BR112019013025A2 - device and method for liquefying natural gas and vessel comprising the device - Google Patents

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Abstract

dispositivo (600) para liquefação de um gás natural compreendendo: - um primeiro compressor centrífugo (605), - um meio para fracionamento (110), - um segundo compressor centrífugo (610), - um primeiro corpo permutador de calor (115), - um segundo corpo permutador de calor (120), e - um conduto de retorno (125) conduzindo ao primeiro compressor, - à montante de uma entrada (116) no primeiro corpo permutador de calor, um terceiro corpo permutador de calor (420) - um terceiro compressor centrífugo (620), o primeiro e terceiro compressores centrífugos sendo acionados por uma única turbina em comum (630), - um invólucro (635) comum ao primeiro compressor e ao terceiro compressor, - um meio de resfriamento (430), e - um conduto de transferência (435) conduzindo ao terceiro corpo permutador.device (600) for liquefying a natural gas comprising: - a first centrifugal compressor (605), - a fractionation medium (110), - a second centrifugal compressor (610), - a first heat exchanger body (115), - a second heat exchanger body (120), and - a return duct (125) leading to the first compressor, - upstream of an inlet (116) in the first heat exchanger body, a third heat exchanger body (420) - a third centrifugal compressor (620), the first and third centrifugal compressors being driven by a single turbine in common (630), - a housing (635) common to the first compressor and the third compressor, - a cooling medium (430) , and - a transfer duct (435) leading to the third exchange body.

Description

DISPOSITIVO E MÉTODO PARA LIQUEFAÇÃO DE GÁS NATURAL E EMBARCAÇÃO COMPREENDENDO O DISPOSITIVODEVICE AND METHOD FOR NATURAL GAS LIQUEFACING AND VESSEL UNDERSTANDING THE DEVICE

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção se refere a um dispositivo para liquefação de um gás natural, um processo de liquefação de um gás natural e um recipiente 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 process for liquefying a natural gas and a container 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 maritima). 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 processos de liquefação precisava ser o mais eficaz possivel para minimizar os custos operacionais a partir de então.[0004] The implementation of the technologies used in this way 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. Second, the investments made to implement these technologies are aimed at this dimensioning and the construction of liquefaction processes 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 870190113032, de 05/11/2019, pág. 8/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 8/52

2/39 partir de gás natural ou biogás.2/39 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] Indeed, 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 possivel, mantendo a eficiência o mais alta possível, a fim de minimizar os custos operacionais; e- reduction of investment costs as much as possible, keeping efficiency as high as possible, in order to minimize operating costs; and

- aumento da eficiência do processo para minimizar a perda de produto: os volumes de gás a serem valorizados são baixos, tornando cada molécula importante. Atualmente, os recursos de gás offshore e nearshore estão em pleno andamento, levando ao uso de soluções tecnológicas adaptadas aos ambientes marítimos que são conhecidas como FLNG (para Gás Natural Liquefeito Flutuante).- increased process efficiency to minimize product loss: the volumes of gas to be recovered are low, making each molecule important. Currently, offshore and nearshore gas resources are in full swing, leading to the use of technological solutions adapted to marine environments that are known as FLNG (for Floating Liquefied Natural Gas).

[0007] Em particular, vários tipos de ciclos de liquefação são conhecidos:[0007] In particular, several types of liquefaction cycles are known:

- ciclos em cascata,- cascade cycles,

- ciclos de refrigerante mistos e- mixed refrigerant cycles and

- os ciclos de expansão.- expansion cycles.

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 9/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 9/52

3/39 [0008] Os ciclos de liquefação se baseiam nesses ciclos ou em uma combinação desses ciclos. Este é particularmente o caso do processo Integral Incorporado em Cascata aka CII .3/39 [0008] Liquefaction cycles are based on these cycles or a combination of these cycles. This is particularly the case with the Integral Cascading Incorporated aka CII process.

[0009] No sistema CII:[0009] 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 permutador de calor de primeira placa para permuta 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 permutador 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 aquecida são então recoletadas e novamente comprimidas.- the light fraction is used in a second plate heat exchanger between this light fraction and the cooled natural gas, in order to liquefy that natural gas; and the two fractions of the heated mixture are then collected and compressed again.

[0010] Este sistema tem várias desvantagens:[0010] This system has several disadvantages:

- permutadores de calor de placas são muito sensiveis à distribuição de fluidos, o que representa um problema de adaptação marinha para aplicações maritimas,- 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 permutadores de calor em condições particulares de pressão e temperatura cujo advento não é facilmente previsível e- 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

- o método tem uma flexibilidade limitada, especialmente em termos de fluxo operacional e uma capacidade de produção limitada por meios de compressão.- the method has limited flexibility, especially in terms of operational flow and limited production capacity by means of compression.

[0011] No processo CII, a mistura de resfriamento é uma mistura de nitrogênio e hidrocarbonetos (metano, etano,[0011] In process CII, the cooling mixture is a mixture of nitrogen and hydrocarbons (methane, ethane,

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 10/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 10/52

4/39 ibutano, n-butano, i-pentano e n-pentano). A vaporização parcial desta mistura de baixa pressão torna possivel esfriar, liquefazer o gás natural e resfriar o GNL produzido:4/39 ibutane, n-butane, i-pentane and n-pentane). The partial vaporization of this low pressure mixture makes it possible to cool, liquefy natural gas and cool the LNG produced:

- a vaporização de baixa pressão da fração pesada da mistura refrigerante (gás no topo da coluna de fracionamento) torna possivel contribuir com o aquecimento negativo necessário para resfriar o 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 the natural gas; and

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

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

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

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

- o método não é muito flexivel: 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 logistica 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 critico 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;

- o método apresenta riscos de deterioração do equipamento (permutadores) devido ao risco de cristalização do pentano (iC5 e nC5) contido na mistura de resfriamento;- 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;

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 11/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 11/52

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- a eficiência do método é limitada pelas dimensões do permutador 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 permutador de calor se a distribuição não estiver correta).- the method presents problems with offshore equipment installation (significant drop in the performance of the heat exchanger if the distribution is not correct).

[0014] O processo CII se baseia em uma linha de compressão simples usando compressores centrífugos.[0014] The CII process 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 possivel 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 possivel 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] O 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 do 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 processo 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 process. 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 mais caro de uma unidade de liquefação.[0019] In addition, the compression train is the most expensive component of a liquefaction unit.

[0020] O aumento da eficiência de um compressor centrifugo resulta em um aumento no investimento. Por outro[0020] Increasing the efficiency of a centrifugal compressor results in an increase in investment. For another

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 12/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 12/52

6/39 lado, a redução do investimento leva a soluções menos eficazes e/ou dramaticamente menos flexiveis.6/39 on the other hand, reduced investment leads to less effective and / or dramatically less flexible solutions.

[0021] O 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. Por outro lado, 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 wrappers. In fact, the greater the number of envelopes, the greater the investment to be made, but the greater the operational flexibility. On the other hand, the decrease in the number of wrappers leads to a loss of operational flexibility, sometimes accompanied by a loss of efficiency.

[0022] O 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 a satisfactory performance in a range of operation as wide as possible.

[0023] Os trens de compressão do processo 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 compression trains of the CII process 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 permuta 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 tubing.

[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 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[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 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 mechanism

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 13/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 13/52

7/39 de multiplicação, as velocidades de rotação devem ser necessariamente proporcionais ou idênticas, dependendo do caso, o que torna o trem de compressão não flexivel quando as taxas de fluxo que entram em cada seção não são idênticas ou proporcionais. Isso pode causar problemas de estabilidade mecânica.7/39 of multiplication, 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] 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, a significant drop in efficiency in the high pressure section, even more marked when it is desired to include both sections in the same enclosure.

[0028] Finalmente, essa configuração não é muito flexivel, 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 operating point 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- a significant drop in efficiency is observed between the low pressure and high pressure section; and

- flexibilidade limitada do trem de compressão em termos de faixa vazão e composição.- limited flexibility of the compression train in terms of flow rate and composition.

[0030] Por exemplo, são conhecidos os ensinamentos dos documentos US 6.347.532, US 2015/152884, US 2011/259045, US[0030] For example, the teachings of US 6,347,532, US 2015/152884, US 2011/259045, US are known

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 14/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 14/52

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6.023.942 e US 4.755.200. No entanto, nenhum destes documentos torna possível compactar o dispositivo e a sua combinação causaria problemas de estabilidade mecânica do eixo que comprime a mistura refrigerante.6,023,942 and US 4,755,200. However, none of these documents makes it possible to compact the device and their combination would cause problems with the mechanical stability of the shaft that compresses the refrigerant mixture.

OBJETIVO DA INVENÇÃO [0031] A presente invenção visa remediar todas ou parte destas desvantagens.OBJECTIVE OF THE INVENTION [0031] The present invention aims to remedy all or part of these disadvantages.

[0032] Para este propósito, de acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a um dispositivo para liquefação de um gás natural, compreendendo:[0032] For this purpose, according to a first aspect, the present invention relates to a device for liquefying a natural gas, comprising:

- um primeiro compressor centrífugo de uma primeira mistura química refrigerante vaporizado,- a first centrifugal compressor from a first vaporized refrigerant chemical mixture,

- dispositivo para fracionar a 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 segundo compressor centrífugo da fração leve,- a second centrifugal compressor of the light fraction,

- um primeiro corpo permutador 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 the natural gas to cool at least the natural gas,

- um segundo corpo permutador de calor entre a fração leve comprimida da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo permutador para liquefação do gás natural, e- a second heat exchanger body between the compressed light fraction of the first mixture and the cooled natural gas in the first heat exchanger body for liquefying the natural gas, and

- um conduto de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos permutadores de calor ao primeiro compressor, que compreende:- a return line from the first refrigerant mixture vaporized in the heat exchange bodies to the first compressor, comprising:

- um terceiro corpo permutador de calor para permuta de calor entre o gás natural e um segundo composto químico refrigerante encontram-se à montante de uma entrada de gás natural no primeiro corpo permutador,- a third heat exchanger body for heat exchange between natural gas and a second refrigerant chemical compound are upstream of a natural gas inlet in the first heat exchanger body,

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 15/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 15/52

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- um terceiro compressor centrífugo do segundo composto vaporizado, em que o primeiro e terceiro compressores centrífugos são acionados por uma única turbina em comum,- a third centrifugal compressor of the second vaporized compound, in which the first and third centrifugal compressors are driven by a single turbine in common,

- um invólucro comum ao primeiro compressor e ao terceiro compressor,- a housing common to the first compressor and the third compressor,

- dispositivo para resfriamento do segundo composto comprimido,- device for cooling the second compressed compound,

- um conduto para transferência do segundo composto resfriado para o terceiro corpo permutador,- a conduit for transferring the second cooled compound to the third exchange body,

- entre o segundo compressor e o segundo corpo permutador, encontram-se o segundo e quarto compressores centrífugos acionados por uma única turbina em comum, e- between the second compressor and the second exchanger body, there are the second and fourth centrifugal compressors driven by a single turbine in common, and

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

[0033] Estas disposições permitem:[0033] These provisions allow:

- reduzir significativamente o custo de fabricação do dispositivo;- significantly reduce the cost of manufacturing the device;

- o dispositivo tem uma ampla gama operacional em termos de composição e vazão;- the device has a wide operational range in terms of composition and flow;

- o dispositivo tem um melhor equilíbrio entre as secções de compressão; e- the device has a better balance between the compression sections; and

- o processo realização pelo dispositivo para ser mais robusto, permite paradas e início mais frequente.- the process performed by the device to be more robust, allows stops and more frequent start.

[0034] Além disso, o uso de dois corpos de permuta diferentes torna possível controlar melhor as trocas de calor que ocorrem em cada dito corpo permutador. Finalmente, o uso de quatro compressores permite um melhor balanceamento da compressão ao longo da tubulação de permuta de calor para maximizar a eficiência de cada seção de compressão.[0034] In addition, the use of two different exchange bodies makes it possible to better control the heat exchanges that occur in each said exchange body. Finally, the use of four compressors allows a better compression balance along the heat exchange pipe to maximize the efficiency of each compression section.

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 16/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 16/52

10/39 [0035] Em algumas modalidades, a turbina que opera os primeiro e terceiro compressores e a turbina que opera os segundo e quarto compressores são mecanicamente acopladas.10/39 [0035] In some embodiments, the turbine that operates the first and third compressors and the turbine that operates the second and fourth compressors are mechanically coupled.

[0036] Em algumas modalidades, as turbinas são combinadas.[0036] In some modalities, the turbines are combined.

[0037] Estas modalidades tornam possivel reduzir o tamanho do dispositivo.[0037] These modalities make it possible to reduce the size of the device.

[0038] Em algumas modalidades, o dispositivo que é matéria da presente invenção compreende:[0038] In some embodiments, the device that is the subject of the present invention comprises:

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

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

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

[0039] Em algumas modalidades, o segundo composto quimico compreende uma substância pura consistindo em nitrogênio, propano e/ou amônia.[0039] In some embodiments, the second chemical compound comprises a pure substance consisting of nitrogen, propane and / or ammonia.

[0040] A utilização de tal composição para formar o segundo composto torna possivel resfriar o gás natural antes deste gás natural entrar na tubulação de permuta formada pelos primeiro e segundo corpos de permuta. Este pré-resfriamento permite simplificar/limitar o número de constituintes na primeira mistura refrigerante utilizada, o que também permite reduzir as dimensões das superficies de permuta entre o gás natural e a primeira mistura refrigerante.[0040] The use of such a composition to form the second compound makes it possible to cool the natural gas before this natural gas enters the exchange pipe 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.

[0041] Em algumas modalidades, a primeira mistura refrigerante compreende nitrogênio e metano e pelo menos um[0041] In some embodiments, the first refrigerant mixture comprises nitrogen and methane and at least one

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 17/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 17/52

11/39 dentre :11/39 among:

- etileno,- ethylene,

- etano,- ethane,

- propane e/ou- propane and / or

- butane.- butane.

[0042] O uso de tal mistura minimiza o fornecimento de energia no sistema para liquefação do gás natural.[0042] The use of such a mixture minimizes the energy supply in the system for liquefying natural gas.

[0043] De fato, no sistema CII tal como atualmente implementado são utilizados compostos pesados na primeira mistura refrigerante, tendo estes compostos a vantagem de garantir a vaporização da primeira mistura antes de entrar no primeiro compressor.[0043] In fact, in the CII system as currently implemented, heavy compounds are used in the first refrigerant mixture, these compounds having the advantage of guaranteeing the vaporization of the first mixture before entering the first compressor.

[0044] No entanto, estes compostos pesados têm a desvantagem de cristalizar na porção mais fria do permutador, dependendo do conteúdo destes compostos e de uma possivel 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.[0044] However, these heavy compounds have the disadvantage of crystallizing in the coldest 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.

[0045] Em algumas modalidades, o dispositivo que é o objeto da presente invenção compreende:[0045] In some embodiments, the device that is the object of the present invention comprises:

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

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

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

[0046] Em algumas modalidades, o meio de resfriamento[0046] In some modalities, the cooling medium

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 18/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 18/52

12/39 do segundo composto compreende uma saída para o segundo composto, compreendendo o dispositivo, entre a dita saída e o terceiro corpo permutador, um circuito de resfriamento do segundo composto com fração pesada da primeira mistura dentro do primeiro corpo permutador.12/39 of the second compound comprises an outlet for the second compound, the device comprising, between said outlet and the third exchange body, a cooling circuit of the second compound with a heavy fraction of the first mixture within the first exchange body.

[0047] Estas modalidades tornam possível resfriar o segundo composto na cascata de permutadores formados pelos primeiro e segundo permutadores.[0047] These modalities make it possible to cool the second compound in the cascade of exchangers formed by the first and second exchangers.

[0048] Em algumas modalidades, o primeiro corpo permutador e/ou o segundo corpo permutador são um permutador em espiral.[0048] In some embodiments, the first exchange body and / or the second exchange body are a spiral exchanger.

[0049] Em algumas modalidades, o meio de resfriamento do segundo composto é um permutador de calor entre o segundo composto e a água.[0049] In some embodiments, the cooling medium of the second compound is a heat exchanger between the second compound and the water.

[0050] De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção se refere a um método para liquefação de um gás natural, compreendendo:[0050] According to a second aspect, the present invention relates to a method for liquefying a natural gas, comprising:

- uma primeira etapa de compressão centrífuga de uma primeira mistura química refrigerante vaporizado,- a first stage of centrifugal compression of a first vaporized refrigerant chemical mixture,

- 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,

- um segundo estágio de compressão centrífuga da fração leve,- a second stage of centrifugal compression of the light fraction,

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

- uma segunda etapa de permuta de calor entre a fração leve comprimida da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo permutador para liquefação do gás natural, e- a second heat exchange step 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

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 19/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 19/52

13/3913/39

- uma etapa de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada durante as etapas de permuta de calor para a primeira etapa de compressão, que compreende:- a return step of the first vaporized refrigerant mixture during the heat exchange steps for the first compression step, which comprises:

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

- uma terceira etapa de compressão centrifuga do segundo composto vaporizado, sendo as primeira e terceira etapas de compressão centrifugas acionadas por uma única turbina em comum,- a third stage 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 stages of compression being performed in a common enclosure,

- uma etapa de resfriamento do segundo composto comprimido durante o terceira etapa de permuta,- a cooling step of the second compressed compound during the third exchange step,

- uma etapa de transferência do segundo composto resfriado para a terceira etapa de permuta,- a transfer step from the second cooled compound to the third exchange step,

- entre a segunda etapa de compressão e o segunda etapa de permuta, um quarta etapa de compressão da fração leve da primeira mistura, sendo a segunda e a quarta etapas de compressão acionadas por uma única turbina em comum, e- between the second stage of compression and the second stage of exchange, a fourth stage of compression of the light fraction of the first mixture, the second and fourth stages of compression being driven by a single turbine in common, and

- a primeira e terceira etapas de compressão sendo realizadas em um invólucro comum.- the first and third stages of compression being carried out in a common enclosure.

[0051] Uma vez que os objetivos, vantagens e características particulares do método, que são objeto da presente invenção, são semelhantes aos do dispositivo que é o objeto da presente invenção, eles não serão repetidos no presente documento.[0051] Since the objectives, advantages and particular characteristics of the method, which are the subject of the present invention, are similar to those of the device which is the object of the present invention, they will not be repeated in this document.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

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14/39 [0052] Outras vantagens, objetivos e características particulares da invenção surgirão da descrição que se segue não limitante, de pelo menos uma fora de realização do dispositivo, embarcação e do método que são objeto da presente invenção, no que diz respeito a desenhos anexos, em que:14/39 [0052] Other advantages, objectives and particular features of the invention will emerge from the following non-limiting description, of at least one realization of the device, vessel and method that are the subject of the present invention, with respect to attached drawings, in which:

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

- a figura 2 representa, esquematicamente, uma modalidade particular da embarcação que é o objeto da presente invenção,- figure 2 represents, schematically, a particular modality of the vessel 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 e- figure 7 represents, schematically, a particular modality of the compressors of the device which is the object of the present invention

- a figura 8 representa, esquematicamente e na forma de um diagrama lógico, uma terceira sequência particular de etapas do método que é a matéria da presente invenção.figure 8 schematically and in the form of a logical diagram, a third particular sequence of steps in the method which is the subject of the present invention.

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 21/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 21/52

15/3915/39

DESCRIÇÃO DE EXEMPLOS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO [0053] A presente descrição é fornecida em um modo não limitative, 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 [0053] The present description is provided in a non-limiting mode, each feature of a modality being able to be combined with any other feature of any other modality in an advantageous manner.

[0054] É observado que os números não estão em escala.[0054] It is observed that the numbers are not to scale.

[0055] 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:[0055] 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 quimica refrigerante vaporizada,- a compressor 105 of 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 primeiro corpo permutador de calor 115 entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural destinado a resfriar pelo menos o gás natural;- 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 permutador de calor 120 entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo permutador para liquefação do gás natural, 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

- um conduto 125 para retornar a primeira mistura refrigerante vaporizada aos corpos de permuta de calor para o compressor 105, que compreende:- a conduit 125 for returning the first vaporized refrigerant mixture to the heat exchange bodies for compressor 105, which comprises:

- a montante de uma entrada 116 de gás natural no primeiro corpo permutador 115 ou a jusante de uma saida 121 de gás natural liquefeito do segundo corpo permutador 120, um terceiro corpo, 130 ou 135 para permuta de calor entre o gás natural e um segundo refrigerante quimico e- upstream of a natural gas inlet 116 in the first exchange body 115 or downstream of a liquefied natural gas outlet 121 of the second exchange body 120, a third body, 130 or 135 for heat exchange between natural gas and a second chemical soda and

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

[0056] O compressor 105 é, por exemplo, um compressor centrífugo 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.[0056] Compressor 105 is, for example, a centrifugal compressor equipped 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.

[0057] A pressão de entrada do compressor 105 é, por exemplo, da ordem de pelo menos 2 bar (0,2 MPa) absolutos. A razão de compressão alcançada no compressor 105 está, por exemplo, entre 2 e 6.[0057] The inlet pressure of compressor 105 is, for example, on the order of at least 2 bar (0.2 MPa) absolute. The compression ratio achieved in the compressor 105 is, for example, between 2 and 6.

[0058] Este compressor 105 é, por exemplo, configurado para comprimir uma primeira mistura refrigerante que compreende nitrogênio e metano e pelo menos um dentre:[0058] 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.

[0059] A composição do primeiro composto é ajustada de acordo com a 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 permutadora formada pelo primeiro corpo 112 e o segundo corpo permutador 120.[0059] The composition of the first compound is adjusted according to 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, of the composition of the natural gas along the exchange pipe formed by the first body 112 and the second exchange body 120.

[0060] O uso de propano visa equilibrar as diferenças de volatilidade entre os compostos pesados e os compostos[0060] The use of propane aims to balance the differences in volatility between heavy compounds and compounds

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17/39 leves da primeira mistura.17/39 light of the first mixture.

[0061] Este compressor 105 inclui uma entrada (não numerada) para a mistura refrigerante vaporizada e uma saida (não numerada) para a mistura refrigerante comprimida.[0061] This compressor 105 includes an inlet (not numbered) for the vaporized refrigerant mixture and an outlet (not numbered) for the compressed refrigerant mixture.

[0062] A mistura refrigerante comprimida é de preferência resfriada em um quinto permutador de calor 106. Este permutador de calor 106 é, por exemplo, um permutador 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.[0062] 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.

[0063] A mistura de resfriamento, de preferência resfriada no quinto permutador 106, é fornecida por meio (110) para fracionamento. O meio (110) para fracionamento significa, por exemplo, uma coluna de fracionamento.[0063] The cooling mixture, preferably cooled in the fifth exchanger 106, is supplied by means (110) for fractionation. The means (110) for fractionation means, for example, a fractionation column.

[0064] O fluxo que entra na coluna de fracionamento é difásico ou seja, de duas etapas, sendo uma porção gasosa e uma porção liquida. A fração gasosa flui na coluna para sair na parte superior e a fração liquida na parte inferior.[0064] The flow that enters the fractionation column is diphasic, that is, of two stages, 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.

[0065] Esse meio (110) para fracionamento compreende:[0065] This means (110) for fractionation comprises:

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

- uma saida (não numerada) para uma fração leve da mistura refrigerante posicionada em uma parte inferior dos meios de fracionamento 110 e- an outlet (unnumbered) for a light fraction of the refrigerant mixture positioned at the bottom of the fractionation means 110 and

- uma saida (não numerada) para uma fração pesada da mistura refrigerante na parte superior, em relação à saida- an outlet (unnumbered) for a heavy fraction of the refrigerant mixture at the top, in relation to the outlet

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18/39 da fração leve, dos meio (110) para fracionamento.18/39 of the light fraction, of the medium (110) for fractionation.

[0066] De preferência, a fração leve que sai dos meio (110) para fracionamento entra no primeiro corpo permutador 115 e é resfriada pela fração pesada que passa através do primeiro corpo permutador 115. Esta fração leve também pode, dependendo das condições de funcionamento, atuar como uma fonte fria na permuta de calor que ocorre com o gás natural que entra através da entrada 116 do primeiro corpo permutador 115.[0066] Preferably, the light fraction that leaves the medium (110) for fractionation enters the first exchange body 115 and is cooled by the heavy fraction that passes through the first exchange 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.

[0067] Em algumas modalidades preferidas, os meios (110) para fracionamento compreendem ainda uma entrada para o refluxo de uma porção da fração leve, esta porção da fração leve sendo coletada, por exemplo, a partir de um tambor de refluxo 111.[0067] In some preferred embodiments, the means (110) for fractionation further comprises an inlet for refluxing a portion of the light fraction, this portion of the light fraction being collected, for example, from a reflux drum 111.

[0068] O meio (110) para fracionamento compreende, então, preferencialmente embalagens o que torna possível melhorar a transferência de material entre o fluxo gasoso e a fração líquida do tambor 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.[0068] The fractionation medium (110) then preferably comprises packaging which makes it possible to improve the transfer of material between the gas flow and the liquid fraction of the reflux drum 111, which absorbs the heavier compounds of the gas fraction allowing obtaining a flow rich in nitrogen and methane in the head.

[0069] O meio (110) para fracionamento é de preferência provido de uma malha para limitar o arraste de gotículas na fração de gás.[0069] The fractioning medium (110) is preferably provided with a mesh to limit the entrainment of droplets in the gas fraction.

[0070] Este tambor de refluxo 111 está conectado à saída da fração leve dos meios (110) para f racionamento, 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 (110) para fracionamento.[0070] This reflux drum 111 is connected to the outlet of the light fraction of the means (110) for fractionation, with or without intermediate exchange in the first body 115, and operates in a similar way separating the light fraction from the heavy fraction residues carried unexpectedly by the light fraction out of the means (110) for fractionation.

[0071] O tambor 111 é, de preferência, equipado com uma[0071] Drum 111 is preferably equipped with a

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 25/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 25/52

19/39 malha para limitar o arraste de goticulas na fração gasosa.19/39 mesh to limit the entrainment of droplets in the gas fraction.

[0072] A fração leve que sai dos meios de fracionamento 110, ou o tambor de refluxo 111 quando esse tambor 111 está presente, é preferencialmente comprimido por um segundo compressor 112.[0072] The light fraction that leaves the fractionation means 110, or the reflux drum 111 when that drum 111 is present, is preferably compressed by a second compressor 112.

[0073] O segundo compressor 112 é, por exemplo, um[0073] The second compressor 112 is, for example, a

compressor compressor centrifugo. centrifugal. Este This one compressor compressor centrifugo é centrifuge is de in preferência preference acionado triggered pela through the turbina turbine implementada implemented no at the compressor compressor 105, quando 105 when o compressor 105 the compressor 105 é um compressor it's a compressor centrifugo. centrifugal. [0074] A [0074] A pressão na pressure on saida exit do segundo of the second compressor 112 compressor 112 é, is,

por exemplo, da ordem de 40 bar (4 MPa) absoluta e a taxa de compressão está preferencialmente entre 2 e 4.for example, on the order of 40 bar (4 MPa) absolute and the compression ratio is preferably between 2 and 4.

[0075] A fração leve, com ou sem compressão no segundo compressor 112, é de preferência resfriada em um sexto permutador de calor 113.[0075] The light fraction, with or without compression in the second compressor 112, is preferably cooled in a sixth heat exchanger 113.

[007 6] Este permutador de calor 113 é, por exemplo, um permutador 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 traz o frio ou o não[007 6] 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 brings cold or not

aquecimento heating necessários ao necessary for resfriamento cooling do gá from gas s natural. s natural. [0077] A [0077] A fração leve, light fraction, comprimida compressed ou não no segundo or not in the second compressor compressor 112, resfriada 112, cooled ou não or not no at the sexto sixth permutador exchanger de in calor 113, heat 113, é transmitida is transmitted para o to primeiro first permutador exchanger de in calor 115. heat 115. [0078] 0 [0078] 0 primeiro permutador first exchanger de in calor heat 115 é, 115 is, por per exemplo, um example, a permutador de exchanger calor enrolado, no coiled heat in the qual a fração what fraction

leve atua como uma fonte fria e o gás natural como umalight acts as a cold source and natural gas as a

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20/39 fonte quente. De um modo preferido, o primeiro permutador 115 e o segundo permutador 120 são formados por um único permutador em espiral.20/39 hot source. Preferably, the first exchanger 115 and the second exchanger 120 are formed by a single spiral exchanger.

[0079] O gás natural entra no primeiro permutador 115 através da entrada 116.[0079] Natural gas enters the first exchanger 115 through inlet 116.

[0080] A fração leve vaporizada durante a permuta com o gás natural no primeiro corpo permutador 115 é preferencialmente redirecionada para um tambor 114 configurado para separar a fração leve em duas partes, uma sendo mais pesada do que a outra.[0080] The light fraction vaporized during the exchange with natural gas in the first exchanger body 115 is preferably redirected to a drum 114 configured to separate the light fraction into two parts, one being heavier than the other.

[0081] O dispositivo 100 compreende, de preferência, uma válvula 136 a montante do tambor 114. Esta válvula cria, por exemplo, uma expansão da porção de gás da primeira mistura da ordem de 20 a 25 bar (2 a 2,5 MPa).[0081] The device 100 preferably comprises a valve 136 upstream of the drum 114. This valve creates, for example, an expansion of the gas portion of the first mixture in the order of 20 to 25 bar (2 to 2.5 MPa ).

[0082] As duas partes da fração leve são transmitidas para o segundo corpo permutador 120, a fração leve atuando como uma fonte fria na permuta de calor feita com o gás natural previamente resfriado no primeiro corpo permutador 115 .[0082] The two parts of the light fraction are transmitted to the second exchange body 120, the light fraction acting as a cold source in the heat exchange made with the natural gas previously cooled in the first exchange body 115.

[0083] Quando o dispositivo 100 emprega um tambor 114, a parte pesada da fração leve é, após passar pelo segundo corpo permutador 120, expandida em um expansor 118, então transmitido ao compressor 105 através do conduto de retorno 125 .[0083] When the device 100 employs a drum 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.

[0084] Este expansor 118 é colocado no lugar de uma válvula 123 ou em paralelo com esta válvula 123.[0084] This expander 118 is placed in place of a valve 123 or in parallel with this valve 123.

[0085] Nas modalidades, entre a expansor 118 e o compressor 105, a parte pesada da fração leve, comprimida, é reinjetada no segundo corpo trocador 120.[0085] In the modalities, between the expander 118 and the compressor 105, the heavy part of the light fraction, compressed, is reinjected in the second exchanger body 120.

[0086] A porção leve da fração leve é transmitida para[0086] The light portion of the light fraction is transmitted to

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 27/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 27/52

21/39 o compressor 105 através do conduto de retorno 125.21/39 the compressor 105 through the return line 125.

[0087] Nas modalidades, a parte leve da fração leve, após deixar o segundo corpo permutador 120, é expandida em uma válvula 122, e é reinjetada no segundo corpo permutador 120 antes de ser redirecionada para o compressor 105.[0087] In the modalities, the light part of the light fraction, after leaving the second exchange body 120, is expanded into a valve 122, and is reinjected into the second exchange body 120 before being redirected to the compressor 105.

[0088] A válvula 122 cria uma expansão para atingir uma pressão de cerca de 4 a 5 bar (0,4 a 0,5 MPa), como uma função da queda de pressão do circuito a jusante, por exemplo.[0088] The valve 122 creates an expansion to reach a pressure of about 4 to 5 bar (0.4 to 0.5 MPa), as a function of the pressure drop of the downstream circuit, for example.

[0089] A fração pesada da mistura refrigerante que sai do meio (110) para fracionamento é passada para o primeiro corpo permutador 115 e atua como um dissipador de calor na permuta com o gás natural.[0089] The heavy fraction of the refrigerant mixture that leaves the medium (110) for fractionation is passed to the first exchanger body 115 and acts as a heat sink when exchanging with natural gas.

[0090] Nas modalidades, o dispositivo 100 compreende uma expansor 127 em paralelo com uma válvula 122.[0090] In the embodiments, the device 100 comprises an expander 127 in parallel with a valve 122.

[0091] De preferência, o dispositivo 100 compreende um expansor 127 e não compreende uma válvula 122.[0091] Preferably, the device 100 comprises an expander 127 and does not comprise a valve 122.

[0092] Nas modalidades, a fração pesada deixa o primeiro corpo permutador 115 e é reinjetada neste primeiro corpo permutador 115, após ser expandida em um regulador 119, antes de ser redirecionada para o compressor 105.[0092] In the modalities, the heavy fraction leaves the first exchange body 115 and is reinjected into this first exchange body 115, after being expanded in a regulator 119, before being redirected to compressor 105.

[0093] O regulador 119 cria uma expansão para atingir uma pressão de cerca de 4 a 5 bar (0,4 a 0,5 MPa), como uma função da queda de pressão no primeiro corpo trocador 115, por exemplo.[0093] Regulator 119 creates an expansion to reach a pressure of about 4 to 5 bar (0.4 to 0.5 MPa), as a function of the pressure drop in the first exchanger body 115, for example.

[0094] Nas modalidades, a conduto de retorno 125 compreende um tambor 126 entre o primeiro corpo permutador 115 e o compressor 105.[0094] In the embodiments, the return line 125 comprises a drum 126 between the first exchanger body 115 and the compressor 105.

[0095] Este tambor 126 assegura que na entrada do primeiro compressor 105, a primeira mistura refrigerante[0095] This drum 126 ensures that at the entrance of the first compressor 105, the first refrigerant mixture

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 28/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 28/52

22/39 seja exclusivamente em forma gasosa.22/39 is exclusively in gaseous form.

[0096] O tambor 126 é de preferência provido de uma malha para limitar o arrasto de gotículas na fração gasosa.[0096] Drum 126 is preferably provided with a mesh to limit the entrainment of droplets in the gas fraction.

[0097] De um modo preferido, o dispositivo 100 compreende um conduto que conecta uma parte do tambor 126, destinado a receber a porção líquida da primeira mistura, por meio (110) para fracionamento. 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 tambor 126 destinada a receber a porção líquida da primeira mistura.[0097] Preferably, device 100 comprises a conduit that connects a part of drum 126, intended to receive the liquid portion of the first mixture, by means (110) for fractionation. This duct is preferably 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 drum 126 intended to receive the liquid portion of the first mixture.

[0098] Assim, como entendido, o gás natural é liquefeito através de dois estágios sucessivos de resfriamento. A primeira etapa ocorre no primeiro corpo permutador 115 e a segunda etapa ocorre no segundo corpo permutador 120.[0098] Thus, as understood, natural gas is liquefied through two successive cooling stages. The first step occurs in the first exchange body 115 and the second step occurs in the second exchange body 120.

[0099] O gás natural flui no primeiro corpo 115 e no segundo corpo 120, de preferência contra a corrente da primeira mistura refrigerante.[0099] Natural gas flows in the first body 115 and in the second body 120, preferably against the current of the first refrigerant mixture.

[00100] O 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.[00100] 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.

[00101] 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.[00101] 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.

[00102] No primeiro caso, um terceiro corpo permutador[00102] In the first case, a third exchanger body

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 29/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 29/52

23/3923/39

130 está posicionado a montante da entrada 116 do gás natural no primeiro corpo permutador 115. Este terceiro corpo permutador 130 é, por exemplo, um permutador tubular que utiliza, como fonte fria, um segundo composto refrigerante, e gás natural de fonte quente que entra no dispositivo 100 para ser liquefeito.130 is positioned upstream of the natural gas inlet 116 in the first exchange body 115. This third exchange body 130 is, for example, a tubular exchanger that uses, as a cold source, a second refrigerant compound, and natural gas from the hot source that enters on device 100 to be liquefied.

[00103] O segundo composto químico é, por exemplo, uma substância pura composta por nitrogênio, propano e/ou amônia ou uma mistura de nitrogênio e propano.[00103] The second chemical compound is, for example, a pure substance composed of nitrogen, propane and / or ammonia or a mixture of nitrogen and propane.

[00104] De preferência, quando a amônia é usada, esta amônia é usada sozinha.[00104] Preferably, when ammonia is used, this ammonia is used alone.

[00105] No segundo caso, um terceiro corpo permutador 135 está posicionado a jusante da saída 121 do gás natural liquefeito do segundo corpo permutador 120. Este terceiro corpo permutador 135 é, por exemplo, um permutador 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 (Boil-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.[00105] In the second case, a third exchange body 135 is positioned downstream of the liquefied natural gas outlet 121 of the second exchange body 120. This third exchange 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 (Boil-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.

[00106] O segundo composto refrigerante no presente documento é, por exemplo, nitrogênio líquido.[00106] The second refrigerant compound in this document is, for example, liquid nitrogen.

[00107] A jusante deste terceiro corpo, 130 ou 135, o dispositivo 100 compreende um meio, 140 ou 145, para comprimir o segundo composto.[00107] Downstream of this third body, 130 or 135, the device 100 comprises a means, 140 or 145, for compressing the second compound.

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[00108] [00108] Este This one compressor, compressor, 140 140 ou 145 or 145 é, is, por exemplo, for example, um one compressor compressor centrífugo. centrifugal. [00109] [00109] Em In algumas some modalidades modalities preferidas, preferred, o O dispositivo device 100 100 compreende comprises a The etapa stage de in resfriamento cooling a The

montante e a etapa de resfriamento a jusante.upstream and downstream cooling step.

[00110] Nestas modalidades, o terceiro corpo permutador 130 é denominado corpo permutador posicionado a montante do primeiro corpo permutador 115 e o quarto corpo permutador 135 é denominado o corpo permutador 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 permutador.[00110] In these embodiments, the third exchange body 130 is called the exchange body positioned upstream of the first exchange body 115 and the fourth exchange body 135 is called the exchange 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.

[00111] Nas modalidades, o dispositivo 100 compreende:[00111] In the modalities, the device 100 comprises:

- os meios 150 para resfriar o segundo composto comprimido nos meios de compressão 140 e- the 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 permutador 130.- a conduit 155 for transferring the second compressed compound to the third exchange body 130.

[00112] O meio de resfriamento 150 é, por exemplo, um permutador de calor entre o segundo composto vaporizado durante a permuta de calor com o gás natural no terceiro corpo permutador 130 e ar ou água.[00112] Cooling medium 150 is, for example, a heat exchanger between the second vaporized compound during the heat exchange with natural gas in the third exchanger body 130 and air or water.

[00113] Em algumas modalidades, tal como a mostrada na figura 1, o dispositivo 100 compreende, entre uma saída 131 para o segundo composto, os meios 150 para resfriar o segundo composto e o terceiro corpo permutador 130, um circuito 170 para resfriar o segundo composto com a fração pesada da primeira mistura dentro do primeiro corpo permutador 115.[00113] 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 exchange body 130, a circuit 170 for cooling the second compound with the heavy fraction of the first mixture within the first exchange body 115.

[00114] Este circuito de resfriamento 170 é produzido,[00114] This 170 cooling circuit is produced,

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25/39 por exemplo, pela entrada do segundo composto resfriado no primeiro corpo permutador 115, o segundo composto resfriado atuando como uma fonte quente em relação à fração pesada e qualquer fração leve que passa através deste primeiro corpo permutador 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.25/39 for example, by entering the second cooled compound into the first exchange body 115, the second cooled compound acting as a hot source in relation to the heavy fraction and any light fraction that passes through this first exchange body 115. This second vaporized compound can act simultaneously as a cold source in relation to the entry of natural gas into the first body 115 through the entry 116 for natural gas.

[00115] 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.[00115] 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.

[00116] O segundo composto é expandido, por exemplo, a uma pressão entre 3 e 4 bars (0,3 a 0,4 MPa), em função da queda de pressão nos codutos a montante.[00116] The second compound is expanded, for example, at a pressure between 3 and 4 bars (0.3 to 0.4 MPa), depending on the pressure drop in the upstream coducts.

[00117] A finalidade deste circuito de resfriamento 170 é facilitar o resfriamento que ocorre nos meios de resfriamento 150.[00117] The purpose of this cooling circuit 170 is to facilitate the cooling that occurs in the cooling means 150.

[00118] Nas modalidades, tal como mostrado na Figura 1, uma parte do circuito de resfriamento 170 é configurada para resfriar o segundo composto por permuta de calor com a fração leve da primeira mistura no segundo corpo permutador 120 .[00118] In the modalities, 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.

[00119] Nestas modalidades, o segundo composto, resfriado por permuta de calor no primeiro corpo permutador 115, é injetado no segundo corpo permutador 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 permutador 120. Ao mesmo tempo, este segundo composto vaporizado pode funcionar,[00119] In these modalities, the second compound, cooled by heat exchange in the first exchange body 115, is injected into the second exchange body 120. The second vaporized compound then acts as a hot source in relation to the light fraction of the first refrigerant mixture that passes through this second exchanger body 120. At the same time, this second vaporized compound can work,

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26/39 simultaneamente, como uma fonte fria em relação ao gás natural introduzido no segundo corpo permutador 120.26/39 simultaneously, as a cold source in relation to the natural gas introduced in the second exchanger body 120.

[00120] Em algumas modalidades, o dispositivo 100 compreende:[00120] In some embodiments, device 100 comprises:

- os meios 160 para resfriamento de nitrogênio e- the means 160 for cooling nitrogen and

- um conduto 165 para transportar o nitrogênio resfriado para o quarto corpo permutador 135.- a conduit 165 for transporting the cooled nitrogen to the fourth exchanger body 135.

[00121] O meio de resfriamento 160 é, por exemplo, um permutador de calor entre a terceira mistura comprimida e o ar ou a água.[00121] Cooling medium 160 is, for example, a heat exchanger between the third compressed mixture and air or water.

[00122] O gás natural pode sofrer um pré-tratamento antes do terceiro corpo trocador 130.[00122] Natural gas can be pretreated before the third exchanger body 130.

[00123] 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.[00123] 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.

[00124] A figura 2, que não está em escala, mostra uma vista esquemática de uma modalidade da embarcação 200, que é o objeto da presente invenção. Esta embarcação 200 compreende:[00124] Figure 2, which is not to scale, shows a schematic view of a modality of vessel 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.

[00125] 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:[00125] 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:

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- 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 uma fração pesada e uma fração leve,- a step 310 to fractionate the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction,

- uma primeira etapa de permuta 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 permuta de calor 320 entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado durante a primeira etapa de permuta para liquefação do gás natural, e- 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

- uma etapa 325 de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos permutadores de calor para a etapa de compressão, que compreende:- a return step 325 of the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchange bodies for the compression step, which comprises:

- antes da entrada de gás natural da primeira etapa de permuta ou após a saída do gás natural liquefeito da segunda etapa de permuta, uma terceira etapa de permuta de calor 330 entre o gás natural e um segundo refrigerante composto químico e- 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 chemical compound refrigerant, and

- uma etapa 335 de compressão do segundo composto vaporizado.- a step 335 of compressing the second vaporized compound.

[00126] Este método 300 é realização, 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.[00126] This method 300 is carried out, 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.

[00127] 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[00127] 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. That

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 34/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 34/52

28/39 dispositivo 400 para liquefação de um gás natural, compreende:28/39 device 400 for liquefying a natural gas, comprises:

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

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

- um primeiro corpo permutador de calor 115 entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural destinado a resfriar pelo menos o gás natural;- 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 permutador de calor 120 entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo permutador para liquefação do gás natural, 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

- um conduto 125 para retornar a primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos permutadores de calor para o compressor, compreende:- a conduit 125 for returning the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchange bodies to the compressor, comprising:

- 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 permutador.- a conduit 415 for injection of evaporation gas at the entrance of the second exchanger body.

[00128] 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:[00128] 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 permutador 106,- exchanger 106,

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

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- o tambor de refluxo 111,- the reflux drum 111,

- o compressor 112,- compressor 112,

- o permutador 113,- exchanger 113,

- o tambor 114,- drum 114,

- o primeiro corpo permutador 115,- the first exchanger body 115,

- 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 permutador 120,- the second exchanger body 120,

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

- o regulador 122,- regulator 122,

- o expansor 126,- expander 126,

- o conduto de retorno 125- the return line 125

- o tambor 126, e- drum 126, and

- a válvula 136.- valve 136.

[00129] 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 permutador 115 e a segunda etapa ocorre no segundo corpo permutador 120.[00129] In this way, as can be understood, natural gas is liquefied through two successive cooling stages. The first step occurs in the first exchange body 115 and the second step occurs in the second exchange body 120.

[00130] 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.[00130] Between these two stages, 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.

[00131] O gás natural liquefeito que sai do segundo corpo 120 através da saida 121 passa através de um regulador 405 configurado para expandir o gás natural[00131] The liquefied natural gas that leaves the second body 120 through outlet 121 passes through a regulator 405 configured to expand the natural gas

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liquefeito liquefied à The pressão atmosférica. atmospheric pressure. [00132] [00132] 0 0 regulador 405 é, por regulator 405 is therefore exemplo, example, uma an válvula valve que what implementa implements o O efeito Joule-Thomson. Joule-Thomson effect. [00133] [00133] Essa expansão causa o This expansion causes aparecimento appearance do gás of the gas de in evaporação, evaporation, ou BOG. or BOG. [00134] [00134] 0 0 BOG assim gerado é coletado em BOG thus generated is collected in um one coletor collector 410 410 e injetado and injected r r através de um conduto 415, through a conduit 415, na at entrada input do of

segundo corpo permutador 120. Esta injeção pode ocorrer a montante, em ou a jusante da seção de fracionamento, se tal seção estiver presente.second exchanger body 120. This injection can occur upstream, in or downstream of the fractionation section, if such a section is present.

[00135] O coletor é, por exemplo, um tambor de separação de gás/líquido 410 equipado com uma malha para limitar o arrasto de goticulas na fração de gás.[00135] The collector is, for example, a gas / liquid separation drum 410 equipped with a mesh to limit the drag of droplets in the gas fraction.

[00136] De preferência, o conduto 415 é equipado com um compressor 416 que comprime a fração gasosa que sai do coletor 410.[00136] Preferably, the conduit 415 is equipped with a compressor 416 that compresses the gas fraction that leaves the collector 410.

[00137] Em algumas modalidades, tal como a ilustrada na figura 4, um terceiro corpo permutador 420 está posicionado a montante da entrada 116 para o gás natural no primeiro corpo permutador 115. Este terceiro corpo permutador 420 é, por exemplo, um permutador tubular que utiliza, como fonte fria, um segundo composto refrigerante, e gás natural de fonte quente que entra no dispositivo 400 para ser liquefeito.[00137] In some embodiments, such as that illustrated in figure 4, a third exchange body 420 is positioned upstream of inlet 116 for natural gas in the first exchange body 115. This third exchange body 420 is, for example, a tubular exchanger which uses, as a cold source, a second refrigerant compound, and natural gas from a hot source that enters the device 400 to be liquefied.

[00138] O dispositivo 400 compreende, então, um compressor 425 do segundo composto vaporizado a jusante do terceiro corpo permutador 420. Este compressor 425 é, por exemplo, um compressor centrífugo.[00138] The device 400 then comprises a compressor 425 of the second vaporized compound downstream of the third exchange body 420. This compressor 425 is, for example, a centrifugal compressor.

[00139] O segundo composto químico é, por exemplo, uma substância pura compreendendo nitrogênio, propano e/ou[00139] The second chemical compound is, for example, a pure substance comprising nitrogen, propane and / or

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31/39 amônia ou uma mistura de nitrogênio e propano.31/39 ammonia or a mixture of nitrogen and propane.

[00140] Em algumas modalidades, o dispositivo 400 inclui:[00140] In some embodiments, device 400 includes:

- um meio 430 para resfriar o segundo composto comprimido, e- a means 430 for cooling the second compressed compound, and

- uma conduto 435 de transferência segundo composto resfriado para o terceiro corpo permutador 420.- a transfer duct 435 of the second cooled compound to the third exchange body 420.

[00141] O meio de resfriamento 430 é, por exemplo, um permutador de calor entre o segundo composto comprimido e a água ou glicol.[00141] Cooling medium 430 is, for example, a heat exchanger between the second compressed compound and water or glycol.

[00142] Em algumas modalidades, tal como a mostrado 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 permutador 420, um circuito de resfriamento 440 para o segundo composto da fração pesada, da primeira mistura, dentro do primeiro corpo permutador 115.[00142] 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 exchange body 420, a cooling circuit 440 for the second compound of the heavy fraction, of the first mixture, within the first exchanger body 115.

[00143] Este circuito de resfriamento 440 é obtido, por exemplo, pela entrada do segundo composto resfriado no primeiro corpo permutador 115, o segundo composto resfriado atuando como uma fonte quente em relação à fração pesada e qualquer fração leve que atravesse esse primeiro corpo permutador 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.[00143] 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 that 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.

[00144] Em algumas modalidades, 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.[00144] In some embodiments, 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.

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 38/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 38/52

32/39 [00145] O segundo composto é expandido, por exemplo, a uma pressão de 3 a 4 bars (0,3 a 0,4 MPa) na saida do regulador 424.32/39 [00145] The second compound is expanded, for example, at a pressure of 3 to 4 bars (0.3 to 0.4 MPa) at the outlet of regulator 424.

[00146] Este circuito de resfriamento 440 destina-se a facilitar o resfriamento que ocorre nos meios de resfriamento 430.[00146] This 440 cooling circuit is intended to facilitate the cooling that occurs in the cooling media 430.

[00147] Este circuito 440 pode também incluir uma segunda parte, no segundo corpo permutador 120, como descrito com referência à figura 1.[00147] This circuit 440 may also include a second part, in the second exchanger body 120, as described with reference to figure 1.

[00148] Em algumas modalidades particulares, a primeira mistura refrigerante compreende nitrogênio e metano e pelo menos um de:[00148] In some particular modalities, the first refrigerant mixture comprises nitrogen and methane and at least one of:

- etileno,- ethylene,

- etano,- ethane,

- propano e/ou- propane and / or

- butano.- butane.

[00149] 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:[00149] 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 quimica refrigerante vaporizada,- a step 505 for compressing 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 permuta 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 permuta de calor entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado durante o primeira etapa de permuta para liquefação do gás- 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 gas liquefaction

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 39/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 39/52

33/39 natural e33/39 natural and

- uma etapa 525 de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos de permuta de calor para a etapa de compressão, compreende:- a step 525 of returning the first refrigerant mixture vaporized in the heat exchange bodies for the compression step, comprises:

- uma etapa 530 para expandir o gás natural liquefeito,- a 530 step to expand liquefied natural gas,

- uma etapa 535 para coleta do gás de evaporação produzido durante a etapa de expansão, e- a 535 stage for collecting the evaporation gas produced during the expansion stage, and

- uma etapa 540 de injeção de gás de evaporação na entrada do segundo corpo permutador.- an evaporation gas injection step 540 at the entrance of the second exchanger body.

[00150] 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.[00150] 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.

[00151] 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:[00151] 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 quimica refrigerante vaporizado,- a first 605 centrifugal compressor from a first vaporized refrigerant chemical mixture,

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

- um segundo compressor centrifugo 610 da fração leve,- a second 610 light-weight centrifugal compressor,

- um primeiro corpo 115 permutador de calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural destinado a resfriar pelo menos o gás natural;- 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 120 permutador de calor entre a fração leve comprimida da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo permutador para liquefação do- a second heat exchanger body 120 between the light compressed fraction of the first mixture and the natural gas cooled in the first heat exchanger body for liquefaction of the

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 40/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 40/52

34/39 gás natural, e34/39 natural gas, and

- um conduto de retorno 125 da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos de permuta de calor para o primeiro compressor, compreendendo:- a return line 125 of the first refrigerant mixture vaporized in the heat exchange bodies for the first compressor, comprising:

- a montante de uma entrada 116 do gás natural no primeiro corpo permutador, um terceiro corpo 420 para permuta de calor entre o gás natural e um segundo composto quimico refrigerante,- upstream of a natural gas inlet 116 in the first exchanger body, a third body 420 for heat exchange between natural gas and a second refrigerant chemical compound,

- um terceiro compressor centrifugo 620 do segundo composto vaporizado, sendo o primeiro e terceiro compressores centrífugos acionados por uma única turbina em comum 630,- a third centrifugal compressor 620 of the second vaporized compound, the first and third centrifugal compressors being driven by a single turbine in common 630,

- um invólucro 635 comum ao primeiro compressor e ao terceiro compressor,- a housing 635 common to the first compressor and the third compressor,

- um meio 430 para resfriar o segundo composto comprimido e- a means 430 for cooling the second compressed compound, and

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

[00152] O termo invólucro, se refere a um invólucro que compreende pelo menos um compressor. Cada compressor possui uma ou mais rodas.[00152] The term enclosure, refers to an enclosure that comprises at least one compressor. Each compressor has one or more wheels.

[00153] Nesta figura 6:[00153] In this figure 6:

- o permutador 106,- exchanger 106,

- o meio 110 para fracionamento,- the medium 110 for fractionation,

- o tambor de refluxo 111,- the reflux drum 111,

- o permutador 113,- exchanger 113,

- o primeiro corpo permutador 115,- the first exchanger body 115,

- o entrada 116 para o gás natural,- entry 116 for natural gas,

- o regulador 119,- regulator 119,

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 41/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 41/52

35/3935/39

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

- a saída 121 para gás natural liquefeito do segundo corpo permutador 120,- outlet 121 for liquefied natural gas from second exchange body 120,

- o regulador 122,- regulator 122,

- o expansor 127,- expander 127,

- o conduto de retorno 125,- return line 125,

- o tambor 126,- drum 126,

- a válvula 136,- valve 136,

- o terceiro corpo de permuta 420,- the third exchange body 420,

- o conduto de transferência 435,- the transfer line 435,

- o quarto corpo permutador 430,- the fourth exchanger body 430,

- a saida 421 para o segundo composto refrigerante,- outlet 421 for the second refrigerant compound,

- o circuito de refriamento 400,- the cooling circuit 400,

- o regulador 424,- regulator 424,

- o regulador 405,- regulator 405,

- o coletor 410 e- the collector 410 and

- 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.- 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.

[00154] 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.[00154] 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.

[00155] O quarto compressor 615 é configurado para elevar a pressão da porção de luz da fração leve da[00155] The fourth compressor 615 is configured to increase the pressure of the light portion of the light fraction of the

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 42/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 42/52

36/39 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 1.36/39 first cooling mix. This fourth compressor shares a single turbine common with the second compressor 610, this second compressor 610 corresponds to the second compressor 112, as described, with reference to figure 1.

[00156] Nas modalidades preferidas, tal como aquela mostrada nas figuras 6 e 7, a turbina 630 que opera os primeiro e terceiro compressores, 605 e 620, e a turbina 640 que aciona o segundo e quarto compressores, 610 e 615, são mecanicamente acopladas.[00156] In preferred embodiments, such as that shown in figures 6 and 7, turbine 630 that operates the first and third compressors, 605 and 620, and turbine 640 that drives the second and fourth compressors, 610 and 615, are mechanically coupled.

[00157] Este acoplamento é obtido, por exemplo, por emprego de qualquer tipo de acoplamento de eixos de rotação[00157] This coupling is obtained, for example, by using any type of rotation axis coupling

conhecido dos known to versados knowledgeable na técnica. in the technique. [00158] Em [00158] On algumas some modalidades modalities preferidas, preferred, tais such como how as at mostradas nas shown in Figuras Figures 6 e 7, as 6 and 7, the turbinas 630 e 630 turbines and 640 640 são are combinadas. combined. [00159] Em [00159] On algumas some modalidades modalities preferidas, preferred, tais such como how as at representadas represented nas figuras 6 e 7, o in figures 6 and 7, the dispositivo device 600, 600, que what é o it's the

objeto da presente invenção, compreende:object of the present invention, comprises:

- entre o segundo compressor 610 e o segundo corpo permutador 120, um quarto compressor centrifugo 615 da fração leve da primeira mistura, sendo o segundo e o quarto compressores centrifugo acionados por uma única turbina 640 comum, e- between 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 centrifugal compressors being driven by a single common turbine 640, and

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

[00160] Em algumas modalidades preferidas, tal como a representada na figura 6, o dispositivo 600 que o objeto da presente invenção compreende:[00160] In some preferred embodiments, such as that shown in figure 6, the device 600 that 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- a separator 650 of a gas fraction and a liquid fraction of the compressed light stage, the fourth compressor 615

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 43/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 43/52

37/39 comprimindo a fração gasosa separada,37/39 by compressing the separate gas fraction,

- um regulador 625 da fração liquida da etapa leve aquecida no segundo corpo permutador,- 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.

[00161] O separador 650, por exemplo, é semelhante ao tambor de refluxo 114 como descrito com referência à figura[00161] The separator 650, for example, is similar to the reflux drum 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.

[00162] Nas modalidades preferidas, tal como aquela mostrada na Figura 6, o segundo composto quimico compreende nitrogênio, propano e/ou amônio.[00162] In the preferred embodiments, such as that shown in Figure 6, the second chemical compound comprises nitrogen, propane and / or ammonium.

[00163] Nas modalidades preferidas, tal como aquela mostrada na Figura 6, a primeira mistura refrigerante compreende nitrogênio e metano e pelo menos um de:[00163] In the preferred embodiments, such as that shown in Figure 6, the first refrigerant mixture comprises nitrogen and methane and at least one of:

- etileno,- ethylene,

- etano,- ethane,

- propano e/ou- propane and / or

- butano.- butane.

[00164] Nas modalidades preferidas, tais como as mostradas na figura 6, o dispositivo 600 compreende:[00164] In preferred embodiments, such as those 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 permutador.- a conduit 415 for injection of evaporation gas at the entrance of the second exchanger body.

[00165] Nas 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 permutador 420, um circuito 440 para[00165] In 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 exchange body 420, a circuit 440 for

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 44/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 44/52

38/39 resfriar o segundo composto pela fração pesada da primeira mistura dentro do primeiro corpo permutador 115.38/39 to cool the second compound by the heavy fraction of the first mixture within the first exchanger body 115.

[00166] Em algumas modalidades preferidas, tais como as mostradas na figura 6, o primeiro corpo permutador 115 e/ou o segundo corpo permutador 120 é um permutador de calor enrolado.[00166] 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.

[00167] Em algumas modalidades preferidas, tais como as[00167] In some preferred modalities, such as

mostradas shown na figura 6 in figure 6 , O , O meio middle 430 para 430 for resfriamento cooling do of segundo composto é um second compound is a permutador exchanger de calor of heat entre in between o segundo the second composto e compound and a água. the water. [00168] [00168] A figura The figure 8 8 mostra show , esquematicamente, schematically uma an modalidade modality particular particular do of método method 700 que 700 that é o it's the objeto object da gives

presente invenção. Este método 700 se destina à liquefação de um gás natural compreendendo: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 quimica 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 centrifuga da fração leve,- a second stage 715 of centrifugal compression of the light fraction,

- uma primeira etapa 720 de permuta 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 permuta de calor entre a fração leve comprimida da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo permutador para liquefação do gás natural, e- a second heat exchange step 725 between the light compressed fraction of the first mixture and the cooled natural gas in the first exchange body for liquefying the natural gas, and

- uma etapa 730 de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada durante as etapas de permuta de calor para o primeira etapa de compressão,- a step 730 of returning the first vaporized refrigerant mixture during the heat exchange steps to the first compression step,

Petição 870190113032, de 05/11/2019, pág. 45/52Petition 870190113032, of 11/05/2019, p. 45/52

39/39 compreende :39/39 comprises:

- a montante de uma etapa 7 35 para dar entrada do gás natural na primeira etapa de permuta, uma terceira etapa 740 de permuta de calor entre o gás natural e um segundo composto quimico refrigerante,- upstream of a step 7 35 to enter 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 centrifuga do segundo composto vaporizado, sendo a primeira e terceira etapas de compressão centrifuga 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 stages of compression being performed in a common enclosure,

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

- uma etapa 755 para transferência do segundo composto resfriado para a terceira etapa de permuta,- a step 755 for transferring the second cooled compound to the third exchange step,

- entre a segunda etapa de compressão e a segunda etapa de permuta, uma quarta etapa 760 de compressão centrifuga da fração leve da primeira mistura, sendo a que a segunda e a quarta etapas de compressão centrifuga são acionadas por uma turbina comum única, e- between the second stage of compression and the second stage of exchange, a fourth stage 760 of centrifugal compression of the light fraction of the first mixture, the second and fourth stages of centrifugal compression being driven by a single common turbine, and

- uma primeira e terceira etapas de compressão sendo realizadas em um invólucro comum.- a first and third compression steps being carried out in a common enclosure.

[00169] 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.[00169] 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 variants, all examples and all modalities of device 600 can also be transposed as steps within method 700.

Claims (11)

REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo (600) para liquefação de um gás natural compreendendo:1. Device (600) for liquefying a natural gas comprising: - um primeiro compressor centrifugo (605) de uma primeira mistura quimica de refrigerante vaporizado,- a first centrifugal compressor (605) of a first chemical mixture of vaporized refrigerant, - um meio (110) para fracionamento da mistura comprimida em uma fração pesada e uma fração leve,- a means (110) for fractionating the compressed mixture into a heavy fraction and a light fraction, - um segundo compressor centrifugo (610) da fração leve,- a second centrifugal compressor (610) of the light fraction, - um primeiro corpo (115) para permutar calor entre a fração pesada da primeira mistura e o gás natural para resfriar pelo menos o gás natural,- a first body (115) to exchange heat between the heavy fraction of the first mixture and natural gas to cool at least natural gas, - um segundo corpo (120) para permutar calor entre a fração leve comprimida da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo permutador para liquefação do gás natural, e- a second body (120) for exchanging heat 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 - um conduto (125) para retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada nos corpos permutadores de calor ao primeiro compressor, caracterizado pelo fato de que compreende:- a conduit (125) for returning the first vaporized refrigerant mixture in the heat exchange bodies to the first compressor, characterized by the fact that it comprises: - à montante de uma entrada (116) de gás natural no primeiro corpo permutador, um terceiro corpo (420) para permutar calor entre o gás natural e um segundo composto quimico refrigerante,- upstream of a natural gas inlet (116) in the first exchanger body, a third body (420) to exchange heat between natural gas and a second refrigerant chemical compound, - um terceiro compressor centrifugo (620) do segundo composto vaporizado, em que o primeiro e terceiro compressores centrífugos são acionados por uma única turbina em comum (630),- a third centrifugal compressor (620) of the second vaporized compound, in which the first and third centrifugal compressors are driven by a single turbine in common (630), - um invólucro (635) comum ao primeiro compressor e ao terceiro compressor,- a housing (635) common to the first compressor and the third compressor, Petição 870190057764, de 24/06/2019, pág. 15/20Petition 870190057764, of 06/24/2019, p. 15/20 2/52/5 - meio (430) para resfriamento do segundo composto comprimido,- medium (430) for cooling the second compressed compound, - um conduto (435) para transferência do segundo composto resfriado para o terceiro corpo permutador,- a conduit (435) for transferring the second cooled compound to the third exchange body, - entre o segundo compressor (610) e o segundo corpo permutador (120), o quarto compressor centrifugo (615) da fração leve da primeira mistura, o segundo e quarto compressores centrífugos sendo acionados por uma única turbina em comum (640), e- between the second compressor (610) and the second exchanger body (120), the fourth centrifugal compressor (615) of the light fraction of the first mixture, the second and fourth centrifugal compressors being driven by a single turbine in common (640), and - um invólucro (645) comum ao segundo compressor e ao quarto compressor.- a housing (645) common to the second compressor and the fourth compressor. 2. Dispositivo (600), de acordo com a reivindicação2. Device (600) according to claim 1, caracterizado pelo fato de que a turbina (630) que opera os primeiro e terceiro compressores (605, 620) e a turbina (640) que opera o segundo e quarto compressores (610, 615) são mecanicamente acopladas.1, characterized by the fact that the turbine (630) which operates the first and third compressors (605, 620) and the turbine (640) which operates the second and fourth compressors (610, 615) are mechanically coupled. 3. Dispositivo (600), de acordo com a reivindicação3. Device (600) according to claim 2, caracterizado pelo fato de que as turbinas (630, 640) são combinadas.2, characterized by the fact that the turbines (630, 640) are combined. 4. Dispositivo (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende:Device (600) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises: - um separador (650) de uma fração de gás e uma fração liquida da fase leve comprimida, o quarto compressor (615) comprimindo a fração de gás separada,- a separator (650) of a gas fraction and a liquid fraction of the compressed light phase, the fourth compressor (615) compressing the separated gas fraction, - um regulador (625) para a fração liquida da fase leve aquecida no segundo corpo permutador,- a regulator (625) for the liquid fraction of the heated light phase 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. 5. Dispositivo (600), de acordo com qualquer uma 5. Device (600), according to any Petição 870190057764, de 24/06/2019, pág. 16/20Petition 870190057764, of 06/24/2019, p. 16/20 3/5 das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o segundo composto quimico compreende uma substância pura que compreende nitrogênio, propano e / ou amônia.3/5 of claims 1 to 4, characterized in that the second chemical compound comprises a pure substance comprising nitrogen, propane and / or ammonia. 6. Dispositivo (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a primeira mistura de refrigerante compreende nitrogênio e metano e pelo menos um dentre:6. Device (600) according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that the first refrigerant mixture comprises nitrogen and methane and at least one of: - etileno,- ethylene, - etano,- ethane, - propano; e / ou- propane; and / or - butano.- butane. 7. Dispositivo (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende:Device (600) according to any one of claims 1 to 6, characterized by the fact that it comprises: - um regulador (405) para o gás natural liquefeito,- a regulator (405) for liquefied natural gas, - um coletor (410) para o gás de evaporação produzido durante a expansão do gás no regulador; e- a collector (410) for the evaporation gas 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 permutador.- a conduit (415) for injection of the evaporation gas at the entrance of the second exchanger body. 8. Dispositivo (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os meios para resfriamento do segundo composto compreendem uma saída (421) para o segundo composto, o dispositivo compreendendo, entre a dita saída e o terceiro corpo permutador (420), um circuito (440) para resfriar o segundo composto com a fração pesada da primeira mistura no interior do primeiro corpo permutador (115) .Device (600) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the means for cooling the second compound comprise an outlet (421) for the second compound, the device comprising, between said outlet and the third exchange body (420), a circuit (440) for cooling the second compound with the heavy fraction of the first mixture inside the first exchange body (115). 9. Dispositivo (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro corpo permutador (115) e / ou o segundo corpo Device (600) according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the first exchanger body (115) and / or the second body Petição 870190057764, de 24/06/2019, pág. 17/20Petition 870190057764, of 06/24/2019, p. 17/20 4/5 permutador (120) constituem um permutador em espiral.4/5 exchanger (120) constitute a spiral exchanger. 10. Dispositivo (600), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o meio (430) para resfriamento do segundo composto constitui em um permutador de calor entre o segundo composto e água.Device (600) according to any one of claims 1 to 9, characterized by the fact that the means (430) for cooling the second compound constitutes a heat exchanger between the second compound and water. 11. Método (700) para liquefação de um gás natural compreendendo:11. Method (700) for liquefying a natural gas comprising: - uma primeira etapa (705) de compressão centrifuga de uma primeira mistura quimica de refrigerante vaporizado,- a first stage (705) of centrifugal compression of a first chemical mixture of vaporized refrigerant, - 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 centrifuga da fração leve,- a second stage (715) of centrifugal compression of the light fraction, - uma primeira etapa (720) de permuta 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 permuta de calor entre a fração leve da primeira mistura e o gás natural resfriado no primeiro corpo permutador para liquefação do gás natural, e- a second stage (725) of heat exchange between the light fraction of the first mixture and the cooled natural gas in the first exchanger body for liquefying the natural gas, and - uma etapa (730) de retorno da primeira mistura refrigerante vaporizada durante as etapas de permuta de calor para a primeira etapa de compressão, caracterizado pelo fato de que compreende:- a return step (730) of the first vaporized refrigerant mixture during the heat exchange steps for the first compression step, characterized by the fact that it comprises: - à montante de uma etapa (735) de entrada do gás natural na primeira etapa de permuta, uma terceira etapa (740) de permuta de calor entre o gás natural e um segundo composto quimico refrigerante- upstream of a step (735) of 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 centrifuga do segundo composto vaporizado, sendo a primeira e terceira - a third stage (745) of centrifugal compression of the second vaporized compound, the first and third being Petição 870190057764, de 24/06/2019, pág. 18/20Petition 870190057764, of 06/24/2019, p. 18/20 5/5 etapas de compressão centrífuga acionadas por uma única turbina em comum,5/5 centrifugal compression steps driven by a single turbine in common, - a primeira e terceira etapas de compressão sendo realizadas em um invólucro em comum,- the first and third stages of compression being carried out in a common enclosure, - uma etapa (750) de resfriamento do segundo composto comprimido durante a terceira etapa de permuta,- a step (750) for cooling the second compressed compound during the third exchange step, - uma etapa (755) de transferência do segundo composto resfriado para a terceira etapa de permuta,- a step (755) of transferring the second cooled compound to the third exchange step, - entre a segunda etapa de compressão e a segunda etapa de permuta, uma quarta etapa (760) de compressão centrífuga da fração leve da primeira mistura, sendo a segunda e a quarta etapas de compressão acionadas por uma única turbina em comum, e- between the second stage of compression and the second stage of exchange, a fourth stage (760) of centrifugal compression of the light fraction of the first mixture, the second and fourth stages of compression being driven by a single turbine in common, and - a primeira e terceira etapas de compressão sendo realizadas em um invólucro em comum.- the first and third stages of compression being carried out in a common enclosure.
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