BR102014024943B1 - Método para liquefação de uma fração rica em hidrocarbonetos - Google Patents
Método para liquefação de uma fração rica em hidrocarbonetos Download PDFInfo
- Publication number
- BR102014024943B1 BR102014024943B1 BR102014024943-5A BR102014024943A BR102014024943B1 BR 102014024943 B1 BR102014024943 B1 BR 102014024943B1 BR 102014024943 A BR102014024943 A BR 102014024943A BR 102014024943 B1 BR102014024943 B1 BR 102014024943B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- rich
- heat exchanger
- refrigerant mixture
- refrigerant
- components
- Prior art date
Links
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 26
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
- F25J1/0055—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0212—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow MCR cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
- F25J1/0245—Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control
- F25J1/0249—Controlling refrigerant inventory, i.e. composition or quantity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
- F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
- F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
- F25J1/0265—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0291—Refrigerant compression by combined gas compression and liquid pumping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
- F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
MÉTODO PARA A LIQUEFAÇÃO DE UMA FRAÇÃO RICA HIDROCARBONETOS. Método para liquefação de uma fração rica em hidrocarbonetos, particularmente, gás natural, pela troca indireta de calor com mistura de refrigerante de m circuito de mistura de refrigerante descrito, onde a mistura de refrigerante é comprimida, separada em uma fase líquida rica em componentes com maior ponto de ebulição (HMR) da msitura de refrigerante e a fase gasosa rica em componentes com menor ponto de ebulição (LMR) a mistura de refrigerante, e as ditas fases são misturadas antes da troca indireta de calor. Troca indireta de calor prossegue nos dois trocadores de calor (E3, E4), onde primeiro trocador de calor (E4) para pré-resfriar e segundo trocador de calor (E3) para liquefação da fração rica em hidrocarbonetos, e o primeiro trocador de calor dotado de mistura de refrigerante compreendendo 5 a 50% da fase líquida (3, 15) rica em componentes com maior ponto de ebulição (HMR) da mistura de refrigerante e a dita mistura combinando com a fase gasosa (6, 14) rica em componentes com menor ponto de ebulição (LMR) da mistura de refrigerante onde uma razão de mistura de HMR/LMRdentre 1,2 e 10 é estabelecida.
Description
[001] A presente invenção se refere a um método para a liquefa ção de uma fração rica em hidrocarbonetos, em particular, gás natural, pela troca indireta de calor por uma mistura de refrigerante de um circuito de mistura de refrigerante, em que a mistura de refrigerante é comprimida, separada em uma fase líquida que é rica em componentes com elevado ponto de ebulição (HMR = refrigerante misto pesado) da mistura de refrigerante e uma fase gasosa que é rica em componentes com baixo ponto de ebulição (LMR = refrigerante misto leve) da mistura de refrigerante, e as ditas fases são misturadas antes da troca indireta de calor.
[002] Os métodos para a liquefação de frações ricas em hidro- carbonetos ou misturas de gás, em particular, gás natural, fazem uso inter alia dos circuitos de mistura de refrigerante fechados, nos quais o refrigerante de múltiplos componentes é pelo menos parcialmente condensado sob pressão elevada em torno da temperatura ambiente e é vaporizado em baixa pressão abaixo da temperatura ambiente com uma ação de refrigeração. Em métodos simples, apenas um circuito de mistura de refrigerante é usado, no qual as frações de refrigerante que surgem durante a compactação são misturadas antes da troca indireta de calor com a fração rica em hidrocarbonetos a ser li-quefeita e usada de maneira conjunta no trocador de calor.
[003] Com referência ao procedimento mostrado na figura 1, um método desse tipo geral para o resfriamento e a liquefação de uma fração rica em hidrocarbonetos, tal como é, por exemplo, apresentado no DE 102011010633, é explicado em mais detalhes abaixo.
[004] A fração rica em hidrocarbonetos a ser resfriada e liquefeita que é, por exemplo, gás natural, é fornecida através de uma linha 100 ao trocador de calor E3'. Nesse último, a fração de alimentação é resfriada contra o circuito de mistura de refrigerante que ainda deve ser descrito e fornecido através da linha 101 a uma unidade de separação T. Essa unidade de separação T, que é simplesmente mostrada como uma caixa preta serve, por exemplo, para separar o nitrogênio e/ou hidrocarbonetos superiores a partir da fração de alimentação 100/101 a ser liquefeita. O processo de separação realizado na unidade de se-paração T determina a temperatura na qual a fração de alimentação 100/101 precisa estar para ser pelo menos resfriada no trocador de calor E3’. O(s) componente(s) separado(s) da fração de alimentação é(são) retirado(s) da unidade de separação T através da linha 104, enquanto a alimentação restante é ainda resfriada, liquefeita e opcionalmente super-resfriada ali. A fração de alimentação 103 tratada dessa maneira é, em seguida, enviada para o uso adicional ou a um tanque de armazenamento.
[005] O circuito de mistura de refrigerante exigido para o resfria mento e a liquefação da fração de alimentação rica em hidrocarbone- tos 100/102 compreende uma unidade compressora de pelo menos dois estágios C, um separador D1 a montante da unidade compressora C e dois separadores D2 e D3 a jusante dos estágios de compressão. Os dois pós-resfriadores E1 e E2 que servem para dissipar o calor de compactação e parcialmente condensam a mistura de refrigerante, e uma bomba ou unidade de bomba P são ainda fornecidos.
[006] A mistura de refrigerante vaporizada no trocador de calor E3’ contra a fração de alimentação 100/102 a ser resfriada e liquefeita é fornecida através da linha 1 ao separador mencionado acima D1. A fase gasosa retirada do topo desse separador através da linha 1 é fornecido ao primeiro estágio de compressor da unidade compressora C e comprimida em uma pressão intermediária desejada. Depois de passar através do pós-resfriador E1, a mistura de refrigerante com-primida é fornecida através da linha 2 ao separador D2. Uma fase líquida que é rica em componentes com elevado ponto de ebulição do refrigerante (HMR) é retirada através da linha 3 a partir do fundo do dito separador e bombeado por meio da bomba ou unidade de bomba P para a pressão da fase gasosa que deve ser ainda descrita da mistura de refrigerante.
[007] A fase gasosa retirada através da linha 4 do separador D2 é fornecida ao segundo platina do compressor C e comprimida à pressão final desejada do circuito de mistura de refrigerante. Depois de passar através do pós-resfriador E2, a mistura de refrigerante comprimida é fornecida através da linha 5 ao separador D3. A fração líquida 7 que surge no fundo do separador D3 é recirculada através da válvula de controle V1 antes da entrada do separador D2. A fase gasosa que é rica em componentes com baixo ponto de ebulição da mistura de refrigerante (LMR) é retirada no topo do separador D3 através da linha 6 e, depois de misturar com a fase líquida 3 descrita acima, é fornecida através da linha 8 ao trocador de calor E3’. A fase líquida 3 e a fase gasosa 6 são combinadas antes do trocador de calor ou imediatamente no início da troca de calor que prossegue no trocador de calor E3’ e fornecida a uma corrente bifásica. A mistura de refrigerante é resfriada no trocador de calor E3’ e completamente liquefeita. Na extremidade fria do trocador de calor E3’, a mistura de refrigerante 9 é expandida com uma ação de refrigeração na válvula V2 e, em seguida, completamente vaporizada na passagem novamente através do trocador de calor E3’.
[008] Com o uso do procedimento descrito acima, no entanto, não é possível influenciar de propósito a temperatura no perfil do trocador de calor E3’. As variáveis disponíveis de oscilação do circuito de mistura de refrigerante, como o perfil de pressão, a taxa de fluxo de massa e a composição, são usadas para controlar a capacidade do sistema e a temperatura da fração de alimentação na extremidade fria do trocador de calor E3’ e otimizar o consumo de energia. Se uma temperatura intermediária desejada no trocador de calor E3' for agora exigida no curso de liquefação de gás, por exemplo, para evitar a precipitação de sólidos no gás de alimentação ou para estabelecer uma separação desejada de substâncias como, por exemplo, a separação descrita acima de nitrogênio ou hidrocarbonetos superiores, a dita temperatura intermediária não pode ser controlada de maneira independente da carga e a temperatura da fração a ser liquefeita na extremidade fria do trocador de calor E3’.
[009] O objetivo da presente invenção é fornecer um método para a liquefação de uma fração rica em hidrocarbonetos, em particular, gás natural, o que possibilita alcançar um controle preciso o suficiente de uma temperatura adicional em adição à temperatura na extremidade fria do trocador de calor usado for troca indireta de calor. Isso deve ser considerado para significar o controle a pelo menos 3°C, de preferência, a pelo menos 1°C.
[0010] O dito objetivo é alcançado mediante o fornecimento de um método desse tipo geral para a liquefação de uma fração rica em hi- drocarbonetos, em particular, gás natural, que é caracterizado pelo fato de que - a troca indireta de calor prossegue em pelo menos dois trocadores de calor; - em que o primeiro trocador de calor serve para pré-resfriar e o segundo trocador de calor para realizar a liquefação da fração rica em hidrocarbonetos; e - o primeiro trocador de calor é dotado de uma mistura de refrigerante que compreende 5 a 50% da fase líquida que é rica em componentes com elevado ponto de ebulição (HMR) da mistura de refrigerante e a dita mistura é misturada com a fase gasosa que é rica em componentes com baixo ponto de ebulição (LMR) da mistura de refrigerante de modo que uma razão de mistura de HMR/LMR de entre 1,2 e 10 é estabelecida.
[0011] No método da técnica anterior descrito acima, para a lique fação de uma fração rica em hidrocarbonetos, a fase líquida e a fase gasosa da mistura de refrigerante são, em cada caso, misturadas em sua totalidade e usadas de forma conjunta para o resfriamento e a liquefação da fração de alimentação. De acordo com a invenção, a troca indireta de calor entre a fração rica em hidrocarbonetos e a mistura de refrigerante agora prossegue em pelo menos dois trocadores de calor, em que o primeiro trocador de calor serve para pré-resfriar e o segundo trocador de calor para resfriar e realizar a liquefação da fração rica em hidrocarbonetos. O primeiro trocador de calor ou de pré- resfriamento é aqui predominantemente resfriado com a fase líquida da mistura de refrigerante, enquanto o segundo trocador de calor ou de liquefação é predominantemente resfriado com a fase gasosa da mistura de refrigerante. De acordo com a invenção, o primeiro trocador de calor é, portanto, dotado de uma mistura de refrigerante que compreende 5 a 50% da fase líquida que é rica em componentes com elevado ponto de ebulição (HMR) da mistura de refrigerante. Essa fase líquida é misturada com a fase gasosa que é rica em componentes com baixo ponto de ebulição (LMR) da mistura de refrigerante de modo que uma razão de mistura de HMR/LMR de entre 1,2 e 10 é estabelecida. As proporções restantes da fase líquida e fase gasosa são usadas para resfriar o segundo trocador de calor. A mistura de refrigerante usada para o primeiro trocador de calor é agora concentrada por múltiplos componentes com elevado ponto de ebulição e tem, em conformidade, maior ponto de ebulição. A mistura de refrigerante do segundo trocador de calor é, consequentemente, concentrada em componentes com baixo ponto de ebulição da mistura de refrigerante e, em conformidade, com baixo ponto de ebulição.
[0012] As capacidades de refrigeração e os perfis de temperature dos dois trocadores de calor podem agora ser influenciados através das misturas e quantidades das respectivas frações de refrigerante de modo que a temperatura na extremidade fria do primeiro trocador de calor, e da mesma forma, a temperatura na extremidade fria do segundo trocador de calor, possam ser controladas de forma precisa a pelo menos 3°C, de preferência, a pelo menos 1°C.
[0013] Os desenvolvimentos vantajosos adicionais do método de acordo com a invenção para a liquefação de uma fração rica em hidro- carbonetos são caracterizados pelo fato de que - o primeiro trocador de calor é dotado de uma mistura de refrigerante que compreende 10 a 30% da fase líquida que é rica em componentes com elevado ponto de ebulição (HMR) da mistura de re-frigerante; - uma razão de mistura de HMR/LMR de entre 2 e 5 estabelecida; e/ou - uma subcorrente da fase gasosa é fornecida à mistura de refrigerante na extremidade fria do primeiro e/ou o segundo trocador de calor.
[0014] O método de acordo com a invenção para a liquefação de uma fração rica em hidrocarbonetos e os desenvolvimentos ainda vantajosos do mesmo serão explicados em mais detalhes abaixo com referência à modalidade de exemplo mostrada na figura 2.
[0015] A fração rica em hidrocarbonetos 200 a ser resfriada e liquefeita é agora fornecida a um primeiro trocador de calor ou pré-resfriar E4. Nesse último, a fração de alimentação é resfriada contra o circuito de mistura de refrigerante que deve ser ainda descrita e fornecida através da linha 201 a uma unidade de separação T. O(s) componen- te(s) separado(s) da fração de alimentação é(são) retirado(s) da unidade de separação T através da linha 204, enquanto a fração de alimentação restante a ser liquefeita é fornecida novamente através da linha 202 ao segundo trocador de calor ou de liquefação E3 e é ainda resfriada, liquefeita e opcionalmente super-resfriada ali. A fração de alimentação 203 tratada dessa maneira é, em seguida, enviada para o uso adicional ou a um tanque de armazenamento.
[0016] Com a exceção da distribuição da fase gasosa 6 e da fase líquida 3 entre os dois trocadores de calor E3 e E4, o circuito de mistura de refrigerante exigido para o resfriamento e a liquefação da fração de alimentação rica em hidrocarbonetos 200/202 corresponde ao circuito de mistura de refrigerante explicado com referência à figura 1. Portanto, apenas as diferenças com relação ao circuito de mistura de refrigerante explicadas com referência à figura 1 serão abordadas aqui.
[0017] De acordo com a invenção, a fase líquida 3 retirada do fun do do separador D2 é distribuída por meio das válvulas de controle V6 e V7 através das partes de linha 11 e 15 entre os trocadores de calor E3 e E4. O trocador de calor E4 é aqui fornecido com uma mistura de refrigerante que compreende 5 a 50%, de preferência, 10 a 30%, da fase líquida que é rica em componentes com elevado ponto de ebulição (HMR) da mistura de refrigerante. A distribuição da fase gasosa 6 que é retirada do topo do separador D3 e é rica em componentes com baixo ponto de ebulição (LMR) da mistura de refrigerante através das partes de linha 10 e 14 entre os trocadores de calor E3 e E4 é determinada pelo equilíbrio de massa das correntes combinadas de mistura de refrigerante 12 e 16 através das válvulas V2 e V4.
[0018] As subcorrentes da fase gasosa 6 podem ser fornecidas através das partes de linha 13 e 17 à mistura de refrigerante 12 ou 16 respectivamente na extremidade fria do primeiro e/ou do segundo trocador de calor E4 ou E3, respectivamente. As válvulas de controle V3 e V5 fornecem uma possibilidade adicional para o controle de temperatura na extremidade fria dos trocadores de calor E3 e E4. Além disso, é possível, por meio das duas válvulas V3 e V5, estabelecer uma velocidade de gás mínima que garante a execução estável fria dos trocadores de calor E3 e E4 ao evitar a segregação da fase gasosa e da fase líquida durante a vaporização.
Claims (4)
1. Método para liquefação de uma fração rica em hidrocar- bonetos (200 a 203), em particular, gás natural, pela troca indireta de calor com a mistura de refrigerante (12,16) de um circuito de mistura de refrigerante, que compreende conduzir a referida troca de calor indireta entre a referida fração rica em hidrocarbonetos e a referida mistura de refrigerante (12,16) em, pelo menos, dois trocadores de calor (E3,E4), incluindo um primeiro trocador de calor (E4) e um segundo trocador de calor (E3), sendo que o primeiro trocador de calor (E4) serve para pré- resfriar a fração rica em hidrocarbonetos (200 a 203) para abastecimento de uma unidade de separação, e o segundo trocador de calor (E3) serve para liquefazer a fração rica em hidrocarbonetos remanescente da fração de alimentação da referida unidade de separação, e sendo que a referida mistura de refrigerante (12,16) é comprimida, separada em uma fase líquida, a qual é rica em componentes com elevado ponto de ebulição (HMR) da mistura de refrigerante, e uma fase gasosa, a qual é rica em componentes com baixo ponto de ebulição (LMR) da mistura de refrigerante, e a referida fase líquida e a referida fase gasosa (6,14) são misturadas antes da referida troca indireta de calor, de modo a que quando o referido primeiro trocador de calor é abastecido com uma primeira porção da referida mistura de refrigerante, o referido método sendo caracterizado pelo fato de que a referida primeira porção da referida mistura de refrigerante (12,16) compreende 5 a 50% da referida fase líquida rica em componentes com elevado ponto de ebulição e uma quantidade da referida fase gasosa rica em componentes com baixo ponto de ebulição (LMR), de modo que seja estabelecida uma razão de mistura HMR/LMR entre 1,2 e 10, na referida porção da referida mistura de refrigerante; e sendo que o referido segundo trocador de calor (E3) é abastecido com uma segunda porção da referida mistura de refrigerante, concentrada em componentes com baixo ponto de ebulição (LMR).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro trocador de calor (E4) é dotado de uma mistura de refrigerante (12,16), que compreende 10 a 30% da fase lí-quida, que é rica em componentes com elevado ponto de ebulição (HMR) da mistura de refrigerante.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri-zado pelo fato de que é estabelecida uma razão de mistura HMR/LMR entre 2 e 5.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma subcorrente (13, 17) da fase gasosa (6) é fornecida à mistura de refrigerante (12, 16) na extremidade fria do primeiro e/ou do segundo trocador de calor (E3, E4).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013016695.0A DE102013016695A1 (de) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
DE102013016695.0 | 2013-10-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BR102014024943A2 BR102014024943A2 (pt) | 2015-10-06 |
BR102014024943B1 true BR102014024943B1 (pt) | 2021-12-21 |
Family
ID=52693158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BR102014024943-5A BR102014024943B1 (pt) | 2013-10-08 | 2014-10-06 | Método para liquefação de uma fração rica em hidrocarbonetos |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150096326A1 (pt) |
CN (1) | CN104567274B (pt) |
AU (1) | AU2014240354B2 (pt) |
BR (1) | BR102014024943B1 (pt) |
DE (1) | DE102013016695A1 (pt) |
RU (1) | RU2662005C2 (pt) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AR105277A1 (es) * | 2015-07-08 | 2017-09-20 | Chart Energy & Chemicals Inc | Sistema y método de refrigeración mixta |
GB2571946A (en) * | 2018-03-13 | 2019-09-18 | Linde Ag | Method for operating a feed gas processing plant |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4033735A (en) * | 1971-01-14 | 1977-07-05 | J. F. Pritchard And Company | Single mixed refrigerant, closed loop process for liquefying natural gas |
FR2545589B1 (fr) * | 1983-05-06 | 1985-08-30 | Technip Cie | Procede et appareil de refroidissement et liquefaction d'au moins un gaz a bas point d'ebullition, tel que par exemple du gaz naturel |
FR2725503B1 (fr) * | 1994-10-05 | 1996-12-27 | Inst Francais Du Petrole | Procede et installation de liquefaction du gaz naturel |
DE19716415C1 (de) * | 1997-04-18 | 1998-10-22 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
DZ2671A1 (fr) * | 1997-12-12 | 2003-03-22 | Shell Int Research | Processus de liquéfaction d'un produit alimenté gazeux riche en méthane pour obtenir un gaz natural liquéfié. |
DE102009004109A1 (de) * | 2009-01-08 | 2010-07-15 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
DE102009008230A1 (de) * | 2009-02-10 | 2010-08-12 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
DE102010011052A1 (de) * | 2010-03-11 | 2011-09-15 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
DE102011010633A1 (de) | 2011-02-08 | 2012-08-09 | Linde Ag | Verfahren zum Abkühlen eines ein- oder mehrkomponentigen Stromes |
US10563913B2 (en) * | 2013-11-15 | 2020-02-18 | Black & Veatch Holding Company | Systems and methods for hydrocarbon refrigeration with a mixed refrigerant cycle |
-
2013
- 2013-10-08 DE DE102013016695.0A patent/DE102013016695A1/de active Pending
-
2014
- 2014-09-22 RU RU2014138227A patent/RU2662005C2/ru active
- 2014-09-30 CN CN201410654487.5A patent/CN104567274B/zh active Active
- 2014-10-06 BR BR102014024943-5A patent/BR102014024943B1/pt active IP Right Grant
- 2014-10-07 US US14/508,065 patent/US20150096326A1/en not_active Abandoned
- 2014-10-08 AU AU2014240354A patent/AU2014240354B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104567274B (zh) | 2019-01-08 |
US20150096326A1 (en) | 2015-04-09 |
BR102014024943A2 (pt) | 2015-10-06 |
RU2662005C2 (ru) | 2018-07-23 |
DE102013016695A1 (de) | 2015-04-09 |
CN104567274A (zh) | 2015-04-29 |
AU2014240354B2 (en) | 2019-07-04 |
AU2014240354A1 (en) | 2015-04-23 |
RU2014138227A (ru) | 2016-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2752223C2 (ru) | Комплексная система охлаждения метана для сжижения природного газа | |
US8505333B2 (en) | Optimized heavies removal system in an LNG facility | |
US20170030633A1 (en) | System and method for liquefacation of natural gas | |
CN105043011B (zh) | 在生产液化天然气时用中间进料气体分离来一体地移除氮 | |
BRPI1100950A2 (pt) | processo para liquefazer uma fraÇço rica em hidrocarboneto | |
BR102015009191B1 (pt) | Método e aparelhos para liquefazer uma corrente de alimentação de gás natural e remover o nitrogênio dela | |
BRPI0511785B1 (pt) | Método para a liquefação de uma corrente de gás natural | |
CN211041576U (zh) | 产生lng产物并从闪蒸气体中回收制冷的设备和系统 | |
BR102015008707B1 (pt) | Métodos para produzir um produto de lng depletado em nitrogênio e aparelhos para produzir um produto de lng depletado em nitrogênio | |
BRPI1015396B1 (pt) | Processo e instalação de produção de uma corrente rica em metano e de um corte rico em hidrocarbonetos em c2+ a partir de uma corrente de gás natural de carga desidratado | |
BRPI0609292A2 (pt) | processo para liquefação de uma corrente rica em hidrocarbonetos | |
CA2980042C (en) | Mixed refrigerant cooling process and system | |
NO20150584A1 (en) | Method of separating heavy hydrocarbons from a hydrocarbon-rich fraction | |
RU2580566C2 (ru) | Способ охлаждения одно- или многокомпонентного потока | |
BRPI1013712B1 (pt) | método para liquefação de uma fração rica em hidrocarboneto | |
BRPI1008539B1 (pt) | Processo para liquefazer uma fração rica em hidrocarbonetos | |
BR102013022719A2 (pt) | Processo para liquefazer fração rica em hidrocarboneto | |
BRPI0819815B1 (pt) | método para liquefazer uma corrente de gás natural | |
BR112015025949B1 (pt) | Método e aparelho para produzir uma corrente de hidrocarboneto liquefeito | |
JPH08159652A (ja) | ガスの液化方法 | |
BR102014024943B1 (pt) | Método para liquefação de uma fração rica em hidrocarbonetos | |
BR102015019584B1 (pt) | Processo para resfriar uma fração rica em hidrocarboneto contra um circuito de refrigerante no qual um refrigerante flui | |
BR112012007167B1 (pt) | método e aparelho para fracionamento de uma corrente de hidrocarboneto | |
US20100307193A1 (en) | Method and apparatus for cooling and separating a hydrocarbon stream | |
RU2797474C2 (ru) | Способ сжижения потока природного газа, содержащего азот |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 06/10/2014, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |