BR112019012754A2 - device and method for liquefying a natural gas and vessel comprising such device - Google Patents

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Abstract

o dispositivo (400) para liquefação do um gás natural compreende: um compressor (105) de uma primeira mistura química vaporizado do líquido refrigerante, meios (110) para fracionamento a mistura comprimida em uma fração pesada e em uma fração clara, um primeiro corpo (115) para trocar o calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural para refrigerar pelo menos o gás natural, um segundo corpo (120) para trocar o calor entre a fração clara da primeira mistura e o gás natural esfriou no primeiro corpo da troca a liquefazer o gás natural, um conduíte (125) para devolver a primeira mistura de refrigerante vaporizado nos corpos de troca de calor para o compressor, um regulador (405) para o gás natural liquefeito, um coletor (410) para o gás de evaporação produzido durante a expansão do gás no regulador, um conduíte (415) para injetar o gás da evaporação na entrada do segundo corpo da troca, a montante de uma entrada (116) para o gás natural no primeiro corpo da troca (115), um terceiro corpo (420) para trocar o calor b ntre o gás natural e um segundo composto químico do líquido refrigerante, meios (425) para comprimir o segundo composto vaporizado, meios (430) para refrigerar o segundo composto comprimido e um conduíte (435) para transferir o segundo composto refrigerado para o terceiro corpo de troca.The device (400) for liquefying a natural gas comprises: a compressor (105) of a first vaporized chemical refrigerant mixture, means (110) for fractionating the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction, a first body. (115) to exchange heat between the heavy fraction of the first mixture and natural gas to cool at least natural gas, a second body (120) to exchange heat between the light fraction of the first mixture and natural gas cooled in the first exchange body to liquefy natural gas, a conduit (125) to return the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchange bodies to the compressor, a regulator (405) to liquefied natural gas, a manifold (410) to the evaporation gas produced during gas expansion in the regulator, a conduit (415) for injecting evaporation gas into the inlet of the second exchange body, upstream of an inlet (116) for natural gas in the first first exchange body (115), a third body (420) for exchanging heat between natural gas and a second refrigerant chemical compound, means (425) for compressing the second vaporized compound, means (430) for cooling the second compressed compound and a conduit (435) for transferring the second refrigerated compound to the third exchange body.

Description

DISPOSITIVO E MÉTODO PARA LIQUEFAÇÃO DE UM GÁS NATURAL E NAVIO QUE COMPREENDE TAL DISPOSITIVODEVICE AND METHOD FOR LIQUEFACING A NATURAL GAS AND SHIP THAT UNDERSTANDS SUCH DEVICE

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção se refere a um dispositivo para liquefação de um gás natural, um método de liquefação de um gás natural e um navio compreendendo tal dispositivo. Aplica-se, em particular, à liquefação de gás natural offshore ou onshore.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a device for liquefying a natural gas, a method of liquefying a natural gas and a vessel comprising such a device. It applies in particular to the liquefaction of offshore or onshore natural gas.

ESTADO DA TÉCNICA [0002] A liquefação do gás natural permite o transporte do mesmo em um volume menor comparado ao transporte do gás natural não liquefeito.STATE OF THE TECHNIQUE [0002] The liquefaction of natural gas allows it to be transported in a smaller volume compared to the transport of non-liquefied natural gas.

[0003] Nas últimas décadas, as tecnologias de liquefação visaram grandes capacidades de gás por razões de economia de escala.[0003] In recent decades, liquefaction technologies have targeted large gas capacities for reasons of economies of scale.

[0004] A implementação das tecnologias assim utilizadas exige investimentos muito elevados e apresenta custos de transporte muito altos (infraestruturas de liquefação e recepção marítima). Assim primeiramente, por um lado, a tendência da capacidade de liquefação tem sido aumentar o volume de gás natural transportado para obter economia em escala e tornar esses projetos economicamente mais atraentes. Em segundo lugar, os investimentos feitos para implementar essas tecnologias têm como alvo esse dimensionamento e a construção de métodos de liquefação precisava ser o mais eficaz possível para minimizar os custos operacionais a partir de então.[0004] The implementation of the technologies thus used requires very high investments and presents very high transport costs (liquefaction and maritime reception infrastructures). So first, on the one hand, the tendency of the liquefaction capacity has been to increase the volume of natural gas transported to obtain economies of scale and make these projects more economically attractive. Secondly, the investments made to implement these technologies are aimed at this dimensioning and the construction of liquefaction methods needed to be as effective as possible to minimize operating costs from then on.

[0005] Atualmente, o número de projetos em grande escala diminuiu drasticamente e há um interesse renovado na produção de pequena capacidade de gás natural liquefeito a[0005] Currently, the number of large-scale projects has decreased dramatically and there is renewed interest in the production of small capacity of liquefied natural gas at

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 8/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 8/50

2/37 partir de gás natural ou biogás.2/37 from natural gas or biogas.

[0006] De fato, a valorização de pequenas fontes de gás, gases de subprodutos e biogás são novas oportunidades promovidas notavelmente pela consciência ambiental de populações e governos ou pelo desejo de alcançar um consumidor isolado em áreas sem infraestrutura de transporte de gás e/ou distribuição. Essas oportunidades, no entanto, são muito pequenas para justificar o uso de tecnologias destinadas à produção em larga escala (a transposição de tecnologias tradicionais não é relevante porque é muito complexa e não justifica a viabilidade econômica desses novos projetos), dai a necessidade de propor novas tecnologias que possam abordar as duas principais questões relacionadas à liquefação em pequena escala:[0006] In fact, the valorisation of small sources of gas, by-product gases and biogas are new opportunities promoted notably by the environmental awareness of populations and governments or by the desire to reach an isolated consumer in areas without gas and / or transport infrastructure. distribution. These opportunities, however, are too small to justify the use of technologies for large-scale production (the transposition of traditional technologies is not relevant because it is very complex and does not justify the economic viability of these new projects), hence the need to propose new technologies that can address the two main issues related to small-scale liquefaction:

redução dos custos de investimento tanto quanto possível, mantendo a eficiência a mais alta possível, a fim de minimizar os custos operacionais; e aumento da eficiência do método para minimizar a perda de produto: os volumes de gás a serem valorizados são baixos, tornando cada molécula importante.reducing investment costs as much as possible, keeping efficiency as high as possible, in order to minimize operating costs; and increasing the efficiency of the method to minimize product loss: the volumes of gas to be recovered are low, making each molecule important.

[0007] Atualmente, os recursos de gás offshore e nearshore estão em pleno andamento, levando ao uso de soluções[0007] Currently, offshore and nearshore gas resources are in full swing, leading to the use of solutions

tecnológicas technological adaptadas aos adapted to ambientes marítimos que marine environments that são are conhecidas known como FLNG as FLNG (Gás (Gas Natural Natural Liquefeito Liquefied Flutuante). Floating). [ 0008 ] Em [0008] In particular, private, vários several tipos de types of ciclos cycles de in liquefação são conhecidos: liquefaction are known: - ciclos - cycles em cascata, cascading, - ciclos - cycles de refrigerante of soda mistos, mixed, e and

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 9/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 9/50

3/373/37

- os ciclos de expansão.- expansion cycles.

[0009] Os ciclos de liquefação se baseiam nesses ciclos ou em uma combinação desses ciclos. Este é particularmente o caso do método Integral Incorprated Cascade (Cascata integral incorporada) aka CII (abreviatura de cascade intégrale incorporée).[0009] Liquefaction cycles are based on these cycles or a combination of these cycles. This is particularly the case with the Integral Incorprated Cascade method aka CII (short for cascade intégrale incorporée).

[0010] No sistema CII:[0010] In the CII system:

uma mistura refrigerante é comprimida e depois fracionada em uma fração pesada e uma fração leve,a refrigerant mixture is compressed and then fractionated into a heavy fraction and a light fraction,

- a fração pesada sendo usada em um trocador de calor de primeira placa para troca de calor entre esta fração pesada e o gás natural para resfriá-la,- the heavy fraction being used in a first plate heat exchanger to exchange heat between this heavy fraction and the natural gas to cool it,

- a fração leve é comprimida,- the light fraction is compressed,

- a fração leve é usada em um segundo trocador de calor da segunda placa entre esta fração leve e o gás natural resfriado, a fim de liquefazer esse gás natural; e as duas frações da mistura reaquecidas são então coletadas e fornecidas mais uma vez comprimidas.- the light fraction is used in a second heat exchanger on the second plate between this light fraction and the cooled natural gas, in order to liquefy this natural gas; and the two reheated fractions of the mixture are then collected and supplied again compressed.

Este sistema tem várias desvantagens:This system has several disadvantages:

- trocadores de calor de placa são muito sensíveis à distribuição de fluidos, o que representa um problema de adaptação marinha para aplicações marítimas,- plate heat exchangers are very sensitive to fluid distribution, which represents a problem of marine adaptation for marine applications,

- a mistura refrigerante apresenta um grande número de componentes, especialmente compostos pesados, estes compostos cristalizam nos trocadores de calor em condições particulares de pressão e temperatura cujo advento não é facilmente previsível, e o método tem uma flexibilidade limitada, especialmente em termos de fluxo operacional e capacidade de produção limitada por dispositivo.- the refrigerant mixture has a large number of components, especially heavy compounds, these compounds crystallize in heat exchangers under particular conditions of pressure and temperature whose advent is not easily predictable, and the method has limited flexibility, especially in terms of operational flow and limited production capacity per device.

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 10/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 10/50

4/37 [0011] No método CII, a mistura de resfriamento é uma mistura de nitrogênio e hidrocarbonetos (metano, etano, ibutano, n-butano, ipentano e n-pentano). A vaporização parcial desta mistura de baixa pressão torna possível esfriar, liquefazer o gás natural e resfriar o LNG produzido:4/37 [0011] In the CII method, the cooling mixture is a mixture of nitrogen and hydrocarbons (methane, ethane, ibutane, n-butane, ipentane and n-pentane). The partial vaporization of this low pressure mixture makes it possible to cool, liquefy natural gas and cool the produced LNG:

- a vaporização em baixa pressão da fração pesada da mistura refrigerante (gás no topo da coluna de fracionamento) torna possível contribuir com o aquecimento negativo necessário para resfriamento, pelo menos, do gás natural; e- the low pressure vaporization of the heavy fraction of the refrigerant mixture (gas at the top of the fractionation column) makes it possible to contribute to the negative heating required to cool, at least, natural gas; and

- a fração leve tornará possível a liquefação do gás natural e super resfriamento do LNG.- the light fraction will make it possible to liquefy natural gas and super-cool the LNG.

[0012] Na saída da tubulação do trocador, a mistura refrigerante é completamente vaporizada.[0012] At the outlet of the heat exchanger pipe, the refrigerant mixture is completely vaporized.

[0013] 0 sistema CII apresenta as principais desvantagens:[0013] The CII system has the main disadvantages:

- o método CII foi desenvolvido para a produção de LNG de larga escala em terra;- the CII method was developed for the production of large-scale LNG on land;

o método não é muito flexível: a eficiência cai significativamente com qualquer desvio do ponto de operação/projeto,the method is not very flexible: efficiency drops significantly with any deviation from the point of operation / design,

- a mistura refrigerante contém muitos constituintes (hidrocarbonetos), o que torna mais complexa a logística e o aspecto operacional;- the refrigerant mixture contains many constituents (hydrocarbons), which makes the logistics and the operational aspect more complex;

- o armazenamento aumenta o peso das instalações, o que é crítico em instalações offshore;- storage increases the weight of the installations, which is critical in offshore installations;

- o método apresenta dificuldades no fornecimento de etano, o que representa maiores problemas em instalações offshore;- the method presents difficulties in the supply of ethane, which represents major problems in offshore installations;

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 11/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 11/50

5/37 o método apresenta riscos de deterioração do equipamento (trocadores) devido ao risco de cristalização do pentano (iC5 e nC5) contido na mistura de resfriamento;5/37 the method presents risks of deterioration of the equipment (exchangers) due to the risk of crystallization of the pentane (iC5 and nC5) contained in the cooling mixture;

- a eficiência do método é limitada pelas dimensões do trocador e pelas restrições relacionadas à fabricação; e- the efficiency of the method is limited by the dimensions of the exchanger and the constraints related to manufacturing; and

- o método apresenta problemas de instalação offshore de equipamentos (queda significativa no desempenho do trocador de calor se a distribuição não estiver correta).- the method presents problems with offshore equipment installation (significant drop in heat exchanger performance if the distribution is not correct).

[0014] 0 método CII se baseia em uma linha de compressão simples usando compressores centrífugos.[0014] The CII method is based on a simple compression line using centrifugal compressors.

[0015] Um compressor centrifugo serve para comprimir um gás e, consequentemente, para aumentar a sua pressão. Os compressores centrífugos são equipados com rodas girando em torno de um eixo acionado por uma turbina ou um motor elétrico. Estas rodas giratórias tornam possível transformar a energia cinética contida no gás em energia potencial, a fim de aumentar sua pressão.[0015] A centrifugal compressor serves to compress a gas and, consequently, to increase its pressure. Centrifugal compressors are equipped with wheels rotating around an axis driven by a turbine or an electric motor. These rotating wheels make it possible to transform the kinetic energy contained in the gas into potential energy in order to increase its pressure.

[0016] Como o possível aumento de pressão que pode ser alcançado por uma roda é limitado, é necessário multiplicar o número para alcançar a pressão de descarga desejada.[0016] As the possible pressure increase that can be achieved by a wheel is limited, it is necessary to multiply the number to achieve the desired discharge pressure.

[0017] 0 conjunto de rodas está contido em um corpo chamado invólucro. Um invólucro pode conter um número de rodas entre oito e dez, no máximo, e quanto maior o número, maior a probabilidade de o compressor ter problemas de estabilidade.[0017] The set of wheels is contained in a body called casing. A casing can contain a maximum number of wheels between eight and ten, and the higher the number, the more likely the compressor is to have stability problems.

[0018] A compressão é o coração de um método de liquefação. De fato, cada ponto adicional de eficiência, além do compressor, aumenta a produção de gás natural liquefeito.[0018] Compression is the heart of a liquefaction method. In fact, each additional point of efficiency, in addition to the compressor, increases the production of liquefied natural gas.

[0019] Além disso, o trem de compressão é o componente[0019] In addition, the compression train is the component

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 12/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 12/50

6/37 mais caro de uma unidade de liquefação.6/37 more expensive than a liquefaction unit.

[0020] 0 aumento da eficiência de um compressor centrifugo resulta em um aumento no investimento. Por outro lado, a redução do investimento leva a soluções menos eficazes e/ou dramaticamente menos flexíveis.[0020] The increase in efficiency of a centrifugal compressor results in an increase in investment. On the other hand, reduced investment leads to less effective and / or dramatically less flexible solutions.

[0021] 0 valor financeiro de um compressor está diretamente relacionado ao número de invólucros. De fato, quanto maior o número de invólucros, maior o investimento a ser feito, mas maior a flexibilidade operacional. Inversamente, a diminuição do número de invólucros leva a uma perda de flexibilidade operativa, por vezes acompanhada de uma perda de eficiência.[0021] The financial value of a compressor is directly related to the number of shells. In fact, the greater the number of envelopes, the greater the investment to be made, but the greater the operational flexibility. Conversely, the decrease in the number of shells leads to a loss of operational flexibility, sometimes accompanied by a loss of efficiency.

[0022] 0 desafio da presente invenção é, portanto, proporcionar um melhor compromisso entre a eficiência e o investimento, a fim de manter um desempenho satisfatório em uma faixa de operação tão ampla quanto possível.[0022] The challenge of the present invention is, therefore, to provide a better compromise between efficiency and investment, in order to maintain satisfactory performance in a wide range of operation as possible.

[0023] Os trens de compressão do método CII compreendem uma seção de baixa e média pressão e uma seção de compressão de alta pressão. Os estágios de compressão são agrupados em um, dois ou três invólucros.[0023] The CII compression trains comprise a low and medium pressure section and a high pressure compression section. The compression stages are grouped into one, two or three shells.

[0024] A seção de baixa e média pressão torna possível comprimir a mistura refrigerante de baixa pressão na saída da tubulação de troca criogênica.[0024] The low and medium pressure section makes it possible to compress the low pressure refrigerant mixture at the outlet of the cryogenic exchange piping.

[0025] A seção de alta pressão torna possível a compressão da fração leve da mistura refrigerante que fornecerá o calor negativo necessário para a liquefação e subresfriamento do gás natural liquefeito.[0025] The high pressure section makes it possible to compress the light fraction of the refrigerant mixture that will provide the negative heat necessary for the liquefaction and subcooling of the liquefied natural gas.

[0026] A atuação, pelo mesmo eixo, de seções de baixa e alta pressão no trem de compressão, causa uma única rotação entre as turbinas dessas seções. Esta velocidade de rotação[0026] The actuation, by the same axis, of low and high pressure sections in the compression train, causes a single rotation between the turbines of these sections. This rotation speed

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 13/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 13/50

7/37 pode ser diferenciada pelo uso de mecanismos de multiplicação entre a velocidade de rotação das turbinas em relação ao eixo único. No entanto, com ou sem um mecanismo de multiplicação, as velocidades de rotação devem ser necessariamente proporcionais ou idênticas, dependendo do caso, o que torna o trem de compressão não flexível quando as taxas de fluxo que entram em cada seção não são idênticas ou proporcionais. Isso pode causar problemas de estabilidade mecânica.7/37 can be differentiated by the use of multiplication mechanisms between the rotation speed of the turbines in relation to the single axis. However, with or without a multiplication mechanism, the rotation speeds must necessarily be proportional or identical, depending on the case, which makes the compression train non-flexible when the flow rates entering each section are not identical or proportional. . This can cause mechanical stability problems.

[0027] Existe, além disso, uma queda significativa na eficiência na seção de alta pressão, ainda mais marcada quando se deseja incluir as duas seções no mesmo invólucro.[0027] In addition, there is a significant drop in efficiency in the high pressure section, which is even more marked when it is desired to include both sections in the same enclosure.

[0028] Finalmente, essa configuração não é muito flexível, o que limita o escopo de oportunidades que podem ser abordadas: há uma queda na eficiência que pode ser significativa se há um desvio do ponto de operação para o qual o equipamento foi dimensionado (gás natural e condições de produção precisas) e podem ocorrer problemas de estabilidade mecânica, levando a uma manutenção mais frequente.[0028] Finally, this configuration is not very flexible, which limits the scope of opportunities that can be addressed: there is a drop in efficiency that can be significant if there is a deviation from the point of operation for which the equipment was designed (gas and precise production conditions) and mechanical stability problems may occur, leading to more frequent maintenance.

[0029] Os sistemas CII atuais apresentam as desvantagens que se seguem:[0029] The current IIC systems have the following disadvantages:

- uma variação na vazão entre a seção de baixa pressão e a de alta pressão do trem de compressão que leva a um desequilíbrio entre essas duas seções, o que pode levar a problemas de instabilidades mecânicas durante as etapas de parada e partida,- a variation in the flow between the low pressure and the high pressure section of the compression train which leads to an imbalance between these two sections, which can lead to problems of mechanical instability during the stop and start stages,

- uma queda significativa na eficiência é observada entre a seção de baixa pressão e de alta pressão; e flexibilidade limitada do trem de compressão em- a significant drop in efficiency is observed between the low pressure and high pressure section; and limited flexibility of the compression train in

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 14/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 14/50

8/37 termos de faixa vazão e composição.8/37 terms of flow rate and composition.

OBJETIVO DA INVENÇÃO [0030] A presente invenção visa remediar todas ou parte destas desvantagens.OBJECTIVE OF THE INVENTION [0030] The present invention aims to remedy all or part of these disadvantages.

[0031] Para este propósito, de acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a um dispositivo para liquefação de um gás natural, compreendendo:[0031] For this purpose, according to a first aspect, the present invention relates to a device for liquefying a natural gas, comprising:

um compressor de uma primeira mistura química refrigerante vaporizada,a compressor of a first vaporized refrigerant chemical mixture,

- dispositivo para fracionamento da mistura comprimida em uma fração pesada e uma fração leve,- device for fractionating the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction,

- um primeiro corpo trocador de calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural para resfriar pelo menos o gás natural,- a first heat exchanger body between the heavy fraction of the first mixture and natural gas to cool at least natural gas,

- um segundo corpo para troca de calor entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo trocador para liquefação do gás natural, um conduto de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada no corpo trocador de calor para o compressor,- a second body for heat exchange between the light fraction of the first mixture and the cooled natural gas in the first exchanger body for liquefying natural gas, a return duct of the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchanger body for the compressor,

- um regulador para o gás natural liquefeito,- a regulator for liquefied natural gas,

- um coletor para o gás de evaporação produzido durante a expansão do gás no regulador,- a collector for the evaporation gas produced during the expansion of the gas in the regulator,

- um coletor de gás de evaporação produzido durante a expansão do gás no regulador, um conduto para injeção do gás de evaporação na entrada do segundo corpo trocador, a montante de uma entrada para o gás natural no primeiro corpo trocador, um terceiro corpo trocador do calor entre o gás natural e o segundo composto químico- an evaporator gas collector produced during the expansion of the gas in the regulator, a conduit for injection of evaporation gas at the entrance of the second exchanger body, upstream of an entrance for natural gas in the first exchanger body, a third exchanger body of the heat between natural gas and the second chemical compound

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 15/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 15/50

9/37 refrigerante,9/37 soda,

- um meio para comprimir o segundo composto vaporizado,- a means of compressing the second vaporized compound,

- meios de resfriamento do segundo composto comprimido, e- cooling means for the second compressed compound, and

- um conduto para transferência do segundo composto refrigerante para o terceiro corpo trocador.- a conduit for transferring the second refrigerant compound to the third exchanger body.

[0032] Graças a estas disposições, a flexibilidade operacional geral do dispositivo é melhorada. De fato, a injeção do gás de evaporação possibilita, a um menor fluxo de gás natural, minimizar a perda de produto e maximizar a eficiência do processo.[0032] Thanks to these provisions, the overall operational flexibility of the device is improved. In fact, the injection of evaporation gas makes it possible, at a lower flow of natural gas, to minimize product loss and maximize process efficiency.

[0033] Em algumas modalidades, o dispositivo que é a matéria da presente invenção compreende:[0033] In some embodiments, the device that is the subject of the present invention comprises:

- a montante de uma entrada de gás natural no primeiro corpo trocador, um terceiro corpo trocador de calor entre o gás natural e um segundo composto químico refrigerante,- upstream of a natural gas inlet in the first exchanger body, a third heat exchanger body between natural gas and a second refrigerant chemical compound,

- um meio para comprimir o segundo composto vaporizado, um meio para resfriamento do segundo composto comprimido, um conduto de transferência do segundo composto refrigerante para o terceiro corpo trocador.- a means for compressing the second vaporized compound, a means for cooling the second compressed compound, a conduit for transferring the second refrigerant compound to the third exchanger body.

[0034] Estas modalidades tornam possível não utilizar componentes pesados, tais como pentano, Cs ou mais pesados, e minimizar a quantidade de componentes pesados do tipo C4 na primeira mistura.[0034] These modalities make it possible not to use heavy components, such as pentane, Cs or heavier, and to minimize the amount of heavy components of type C4 in the first mixture.

[0035] Em algumas modalidades, o dispositivo que é a matéria da presente invenção compreende, entre uma saída para o segundo composto dos meios de resfriamento do segundo composto e o terceiro corpo trocador, um circuito de resfriamento do segundo composto pela fração pesada da[0035] In some embodiments, the device that is the subject of the present invention comprises, between an outlet for the second compound of the cooling means of the second compound and the third exchanger body, a cooling circuit of the second compound by the heavy fraction of the

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 16/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 16/50

10/37 primeira mistura dentro do primeiro corpo trocador.10/37 first mixture inside the first exchanger body.

[0036] Estas modalidades tornam possível resfriar o segundo composto na cascata de trocadores formados pelo primeiro e segundo trocadores.[0036] These modalities make it possible to cool the second compound in the cascade of exchangers formed by the first and second exchangers.

[0037] Em algumas modalidades, o segundo composto químico é um corpo puro que inclui propano e/ou amônia.[0037] In some embodiments, the second chemical compound is a pure body that includes propane and / or ammonia.

[0038] 0 emprego de tal composição para formar o segundo composto torna possível resfriar o gás natural antes deste gás natural entrar na linha de troca formada pelo primeiro e segundo corpos trocadores. Este préresfriamento permite simplificar/limitar o número de constituintes na primeira mistura refrigerante utilizada, o que também permite reduzir as dimensões das superfícies de troca entre o gás natural e a primeira mistura refrigerante.[0038] The use of such a composition to form the second compound makes it possible to cool natural gas before this natural gas enters the exchange line formed by the first and second exchange bodies. This pre-cooling allows to simplify / limit the number of constituents in the first refrigerant mixture used, which also allows to reduce the dimensions of the exchange surfaces between natural gas and the first refrigerant mixture.

[0039] Em algumas modalidades, os meios de resfriamento do segundo composto é um trocador de calor entre o segundo composto e a água.[0039] In some embodiments, the cooling medium of the second compound is a heat exchanger between the second compound and the water.

[0040] Em algumas modalidades, a primeira mistura refrigerante compreende nitrogênio e metano e pelo menos um composto entre:[0040] In some embodiments, the first refrigerant mixture comprises nitrogen and methane and at least one compound between:

- etileno,- ethylene,

- etano- ethane

- propano e/ou- propane and / or

- butano.- butane.

[0041] 0 uso de tal mistura torna possível minimizar o fornecimento de energia no sistema para liquefazer o gás natural.[0041] The use of such a mixture makes it possible to minimize the supply of energy in the system to liquefy natural gas.

[0042] De fato, no sistema CII tal como atualmente implementado, são utilizados compostos pesados na primeira[0042] In fact, in the CII system as currently implemented, heavy compounds are used in the first

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 17/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 17/50

11/37 mistura refrigerante, tendo estes compostos a vantagem de garantir a vaporização da primeira mistura antes de entrar no primeiro compressor.11/37 refrigerant mixture, these compounds having the advantage of guaranteeing the vaporization of the first mixture before entering the first compressor.

[0043] No entanto, estes compostos pesados têm a desvantagem de cristalizar na porção mais fria do trocador, em função do conteúdo destes compostos e de uma possível ultrapassagem temporária das condições de operação. Até o momento, não existe um limite claro e universal para determinar quando ocorre a cristalização, levando à incerteza e risco de danos. No entanto, o versado na técnica, que atualmente favorece o estado gasoso da primeira mistura na entrada do primeiro compressor, utiliza este tipo de compostos apesar desta desvantagem.[0043] However, these heavy compounds have the disadvantage of crystallizing in the cooler portion of the exchanger, depending on the content of these compounds and a possible temporary overcoming of operating conditions. So far, there is no clear and universal limit for determining when crystallization occurs, leading to uncertainty and risk of damage. However, the person skilled in the art, who currently favors the gaseous state of the first mixture at the entrance of the first compressor, uses this type of compounds despite this disadvantage.

[0044] Em algumas modalidades, o primeiro corpo trocador e/ou o segundo corpo trocador constituem um trocador de calor enrolado.[0044] In some embodiments, the first exchanger body and / or the second exchanger body constitute a coiled heat exchanger.

[0045] De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção se refere a um recipiente, que compreende um dispositivo para liquefazer o gás natural da presente invenção.[0045] According to a second aspect, the present invention relates to a container, which comprises a device for liquefying the natural gas of the present invention.

[0046] Os objetivos, vantagens e características particulares do navio que é matéria da presente invenção são semelhantes aos do dispositivo que é matéria da presente invenção, os quais não serão repetidos no presente documento.[0046] The objectives, advantages and particular characteristics of the ship that is the subject of the present invention are similar to those of the device that is the subject of the present invention, which will not be repeated in this document.

[0047] De acordo com um terceiro aspecto, a presente invenção se refere a um método de liquefazer um gás natural, que compreende:[0047] According to a third aspect, the present invention relates to a method of liquefying a natural gas, which comprises:

uma etapa de comprimir uma primeira mistura química refrigerante vaporizada,a step of compressing a first vaporized refrigerant chemical mixture,

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 18/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 18/50

12/3712/37

- uma etapa de fracionamento da mistura comprimida em uma fração pesada e uma fração leve,- a fractionation step of the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction,

- uma primeira etapa de troca de calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural para resfriar pelo menos o gás natural,- a first stage of heat exchange between the heavy fraction of the first mixture and natural gas to cool at least natural gas,

- uma segunda etapa de troca de calor entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado durante a primeira etapa de troca para liquefazer o gás natural,- a second stage of heat exchange between the light fraction of the first mixture and the cooled natural gas during the first stage of exchange to liquefy the natural gas,

- uma etapa de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos trocadores de calor para o estágio de compressão,- a return step of the first refrigerant mixture vaporized in the heat exchanger bodies for the compression stage,

- uma - an etapa stage de in expansão expansion do of gás gas natural liquefeito, liquefied natural, - uma - an etapa stage de in coleta collect do of gás gas de evaporação produzido evaporation produced durante a during the etapa stage de in expansão expansion r r - uma - an etapa stage de in inj eção injection do of gás gas de evaporação na entrada evaporation inlet

do segundo corpo trocador,of the second changer body,

- a montante de uma etapa de entrada do gás natural na primeira etapa de troca (515), uma terceira etapa de troca de calor entre o gás natural e um segundo composto químico refrigerante,- upstream of a natural gas entry step in the first exchange step (515), a third heat exchange step between natural gas and a second refrigerant chemical compound,

uma an etapa stage de in compressão compression do of segundo second composto compound vaporizado, vaporized, uma an etapa stage de in resfriamento cooling do of segundo second composto compound comprimido tablet e and uma an etapa stage de in transferência transfer o The segundo second composto compound resfriado para o tercei cold for the third ro corpo trocador. ro changer body.

[0048] Como os objetivos particulares, vantagens e características do método que é a matéria da presente invenção são semelhantes às do dispositivo que é matéria da presente invenção, eles não são repetidos no presente[0048] As the particular objectives, advantages and characteristics of the method which is the subject of the present invention are similar to those of the device which is the subject of the present invention, they are not repeated in the present

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 19/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 19/50

13/37 documento .13/37 document.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0049] Outras vantagens, objetivos e características particulares da invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição não limitativa que segue de pelo menos uma modalidade particular do dispositivo, navio e método que constituem a matéria da presente invenção, com referência a desenhos incluídos em um apêndice, em que:BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES [0049] Other particular advantages, objectives and characteristics of the invention will become apparent from the non-limiting description that follows of at least one particular embodiment of the device, vessel and method that constitute the subject of the present invention, with reference to drawings included in an appendix, where:

- a figura 1 representa, esquematicamente, uma primeira modalidade particular do dispositivo que é o objeto da presente invenção, a figura 2 representa, esquematicamente, uma modalidade particular do navio que é o objeto da presente invenção,- figure 1 schematically represents a first particular embodiment of the device that is the object of the present invention, figure 2 schematically represents a particular embodiment of the ship that is the object of the present invention,

- a figura 3 representa, esquematicamente e sob a forma de um diagrama lógico, uma primeira sequência particular de etapas do método que é o objeto da presente invenção;figure 3 represents, schematically and in the form of a logic diagram, a first particular sequence of steps in the method which is the object of the present invention;

- a figura 4 representa esquematicamente uma segunda modalidade particular do dispositivo que é objeto da presente invenção;figure 4 schematically represents a second particular embodiment of the device which is the subject of the present invention;

- a figura 5 representa, esquematicamente e sob a forma de um diagrama lógico, uma segunda sequência particular de etapas do método que é objeto da presente invenção;figure 5 represents, schematically and in the form of a logical diagram, a second particular sequence of steps of the method which is the subject of the present invention;

- a figura 6 representa, esquematicamente, uma terceira modalidade particular do dispositivo que é objeto da presente invenção;figure 6 schematically represents a third particular embodiment of the device which is the subject of the present invention;

a figura 7 representa, esquematicamente, uma modalidade particular dos compressores do dispositivo que é objeto da presente invenção efigure 7 schematically represents a particular modality of the compressors of the device that is the subject of the present invention and

- a figura 8 representa, esquematicamente e na forma de- figure 8 represents, schematically and in the form of

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 20/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 20/50

14/37 um diagrama lógico, uma terceira sequência particular de etapas do método que é a matéria da presente invenção.14/37 is a logic diagram, a third particular sequence of steps in the method which is the subject of the present invention.

DESCRIÇÃO DE EXEMPLOS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO [0050] A presente descrição é fornecida em um modo não limitativo, cada característica de uma modalidade sendo capaz de ser combinada com qualquer outra característica de qualquer outra modalidade de uma maneira vantajosa.DESCRIPTION OF EXAMPLES OF CARRYING OUT THE INVENTION [0050] The present description is provided in a non-limiting manner, each characteristic of a modality being able to be combined with any other characteristic of any other modality in an advantageous manner.

[0051] É observado que os números não estão em escala.[0051] It is observed that the numbers are not to scale.

[0052] A figura 1, que não está em escala, mostra uma vista esquemática de uma modalidade do dispositivo 100, que é o objeto da presente invenção. Este dispositivo 100 se destina à liquefação de um gás natural, compreendendo:[0052] Figure 1, which is not to scale, shows a schematic view of an embodiment of device 100, which is the object of the present invention. This device 100 is intended for the liquefaction of a natural gas, comprising:

- um compressor 105 de uma primeira mistura química refrigerante vaporizada,- a compressor 105 of a first vaporized chemical refrigerant mixture,

- meios 110 para fracionar a mistura comprimida em uma fração pesada e em uma fração leve, um primeiro corpo trocador de calor 115 entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural destinado a resfriar pelo menos o gás natural;- means 110 for fractionating the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction, a first heat exchanger body 115 between the heavy fraction of the first mixture and the natural gas intended to cool at least the natural gas;

- um segundo corpo trocador de calor 120 entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo trocador para liquefação do gás natural, e um conduto 125 para retornar a primeira mistura refrigerante vaporizada aos corpos de troca de calor para o compressor 105, a montante de uma entrada 116 de gás natural no primeiro corpo trocador 115 ou a jusante de uma saída 121 de gás natural liquefeito do segundo corpo trocador 120, um terceiro corpo, 130 ou 135 para troca de calor entre o gás natural e um segundo refrigerante químico e- a second heat exchanger body 120 between the light fraction of the first mixture and the cooled natural gas in the first heat exchanger body for liquefying the natural gas, and a conduit 125 for returning the first vaporized refrigerant mixture to the heat exchange bodies for the compressor 105, upstream of a natural gas inlet 116 in the first exchanger body 115 or downstream of a liquefied natural gas outlet 121 of the second exchanger body 120, a third body, 130 or 135 for heat exchange between natural gas and a second chemical refrigerant and

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 21/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 21/50

15/37 um meio, 140 ou 145, para comprimir o segundo composto vaporizado.15/37 a means, 140 or 145, for compressing the second vaporized compound.

[0053] 0 compressor 105 é, por exemplo, um compressor centrifugo provido de uma roda girando em torno de um eixo acionado por uma turbina ou um motor elétrico. Esta roda giratória torna possível transformar a energia cinética contida no gás em energia em potencial, a fim de aumentar a pressão do referido gás. A fim de aumentar a compressão alcançada, o número de rodas é aumentado para atingir uma determinada pressão de descarga.[0053] The compressor 105 is, for example, a centrifugal compressor provided with a wheel rotating around an axis driven by a turbine or an electric motor. This rotating wheel makes it possible to transform the kinetic energy contained in the gas into potential energy, in order to increase the pressure of that gas. In order to increase the compression achieved, the number of wheels is increased to achieve a certain discharge pressure.

[0054] A pressão de entrada do compressor 105 é, por exemplo, da ordem de pelo menos 2 bar (200KPa) absolutos. A razão de compressão alcançada no compressor 105 está, por exemplo, entre 2 e 6.[0054] The inlet pressure of compressor 105 is, for example, on the order of at least 2 bar (200KPa) absolute. The compression ratio achieved in the compressor 105 is, for example, between 2 and 6.

[0055] Este compressor 105 é, por exemplo, configurado para comprimir uma primeira mistura refrigerante que compreende nitrogênio e metano e pelo menos um dentre:[0055] This compressor 105 is, for example, configured to compress a first refrigerant mixture that comprises nitrogen and methane and at least one among:

- etileno,- ethylene,

- etano,- ethane,

- propano e/ou- propane and / or

- butano.- butane.

[0056] A composição do primeiro composto é ajustada como uma função da composição do gás natural a ser liquefeito no dispositivo. Este ajuste é feito em função da curva de função de vapor, ou seja, a temperatura de pressão de equilíbrio, da composição do gás natural ao longo da tubulação trocadora formada pelo primeiro corpo 112 e o segundo corpo trocador 120.[0056] The composition of the first compound is adjusted as a function of the composition of the natural gas to be liquefied in the device. This adjustment is made according to the steam function curve, that is, the equilibrium pressure temperature, the composition of the natural gas along the exchanger pipe formed by the first body 112 and the second exchanger body 120.

[0057] 0 uso de propano visa equilibrar as diferenças de volatilidade entre os compostos pesados e os compostos[0057] The use of propane aims to balance the volatility differences between heavy compounds and compounds

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 22/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 22/50

16/37 leves da primeira mistura.16/37 light of the first mixture.

[0058] Este compressor 105 inclui uma entrada (não numerada) para a mistura refrigerante vaporizada e uma saída (não numerada) para a mistura refrigerante comprimida.[0058] This compressor 105 includes an inlet (not numbered) for the vaporized refrigerant mixture and an outlet (not numbered) for the compressed refrigerant mixture.

[0059] A mistura refrigerante comprimida é de preferência resfriada em um quinto trocador de calor 106. Este trocador de calor 106 é, por exemplo, um trocador tubular, em que a fonte fria é ar ou água. Quanto mais fria a temperatura da fonte, maior a eficiência do processo. De preferência, a temperatura máxima de resfriamento corresponde à temperatura do ar ou da água mais quinze graus Celsius.[0059] The compressed refrigerant mixture is preferably cooled in a fifth heat exchanger 106. This heat exchanger 106 is, for example, a tubular exchanger, in which the cold source is air or water. The colder the source temperature, the greater the efficiency of the process. Preferably, the maximum cooling temperature corresponds to the air or water temperature plus fifteen degrees Celsius.

[0060] A mistura de resfriamento, de preferência resfriada no quinto trocador 106, é fornecida por meio de fracionamento 110. Esse fracionamento significa, por exemplo, uma coluna de fracionamento.[0060] The cooling mixture, preferably cooled in the fifth exchanger 106, is supplied by means of fractionation 110. This fractionation means, for example, a fractionation column.

[0061] 0 fluxo que entra na coluna de fracionamento é difásico, sendo uma porção gasosa e uma porção líquida. A fração gasosa flui na coluna para sair na parte superior e a fração líquida na parte inferior.[0061] The flow that enters the fractionation column is diphasic, being a gaseous portion and a liquid portion. The gas fraction flows in the column to exit at the top and the liquid fraction at the bottom.

[0062] Esse meio de fracionamento 110 compreende:[0062] This means of fractionation 110 comprises:

uma entrada (não numerada) para uma mistura refrigerante comprimida,an (unnumbered) inlet for a compressed refrigerant mixture,

- uma saída (não numerada) para uma fração leve da mistura refrigerante posicionada em uma parte inferior dos meios de fracionamento 110; e- an outlet (not numbered) for a light fraction of the refrigerant mixture positioned in a lower part of the fractionation means 110; and

- uma saída (não numerada) para uma fração pesada da mistura refrigerante na parte superior, em relação à saída da fração leve, dos meios de fracionamento 110.- an outlet (not numbered) for a heavy fraction of the refrigerant mixture at the top, in relation to the outlet of the light fraction, from the fractionation means 110.

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 23/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 23/50

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- De preferência, a fração leve que sai dos meios de fracionamento 110 entra no primeiro corpo trocador 115 e é resfriada pela fração pesada que passa através do primeiro corpo trocador 115. Esta fração leve também pode, dependendo das condições de funcionamento, atuar como uma fonte fria na troca de calor que ocorre com o gás natural que entra através da entrada 116 do primeiro corpo trocador 115.- Preferably, the light fraction that leaves the fractionation means 110 enters the first exchanger body 115 and is cooled by the heavy fraction that passes through the first exchanger body 115. This light fraction can also, depending on the operating conditions, act as a cold source in the heat exchange that occurs with the natural gas that enters through the inlet 116 of the first exchanger body 115.

[0063] Em algumas modalidades preferidas, os meios de fracionamento 110 também compreendem uma entrada para o refluxo de uma porção da fração leve, esta porção da fração leve é coletada, por exemplo, em um balão de refluxo 111.[0063] In some preferred embodiments, the fractionation means 110 also comprises an inlet for the reflux of a portion of the light fraction, this portion of the light fraction is collected, for example, in a reflux balloon 111.

[0064] 0 meio de fracionamento 110 compreende, então, preferencialmente embalagens, o que torna possível melhorar a transferência de material entre o fluxo gasoso e a fração líquida do balão de refluxo 111, o qual absorve os compostos mais pesados da fração de gás permitindo obtenção de um fluxo rico em nitrogênio e metano na cabeça.[0064] The fractionation medium 110 then preferably comprises packaging, which makes it possible to improve the material transfer between the gas flow and the liquid fraction of the reflux balloon 111, which absorbs the heavier compounds from the gas fraction allowing obtaining a flow rich in nitrogen and methane in the head.

[0065] 0 meio de fracionamento 110 é de preferência provido de uma malha para limitar o arraste de gotículas na fração de gás.[0065] The fractionation medium 110 is preferably provided with a mesh to limit the entrainment of droplets in the gas fraction.

[0066] Este balão de refluxo 111 está conectado à saída da fração leve dos meios de fracionamento 110, com ou sem troca intermediaria no primeiro corpo 115, e opera de um modo semelhante separando a fração leve dos resíduos de fração pesada transportados inesperadamente pela fração leve fora dos meios de fracionamento 110.[0066] This reflux balloon 111 is connected to the outlet of the light fraction of the fractionation means 110, with or without intermediate exchange in the first body 115, and operates in a similar way by separating the light fraction from the heavy fraction residues transported unexpectedly by the fraction take it out of the 110 fractionation means.

[0067] 0 balão 111 é, de preferência, equipado com uma malha para limitar o arraste de gotículas na fração gasosa.[0067] The balloon 111 is preferably equipped with a mesh to limit the entrainment of droplets in the gas fraction.

[0068] A fração leve que sai dos meios de fracionamento[0068] The light fraction that comes out of the fractionation media

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 24/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 24/50

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110, ou o balão de refluxo 111 quando esse balão 111 está presente, é preferencialmente comprimida por um segundo compressor 112.110, or the reflux balloon 111 when that balloon 111 is present, is preferably compressed by a second compressor 112.

[0069] 0 segundo compressor 112 é, por exemplo, um compressor centrifugo. Este compressor centrifugo é de preferência acionado pela turbina implementada no compressor 105, quando este compressor 105 é um compressor centrifugo.[0069] The second compressor 112 is, for example, a centrifugal compressor. This centrifugal compressor is preferably driven by the turbine implemented in compressor 105, when this compressor 105 is a centrifugal compressor.

[0070] A pressão na saida do segundo compressor 112 é, por exemplo, da ordem de 40 bar (4MPa) absoluta e a taxa de compressão está preferencialmente entre 2 e 4.[0070] The pressure at the outlet of the second compressor 112 is, for example, in the order of 40 bar (4MPa) absolute and the compression ratio is preferably between 2 and 4.

[0071] A fração leve, com ou sem compressão no segundo compressor 112, é de preferência resfriada em um sexto trocador de calor 113.[0071] The light fraction, with or without compression in the second compressor 112, is preferably cooled in a sixth heat exchanger 113.

[0072] Este trocador de calor 113 é, por exemplo, um trocador tubular em que a fonte fria é ar ou água. Quanto mais fria for a fonte, maior a eficiência do resfriamento. De preferência, a temperatura máxima de resfriamento corresponde à temperatura do ar ou da água mais quinze graus Celsius. O fluxo resultante contribui com calor frio ou negativo necessários para o resfriamento do gás natural.[0072] This heat exchanger 113 is, for example, a tubular exchanger in which the cold source is air or water. The colder the source, the greater the cooling efficiency. Preferably, the maximum cooling temperature corresponds to the air or water temperature plus fifteen degrees Celsius. The resulting flow contributes to the cold or negative heat required to cool natural gas.

[0073] A fração leve, comprimida ou não no segundo compressor 112, resfriada ou não no sexto trocador de calor 113, é transmitida para o primeiro trocador de calor 115.[0073] The light fraction, compressed or not in the second compressor 112, cooled or not in the sixth heat exchanger 113, is transmitted to the first heat exchanger 115.

[0074] 0 primeiro trocador de calor 115 é, por exemplo, um trocador de calor enrolado, no qual a fração leve atua como uma fonte fria e o gás natural como uma fonte quente. Preferencialmente, o primeiro trocador 115 e o segundo trocador 120 são formados por um único trocador enrolado.[0074] The first heat exchanger 115 is, for example, a coiled heat exchanger, in which the light fraction acts as a cold source and natural gas as a hot source. Preferably, the first exchanger 115 and the second exchanger 120 are formed by a single coiled exchanger.

[0075] 0 gás natural entra no primeiro trocador 115[0075] The natural gas enters the first exchanger 115

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 25/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 25/50

19/37 através da entrada 116.19/37 through entrance 116.

[0076] A fração leve vaporizada durante a troca com o gás natural no primeiro corpo trocador 115 é preferencialmente redirecionada para um balão 114 configurado para separar a fração leve em duas partes, uma sendo mais pesada do que a outra.[0076] The light fraction vaporized during the exchange with natural gas in the first exchanger body 115 is preferably redirected to a balloon 114 configured to separate the light fraction into two parts, one being heavier than the other.

[0077] 0 dispositivo 100 compreende, de preferência, uma válvula 136 a montante do balão 114. Esta válvula cria, por exemplo, uma expansão da porção de gás da primeira mistura da ordem de 20(2 MPa) a 25 bar (2,5 MPa).[0077] The device 100 preferably comprises a valve 136 upstream of the balloon 114. This valve creates, for example, an expansion of the gas portion of the first mixture in the order of 20 (2 MPa) to 25 bar (2, 5 MPa).

[0078] As duas partes da fração leve são transmitidas[0078] The two parts of the light fraction are transmitted

para o to segundo second corpo body trocador exchanger 120 120 , a fração leve atuando , the light fraction acting como uma fonte as a source fria cold na troca in exchange de in calor feita com o gás heat made with gas natural Natural previamente previously resfriado cold no at the primeiro corpo trocador first changer body 115. 115.

[0079] Quando o dispositivo 100 emprega um balão 114, a parte pesada da fração leve é, após passar pelo segundo corpo trocador 120, expandida em um expansor 118, então transmitido ao compressor 105 através do conduto de retorno 125.[0079] When the device 100 employs a balloon 114, the heavy part of the light fraction is, after passing through the second exchanger body 120, expanded in an expander 118, then transmitted to the compressor 105 through the return line 125.

[0080] Este expansor 118 é colocado no lugar de uma válvula 123 ou em paralelo com esta válvula 123.[0080] This expander 118 is placed in place of a valve 123 or in parallel with this valve 123.

[0081] Em algumas variantes, entre a expansor 118 e o compressor 105, a parte pesada da fração leve, comprimida, é reinjetada no segundo corpo trocador 120.[0081] In some variants, between expander 118 and compressor 105, the heavy part of the light, compressed fraction is reinjected into the second exchanger body 120.

[0082] A porção leve da fração leve é transmitida para o compressor 105 através do conduto de retorno 125.[0082] The light portion of the light fraction is transmitted to the compressor 105 through the return line 125.

[0083] Em algumas variantes, a parte leve da fração leve, após deixar o segundo corpo trocador 120, é expandida em uma válvula 122 e é reinjetada no segundo corpo trocador[0083] In some variants, the light part of the light fraction, after leaving the second exchanger body 120, is expanded into a valve 122 and is reinjected into the second exchanger body

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 26/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 26/50

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120 antes de ser redirecionada para o compressor 105.120 before being redirected to compressor 105.

[0084] A válvula 122 cria uma expansão para atingir uma pressão de cerca de 4 (400 KPa) a 5 bar (500 KPa) , como uma função da queda de pressão do circuito a jusante, por exemplo.[0084] The valve 122 creates an expansion to reach a pressure of about 4 (400 KPa) to 5 bar (500 KPa), as a function of the pressure drop of the downstream circuit, for example.

[0085] A fração pesada da mistura refrigerante que sai do meio de fracionamento 110 é transmitida para o primeiro corpo trocador 115 e atua como uma fonte fria na troca que ocorre com o gás natural.[0085] The heavy fraction of the refrigerant mixture that leaves the fractionation medium 110 is transmitted to the first exchanger body 115 and acts as a cold source in the exchange that occurs with natural gas.

[0086] Em algumas variantes, o dispositivo 100 compreende uma expansor 127 em paralelo com uma válvula 122 .[0086] In some variants, the device 100 comprises an expander 127 in parallel with a valve 122.

[0087] De preferência, o dispositivo 100 compreende um expansor 127 e não compreende uma válvula 122.[0087] Preferably, the device 100 comprises an expander 127 and does not comprise a valve 122.

[0088] Em algumas variantes, a fração pesada deixa o primeiro corpo trocador 115 e é reinjetada neste primeiro corpo trocador 115, após ser expandida em um regulador 119, antes de ser redirecionada para o compressor 105.[0088] In some variants, the heavy fraction leaves the first exchanger body 115 and is reinjected into this first exchanger body 115, after being expanded in a regulator 119, before being redirected to compressor 105.

[0089] 0 regulador 119 cria uma expansão para atingir uma pressão de cerca de 4 (400 KPa) a 5 bar (500 KPa), como uma função da queda de pressão no primeiro corpo trocador 115, por exemplo.[0089] Regulator 119 creates an expansion to reach a pressure of about 4 (400 KPa) to 5 bar (500 KPa), as a function of the pressure drop in the first exchanger body 115, for example.

[0090] Em algumas variantes, a conduto de retorno 125 compreende um balão 126 entre o primeiro corpo trocador 115 e o compressor 105.[0090] In some variants, the return line 125 comprises a balloon 126 between the first exchanger body 115 and the compressor 105.

[0091] Este balão 126 assegura que na entrada do primeiro compressor 105, a primeira mistura refrigerante seja exclusivamente em forma gasosa.[0091] This balloon 126 ensures that at the entrance of the first compressor 105, the first refrigerant mixture is exclusively in gas form.

[0092] 0 balão 126 é de preferência provido de uma malha para limitar o arrasto de gotículas na fração gasosa.[0092] The balloon 126 is preferably provided with a mesh to limit the entrainment of droplets in the gas fraction.

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 27/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 27/50

21/37 [0093] Preferencialmente, o dispositivo 100 compreende um conduto que conecta uma parte do balão 126, destinado a receber a porção líquida da primeira mistura, por meio de fracionamento 10. De preferência, este conduto é fornecido com uma bomba. De preferência, esta bomba é ativada como uma função de um nível de líquido capturado por um sensor na porção do balão 126 destinada a receber a porção líquida da primeira mistura.21/37 [0093] Preferably, the device 100 comprises a conduit that connects a part of the balloon 126, intended to receive the liquid portion of the first mixture, by means of fractionation 10. Preferably, this conduit is provided with a pump. Preferably, this pump is activated as a function of a level of liquid captured by a sensor in the portion of the flask 126 intended to receive the liquid portion of the first mixture.

[0094] Assim, como entendido, o gás natural é liquefeito através de dois estágios sucessivos de resfriamento. A primeira etapa ocorre no primeiro corpo trocador 115 e a segunda etapa ocorre no segundo corpo trocador 120.[0094] Thus, as understood, natural gas is liquefied through two successive cooling stages. The first step occurs in the first exchanger body 115 and the second step occurs in the second exchanger body 120.

[0095] 0 gás natural flui no primeiro corpo 115 e no segundo corpo 120, de preferência em contracorrente da primeira mistura refrigerante.[0095] The natural gas flows in the first body 115 and in the second body 120, preferably in countercurrent to the first refrigerant mixture.

[0096] 0 gás natural resfriado deixa de preferência o primeiro corpo 115 a uma temperatura de cerca de -30°C. Este gás natural resfriado é então de preferência dirigido para uma seção de fracionamento (não mostrada) para separar quaisquer condensados da fração gasosa. A fração gasosa é transmitida ao segundo corpo 120 para ser liquefeita.[0096] The cooled natural gas preferably leaves the first body 115 at a temperature of about -30 ° C. This cooled natural gas is then preferably directed to a fractionation section (not shown) to separate any condensates from the gas fraction. The gas fraction is transmitted to the second body 120 to be liquefied.

[0097] Além destas duas etapas, a presente invenção propõe a adição de uma terceira etapa de resfriamento posicionada tanto antes quanto após as duas primeiras etapas.[0097] In addition to these two stages, the present invention proposes the addition of a third cooling stage positioned both before and after the first two stages.

[0098] No primeiro caso, um terceiro corpo trocador 130 está posicionado a montante da entrada 116 do gás natural no primeiro corpo trocador 115. Este terceiro corpo trocador 130 é, por exemplo, um trocador tubular que[0098] In the first case, a third exchanger body 130 is positioned upstream of the natural gas inlet 116 in the first exchanger body 115. This third exchanger body 130 is, for example, a tubular exchanger that

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 28/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 28/50

22/37 utiliza, como fonte fria, um segundo composto refrigerante, e gás natural de fonte quente que entra no dispositivo 100 para ser liquefeito.22/37 uses, as a cold source, a second refrigerant compound, and hot source natural gas that enters the device 100 to be liquefied.

[0099] 0 segundo composto químico é, por exemplo, uma substância pura composta por nitrogênio, propano e/ou amônia ou uma mistura de nitrogênio e propano.[0099] The second chemical compound is, for example, a pure substance composed of nitrogen, propane and / or ammonia or a mixture of nitrogen and propane.

[00100] De preferência, quando a amônia é usada, esta amônia é usada sozinha.[00100] Preferably, when ammonia is used, this ammonia is used alone.

[00101] No segundo caso, um terceiro corpo trocador 135 está posicionado a jusante da saída 121 do gás natural liquefeito do segundo corpo trocador 120. Este terceiro corpo trocador 135 é, por exemplo, um trocador tubular que utiliza, como fonte fria, um segundo composto refrigerante e uma fonte quente de gás natural liquefeito que sai no dispositivo 100 para armazenamento ou consumo. O gás natural assim liquefeito pode ser expandido à pressão atmosférica por um regulador (não mostrada) antes do armazenamento. O gás de evaporação, denominado BOG (Boíl-off gas'), coletado no armazenamento de gás natural liquefeito pode ser reinjetado no dispositivo 100 na fração gasosa, deixando a seção de fracionamento entre o primeiro corpo trocador 115 e o segundo corpo trocador 120.[00101] In the second case, a third exchanger body 135 is positioned downstream of outlet 121 of the liquefied natural gas of the second exchanger body 120. This third exchanger body 135 is, for example, a tubular exchanger that uses, as a cold source, a second refrigerant compound and a hot source of liquefied natural gas that leaves device 100 for storage or consumption. The natural gas thus liquefied can be expanded at atmospheric pressure by a regulator (not shown) before storage. The evaporation gas, called BOG (Boíl-off gas'), collected in the storage of liquefied natural gas can be reinjected into device 100 in the gas fraction, leaving the fractionation section between the first exchanger body 115 and the second exchanger body 120.

[00102] O segundo composto refrigerante no presente documento é, por exemplo, nitrogênio líquido.[00102] The second refrigerant compound in this document is, for example, liquid nitrogen.

[00103] A jusante deste terceiro corpo, 130 ou 135, o dispositivo 100 compreende um meio, 140 ou 145, para comprimir o segundo composto.[00103] Downstream of this third body, 130 or 135, the device 100 comprises a means, 140 or 145, for compressing the second compound.

[00104] Este compressor, 140 ou 145 é, por exemplo, um compressor centrífugo.[00104] This compressor, 140 or 145 is, for example, a centrifugal compressor.

[00105] Em algumas modalidades preferidas, o[00105] In some preferred modalities, the

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 29/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 29/50

23/37 dispositivo 100 compreende a etapa de resfriamento a montante e a etapa de resfriamento a jusante.Device 100 comprises the upstream cooling step and the downstream cooling step.

[00106] Nestas modalidades, o terceiro corpo trocador 130 é denominado corpo trocador posicionado a montante do primeiro corpo trocador 115 e o quarto corpo trocador 135 é denominado o corpo trocador posicionado a jusante do segundo corpo 120. O segundo composto refrigerante é designado a mistura refrigerante utilizada no terceiro corpo 130 e a terceira mistura refrigera é designada a mistura refrigerante utilizada no quarto corpo trocador.[00106] In these embodiments, the third exchanger body 130 is called the exchanger body positioned upstream of the first exchanger body 115 and the fourth exchanger body 135 is called the exchanger body positioned downstream of the second body 120. The second refrigerant compound is called the mixture refrigerant used in the third body 130 and the third mixture cools the designated refrigerant mixture used in the fourth exchanger body.

[00107] Em algumas modalidades, o dispositivo 100 compreende:[00107] In some embodiments, device 100 comprises:

- meios 150 para resfriar o segundo composto comprimido nos meios de compressão 140; e- means 150 for cooling the second compressed compound in the compression means 140; and

- um conduto 155 para transferência do segundo composto comprimido para o terceiro corpo trocador 130.- a conduit 155 for transferring the second compressed compound to the third exchanger body 130.

[00108] O meio de resfriamento 150 é, por exemplo, um trocador de calor entre o segundo composto vaporizado durante a troca de calor com o gás natural no terceiro corpo trocador 130 e ar ou água.[00108] Cooling medium 150 is, for example, a heat exchanger between the second compound vaporized during the heat exchange with natural gas in the third exchanger body 130 and air or water.

[00109] Em algumas modalidades, tal como a mostrada na figura 1, o dispositivo 100 compreende, entre uma saida 131 para o segundo composto, os meios 150 para resfriar o segundo composto e o terceiro corpo trocador 130, um circuito 170 para resfriar o segundo composto com a fração pesada da primeira mistura dentro do primeiro corpo trocador 115.[00109] In some embodiments, such as that shown in figure 1, the device 100 comprises, between an outlet 131 for the second compound, the means 150 for cooling the second compound and the third exchanger body 130, a circuit 170 for cooling the second compound with the heavy fraction of the first mixture within the first exchanger body 115.

[00110] Este circuito de resfriamento 170 é produzido, por exemplo, pela entrada do segundo composto resfriado no primeiro corpo trocador 115, o segundo composto resfriado[00110] This cooling circuit 170 is produced, for example, by the entry of the second cooled compound in the first exchanger body 115, the second cooled compound

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 30/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 30/50

24/37 atuando como uma fonte quente em relação à fração pesada e qualquer fração leve que passa através deste primeiro corpo trocador 115. Este segundo composto vaporizado pode atuar, simultaneamente, como uma fonte fria em relação à entrada de gás natural para o interior do primeiro corpo 115 através da entrada 116 para o gás natural.24/37 acting as a hot source in relation to the heavy fraction and any light fraction that passes through this first exchanger body 115. This second vaporized compound can simultaneously act as a cold source in relation to the entry of natural gas into the interior of the first body 115 through inlet 116 for natural gas.

[00111] Nas modalidades, o segundo composto vaporizado que deixa o primeiro corpo 115, é expandido em regulador 124, sendo então reinjetado no primeiro corpo 115 ou no segundo corpo 120.[00111] In the modalities, the second vaporized compound that leaves the first body 115, is expanded in regulator 124, being then reinjected into the first body 115 or the second body 120.

[00112] O segundo composto é expandido, por exemplo, a uma pressão entre 3 (300 KPa) e 4 bar (400 KPa) , em função da queda de pressão nos codutos a montante.[00112] The second compound is expanded, for example, at a pressure between 3 (300 KPa) and 4 bar (400 KPa), depending on the pressure drop in the upstream coducts.

[00113] A finalidade deste circuito de resfriamento 170 é facilitar o resfriamento que ocorre nos meios de resfriamento 150.[00113] The purpose of this cooling circuit 170 is to facilitate the cooling that occurs in the cooling means 150.

[00114] Em algumas modalidades, tal como mostrado na Figura 1, uma parte do circuito de resfriamento 170 é configurada para resfriar o segundo composto por troca de calor com a fração leve da primeira mistura no segundo corpo trocador 120.[00114] In some embodiments, as shown in Figure 1, a part of the cooling circuit 170 is configured to cool the second compound by heat exchange with the light fraction of the first mixture in the second exchanger body 120.

[00115] Em algumas modalidades, o segundo composto, resfriado por troca de calor no primeiro corpo trocador 115, é injetado no segundo corpo trocador 120. O segundo composto vaporizado atua então como uma fonte quente em relação à fração leve da primeira mistura refrigerante que passa através deste segundo corpo trocador 120. Ao mesmo tempo, este segundo composto vaporizado pode atuar como fonte fria em relação ao gás natural introduzido no segundo corpo trocador 120.[00115] In some embodiments, the second compound, cooled by heat exchange in the first exchanger body 115, is injected into the second exchanger body 120. The second vaporized compound then acts as a hot source in relation to the light fraction of the first refrigerant mixture that it passes through this second exchanger body 120. At the same time, this second vaporized compound can act as a cold source in relation to the natural gas introduced in the second exchanger body 120.

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 31/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 31/50

25/37 [00116] Em algumas modalidades, o dispositivo 100 compreende:25/37 [00116] In some embodiments, device 100 comprises:

- meios 160 para resfriamento de nitrogênio e um conduto 165 para transportar o nitrogênio resfriado para o quarto corpo trocador 135.- means 160 for cooling nitrogen and a conduit 165 for transporting the cooled nitrogen to the fourth exchanger body 135.

[00117] O meio de resfriamento 160 é, por exemplo, um trocador de calor entre a terceira mistura comprimida e o ar ou a água.[00117] Cooling medium 160 is, for example, a heat exchanger between the third compressed mixture and air or water.

[00118] O gás natural pode sofrer um pré-tratamento antes do terceiro corpo trocador 130.[00118] Natural gas can be pretreated before the third exchanger body 130.

[00119] Os compressores e meios de compressão, 105, 112 e 140 empregados nesta modalidade podem ser substituídos por compressores, 605, 610 e 620, descritos com referência à Figura 6 e cujas funções são semelhantes.[00119] The compressors and compression means, 105, 112 and 140 used in this modality can be replaced by compressors, 605, 610 and 620, described with reference to Figure 6 and whose functions are similar.

[00120] A figura 2, que não está em escala, mostra uma vista esquemática de uma modalidade do navio 200, que é o objeto da presente invenção. Este navio 200 compreende:[00120] Figure 2, which is not to scale, shows a schematic view of a modality of ship 200, which is the object of the present invention. This vessel 200 comprises:

- um dispositivo 100 para liquefação de um gás natural como descrito com referência à figura 1,- a device 100 for liquefying a natural gas as described with reference to figure 1,

- um dispositivo 400 para liquefação de um gás natural como descrito com referência à figura 4, ou- a device 400 for liquefying a natural gas as described with reference to figure 4, or

- um dispositivo 600 para liquefação de um gás natural como descrito com referência à figura 6.- a device 600 for liquefying a natural gas as described with reference to figure 6.

[00121] A figura 3 mostra, esquematicamente e na forma de um diagrama lógico, uma sequência particular de etapas do método 300, que é o objeto da presente invenção. Este método 300 para liquefação de um gás natural, compreende:[00121] Figure 3 shows, schematically and in the form of a logical diagram, a particular sequence of steps of method 300, which is the object of the present invention. This method 300 for liquefying a natural gas, comprises:

- uma etapa 305 para comprimir uma primeira mistura química refrigerante vaporizado,- a step 305 for compressing a first vaporized refrigerant chemical mixture,

- uma etapa 310 para fracionar a mistura comprimida em- a step 310 to fractionate the compressed mixture into

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 32/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 32/50

26/37 uma fração pesada e uma fração leve,26/37 a heavy fraction and a light fraction,

- uma primeira etapa de troca de calor 315 entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural, de modo a resfriar pelo menos o gás natural,- a first stage of heat exchange 315 between the heavy fraction of the first mixture and natural gas, in order to cool at least natural gas,

- uma segunda etapa de troca de calor 320 entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado durante a primeira etapa de troca para liquefação do gás natural e uma etapa 325 de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos trocadores de calor para a etapa de compressão, que compreende:- a second heat exchange step 320 between the light fraction of the first mixture and the cooled natural gas during the first exchange step for liquefying the natural gas and a return step 325 of the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchange bodies for the compression stage, comprising:

- antes da entrada de gás natural da primeira etapa de troca ou após a saída do gás natural liquefeito da segunda etapa de troca, uma terceira etapa de troca de calor 330 entre o gás natural e um segundo composto químico refrigerante e uma etapa 335 de compressão do segundo composto vaporizado.- before the entry of natural gas from the first exchange stage or after the exit of liquefied natural gas from the second exchange stage, a third heat exchange stage 330 between natural gas and a second refrigerant chemical compound and a compression stage 335 of the second vaporized compound.

[00122] Este método 300 é realizado, por exemplo, pelo emprego do dispositivo 100 como descrito, com referência à figura 1. Como será entendido, todas as variantes, todos os exemplos e todas as modalidades do dispositivo 100 podem também ser transpostas como a etapas dentro do método 300.[00122] This method 300 is performed, for example, by using the device 100 as described, with reference to figure 1. As will be understood, all the variants, all the examples and all the modalities of the device 100 can also be transposed as steps within method 300.

[00123] A figura 4, que não se encontra em escala, mostra uma vista esquemática de uma modalidade do dispositivo 400 que é matéria da presente invenção. Esse dispositivo 400 para liquefação de um gás natural, compreende:[00123] Figure 4, which is not to scale, shows a schematic view of an embodiment of device 400 which is the subject of the present invention. This device 400 for liquefying a natural gas, comprises:

- um compressor 105 de uma primeira mistura química- a 105 compressor from a first chemical mixture

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 33/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 33/50

27/37 refrigerante vaporizada,27/37 vaporized soda,

- meios 110 para fracionamento da mistura comprimida em uma fração pesada e em uma fração leve, um primeiro corpo trocador de calor 115 entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural destinado a resfriar pelo menos o gás natural;- means 110 for fractionating the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction, a first heat exchanger body 115 between the heavy fraction of the first mixture and the natural gas intended to cool at least the natural gas;

- um segundo corpo trocador de calor 120 entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo trocador para liquefação do gás natural, e um conduto 125 para retornar a primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos trocadores de calor para o compressor,- a second heat exchanger body 120 between the light fraction of the first mixture and the cooled natural gas in the first heat exchanger body for liquefying natural gas, and a conduit 125 for returning the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchanger bodies to the compressor,

- um regulador 405 para o gás natural liquefeito,- a 405 regulator for liquefied natural gas,

- um coletor 410 de gás de evaporação produzido durante a expansão do gás no regulador 405, e- an evaporator gas collector 410 produced during the expansion of gas in regulator 405, and

- um conduto 415 para injeção do gás de evaporação na entrada do segundo corpo trocador.- a conduit 415 for injection of evaporation gas at the entrance of the second exchanger body.

[00124] Nesta figura 4, os vários meios relacionados com a primeira mistura refrigerante são idênticos aos meios descritos com referência às figuras 1 ou 6, incluindo as modalidades e as variantes particulares descritas com referência às figuras 1 e 6. Esses meios são:[00124] In this figure 4, the various means related to the first refrigerant mixture are identical to the means described with reference to figures 1 or 6, including the modalities and the particular variants described with reference to figures 1 and 6. These means are:

- o compressor 105,- compressor 105,

- o trocador 106,- exchanger 106,

- o meio de fracionamento 110,- the fractionation medium 110,

- o balão de refluxo 111,- the reflux balloon 111,

- o compressor 112,- compressor 112,

- o trocador 113,- exchanger 113,

- o balão 114,- balloon 114,

- o primeiro corpo trocador 115,- the first changer body 115,

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 34/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 34/50

28/3728/37

- a entrada 116 para o gás natural,- inlet 116 for natural gas,

- o expansor 118,- expander 118,

- o regulador 119,- regulator 119,

- o segundo corpo trocador 120,- the second exchanger body 120,

- a saida 121 para gás natural liquefeito do segundo corpo trocador 120,- outlet 121 for liquefied natural gas from second exchanger body 120,

- o regulador 122,- regulator 122,

- o expansor 126,- expander 126,

- o conduto de retorno 125- the return line 125

- o balão 126, e- balloon 126, and

- a válvula 136.- valve 136.

[00125] Deste modo, como pode ser entendido, o gás natural é liquefeito através de dois estágios sucessivos de resfriamento. A primeira etapa ocorre no primeiro corpo trocador 1 e a segunda etapa ocorre no segundo corpo trocador 120.[00125] In this way, as can be understood, natural gas is liquefied through two successive cooling stages. The first step occurs in the first exchanger body 1 and the second step occurs in the second exchanger body 120.

[00126] Entre estas duas etapas, isto é, entre uma saida (não numerada) para o gás natural resfriado do primeiro corpo 115 e uma entrada (não numerada) para o gás natural resfriado no segundo corpo 120, o dispositivo 400 compreende, de preferência, uma seção de fracionamento configurada para remover condensados do fluxo de gás.[00126] Between these two steps, that is, between an outlet (unnumbered) for the cooled natural gas of the first body 115 and an inlet (unnumbered) for the cooled natural gas in the second body 120, the device 400 comprises, preferably, a fractionation section configured to remove condensate from the gas stream.

[00127] O gás natural liquefeito que sai do segundo corpo 120 através da saída 121 passa através de um regulador 405 configurado para expandir o gás natural liquefeito à pressão atmosférica.[00127] The liquefied natural gas leaving the second body 120 through outlet 121 passes through a regulator 405 configured to expand the liquefied natural gas at atmospheric pressure.

[00128] O regulador 405 é, por exemplo, uma válvula que implementa o efeito Joule-Thomson.[00128] Regulator 405 is, for example, a valve that implements the Joule-Thomson effect.

[00129] Essa expansão causa o aparecimento do gás de evaporação, aka BOG.[00129] This expansion causes the appearance of evaporation gas, aka BOG.

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 35/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 35/50

29/37 [00130] 0 BOG assim gerado é coletado em um coletor 410 e injetado, através de um conduto 415, na entrada do segundo corpo trocador 120. Esta injeção pode ocorrer a montante, em ou a jusante da seção de fracionamento, se tal seção estiver presente.29/37 [00130] The BOG thus generated is collected in a collector 410 and injected, through a conduit 415, at the entrance of the second exchanger body 120. This injection can occur upstream, in or downstream of the fractionation section, if such a section is present.

[00131] O coletor é, por exemplo, um balão de separação de gás/líquido 410 equipado com uma malha para limitar o arrasto de gotículas na fração de gás.[00131] The collector is, for example, a gas / liquid separation balloon 410 equipped with a mesh to limit the entrainment of droplets in the gas fraction.

[00132] De preferência, o conduto 415 é equipado com um compressor 416 que comprime a fração gasosa que sai do coletor 410.[00132] Preferably, the conduit 415 is equipped with a compressor 416 that compresses the gas fraction that leaves the collector 410.

[00133] Em algumas modalidades, tal como a ilustrada na figura 4, um terceiro corpo trocador 420 está posicionado a montante da entrada 116 para o gás natural no primeiro corpo trocador 115. Este terceiro corpo trocador 420 é, por exemplo, um trocador tubular que utiliza, como fonte fria, um segundo composto refrigerante, e gás natural de fonte quente que entra no dispositivo 400 para ser liquefeito.[00133] In some embodiments, such as that illustrated in figure 4, a third exchanger body 420 is positioned upstream of inlet 116 for natural gas in the first exchanger body 115. This third exchanger body 420 is, for example, a tubular exchanger that uses, as a cold source, a second refrigerant compound, and hot source natural gas that enters the device 400 to be liquefied.

[00134] O dispositivo 400 compreende, então, um compressor 425 do segundo composto vaporizado a jusante do terceiro corpo trocador 420. Este compressor 425 é, por exemplo, um compressor centrífugo.[00134] The device 400 then comprises a compressor 425 of the second vaporized compound downstream of the third exchanger body 420. This compressor 425 is, for example, a centrifugal compressor.

[00135] O segundo composto químico é, por exemplo, uma substância pura compreendendo nitrogênio, propano e/ou amônia ou uma mistura de nitrogênio e propano.[00135] The second chemical compound is, for example, a pure substance comprising nitrogen, propane and / or ammonia or a mixture of nitrogen and propane.

[00136] [00136] Em In algumas some modalidades, o modalities, the dispositivo 400 device 400 inclui: includes: um one meio middle 430 para 430 for resfriar o cool the segundo second composto compound comprimido, tablet, e and - uma - an conduto 435 conduit 435 de in transferência transfer segundo second composto compound

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 36/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 36/50

30/37 resfriado para o terceiro corpo trocador 420.30/37 cooled for the third exchanger body 420.

[00137] O meio de resfriamento 430 é, por exemplo, um trocador de calor entre o segundo composto comprimido e a água ou glicol.[00137] Cooling medium 430 is, for example, a heat exchanger between the second compressed compound and water or glycol.

[00138] Em algumas modalidades, tal como a mostrada na figura 4, o dispositivo 400 compreende, entre uma saída 421 para o segundo composto dos meios 430 para resfriamento do segundo composto e o terceiro corpo trocador 420, um circuito de resfriamento 440 para o segundo composto da fração pesada, da primeira mistura, dentro do primeiro corpo trocador 115.[00138] In some embodiments, such as that shown in figure 4, the device 400 comprises, between an outlet 421 for the second compound of the means 430 for cooling the second compound and the third exchanger body 420, a cooling circuit 440 for the second compound of the heavy fraction, of the first mixture, inside the first exchanger body 115.

[00139] Este circuito de resfriamento 440 é obtido, por exemplo, pela entrada do segundo composto resfriado no primeiro corpo trocador 115, o segundo composto resfriado atuando como uma fonte quente em relação à fração pesada e qualquer fração leve que atravesse esse primeiro corpo trocador 115. Ao mesmo tempo, esse segundo composto resfriado pode atuar simultaneamente como uma fonte fria em relação ao gás natural que entra no primeiro corpo 115 através da entrada 116 para o gás natural.[00139] This cooling circuit 440 is obtained, for example, by entering the second cooled compound in the first exchanger body 115, the second cooled compound acting as a hot source in relation to the heavy fraction and any light fraction that crosses this first exchanger body 115. At the same time, this second cooled compound can simultaneously act as a cold source in relation to the natural gas that enters the first body 115 through inlet 116 for natural gas.

[00140] Em algumas variantes, o segundo composto vaporizado que deixa o primeiro corpo 115, é expandido em um regulador 424 e é reinjetado no primeiro corpo 115 ou no segundo corpo 120.[00140] In some variants, the second vaporized compound that leaves the first body 115, is expanded in a regulator 424 and is reinjected into the first body 115 or the second body 120.

[00141] O segundo composto é expandido, por exemplo, a[00141] The second compound is expanded, for example, to

uma pressão de a pressure of 3 (300 KPa) 3 (300 KPa) a 4 bar (400 at 4 bar (400 KPa) KPa) na saída in the exit do of regulador 424. regulator 424. [00142] Este [00142] This circuito de circuit of resfriamento cooling 440 440 destina-se intended a The facilitar o facilitate the resfriamento cooling que ocorre that occurs nos we meios means de in

resfriamento 430.cooling 430.

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 37/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 37/50

31/37 [00143] Este circuito 440 pode também incluir uma segunda parte, no segundo corpo trocador 120, como descrito com referência à figura 1.31/37 [00143] This circuit 440 may also include a second part, in the second exchanger body 120, as described with reference to figure 1.

[00144] Em algumas modalidades particulares, a primeira mistura refrigerante compreende nitrogênio e metano e pelo menos um componente entre:[00144] In some particular embodiments, the first refrigerant mixture comprises nitrogen and methane and at least one component between:

- etileno,- ethylene,

- etano,- ethane,

- propano e/ou- propane and / or

- butano.- butane.

[00145] A figura 5 mostra, esquematicamente, uma modalidade particular do método que é o objeto da presente invenção. Este método 500 para liquefação de um gás natural, compreende:[00145] Figure 5 shows, schematically, a particular modality of the method that is the object of the present invention. This 500 method for liquefying a natural gas, comprises:

- uma etapa 505 para comprimir uma primeira mistura química refrigerante vaporizada,- a 505 step to compress a first vaporized refrigerant chemical mixture,

- uma etapa 510 para fracionar a mistura comprimida em uma fração pesada e uma fração leve,- a 510 step to fractionate the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction,

- uma primeira etapa 515 de troca de calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural para resfriar pelo menos o gás natural,- a first stage of heat exchange 515 between the heavy fraction of the first mixture and natural gas to cool at least natural gas,

- uma segunda etapa 520 de troca de calor entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado durante o primeira etapa de troca para liquefação do gás natural e uma etapa 525 de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos de troca de calor para a etapa de compressão,- a second heat exchange step 520 between the light fraction of the first mixture and the cooled natural gas during the first exchange step for liquefying the natural gas and a return step 525 of the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchange bodies for the compression step,

- uma etapa 530 para expandir o gás natural liquefeito, uma etapa 535 para coleta do gás de evaporação- a step 530 to expand the liquefied natural gas, a step 535 to collect the evaporation gas

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 38/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 38/50

32/37 produzido durante a etapa de expansão, e32/37 produced during the expansion stage, and

- uma etapa 540 de injeção de gás de evaporação na entrada da segunda etapa trocadora,- an evaporation gas injection stage 540 at the entrance to the second exchanger stage,

- a montante de uma etapa 545 de entrada do gás natural na primeira etapa de troca 515, uma terceira etapa de troca- upstream of a natural gas entry step 545 in the first exchange step 515, a third exchange step

de calor 550 entre o 550 heat between the gás natural e natural gas and um one segundo second composto compound químico refrigerante, refrigerant chemist, uma etapa 555 one step 555 de compressão compression do of segundo second composto compound vaporizado, vaporized, - uma etapa 560 - a 560 step de resfriamento cooling do of segundo second composto compound

comprimido, ecompressed, and

- uma - an etapa stage 565 565 para transferir o segundo composto to transfer the second compound resfriado cold para o to terceiro third corpo trocador. changer body. Este This one método method 500 500 é is realizado, por exemplo, pela carried out, for example, by

implementação do segundo corpo trocador.implementation of the second exchanger body.

[00146] Este método 500 é realizado, por exemplo, pelo emprego do dispositivo 400 como descrito com referência à figura 4. Como será entendido, todas as variantes, todos os exemplos e todas as modalidades do dispositivo 400 também podem ser transpostos com as etapas dentro do método 500.[00146] This method 500 is performed, for example, by using the device 400 as described with reference to figure 4. As will be understood, all the variants, all the examples and all the modalities of the device 400 can also be transposed with the steps within method 500.

[00147] As figuras 6 e 7 mostram, esquematicamente, uma modalidade particular do dispositivo 600, que é o objeto da presente invenção. Este dispositivo 600 para liquefação de um gás natural, compreende:[00147] Figures 6 and 7 show, schematically, a particular embodiment of the device 600, which is the object of the present invention. This device 600 for liquefying a natural gas, comprises:

- um primeiro compressor centrifugo 605 de uma primeira mistura química refrigerante vaporizada,- a first 605 centrifugal compressor from a first vaporized refrigerant chemical mixture,

- meios 110 para fracionar a mistura comprimida em uma fração pesada e em uma fração leve,- means 110 for fractionating the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction,

- um segundo compressor centrifugo 610 da fração leve, um primeiro corpo trocador de calor 115 entre a- a second centrifugal compressor 610 of the light fraction, a first heat exchanger body 115 between the

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 39/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 39/50

33/37 fração pesada da primeira mistura e o gás natural destinado a resfriar pelo menos o gás natural;33/37 heavy fraction of the first mixture and the natural gas intended to cool at least the natural gas;

- um segundo corpo trocador de calor 120 entre a fração leve comprimida da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo trocador para liquefação do gás natural, e um conduto de retorno 125 da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos de troca de calor para o primeiro compressor, a montante de uma entrada 16 do gás natural no primeiro corpo trocador, um terceiro corpo 420 para troca de calor entre o gás natural e um segundo composto químico refrigerante, um terceiro compressor centrífugo 620 do segundo composto vaporizado, sendo o primeiro e terceiro compressores centrífugos acionados por uma única turbina em comum 630,- a second heat exchanger body 120 between the compressed light fraction of the first mixture and the cooled natural gas in the first exchanger body for liquefaction of natural gas, and a return line 125 of the first refrigerant mixture vaporized in the heat exchange bodies for the first compressor, upstream of a natural gas inlet 16 in the first exchanger body, a third body 420 for heat exchange between natural gas and a second refrigerant chemical compound, a third centrifugal compressor 620 of the second vaporized compound, the first being third centrifugal compressors driven by a single turbine in common 630,

- um invólucro 635 comum ao primeiro compressor e ao terceiro compressor, um meio 430 para resfriar o segundo composto comprimido e- an enclosure 635 common to the first compressor and the third compressor, a means 430 for cooling the second compressed compound, and

- um conduto 435 para transferência do segundo composto resfriado para o terceiro corpo trocador 420.- a conduit 435 for transferring the second cooled compound to the third exchanger body 420.

[00148] O termo invólucro se refere a um invólucro que compreende pelo menos um compressor. Cada compressor possui uma ou mais rodas.[00148] The term enclosure refers to an enclosure that comprises at least one compressor. Each compressor has one or more wheels.

[00149] Nesta figura 6 o trocador 106, o meio de fracionamento 110, o balão de refluxo 111, o trocador 113, o primeiro corpo trocador 115, a entrada 116 para o gás natural, o regulador 119, o segundo corpo trocador 120, a[00149] In this figure 6 the exchanger 106, the fractionation medium 110, the reflux balloon 111, the exchanger 113, the first exchanger body 115, the inlet 116 for natural gas, the regulator 119, the second exchanger body 120, The

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 40/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 40/50

34/37 saida 121 para gás natural liquefeito do segundo corpo trocador 120, o regulador 122, o expansor 127, o conduto de retorno 125, o balão 126, a válvula 136, o terceiro corpo de troca 420, o conduto de transferência 435, o quarto corpo trocador 430, a saida 421 para o segundo composto refrigerante, o circuito de resfriamento 400, o regulador 424, o regulador 405, o coletor 410 e o conduto de injeção 415 são idênticos aos meios correspondentes descritos com referência às Figuras 1 ou 4, incluindo as modalidades e as variantes particulares descritas com referência a estas Figuras 1 e 4.34/37 outlet 121 for liquefied natural gas from the second exchanger body 120, regulator 122, expander 127, return pipe 125, balloon 126, valve 136, third exchange body 420, transfer pipe 435, the fourth exchanger body 430, the outlet 421 for the second refrigerant compound, the cooling circuit 400, the regulator 424, the regulator 405, the collector 410 and the injection duct 415 are identical to the corresponding means described with reference to Figures 1 or 4, including the particular modalities and variants described with reference to these Figures 1 and 4.

[00150] O terceiro compressor 620 corresponde ao terceiro compressor 140 como descrito com referência à figura 1. Contudo, este terceiro compressor 620 é acionado pelo emprego de uma única turbina em comum à turbina que opera o primeiro compressor 605. O primeiro compressor corresponde ao primeiro compressor 105, como descrito com referência à figura 1.[00150] The third compressor 620 corresponds to the third compressor 140 as described with reference to figure 1. However, this third compressor 620 is driven by the use of a single turbine in common with the turbine that operates the first compressor 605. The first compressor corresponds to first compressor 105, as described with reference to figure 1.

[00151] O quarto compressor 615 é configurado para elevar a pressão da porção de luz da fração leve da primeira mistura de resfriamento. Este quarto compressor partilha uma turbina única comum com o segundo compressor 610, este segundo compressor 610 corresponde ao segundo compressor 112, como descrito, com referência à figura 1.[00151] The fourth compressor 615 is configured to increase the pressure of the light portion of the light fraction of the first cooling mixture. This fourth compressor shares a common single turbine with the second compressor 610, this second compressor 610 corresponds to the second compressor 112, as described, with reference to figure 1.

[00152] Em algumas modalidades preferidas, tal como aquela mostrada nas figuras 6 e 7, o dispositivo 600 que é a matéria da presente invenção compreende:[00152] In some preferred embodiments, such as that shown in figures 6 and 7, the device 600 which is the subject of the present invention comprises:

entre o segundo compressor 610 e o segundo corpo trocador 120, um quarto compressor centrifugo 615 da fração leve da primeira mistura, sendo o segundo e o quartobetween the second compressor 610 and the second exchanger body 120, a fourth centrifugal compressor 615 of the light fraction of the first mixture, the second and fourth

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 41/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 41/50

35/37 compressores centrifugo acionados por uma única turbina 640 comum, e35/37 centrifugal compressors driven by a single common 640 turbine, and

- um invólucro 645 comum ao segundo compressor e ao quarto compressor.- a 645 housing common to the second compressor and the fourth compressor.

[00153] Em algumas modalidades preferidas, tal como a representada na figura 6, o dispositivo 600 que é o objeto da presente invenção compreende:[00153] In some preferred embodiments, such as that shown in figure 6, the device 600 which is the object of the present invention comprises:

- um separador 650 de uma fração gasosa e uma fração liquida da etapa leve comprimida, o quarto compressor 615 comprimindo a fração gasosa separada,- a separator 650 of a gas fraction and a liquid fraction of the compressed light stage, the fourth compressor 615 compressing the separated gas fraction,

- um regulador 625 da fração liquida da etapa leve aquecida no segundo corpo trocador,- a 625 regulator of the liquid fraction of the heated light stage in the second exchanger body,

- a turbina 640 do quarto compressor sendo acionada pela energia de expansão.- the turbine 640 of the fourth compressor being driven by the expansion energy.

[00154] O separador 650, por exemplo, é semelhante ao balão de refluxo 114 como descrito com referência à figura[00154] The separator 650, for example, is similar to the reflux balloon 114 as described with reference to the figure

1. O regulador 625 é, por exemplo, semelhante ao expansor 118 como descrito com referência à figura 1.1. Regulator 625 is, for example, similar to expander 118 as described with reference to figure 1.

[00155] Em algumas modalidades preferidas, tal como aquela mostrada na Figura 6, o segundo composto químico compreende nitrogênio, propano e/ou amônio.[00155] In some preferred embodiments, such as that shown in Figure 6, the second chemical compound comprises nitrogen, propane and / or ammonium.

[00156] Nas modalidades preferidas, tal como aquela mostrada na Figura 6, a primeira mistura refrigerante compreende nitrogênio e metano e pelo menos um composto entre:[00156] In the preferred embodiments, such as that shown in Figure 6, the first refrigerant mixture comprises nitrogen and methane and at least one compound between:

- etileno,- ethylene,

- etano,- ethane,

- propano e/ou- propane and / or

- butano.- butane.

[00157] Nas modalidades preferidas, tais como as[00157] In preferred modalities, such as

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 42/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 42/50

36/37 mostradas na figura 6, o dispositivo 600 compreende:36/37 shown in figure 6, device 600 comprises:

- um regulador 405 de gás natural liquefeito,- a 405 regulator of liquefied natural gas,

- um coletor 410 de gás de evaporação produzido durante a expansão do gás no regulador e- an evaporator gas collector 410 produced during the expansion of the gas in the regulator and

- um conduto 415 para injeção do gás de evaporação na entrada do segundo corpo trocador.- a conduit 415 for injection of evaporation gas at the entrance of the second exchanger body.

[00158] Em algumas modalidades preferidas, tal como a mostrada na Figura 6, o dispositivo 600 compreende, entre uma saida 421 para o segundo composto dos meios de resfriamento 430 e o terceiro corpo trocador 420, um circuito 440 para resfriar o segundo composto pela fração pesada da primeira mistura dentro do primeiro corpo trocador 115.[00158] In some preferred embodiments, such as that shown in Figure 6, device 600 comprises, between an outlet 421 for the second compound of the cooling means 430 and the third exchanger body 420, a circuit 440 for cooling the second compound by the heavy fraction of the first mixture within the first exchanger body 115.

[00159] Em algumas modalidades preferidas, tais como as mostradas na figura 6, o primeiro corpo trocador 115 e/ou o segundo corpo trocador 120 é um trocador de calor enrolado.[00159] In some preferred embodiments, such as those shown in figure 6, the first exchanger body 115 and / or the second exchanger body 120 is a coiled heat exchanger.

[00160] Em algumas modalidades preferidas, tais como as mostradas na figura 6, o meio 430 para resfriamento do segundo composto é um trocador de calor entre o segundo composto e a água.[00160] In some preferred embodiments, such as those shown in figure 6, the medium 430 for cooling the second compound is a heat exchanger between the second compound and the water.

[00161] A figura 8 mostra, esquematicamente, uma modalidade particular do método 700 que é o objeto da presente invenção. Este método 700 se destina à liquefação de um gás natural compreendendo:[00161] Figure 8 shows, schematically, a particular modality of method 700 which is the object of the present invention. This method 700 is intended for the liquefaction of a natural gas comprising:

uma etapa 705 de compressão centrifuga de uma primeira mistura química refrigerante vaporizada,a step 705 of centrifugal compression of a first vaporized refrigerant chemical mixture,

- uma etapa 710 de fracionamento da mistura comprimida em uma fração pesada e uma fração leve,- a step 710 of fractionating the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction,

- uma segunda etapa 715 de compressão centrífuga da fração leve,- a second stage 715 of centrifugal compression of the light fraction,

Petição 870190114936, de 08/11/2019, pág. 43/50Petition 870190114936, of 11/08/2019, p. 43/50

37/3737/37

- uma primeira etapa 720 de troca de calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural para resfriar pelo menos o gás natural,- a first stage 720 of heat exchange between the heavy fraction of the first mixture and natural gas to cool at least natural gas,

- uma segunda etapa 725 de troca de calor entre a fração leve comprimida da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo trocador para liquefação do gás natural, e uma etapa 730 de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada durante as etapas de troca de calor para o primeira etapa de compressão,- a second heat exchange step 725 between the light compressed fraction of the first mixture and the cooled natural gas in the first exchanger body for liquefying the natural gas, and a return step 730 of the first vaporized refrigerant mixture during the heat exchange steps for the first compression step,

- a montante de uma etapa 735 para dar entrada do gás natural na primeira etapa de troca, uma terceira etapa 740 de troca de calor entre o gás natural e um segundo composto químico refrigerante,- upstream of a step 735 for the entry of natural gas in the first exchange step, a third step 740 of heat exchange between natural gas and a second refrigerant chemical compound,

- uma terceira etapa 745 de compressão centrífuga do segundo composto vaporizado, sendo a primeira e terceira etapas de compressão centrífuga acionadas por uma única turbina em comum,- a third stage 745 of centrifugal compression of the second vaporized compound, the first and third stages of centrifugal compression being driven by a single turbine in common,

- a primeira e a terceira etapas de compressão sendo executadas em um invólucro comum,- the first and third compression steps being performed in a common wrapper,

- uma etapa 750 de resfriamento do segundo composto comprimido durante a terceira etapa de troca, e- a 750 step of cooling the second compressed compound during the third exchange step, and

- uma etapa 755 para transferência do segundo composto resfriado para a terceira etapa de troca, [00162] Este método 700 é realizado, por exemplo, pela implementação do dispositivo 600, como descrito, com referência às figuras 6 e 7. Como será entendido, todas as variantes, todos os exemplos e todas as modalidades do dispositivo 600 podem também ser transpostos como etapas dentro do método 700.- a step 755 for transferring the second cooled compound to the third exchange step, [00162] This method 700 is carried out, for example, by the implementation of device 600, as described, with reference to figures 6 and 7. As will be understood, all the variants, all the examples and all the modalities of the device 600 can also be transposed as steps within the method 700.

Claims (4)

1. Dispositivo (400) para liquefazer um gás natural compreendendo:1. Device (400) for liquefying a natural gas comprising: - um compressor (105) de uma primeira mistura química refrigerante vaporizada,- a compressor (105) of a first vaporized refrigerant chemical mixture, - meio (110) para fracionamento da mistura comprimida em uma fração pesada e uma fração leve;- medium (110) for fractionating the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction; - primeiro corpo (115) para troca de calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural para resfriar pelo menos o gás natural,- first body (115) for heat exchange between the heavy fraction of the first mixture and natural gas to cool at least natural gas, - um segundo corpo (120) de troca de calor entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo trocador, para liquefazer gás natural, e- a second heat exchange body (120) between the light fraction of the first mixture and the natural gas cooled in the first exchanger body, to liquefy natural gas, and - um conduto (125) para retornar a primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos trocadores calor para o compressor, caracterizado pelo fato de que compreende:- a conduit (125) for returning the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchanger bodies to the compressor, characterized by the fact that it comprises: - um regulador (405) para gás natural liquefeito,- a regulator (405) for liquefied natural gas, - um coletor (410) para evaporação do gás produzido durante a expansão do gás no regulador,- a collector (410) for evaporating the gas produced during the expansion of the gas in the regulator, - uma conduto (415) para injetar o gás de evaporação na entrada do segundo corpo trocador,- a conduit (415) for injecting the evaporation gas into the entrance of the second exchanger body, - a montante de uma entrada (116) de gás natural no- upstream of a natural gas inlet (116) in the primeiro corpo first body trocador (115 changer (115 ), um terceiro ), a third corpo ( body ( 420) para 420) for troca de calor heat exchange entre in between o gás the gas natural e um natural and a segundo second composto compound químico refrigerante, refrigerant chemist, um meio a way (425) (425) para for comprimir o compress the segundo second composto compound vaporizado, vaporized, meios means (430) (430) para for resfriar o cool the segundo second composto compound
comprimido, ecompressed, and Petição 870190114932, de 08/11/2019, pág. 7/12Petition 870190114932, of 11/08/2019, p. 7/12
2/42/4 - um conduto (435) para transferir o segundo composto resfriado para o terceiro corpo trocador.- a conduit (435) for transferring the second cooled compound to the third exchanger body. 2. Dispositivo (400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, entre uma saída (421) para o segundo composto dos meios (425) para resfriamento do segundo composto e do terceiro corpo trocador (430), um circuito (440) para resfriamento do segundo composto com a fração pesada da primeira mistura dentro do primeiro corpo de troca (115).2. Device (400) according to claim 1, characterized in that it comprises, between an outlet (421) for the second compound of the means (425) for cooling the second compound and the third exchanger body (430), a circuit (440) for cooling the second compound with the heavy fraction of the first mixture within the first exchange body (115). 3. Dispositivo 3. Device (400 (400 ) , de acordo ) , according com with qualquer uma Any of them das of reivindicações 1 ou claims 1 or 2, 2, caracterizado featured pel pel o fato de que o the fact that the segundo composto é second compound is uma substância a substance pura pure que compreende which comprises propano e/ou amônia. propane and / or ammonia. 4. Dispositivo 4. Device (400 (400 ) , de acordo ) , according com with qualquer uma Any of them das of reivindicações 1 a claims 1 to 3, 3, caracterizado featured pelo fur fato de que fact that os the meios (430) para resfriamento do segundo means (430) for cooling the second composto são compound are um one trocador de calor entre heat exchanger between o segundo composto the second compound e a água. and water. 5. Dispositivo 5. Device (400 (400 ) , de acordo ) , according com with qualquer uma Any of them das of reivindicações 1 a claims 1 to 4, 4, caracterizado featured pelo fato de que a by the fact that
primeira mistura de refrigerante compreende nitrogênio e metano e pelo menos um componente entre: etileno, etano, propano e/ ou butano.The first refrigerant mixture comprises nitrogen and methane and at least one component between: ethylene, ethane, propane and / or butane. 6. Dispositivo (400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro corpo trocador (115) e/ou o segundo corpo trocador (120) constituem um trocador enrolado.Device (400) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the first exchanger body (115) and / or the second exchanger body (120) constitute a coiled exchanger. 7. Navio (200), caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo (400) para liquefazer um gás natural de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6.7. Ship (200), characterized by the fact that it comprises a device (400) for liquefying a natural gas according to any one of claims 1 to 6. Petição 870190114932, de 08/11/2019, pág. 8/12Petition 870190114932, of 11/08/2019, p. 12/12
3/43/4 8. Método (500) para liquefazer um gás natural, compreendendo:8. Method (500) for liquefying a natural gas, comprising: - uma etapa (505) de compressão de uma primeira mistura química refrigerante vaporizada, uma etapa (510) de fracionamento da mistura comprimida em uma fração pesada e uma fração leve;- a step (505) of compression of a first vaporized refrigerant chemical mixture, a step (510) of fractionation of the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction; - uma primeira etapa (515) de troca de calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural para resfriar pelo menos o gás natural, uma segunda etapa (520) de troca de calor entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado durante o primeiro estágio de troca para liquefazer o gás natural, e uma etapa (525) de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos trocadores de calor para o estágio de compressão, caracterizado pelo fato de que compreende:- a first stage (515) of heat exchange between the heavy fraction of the first mixture and the natural gas to cool at least the natural gas, a second stage (520) of heat exchange between the light fraction of the first mixture and the gas cooled during the first exchange stage to liquefy natural gas, and a return step (525) of the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchange bodies for the compression stage, characterized by the fact that it comprises: uma etapa (530) para expandir o gás natural liquefeito;a step (530) for expanding liquefied natural gas; - uma etapa (535) para coleta do gás de evaporação produzido durante a etapa de expansão, e- a step (535) for collecting the evaporation gas produced during the expansion step, and - uma etapa (540) para injetar gás de evaporação na entrada do segundo corpo trocador, a montante de uma etapa (545) de entrada de gás natural na primeira etapa de troca (515), uma terceira etapa (550) de troca de calor entre o gás e um segundo composto químico refrigerante,- a step (540) for injecting evaporation gas into the entry of the second exchanger body, upstream of a step (545) of entry of natural gas in the first exchange step (515), a third step (550) of heat exchange between the gas and a second refrigerant chemical compound, - uma etapa (555) de compressão do segundo composto vaporizado,- a step (555) of compression of the second vaporized compound, - uma etapa (560) de resfriamento do segundo composto - a step (560) for cooling the second compound Petição 870190114932, de 08/11/2019, pág. 9/12Petition 870190114932, of 11/08/2019, p. 9/12 4/4 comprimido; e4/4 tablet; and - uma etapa (565) de transferência do segundo composto resfriado para o terceiro corpo trocador.- a step (565) of transferring the second cooled compound to the third exchanger body.
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