 16 thereafter being used in the economizer heat exchanger 11 to cool the water-containing natural gas feed stream 10 as required prior to water removal. This is particularly advantageous where the current at a temperature colder than the ambient temperature used by the feed chiller 15 is a mixed refrigerant or a pure gaseous refrigerant (such as nitrogen), as may be the case where the current is at a temperature colder than room temperature is a refrigerant stream from the same refrigerant loop that is also used to provide cooling work for MCHE 1 since cooling of the natural gas-containing water stream 10 The economizer heat exchanger 11 thus provides better control over the temperature of the natural gas-containing water supply stream 10 during cooling than if a mixed refrigerant or a pure gaseous refrigerant (such as nitrogen) were used to cool said cooling stream. natural gas feed containing 10 water directly. Therefore, cooling the water-containing natural gas feed stream 10 in this way can reduce the risk of hydrate formation in the water-containing natural gas feed stream during cooling before water removal.

Em um arranjo alternativo (não descrito) o resfriador de alimentação 15 pode em lugar disso, ser colocado a montante do sistema de remoção de água 13. No entanto, onde o resfriador de alimentação 15 utiliza um refrigerante misto ou um refrigerante gasoso puro haverá também um maior risco da formação de hidratos na corrente de alimentação de gás natural contendo água, durante o resfriamento (no referido resfriador de alimentação 15) antes da remoção da água. Se o resfriador de alimentação 15 em lugar disso é um conjunto resfriador que utiliza um circuito de refrigeração em separado compreendendo, por exemplo, um refrigerante liquido puro (ou uma mistura azeotrópica) em um ciclo de compressão de vapor, então não deverá haver nenhum risco aumentado de formação de hidratos, mas as exigências quanto a um circuito de refrigeração adicional (isto é, do conjunto resfriador) irão aumentar os custos de investimento de capital e da pegada da planta.In an alternative arrangement (not described) the feed chiller 15 may instead be placed upstream of the water removal system 13. However, where the feed chiller 15 uses a mixed refrigerant or a pure gaseous refrigerant there will also be a greater risk of hydrate formation in the water-containing natural gas feed stream during cooling (in said feed chiller 15) prior to the removal of water. If the power chiller 15 is instead a chiller assembly that uses a separate cooling circuit comprising, for example, a pure liquid refrigerant (or an azeotropic mixture) in a vapor compression cycle, then there should be no risk. hydrate formation, but the requirements for an additional cooling circuit (ie, the chiller assembly) will increase the capital investment and plant footprint costs.

Assim, o posicionamento do sistema de remoção de água 13 a montante do resfriador de alimentação 15 é, em geral, preferido. O corrente de gás natural anidra reaquecida 17 que sai do trocador de calor economizador 11 é, como mencionado acima, introduzida na extremidade quente do trocador de calor criogênico principal (MCHE) 1 sendo resfriada e liquefeita para produzir a corrente de produto gás natural liquefeito 18, que é extraída da extremidade fria do trocador de calor 1. O MCHE 1 faz parte de um sistema de resfriamento 2, tal como um sistema de resfriamento em circuito fechado (usando, por exemplo, um refrigerante misto ou refrigerante gasoso puro), para resfriar e liquefazer a corrente de gás natural anidra reaquecida 17. No referido sistema, uma ou mais correntes de alimentação de refrigerante comprimido 3 são também resfriadas no MCHE 1 para produzir uma ou mais correntes de refrigerante frio comprimida, que são então extraídas do MCHE 1 e expandidas para resfriar ainda mais o refrigerante, o refrigerante frio expandido sendo em seguida retornado ao MCHE 1 para fornecer o trabalho de resfriamento para resfriar e liquefazer a corrente de gás natural anidra reaquecida 17 e resfriar as correntes de refrigerante frio comprimida 3. O refrigerante aquecido expandido, resultante da troca térmica em contracorrente com a referida corrente de gás natural anidra reaquecida 17 e correntes de refrigerante comprimido 3, é então retirado do MCHE 1, comprimido, e retornado para o MCHE 1 como uma ou mais correntes de alimentação 3 de refrigerante comprimido.Thus, positioning of the water removal system 13 upstream of the feed chiller 15 is generally preferred. The reheated anhydrous natural gas stream 17 exiting the economizer heat exchanger 11 is, as mentioned above, introduced into the hot end of the master cryogenic heat exchanger (MCHE) 1 being cooled and liquefied to produce the liquefied natural gas product stream 18. , which is extracted from the cold end of the heat exchanger 1. MCHE 1 is part of a cooling system 2, such as a closed loop cooling system (using, for example, a mixed refrigerant or pure gaseous refrigerant), to cool and liquefy the reheated anhydrous natural gas stream 17. In said system, one or more compressed refrigerant feed streams 3 are also cooled in MCHE 1 to produce one or more compressed cold refrigerant streams, which are then extracted from MCHE 1 and expanded to further cool the refrigerant, the expanded cold refrigerant is then returned to MCHE 1 to provide cooling work. cooling and liquefying the reheated anhydrous natural gas stream 17 and cooling the compressed cold refrigerant streams 3. The expanded heated refrigerant resulting from countercurrent thermal exchange with said reheated anhydrous natural gas stream 17 and compressed refrigerant streams 3 , is then taken from the compressed MCHE 1 and returned to the MCHE 1 as one or more compressed refrigerant feed streams 3.

No exemplo ilustrado na Figura 1, duas correntes de alimentação de refrigerante comprimido 3 são introduzidas na extremidade quente do MCHE 1, com uma corrente sendo resfriada e extraída como uma corrente de refrigerante fria comprimida proveniente da extremidade fria do MCHE 1, e a outra sendo resfriada e extraída como uma corrente de refrigerante fria comprimida proveniente de um local intermédio do MCHE 1. A corrente de refrigerante fria comprimida retirada da extremidade fria é então expandida através de válvula reguladora 38, cuja expansão adiabática (isentálpica) resfria ainda mais o refrigerante, fornecendo assim um refrigerante frio expandido que é retornado para a extremidade fria do MCHE 1 para fornecer o trabalho de resfriamento. Igualmente, a corrente de refrigerante fria comprimida retirada do local intermediário é expandida através da válvula reguladora 39, cuja expansão adiabática (isentálpica) resfria ainda mais o refrigerante, fornecendo assim um refrigerante frio expandido que é retornado para a extremidade fria do MCHE 1 para fornecer o trabalho de resfriamento. O refrigerante frio expandido flui através do MCHE na direção oposta relativamente à corrente de gás natural anidra reaquecida 17 e correntes de alimentação de refrigerante comprimido 3, resfriando as referidas correntes por troca térmica indireta em contracorrente. Aspectos adicionais de um sistema de resfriamento representativo 2, do qual o MCHE 1 constitui uma parte, serão descritos em mais detalhes adiante, com referência à Figura 2.In the example illustrated in Figure 1, two compressed refrigerant feed streams 3 are introduced into the hot end of MCHE 1, with one stream being cooled and extracted as a cold compressed refrigerant stream coming from the cold end of MCHE 1, and the other being cooled and extracted as a compressed cold refrigerant stream from an intermediate site of the MCHE 1. The compressed cold refrigerant stream withdrawn from the cold end is then expanded through regulator valve 38, whose adiabatic (isenthalic) expansion further cools the refrigerant, thus providing an expanded cold refrigerant that is returned to the cold end of MCHE 1 to provide cooling work. Likewise, the compressed cold refrigerant stream withdrawn from the intermediate site is expanded through the regulating valve 39, whose adiabatic (isenthalic) expansion further cools the refrigerant, thereby providing an expanded cold refrigerant that is returned to the cold end of MCHE 1 to provide the cooling job. The expanded cold refrigerant flows through the MCHE in the opposite direction relative to the reheated anhydrous natural gas stream 17 and compressed refrigerant feed streams 3, cooling said currents by indirect countercurrent heat exchange. Additional aspects of a representative cooling system 2, of which MCHE 1 forms a part, will be described in more detail below with reference to Figure 2.

Embora na Figura 1, as válvula reguladoras 38 e 39 sejam usadas para expandir as correntes de refrigerante comprimido resfriado, na presente invenção, qualquer tipo de dispositivo ou sistema para a expansão {ou seja, de redução da pressão) das referidas correntes a fim de reduzir a temperatura das referidas correntes, pode ser usado. Assim, qualquer dispositivo ou sistema para expandir adiabaticamente as referidas correntes pode ser usado, incluindo os expansores centrífugos ou de vaivém que expandem a corrente de refrigerante quando da produção de trabalho externo (isto é, onde ocorre a expansão isentrópica preferentemente que a isentálpica do refrigerante). Por exemplo, onde as correntes refrigerante comprimido refrigerado são correntes líquidas, turbinas hidráulicas (expansores de fluido denso) que expandem isentrop.icam.ente o refrigerante podem ser usadas.Although in Figure 1, the regulating valves 38 and 39 are used to expand the cooled compressed refrigerant streams, in the present invention any type of device or system for expanding (i.e., reducing pressure) of said streams in order to reducing the temperature of said currents may be used. Thus, any device or system for adiabatically expanding said streams may be used, including centrifugal or reciprocating expanders that expand the refrigerant stream when producing external work (ie, where isentropic rather than isenthalic expansion of the refrigerant occurs). ). For example, where refrigerated compressed refrigerant streams are liquid streams, hydraulic turbines (dense fluid expanders) that expand the refrigerant isentropically may be used.

Como descrito na Figura 1, o MCHE 1 é um trocador de calor do tipo serpentina (ou outro trocador de calor do tipo casco-tubo) contendo dois feixes (a localização intermédia, a partir da qual uma das duas correntes de refrigerante frio comprimida é extraído, estando entre os dois feixes), a corrente de gás natural anidra reaquecida 17 sendo, por exemplo, resfriada e opcionalmente parcialmente ou totalmente liquefeita no primeiro feixe, e totalmente liquefeita (se ainda não estiver assim) e/ou sub-resfriada no segundo feixe. Igualmente, no entanto, outros tipos de arranjos do trocador de calor podem ser usados. Por exemplo, onde o MCHE é um trocador de calor do tipo serpentina (ou outro tipo de casco-tubo) , ele pode conter menos feixes, e os feixes podem estar situados no mesmo casco ou em cascos diferentes (interconectados por dutos adequados, no caso desse último). O MCHE também pode ser qualquer outro tipo de trocador de calor criogênico adequado para efetuar a troca térmica indireta em contracorrente. Por exemplo, o MCHE pode ser do tipo de chapa-aleta. No entanto, o uso de um MCHE do tipo serpentina é geralmente preferido. A corrente de gás natural anidra reaquecida 17 e a corrente ou correntes de alimentação de refrigerante comprimido 3 preferivelmente entram no MCHE 1 na mesma temperatura ou em temperatura similar, de modo a minimizar qualquer alteração relativa de temperatura entre as correntes que adentram à extremidade quente do MCHE. De preferência, a corrente de gás natural anidra reaquecida 17 e a corrente ou as correntes 3 estão numa faixa de variação mútua de 10 °C. Tipicamente, a corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 está também a uma temperatura semelhante àquelas das correntes 17 e 3, e, portanto, fica igualmente situada na faixa de variação de 10 °C relativamente às temperaturas das correntes 17 e 3. O uso de trocador de calor economizador 11, disposto e operando como acima descrito, proporciona uma série de vantagens. O resfriamento da uma série de vantagens. O resfriamento da corrente de gás natural contendo água 10 no trocador de calor economizador 11 resulta numa corrente de gás natural mais fria (corrente 12) sendo alimentada ao sistema de remoção de água 13 que seria de outro modo o caso se a corrente de gás natural contendo água 10 fosse alimentada diretamente ao sistema de remoção de água 13, o que por sua vez permite uma remoção mais ideal da água a partir da referida corrente de gás natural. Mais especificamente, o resfriamento da corrente de gás natural contendo água antes da sua introdução no sistema de remoção de água 13 pode reduzir a carga sobre o referido sistema (como quando o resfriamento resulta em parte da água na corrente sendo condensada e removida antes da introdução da corrente no sistema de remoção de água) e/ou aumentar a eficiência com a qual o referido sistema remove a água (como, por exemplo, onde o sistema de remoção de água é um sistema de adsorção, em que o adsorvente pode adsorver mais água em temperaturas mais baixas). O resfriamento da corrente de gás natural contendo água antes da sua introdução no sistema de remoção de água 13 também permite que a temperatura do gás natural a ser alimentado ao sistema de remoção de água 13 seja controlada, e assim evitar dificuldades operacionais como podería de outro modo resultar a partir da temperatura do gás natural permanecendo acima da temperatura na qual o sistema de remoção de água 13 está projetado para funcionar (que pode resultar na remoção insuficiente de água a partir do gás natural no sistema 13, e consequentemente em níveis inaceitáveis de água no gás natural que sai do referido sistema).As described in Figure 1, MCHE 1 is a serpentine heat exchanger (or other shell-tube heat exchanger) containing two beams (the intermediate location from which one of the two compressed cold refrigerant streams is between the two beams), the reheated anhydrous natural gas stream 17 is, for example, cooled and optionally partially or fully liquefied in the first beam, and fully liquefied (if not already) and / or subcooled in the second beam. Likewise, however, other types of heat exchanger arrangements may be used. For example, where the MCHE is a serpentine (or other shell-type) heat exchanger, it may contain fewer beams, and the beams may be located on the same or different hulls (interconnected by suitable ducts in the case of the latter). The MCHE can also be any other type of cryogenic heat exchanger suitable for indirect countercurrent heat exchange. For example, the MCHE may be of the sheet metal type. However, the use of a serpentine type MCHE is generally preferred. The reheated anhydrous natural gas stream 17 and the compressed refrigerant feed stream or streams 3 preferably enter MCHE 1 at the same or similar temperature so as to minimize any relative temperature change between the streams entering the hot end of the stream. MCHE. Preferably, the reheated anhydrous natural gas stream 17 and the stream or streams 3 are in a mutual range of 10 ° C. Typically, the water-containing natural gas feed stream 10 is also at a temperature similar to those of streams 17 and 3, and thus is also within the range of 10 ° C from the temperatures of streams 17 and 3. The use of economizer heat exchanger 11, arranged and operating as described above, provides a number of advantages. Cooling has a number of advantages. Cooling the water-containing natural gas stream 10 in the economizer heat exchanger 11 results in a colder natural gas stream (stream 12) being fed to the water removal system 13 which would otherwise be the case if the natural gas stream containing water 10 were fed directly to the water removal system 13, which in turn allows for a more optimal removal of water from said natural gas stream. More specifically, cooling the water-containing natural gas stream prior to its introduction into the water removal system 13 may reduce the burden on the water removal system (as when cooling results in part of the water in the stream being condensed and removed prior to introduction). current in the water removal system) and / or increase the efficiency with which said system removes water (such as where the water removal system is an adsorption system, where the adsorbent may adsorb more water at lower temperatures). Cooling the water-containing natural gas stream prior to its introduction into the water removal system 13 also allows the temperature of the natural gas to be fed to the water removal system 13 to be controlled, thereby preventing operational difficulties as might otherwise. result from the natural gas temperature remaining above the temperature at which the water removal system 13 is designed to function (which may result in insufficient water removal from the natural gas in system 13, and consequently at unacceptable levels of water in the natural gas leaving that system).

Além disso (e conforme se demonstra nos Exemplos que se seguem) , os inventores descobriram que pelo resfriamento da corrente de gás natural contendo água 10 no trocador de calor economizador 11 contra a corrente de alimentação de gás natural resfriada anidro 16 a eficiência global do processo de secagem e liquefação pode ser melhorada. O uso do trocador de calor economizador 11 reduz significativamente o trabalho de resfriamento exigido do sistema de resfriamento de alimentação de gás 15, uma vez que uma proporção significativa do trabalho de resfriamento para resfriar a corrente de gás natural contendo água 10 antes da remoção da água no sistema de remoção de água 13 fica nesse caso suprida pela recuperação do frio proveniente do gás natural anidro resfriado (isto é, da corrente 16) após a remoção da água. Embora isto também signifique que a corrente de gás natural (isto é, a corrente de gás natural reaquecida 17) que é alimentada ao MCHE 1 é mais quente que aquela que seria de outro modo o caso se a corrente de gás natural resfriada anidra 16 ocorresse em lugar de ser alimentada diretamente ao MCHE 1, os inventores descobriram que o consumo total de energia do processo é ainda reduzido (em particular quando o refrigerante utilizado pelo sistema de resfriamento de alimentação 15 é uma corrente de refrigerante proveniente do mesmo circuito fechado de refrigerante que é usado para fornecer trabalho de resfriamento no MCHE 1). Onde o sistema de resfriamento de alimentação 15 é um conjunto resfriador que utiliza seu próprio circuito de refrigeração em separado, a redução no trabalho de resfriamento exigido do sistema de resfriamento de alimentação 15 pode também permitir que um conjunto resfriador menor seja usado, permitindo assim economia nos custos de investimentos.In addition (and as shown in the following Examples), the inventors have found that by cooling the water-containing natural gas stream 10 in the economizer heat exchanger 11 against the anhydrous cooled natural gas feed stream 16 the overall process efficiency drying and liquefying can be improved. Use of the economizer heat exchanger 11 significantly reduces the required cooling work of the gas supply cooling system 15, since a significant proportion of the cooling work to cool the water-containing natural gas stream 10 prior to water removal in the water removal system 13 it is in this case supplied by the recovery of the cold from the cooled anhydrous natural gas (ie from stream 16) after the removal of the water. Although this also means that the natural gas stream (i.e. reheated natural gas stream 17) that is fed to the MCHE 1 is warmer than would otherwise be the case if the anhydrous cooled natural gas stream 16 occurred. Instead of being fed directly to the MCHE 1, the inventors have found that the total process power consumption is still reduced (particularly when the refrigerant used by the power cooling system 15 is a refrigerant stream from the same refrigerant loop). which is used to provide cooling work in MCHE 1). Where the power cooling system 15 is a chiller assembly that utilizes its own separate cooling circuit, the reduction in cooling work required from the power cooling system 15 may also allow a smaller chiller assembly to be used, thereby saving money. in investment costs.

Além disso, o aquecimento da corrente de gás natural resfriada anidra 16 no trocador de calor economizador 11 para proporcionar um gás natural anidro reaquecido (ou seja, corrente 17) a uma temperatura semelhante àquela do refrigerante comprimido (isto é, correntes 3) que também adentra na extremidade quente do MCHE 1 permite que qualquer defasarnento de temperatura entre as correntes que adentram à extremidade quente do MCHE 1 seja minimizado. Tsto por sua vez minimiza as tensões mecânicas que de outra forma possam ocorrer (em particular num trocador de calor do tipo serpentina), devido ao diferencial de expansão térmica dos componentes na extremidade quente do MCHE 1, e minimiza o potencial de danos no MCHE 1 como resultado disso. Em certos tipos de MCHE, tais como um MCHE do tipo serpentina de alumínio soldada, um arranjo alternativo possível (não de acordo com a presente invenção) para evitar tal defasarnento de temperatura pode ser introduzir a corrente de gás natural anidro no MCHE numa temperatura mais fria que aquela das correntes de refrigerante comprimido e em um local diferente, mais para a extremidade fria do trocador, por meio de um assim chamado cabeçote lateral em lugar de usar um trocador de calor economizador para reaquecer o fluxo de gás natural, depois de ter sido secado. Todavia, o uso de cabeçotes laterais torna a fabricação de tal MCHE mais complicada e, portanto, isso também é indesejável.In addition, heating the anhydrous cooled natural gas stream 16 in the economizer heat exchanger 11 to provide a reheated anhydrous natural gas (i.e. stream 17) at a temperature similar to that of the compressed refrigerant (i.e. streams 3) which also entering the hot end of the MCHE 1 allows any temperature mismatch between the currents entering the hot end of the MCHE 1 to be minimized. This in turn minimizes mechanical stresses that may otherwise occur (particularly in a coil-type heat exchanger) due to the thermal expansion differential of the components at the hot end of MCHE 1, and minimizes the potential for damage to MCHE 1. as a result. In certain types of MCHE, such as a welded aluminum serpentine type MCHE, a possible alternative arrangement (not in accordance with the present invention) to avoid such temperature mismatch may be to introduce the anhydrous natural gas stream into the MCHE at a higher temperature. than that of the compressed refrigerant streams and at a different location, further to the cold end of the exchanger, through a so-called side head instead of using an economizer heat exchanger to reheat the natural gas flow after having been dried. However, the use of side heads makes the manufacture of such MCHE more complicated and therefore this is also undesirable.

Referindo agora à Figura 2, um sistema e processo de refrigeração em circuito fechado exemplificativo (indicado como o sistema 2 na Figura 1) é descrito que podem ser empregues no sistema descrito na Figura 1. O sistema e processo em circuito fechado, nesse caso, contêm e utilizam um refrigerante misto, e compreendem, adiciona Imente ao MCHE 1, válvulas reguladoras 38 e 39 e o resfriador de alimentação 15 (todos como descrito anteriormente) , um sistema de compressão e resfriamento do refrigerante (compreendendo compressor de refrigerante 21, resfriador de refrigerante 22 e separador de fase 23) e válvulas reguladoras adicionais 28 e 29.Referring now to Figure 2, an exemplary closed loop cooling system and process (indicated as system 2 in Figure 1) is described which can be employed in the system described in Figure 1. The closed loop system and process, in this case, contain and utilize a mixed refrigerant, and comprise, in addition to MCHE 1, regulating valves 38 and 39 and supply chiller 15 (all as described above), a refrigerant compression and cooling system (comprising refrigerant compressor 21, chiller 22 and phase separator 23) and additional regulating valves 28 and 29.

Neste caso, as duas correntes de alimentação de refrigerante comprimido 3 que são introduzidos na extremidade quente do MCHE 1 são uma corrente líquida de refrigerante misto 27 e uma corrente vapor de refrigerante misto 24. A corrente vapor 24 é resfriada e parcialmente ou totalmente liquefeita e retirada como uma corrente de refrigerante fria comprimida (liquida ou fase mista) da extremidade fria do MCHE 1, e a corrente líquida é resfriada e extraída como uma corrente de refrigerante fria comprimida (líquido) proveniente da localização intermédia do MCHE 1. Essas correntes são então expandidas adiabaticamente através das válvulas reguladoras 38 e 39, respectivamente, de modo a proporcionar correntes de refrigerante frio expandido (que podem ser pelo menos parcialmente vaporízadas como um resultado da referida expansão) que são retornadas para a extremidade fria e localização intermediária, respectivamente, do MCHE 1. O refrigerante misto frio expandido flui através do MCHE (isto é, através do lado casco no caso de um trocador de calor do tipo com núcleo em serpentina ou de outro tipo, como casco-tubo) sendo aquecido (e, se ainda na fase líquida ou mista, vaporizado) por troca térmica indireta ta de calor com a corrente de gás natural 17 e refrigerante misto comprimido nas correntes 3. 0 refrigerante aquecido expandido (isto é, o refrigerante misto, obtido após ele ter sido submetido à troca térmica com o gás natural na corrente 17 e refrigerante misto comprimido nas correntes 3) é coletado e extraído a partir da extremidade quente do trocador de calor como corrente 20. Ά corrente 20 é comprimida no compressor de refrigerante 21, resfriado no resfriador de refrigerante 22, e separada como uma corrente liquida 25 (MRL) e corrente vapor 24 (MRV) no separador de fases 23. Embora na modalidade ilustrada o resfriador de refrigerante 22 seja descrito como um pós-resfriador em separado do compressor de refrigerante 21, o compressor de refrigerante 21 pode ser um compressor multifase e neste caso o resfriador de refrigerante 22 pode compreender um ou uma série de resfriadores intermediários (' intercoolers'), adicionalmente ou em lugar de um pós-resfriador. O resfriador de refrigerante 22 pode, por exemplo, também compreender um pré-resfriador para resfriar a corrente 20 antes da compressão no compressor de refrigerante 21. A corrente vapor 24 proveniente do separador de fases 23 é então introduzido na extremidade fria do MCHE 1 como a mencionada corrente vapor do refrigerante misto comprimido (que é resfriado e parcialmente ou totalmente liquefeito no MCHE 1 e extraído de sua extremidade fria) . Ά corrente liquida 25 proveniente do separador de fases 23 é dividido na corrente líquida 27 (a maior parte) e corrente liquida 26. A corrente líquida 27 é introduzida na extremidade fria do MCHE 1 como a mencionada corrente liquida do refrigerante misto comprimido (isto é resfriado no MCHE 1 e retirado de um seu local intermediário). Λ corrente líquida 26 do refrigerante misto se expande através da válvula reguladora 28 para resfriar ainda mais (e nesse caso vaporizar pelo menos parcialmente) a corrente, e essa corrente novamente resfriada é usada no resfriador de alimentação 15 para fornecer refrigeração (através de troca térmica indireta) para resfriamento adicional da corrente de gás natural anidro 14 para produzir a corrente de gás natural resfriada anidra 16. A corrente de refrigerante misto aquecido resultante (e agora totalmente vaporizado) que sai do resfriador de alimentação 15 pode, opcionalmente, ser repressurizado pela válvula 29, e ser em seguida recombinado na sucção do compressor de refrigerante 21 com a corrente de refrigerante aquecida expandida 20 extraído proveniente da extremidade quente do MCHE 1.In this case, the two compressed refrigerant feed streams 3 which are introduced into the hot end of the MCHE 1 are a mixed refrigerant liquid stream 27 and a mixed refrigerant vapor stream 24. The vapor stream 24 is partially and fully liquefied and cooled. taken as a cold compressed (liquid or mixed phase) refrigerant stream from the cold end of MCHE 1, and the liquid stream is cooled and extracted as a cold compressed (liquid) refrigerant stream from the intermediate location of MCHE 1. then expanded adiabatically through the regulating valves 38 and 39, respectively, to provide expanded cold refrigerant streams (which may be at least partially vaporized as a result of said expansion) which are returned to the cold end and intermediate location, respectively, MCHE 1. Expanded cold mixed refrigerant flows through MCHE (ie through the hull side in the case of a coil-core or other type heat exchanger such as shell-tube) being heated (and, if still in the liquid or mixed phase, vaporized) by indirect heat exchange with natural gas stream 17 and compressed mixed refrigerant in streams 3. Expanded heated refrigerant (ie mixed refrigerant, obtained after it has undergone thermal exchange with natural gas in stream 17 and mixed refrigerant compressed in streams 3) is collected and extracted from the hot end of the heat exchanger as stream 20. Ά stream 20 is compressed in refrigerant compressor 21, cooled in refrigerant cooler 22, and separated as a liquid stream 25 ( MRL) and steam current 24 (MRV) in phase separator 23. Although in the illustrated embodiment refrigerant chiller 22 is described as a separate aftercooler from refrigerant compressor 21, compressor d and refrigerant 21 may be a multi-stage compressor and in this case refrigerant cooler 22 may comprise one or a series of intercoolers, additionally or in place of a post-cooler. Refrigerant cooler 22 may, for example, also comprise a pre-cooler for cooling current 20 prior to compression in refrigerant compressor 21. Steam stream 24 from phase separator 23 is then introduced into the cold end of MCHE 1 as said vapor stream from the compressed mixed refrigerant (which is cooled and partially or fully liquefied in MCHE 1 and extracted from its cold end). The liquid stream 25 from the phase separator 23 is divided into the liquid stream 27 (for the most part) and the liquid stream 26. The liquid stream 27 is introduced at the cold end of the MCHE 1 as the mentioned liquid stream of the compressed mixed refrigerant (ie. MCHE 1 and removed from an intermediate location). The mixed refrigerant liquid stream 26 expands through the regulating valve 28 to further cool (and in this case at least partially vaporize) the stream, and this re-cooled stream is used in the feed cooler 15 to provide cooling (through heat exchange). indirect cooling) for additional cooling of anhydrous natural gas stream 14 to produce anhydrous cooled natural gas stream 16. The resulting (and now fully vaporized) mixed mixed refrigerant stream leaving the supply chiller 15 may optionally be repressurized by the valve 29, and then be recombined in the suction of the refrigerant compressor 21 with the expanded heated refrigerant stream 20 drawn from the hot end of the MCHE 1.

Referindo-nos agora à Figura 3, um equipamento alternativo exemplar e um método de secagem e de liquefação de um fluxo de gás natural sâo descritos, os quais sâo modificados daqueles descritos na Figura 1 em dois aspectos principais (uma ou outra de tais modificações ao md da Figura 1 pode ser feita independentemente, bem como em combinação, como é mostrado na Figux'a 3) . A primeira modificação é que, no equipamento e método ilustrado na Figura 3, a corrente de gás natural anidro que sai do sistema de remoção de água 13 da alimentação de gás natural é primeiramente retornada ao trocador de calor economizador 11 para mais resfriamento nele antes de ser enviado para o sistema de resfriamento da alimentação de gás natural. Assim, como mostrado na Figura 3, a corrente de alimentação de gás natural contendo água 10 é primeiramente resfriada num trocador de calor economizador 11 para produzir a corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água 12 que é, nesse caso, extraída da localização intermediária do trocador de calor economizador 11. A corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água 12 é alimentada ao sistema de remoção de água 13 para secar por resfriamento a referida corrente, produzindo desse modo a corrente de gás natural anidro 14, que é então retornada à localização intermediária do trocador de calor economizador 11 como corrente 30 e enviada ao sistema de resfriamento da alimentação de gás natural. A segunda modificação é que, no equipamento e no método descritos na Figura 3, o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural utiliza uma corrente de gás natural liquefeito 34 obtido a partir do MCHE 1 como a corrente que está numa temperatura mais fria que a temperatura ambiente para resfriar a corrente de gás natural anidro 14/30. O sistema de resfriamento de gás natural pode ser novamente um sistema de troca térmica indireta, mas nesse arranjo, é preferido que o referido sistema de resfriamento de alimentação de gás natural compreenda uma coluna de lavagem 31 (ou outro sistema em que a corrente de gás natural seja resfriada ainda mais por troca térmica direta em contracorrente com o gás natural liquefeito, permitindo também assim que ocorra a transferência de massa entre as correntes em contracorrente) . Isso permite que o método seja aplicado a uma situação onde exista uma necessidade para remover componentes pesados da alimentação de gás natural antes da liquefaçâo, uma vez que a coluna de lavagem 31 pode remover estes componentes adicionalmente ao resfriamento do gás natura1.Referring now to Figure 3, exemplary alternative equipment and a method of drying and liquefying a natural gas stream are described, which are modified from those described in Figure 1 in two main respects (either of such modifications to the md of Figure 1 can be done independently as well as in combination as shown in Figux'a 3). The first modification is that, in the apparatus and method illustrated in Figure 3, the anhydrous natural gas stream exiting the water removal system 13 from the natural gas feed is first returned to the economizer heat exchanger 11 for further cooling therein. be sent to the natural gas supply cooling system. Thus, as shown in Figure 3, the water-containing natural gas feed stream 10 is first cooled in an economizer heat exchanger 11 to produce the water-containing chilled natural gas feed stream 12 which is then extracted from the intermediate location. economizer heat exchanger 11. The chilled water-containing natural gas feed stream 12 is fed to the water removal system 13 to cool the said stream, thereby producing the anhydrous natural gas stream 14, which is then returned the intermediate location of the economizer heat exchanger 11 as current 30 and sent to the natural gas supply cooling system. The second modification is that, in the apparatus and method described in Figure 3, the natural gas feed cooling system utilizes a liquefied natural gas stream 34 obtained from MCHE 1 as the stream that is at a colder temperature than room temperature to cool the anhydrous natural gas stream 14/30. The natural gas cooling system may again be an indirect heat exchange system, but in this arrangement, it is preferred that said natural gas feed cooling system comprises a wash column 31 (or other system in which the gas stream be further cooled by direct countercurrent thermal exchange with liquefied natural gas, thereby also allowing mass transfer between countercurrent currents to occur). This allows the method to be applied to a situation where there is a need to remove heavy components from the natural gas feed prior to liquefaction, as the wash column 31 can remove these components in addition to natural gas cooling1.

Mais especificamente, a corrente de gás natural anidro 30, que já foi resfriada no trocador de calor economizador 11, entra na coluna de lavagem 31 (que nesse exemplo é um retificador simples) e posta em contato direto em contracorrente com uma corrente de refluxo do gás natural liquefeito, que tanto resfria ainda mais e retira componentes pesados da corrente 30. O produto pesado depositado no fundo é removido como a corrente 32. O produto de topo mais leve, que constitui a corrente de gás natural resfriada anidra 33, é então (como antes), reaquecido no trocador de calor economizador 11 e entra na extremidade quente do MCHE como uma corrente de gás natural anidra reaquecida 17. A corrente de gás natural anidra reaquccida 17 é parcialmente liquefeita (por exemplo, no primeiro feixe de serpentinas do MCHE) para produzir uma corrente de gás natural de fase mista 34 que é extraída de um local, intermediário do MCHE. Esta corrente de fase mista 34 é em seguida separada em um tambor de refluxo 35 ou em outro separador de fases em uma corrente líquida de gás natural 36 e uma corrente vapor de gás natural 37. A corrente liquida 36 é então retornada para a coluna de lavagem 31, para proporcionar o refluxo, tal como descrito acima. Ά corrente vapor 37 é retornada para o local intermediário do MCHE sendo resfriada e liquefeita (por exemplo, em um segundo feixe de serpentinas do MCHE) para produzir a corrente de produto gás natural liquefeito (GNL) 18 .More specifically, the anhydrous natural gas stream 30, which has already been cooled in the economizer heat exchanger 11, enters the wash column 31 (which in this example is a simple rectifier) and is directly countercurrented with a reflux current from the liquefied natural gas, which both cools down further and removes heavy components from stream 30. The bottom heavy product is removed as stream 32. The lighter top product, which constitutes anhydrous cooled natural gas stream 33, is then (as before), reheated in the economizer heat exchanger 11 and enters the hot end of the MCHE as a reheated anhydrous natural gas stream 17. The reheated anhydrous natural gas stream 17 is partially liquefied (for example, in the first coil beam of the MCHE) to produce a mixed phase natural gas stream 34 that is extracted from an intermediate site of the MCHE. This mixed phase stream 34 is then separated into a reflux drum 35 or other phase separator into a natural gas liquid stream 36 and a natural gas vapor stream 37. The liquid stream 36 is then returned to the flow column. wash 31 to provide reflux as described above. Steam stream 37 is returned to the intermediate site of the MCHE being cooled and liquefied (for example, in a second MCHE coil bundle) to produce the Liquefied Natural Gas (LNG) product stream 18.

Numa modificação possível do s i s t ema/equipamento e método ilustrados na Figura 3, o MCHE 1 pode ser, por exemplo, um trocador de calor do tipo serpentina, que tem três feixes (em vez dos dois representados), um para pré-resfriar a alimentação para gerar refluxo para a coluna de lavagem, um para sua liquefação, e uma para seu sub-resfriamento.In a possible modification of the system / equipment and method illustrated in Figure 3, the MCHE 1 may be, for example, a serpentine heat exchanger, which has three beams (instead of the two shown), one for pre-cooling the feed to generate reflux for the wash column, one for its liquefaction, and one for its subcooling.

Será evidente por aqueles usualmente versados na técnica que os métodos e equipamentos ilustrados nas Figura 1 a 3 representam apenas alguns dos possíveis arranjos. Diferentes arranjos de refrigerante misto (MR) de acordo com a presente invenção podem envolver múltiplos separadores de fases, múltiplos estágios de compressão, bombas de líquidos e assim por diante. Qualquer corrente líquida de refrigerante misto (MR) pode ser utilizada pelo resfriador de alimentação 15 e retornada totalmente ou parcialmente vaporizada para diferentes locais dentro do sistema MR de circuito fechado. Em um ciclo de reciclo de nitrogênio em circuito fechado, uma parcela do refrigerante gasoso pode ser igualmente usada para o mesmo propósito.It will be apparent to those of ordinary skill in the art that the methods and equipment illustrated in Figures 1 to 3 represent only some of the possible arrangements. Different mixed refrigerant (MR) arrangements according to the present invention may involve multiple phase separators, multiple compression stages, liquid pumps and so on. Any mixed refrigerant (MR) liquid stream may be used by the supply chiller 15 and returned fully or partially vaporized to different locations within the closed loop MR system. In a closed loop nitrogen recycling cycle, a portion of the gaseous refrigerant may also be used for the same purpose.

Exemplo Referindo à Figura 1, a corrente de alimentação de gás natural contendo água 10, que compreende 0,8% de nitrogênio, 88,2% de metano, 6,9% de etano, 2,5% de propano e equilíbrio em hidrocarbonetos pesados, saturada com água, e numa pressão de7Q60 kPa (1024 psi) e temperatura de 48,1 °C (118,6 °F) é para ser liquefeita. A corrente de gás natural 12 deixa o trocador de calor economizador 11 a 22 °C (71,6 0 F) . A corrente de gás natural 14 deixa o sistema de remoção de água 13 anidra a 2 6 °C (78,8 °F) (um pouco mais quente devido à absorção de calor). Em seguida ela é resfriada no resfriador de alimentação a 18,9 °C (15 a 66,1 °F). 0 fluido de utilidade no resfriamento usado no resfriador de alimentação 15 é uma parcela do MR extraída do circuito principal de MR. 0 MR entra no resfriador de alimentação 15 como uma corrente de duas fases, compreendendo 52,5% de vapor, a -60,1 °C (-76,2 °F) . Ela sai como uma corrente totalmente vaporizada a 13,9 °C (57,0 °F) . Ela contém 1,7% de nitrogênio, 24,5% de metano, 43,7% de etano, 13,7% de propano e 17,1% de isopentano. A corrente de gás natural resfriada anidra 16 é reaquecida no trocador de calor economizador 11 a 46,1 °C (115,0 °F) . AExample Referring to Figure 1, the water-containing natural gas feed stream 10 comprising 0.8% nitrogen, 88.2% methane, 6.9% ethane, 2.5% propane and hydrocarbon equilibrium heavy, saturated with water, and at a pressure of 7060 kPa (1024 psi) and a temperature of 48.1 ° C (118.6 ° F) is to be liquefied. The natural gas stream 12 leaves the economizer heat exchanger 11 at 22 ° C (71.60 F). The natural gas stream 14 leaves the anhydrous water removal system 13 at 26.8 ° F (26 ° C) (slightly warmer due to heat absorption). It is then cooled in the power chiller to 18.9 ° C (15 to 66.1 ° F). The cooling utility fluid used in the supply chiller 15 is a portion of the MR drawn from the main MR circuit. The MR enters the feed chiller 15 as a two-phase stream comprising 52.5% steam at -60.1 ° C (-76.2 ° F). It comes out as a fully vaporized stream at 13.9 ° C (57.0 ° F). It contains 1.7% nitrogen, 24.5% methane, 43.7% ethane, 13.7% propane and 17.1% isopentane. The anhydrous cooled natural gas stream 16 is reheated in the economizer heat exchanger 11 at 46.1 ° C (115.0 ° F). THE

corrente de gás natural anidra reaquecida 17 entra no MCHE 1 e sai como uma corrente liquefeita 18 a -155,5 °C (-247,9 °F) .reheated anhydrous natural gas stream 17 enters MCHE 1 and exits as a liquefied stream 18 at -155.5 ° C (-247.9 ° F).

As correntes do refrigerante misto (MR) (nesse caso uma corrente de MR vapor e uma corrente de MR liquido) 3, compreendendo nitrogênio, metano, etano, propano e isopentano, entra na extremidade quente do MCHE a 47 °C (116,6 ° F) , uma temperatura próxima da temperatura da corrente de gás natural anidra reaquecida 17.Mixed refrigerant (MR) streams (in this case an MR steam stream and a liquid MR stream) 3, comprising nitrogen, methane, ethane, propane and isopentane, enter the hot end of the MCHE at 47 ° C (116.6 ° F), a temperature close to the temperature of the reheated anhydrous natural gas stream 17.

Tabela 1 A Tabela 1 compara a presente invenção com. uma disposição convencional da arte já existente. O Caso 1 é um ciclo SMR convencional que produz cerca de 2 milhões de toneladas por ano de GNL, sem trocador de calor de alimentação e o trocador de resfriador de alimentação (necessariamente) a montante do sistema de remoção de água. O Caso 2 é a configuração (conforme a Figura 1 do presente pedido), descrito no exemplo acima. Como pode ser visto, na presente invenção, o trabalho do resfriador de alimentação (isto é, o trabalho de resfriamento exigido do resfriador de alimentação 15) é reduzido em cerca de 73%, e a necessidade de potência de liquefação (ou seja, a potência total requerida pela operação de ambos MCHE 1 e resfriador de alimentação 15) é reduzida em 2,4%. O resultado quantitativo mostrado na Tabela 1 é quase exatamente o mesmo se no método de acordo com a presente invenção o resfriador de alimentação 15 estiver colocado a montante em lugar de a jusante do sistema de remoção de água 13. Neste caso, a corrente de gás natural 12 deixa o trocador de calor economizador 11 a 28,8 °C (83,9 °F) sendo resfriado no resfriador de alimentação a 22 °C (15-71,6 °F) antes de ser alimentado ao sistema de remoção de água 13, e a corrente de gás natural resfriada anidra 16 entra novamente no trocador de calor economizador 11 a 26 °C (78,8 °F). As mesmas economias no trabalho do resfriador de alimentação e de liquefação (como comparado aos arranjos da técnica já existente) são conseguidos. Todavia, a configuração mostrada na figura 1 é mais adequada para evitar a formação de hidratos na alimentação uma vez que o resfriador de alimentação 15 (e, assim, o refrigerante misto proveniente do circuito refrigerante que fornece também o trabalho de resfriamento ao MCHE) está na configuração da Figura 1, não sendo usado para resfriar a corrente de gás natural antes de ocorrer a etapa de secagem.Table 1 Table 1 compares the present invention with. a conventional arrangement of existing art. Case 1 is a conventional SMR cycle that produces about 2 million tons per year of LNG, without feed heat exchanger and the feed chiller (necessarily) upstream of the water removal system. Case 2 is the configuration (as shown in Figure 1 of this application), described in the example above. As can be seen in the present invention, the feed chiller work (i.e. the required cooling work of the feed chiller 15) is reduced by about 73%, and the need for liquefying power (i.e. Total power required by operation of both MCHE 1 and power chiller 15) is reduced by 2.4%. The quantitative result shown in Table 1 is almost exactly the same if in the method according to the present invention the feeder chiller 15 is placed upstream rather than downstream of the water removal system 13. In this case the gas stream natural 12 leaves the economizer heat exchanger 11 at 28.8 ° C (83.9 ° F) being cooled in the power chiller to 22 ° C (15-71.6 ° F) before being fed to the heat removal system. 13, and the anhydrous cooled natural gas stream 16 again enters the economizer heat exchanger 11 at 26 ° C (78.8 ° F). The same savings in feed and liquefying chiller work (as compared to existing technique arrangements) are achieved. However, the configuration shown in figure 1 is best suited to avoid hydrate formation in the feed since the feed chiller 15 (and thus the mixed refrigerant from the refrigerant circuit that also provides MCHE cooling work) is in the configuration of Figure 1, not being used to cool the natural gas stream before the drying step occurs.

Será notado que a invenção não está limitada aos detalhes descritos acima com referência às modalidades preferidas, e que numerosas modificações e variações podem ser feitas sem se afastar do espirito ou âmbito do invento tal como definido nas reivindicações que se seguem. - REIVINDICAÇÕES -It will be appreciated that the invention is not limited to the details described above with reference to preferred embodiments, and that numerous modifications and variations may be made without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims. - CLAIMS -

Claims (20)

1. MÉTODO PARA SECAR E LIQUEFAZER UMA CORRENTE DE GÁS NATURAL, o método caracterizado por compreender: (a) resfriar uma corrente de alimentação de gás natural, que contém água, para produzir uma corrente de gás natural resfriada; (b) remoção da água e resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada para produzir uma corrente de gás natural resfriada anidra; (c) aquecer a corrente de gás natural resfriada anidra para produzir uma corrente de gás natural anidra reaquecida; (d) resfriar e liquefazer a corrente de gás natural anidra reaquecida e resfriar pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida por meio de troca térmica indireta em contracorrente com um refrigerante frio expandido, para produzir uma corrente de produto gás natural liquefeito, pelo menos, uma corrente de refrigerante fria comprimida, e uma corrente de refrigerante aquecida expandida; e (e) expandir e resfriar ainda mais a corrente ou as correntes de refrigerante líquido comprimido para proporcionar o referido refrigerante frio expandido; em que o resfriamento da corrente de alimentação de gás natural, na etapa (a) , e o aquecimento da corrente de gás natural resfriada anidra na etapa (c) se faz por troca térmica indireta entre as referidas duas correntes.1. Method for drying and liquefying a natural gas stream, the method comprising: (a) cooling a natural gas feed stream containing water to produce a cooled natural gas stream; (b) removing water and further cooling the cooled natural gas feed stream to produce an anhydrous cooled natural gas stream; (c) heating the anhydrous cooled natural gas stream to produce a reheated anhydrous natural gas stream; (d) cooling and liquefying the reheated anhydrous natural gas stream and cooling at least one compressed refrigerant feed stream by indirect heat exchange countercurrent with an expanded cold refrigerant to produce at least one liquefied natural gas product stream. a cold compressed refrigerant stream and an expanded heated refrigerant stream; and (e) further expanding and cooling the compressed liquid refrigerant stream or streams to provide said expanded cold refrigerant; wherein the cooling of the natural gas feed stream in step (a) and the heating of the anhydrous cooled natural gas stream in step (c) is by indirect thermal exchange between said two streams. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na etapa (c) , a corrente de gás natural resfriada anidra ser aquecida a uma temperatura que é a mesma ou que varia na faixa de 20 °C relativamente à temperatura da pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, tal que exista uma diferença de temperatura igual ou menor que 20 °C entre a corrente de gás natural anidra reaquecida e a pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, no inicio da etapa (d).Method according to claim 1, characterized in that in step (c), the anhydrous cooled natural gas stream is heated to a temperature which is the same or varies in the range of 20 ° C with respect to the temperature of at least a compressed refrigerant feed stream such that a temperature difference of 20 ° C or less exists between the reheated anhydrous natural gas stream and at least one compressed refrigerant feed stream at the beginning of step (d). 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a temperatura da corrente de alimentação de gás natural no inicio da etapa (a) ser também a mesma ou variar numa faixa de 20 °C relativamente às temperaturas da corrente de gás natural anidra reaquecida e da pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, no inicio da etapa (d).Method according to claim 2, characterized in that the temperature of the natural gas feed stream at the beginning of step (a) is also the same or varies within a range of 20 ° C relative to the temperatures of the reheated anhydrous natural gas stream. and at least one compressed refrigerant feed stream at the beginning of step (d). 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a etapa (d) ser realizada num trocador de calor criogênico do tipo serpentina.Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that step (d) is performed in a serpentine-type cryogenic heat exchanger. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por na etapa (b) a corrente de alimentação de gás natural resfriada ser primeiramente secada, para remover dela a água, sendo em seguida resfriada ainda mais para produzir a corrente de gás natural resfriada anidra.Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in step (b) the cooled natural gas feed stream is first dried to remove water therefrom and further cooled to produce the stream. of anhydrous cooled natural gas. 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o refrigerante nas etapas (d) e (e) ser um ou outro de um refrigerante misto, a corrente ou correntes de refrigerante frio comprimida na etapa (d) serem correntes liquidas ou de fase mista e a corrente de refrigerante aquecida expandida na etapa (d) ser uma corrente de fase mista ou de fase vapor, ou ser um refrigerante gasoso que permanece em forma substancialmente gasosa no transcurso das etapas (d) e (e).Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the refrigerant in steps (d) and (e) is either of a mixed refrigerant, the cold refrigerant stream or streams compressed in step (d). are liquid or mixed phase streams and the expanded heated refrigerant stream in step (d) is a mixed phase or vapor phase stream, or is a gaseous refrigerant that remains in substantially gaseous form during steps (d) and ( and). 7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o método adicionalmente compreender: (f) comprimir a corrente de refrigerante aquecida expandida para proporcionar a referida pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida que é resfriada na etapa (d).A method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the method further comprises: (f) compressing the expanded heated refrigerant stream to provide said at least one compressed refrigerant feed stream which is cooled in step (d). 8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a etapa (f) compreender a compressão e o resfriamento da corrente de refrigerante aquecida expandida para fornecer pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida, que é resfriada na etapa (d) , e uma corrente de refrigerante comprimida adicional, o método ainda adicionalmente compreendendo expandir a referida corrente de refrigerante comprimida adicional para resfriar ainda mais a referida corrente e utilizar a referida corrente de refrigerante adicional ainda mais resfriada na etapa (b) para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada por meio de troca térmica indireta.Method according to claim 7, characterized in that step (f) comprises compressing and cooling the expanded heated refrigerant stream to provide at least one compressed refrigerant feed stream which is cooled in step (d). and an additional compressed refrigerant stream, the method further comprising expanding said further compressed refrigerant stream to further cool said stream and using said further cooled additional refrigerant stream in step (b) to further cool the stream. natural gas supply stream cooled by indirect heat exchange. 9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a etapa (f) compreender compressão, resfriamento e separação de fases da corrente de refrigerante aquecida expandida para produzir uma corrente vapor de refrigerante comprimida e uma corrente liquida de refrigerante comprimida, a referida corrente vapor formando pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida que é resfriada e pelo menos parcialmente liquefeita na etapa (d), e pelo menos uma parcela da referida corrente liquida formando a corrente de refrigerante adicional que é expandida e em seguida usada na etapa (b) para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada por meio de troca térmica indireta.Method according to claim 8, characterized in that step (f) comprises compression, cooling and phase separation of the expanded heated refrigerant stream to produce a compressed refrigerant vapor stream and a compressed refrigerant liquid stream, said vapor stream forming at least one compressed refrigerant feed stream which is cooled and at least partially liquefied in step (d), and at least a portion of said liquid stream forming the additional refrigerant stream which is expanded and then used in step (b) to further cool the cooled natural gas feed stream by indirect heat exchange. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por na etapa (d) a corrente de gás natural anidra reaquecida ser resfriada e liquefeita para produzir a corrente de produto gás natural liquefeito e uma corrente de gás natural liquefeito adicional, a referida corrente de gás natural liquefeito adicional sendo usada na etapa (b) , para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada.Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in step (d) the reheated anhydrous natural gas stream is cooled and liquefied to produce the liquefied natural gas product stream and an additional liquefied natural gas stream. , said additional liquefied natural gas stream being used in step (b) to further cool the cooled natural gas feed stream. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por na etapa (b) , a corrente de alimentação de gás natural resfriada ser resfriada ainda mais por troca térmica direta em contracorrente com a referida corrente de gás natural liquefeito adicional.Method according to Claim 10, characterized in that in step (b), the cooled natural gas feed stream is further cooled by direct heat exchange countercurrent with said additional liquefied natural gas stream. 12. EQUIPAMENTO PARA SECAR E LIQUEFAZER UMA CORRENTE DE GÁS NATURAL, o equipamento caracterizado por compreender: um trocador de calor economizador para receber uma corrente de alimentação de gás natural contendo água e uma corrente de gás natural resfriada anidra e para resfriar a corrente de alimentação de gás natural contendo água e aquecer a corrente de gás natural resfriada anidra por troca térmica indireta entre elas, de modo a produzir uma corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água e uma corrente de gás natural anidra reaquecida; sistemas de remoção de água da alimentação de gás natural e sistemas de resfriamento da alimentação de gás natural, em comunicação continua com o trocador de calor economizador e mutuamente, para receber a corrente de alimentação de gás natural resfriada contendo água proveniente do trocador de calor economizador, secar e resfriar ainda mais a referida corrente, e retornar a corrente de gás natural resfriada anidra resultante para o trocador de calor economizador; um trocador de calor criogênico principal para resfriar e liquefazer a corrente de gás natural anidra reaquecida e para resfriar pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida por troca térmica indireta em contracorrente com um refrigerante frio expandido, de modo a produzir uma corrente de produto gás natural liquefeito, pelo menos uma corrente de refrigerante fria comprimida, e uma corrente de refrigerante aquecida expandida; um arranjo de dutos para transferir a corrente de gás natural anidra reaquecida proveniente do trocador de calor economizador para a extremidade quente do trocador de calor criogênico principal, e para extrair a corrente de produto gás natural liquefeito da extremidade fria do trocador de calor criogênico principal, e um sistema de expansão do refrigerante, em comunicação continua com o trocador de calor criogênico principal, para receber pelo menos uma corrente de refrigerante fria comprimida proveniente da extremidade fria do trocador de calor criogênico, expandir e desse modo resfriar ainda mais o referido refrigerante frio, e retornar o refrigerante frio expandido para a extremidade fria do trocador de calor criogênico.12. EQUIPMENT FOR DRYING AND LIQUIDATING A NATURAL GAS CURRENT, the equipment comprises: an economizer heat exchanger for receiving a natural gas feed stream containing water and an anhydrous cooled natural gas stream and for cooling the feed stream natural gas containing water and heating the anhydrous cooled natural gas stream by indirect thermal exchange between them to produce a chilled natural gas feed stream and a reheated anhydrous natural gas stream; natural gas feed water removal systems and natural gas feed cooling systems, in continuous communication with the economizer heat exchanger and mutually, to receive the cooled natural gas feed stream containing water from the economizer heat exchanger drying and further cooling said stream, and returning the resulting anhydrous cooled natural gas stream to the economizer heat exchanger; a primary cryogenic heat exchanger for cooling and liquefying the reheated anhydrous natural gas stream and for cooling at least one indirect heat exchange compressed refrigerant feed stream countercurrent with an expanded cold refrigerant to produce a gas product stream liquefied natural, at least one cold compressed refrigerant stream, and one expanded heated refrigerant stream; a duct arrangement for transferring the reheated anhydrous natural gas stream from the economizer heat exchanger to the hot end of the main cryogenic heat exchanger, and for extracting the liquefied natural gas product stream from the cold end of the main cryogenic heat exchanger, and a refrigerant expansion system, in continuous communication with the main cryogenic heat exchanger, to receive at least one compressed cold refrigerant stream from the cold end of the cryogenic heat exchanger, further expanding and thereby cooling said cold refrigerant. , and return the expanded cold refrigerant to the cold end of the cryogenic heat exchanger. 13. Equipamento, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o trocador de calor criogênico principal ser um trocador de calor do tipo serpentina.Equipment according to Claim 12, characterized in that the main cryogenic heat exchanger is a serpentine heat exchanger. 14. Equipamento, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado por o sistema de remoção de água da alimentação de gás natural fica a montante do sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, tal que o gás natural resfriado contendo água proveniente do trocador de calor economizador é primeiramente secado no referido sistema de remoção de água, e o gás natural anidro proveniente do referido sistema de remoção de água é então novamente resfriado no referido sistema de resfriamento para produzir gás natural anidro resfriado que é então retornado para o trocador de calor economizador.Equipment according to claim 12 or 13, characterized in that the natural gas supply water removal system is upstream of the natural gas supply cooling system such that the cooled natural gas containing water from the exchanger The heat-saving heat is first dried in said water removal system, and the anhydrous natural gas from said water removal system is then further cooled in said cooling system to produce anhydrous cooled natural gas which is then returned to the heat exchanger. heat saving. 15. Equipamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado por o equipamento adicionalmente compreender: um sistema de compressão do refrigerante, em comunicação contínua com o trocador de calor criogênico principal, para receber a corrente de refrigerante aquecida expandida proveniente da extremidade quente do trocador de calor criogênico, comprimir o referido refrigerante, e retornar pelo menos uma corrente de alimentação de refrigerante comprimida para a extremidade quente do trocador de calor criogênico.Equipment according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the equipment further comprises: a refrigerant compression system, in continuous communication with the main cryogenic heat exchanger, for receiving the expanded heated refrigerant stream from the hot end of the cryogenic heat exchanger, compress said refrigerant, and return at least one compressed refrigerant feed stream to the hot end of the cryogenic heat exchanger. 16. Equipamento, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o trocador de calor criogênico principal, o sistema de expansão do refrigerante, e o sistema de compressão do refrigerante formarem ou fazerem parte de um sistema refrigerante em circuito fechado, o refrigerante contido e circulante no interior do referido sistema em circuito fechado compreendendo as referidas correntes de refrigerante comprimida e expandida, o referido refrigerante sendo um refrigerante misto ou nitrogênio ou argônio puro.Equipment according to claim 15, characterized in that the main cryogenic heat exchanger, the refrigerant expansion system, and the refrigerant compression system form or are part of a closed circuit refrigerant system, the contained refrigerant and circulating within said closed loop system comprising said compressed and expanded refrigerant streams, said refrigerant being a mixed refrigerant or nitrogen or pure argon. 17. Equipamento, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado por o sistema de compressão do refrigerante comprimir e resfriar o refrigerante aquecido expandido, e o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural ser um trocador de calor indireto, e onde o equipamento adicionalmente compreende um sistema de expansão adicional, em comunicação continua com o sistema de compressão do refrigerante e o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, para recebimento de uma corrente de refrigerante comprimida e resfriada proveniente do sistema de compressão do refrigerante e expandir a referida corrente para resfriar ainda mais a referida corrente, o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural utilizando a referida corrente ainda mais resfriada para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada por meio de troca térmica indireta.Equipment according to claim 15 or 16, characterized in that the refrigerant compression system compresses and cools the expanded heated refrigerant, and the natural gas supply cooling system is an indirect heat exchanger, and where the equipment further comprising an additional expansion system, in continuous communication with the refrigerant compression system and the natural gas supply cooling system, for receiving a cooled and compressed refrigerant stream from the refrigerant compression system and expanding said refrigerant compression system. stream to further cool said stream, the natural gas feed cooling system utilizing said still cooler stream to further cool the cooled natural gas feed stream by indirect heat exchange. 18. Equipamento, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o sistema de compressão do refrigerante adicionalmente compreender pelo menos um separador de fases, para separar o refrigerante resfriado em fases liquida e de vapor, o referido separador ou separadores de fases estando em comunicação continua com o trocador de calor criogênico principal e o sistema de expansão adicional, tal que uma corrente vapor de refrigerante comprimida é alimentada para a extremidade quente do trocador de calor criogênico e uma corrente liquida de refrigerante comprimida é alimentada ao sistema de expansão adiciona 1.Apparatus according to claim 17, characterized in that the refrigerant compression system further comprises at least one phase separator for separating the liquid and vapor phase cooled refrigerant, said phase separator or separators being in communication. continues with the main cryogenic heat exchanger and the additional expansion system such that a compressed refrigerant vapor stream is fed to the hot end of the cryogenic heat exchanger and a compressed refrigerant liquid stream is fed to the added expansion system 1. 19. Equipamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado por o equipamento adicionalmente compreender um arranjo de dutos para a transferência de uma corrente de gás natural liquefeito adicional proveniente do trocador de calor criogênico principal para o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural, o sistema de resfriamento de alimentação usando a referida corrente de gás natural liquefeito adicional para resfriar ainda mais a corrente de alimentação de gás natural resfriada.Equipment according to any one of claims 12 to 16, characterized in that the equipment additionally comprises a duct arrangement for transferring an additional liquefied natural gas stream from the main cryogenic heat exchanger to the feed cooling system. natural gas, the feed cooling system using said additional liquefied natural gas stream to further cool the cooled natural gas feed stream. 20. Equipamento, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o sistema de resfriamento de alimentação de gás natural ser uma coluna de lavagem, em que a corrente de alimentação de gás natural resfriada é resfriada ainda mais por troca térmica direta em contracorrente com a referida corrente de gás natural liquefeito adicional.Equipment according to claim 19, characterized in that the natural gas feed cooling system is a flush column, wherein the cooled natural gas feed stream is further cooled by direct thermal exchange countercurrent with the said additional liquefied natural gas stream.
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