BRPI0612316A2 - processo para a liquefação de uma corrente rica em hidrocarboneto - Google Patents

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Abstract

PROCESSO PARA A LIQUEFAçãO DE UMA CORRENTE RICA EM HIDROCARBONETO. A presente invenção refere-se a um processo para a liquefação de uma corrente rica em hidrocarboneto, especialmente uma corrente de gás natural, sendo que a liquefação da corrente rica em hidrocarboneto se realiza contra uma cascata de circuito de mistura de agentes de refrigeração, consistindo em três circuitos de mistura de agentes de refrigeração. De acordo com a invenção, o primeiro e o segundo circuito de mistura de agentes de refrigeração (2a - 2b, 3a - 3b), servem para a pré-refrigeração, e o terceiro circuito de mistura de agentes de refrigeração (4a - 4b), para a liquefação e a super-refrigeração da corrente rica em hidrocarboneto. Neste caso, o primeiro e/ou o segundo circuito de mistura de agentes de refrigeração (2a - 2b, 3a - 3b), são projetados de preferência como circuitos de mistura de agentes de refrigeração de um só estágio, enquanto o terceiro circuito de mistura de agentes de refrigeração (4a - 4b), é projetado de preferência como circuito de mistura de agentes de refrigeração de dois estágios.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA A LIQUEFAÇÃO DE UMA CORRENTE RICA EM HIDROCARBONETO".
A presente invenção refere-se a um processo para a liquefaçãode uma corrente rica em hidrocarboneto, especialmente uma corrente de gásnatural, sendo que a liquefação da corrente rica em hidrocarboneto se reali-za contra uma cascata de circuito de mistura de agentes de refrigeração,consistindo em três circuitos de mistura de agentes de refrigeração.
Em seguida, sob o termo "primeiro circuito de mistura de agen-tes de refrigeração" sempre deve ser entendido também um circuito de a-gente de refrigeração de dióxido de carbono.
Um processo de acordo com o gênero, para a liquefação de umacorrente rica em hidrocarboneto, está conhecido da publicação Alemã 19716 415. Com a citação da publicação Alemã 197 16 415, seu conteúdo depublicação deve ser integrado no conteúdo de publicação do presente re-querimento de patente.
Instalações para a liquefação de gás natural são projetadas co-mo chamadas LNG-Baseload-Plants, por conseguinte instalações para aliquefação de gás natural como energia primária, ou como chamadas Peak-Shaving-Plants, por conseguinte instalações para a liquefação de gás naturalpara a cobertura da demanda de pico.
LNG-Baseload-Plants são operadas em regra com circuitos derefrigeração, que consistem em misturas de hidrocarbonetos. Estes circuitosde misturas são energeticamente mais eficientes que circuitos de expansão,e possibilitam no caso dos grandes rendimentos de liquefação das Baselo-ad-Plants, consumos de energia correspondentes, relativamente baixos.
No caso de processos de liquefação de acordo com o gênero, oprimeiro circuito de mistura serve até agora em princípio para a pré-refrigeração, o segundo circuito de mistura para a liquefação, e o terceirocircuito de mistura para a super-refrigeração da corrente rica em hidrocarbo-neto ou do gás natural, respectivamente.
Entre a pré-refrigeração e a liquefação se realiza, contanto queseja necessária, a separação de hidrocarbonetos com pontomais alto de ebulição. Estes são pelo menos aqueles componentes da cor-rente rica em hidrocarboneto ou do gás natural, respectivamente, a ser liqüe-feito, os quais, na ocasião do esfriamento que segue, se separariam porcongelação, por conseguinte hidrocarbonetos Cs+ e aromáticos. Freqüente-mente são separados antes da liquefação também aqueles hidrocarbonetos,neste caso especialmente propano e butano, os quais aumentariam indese-jadamente do valor calorífico do gás natural liqüefeito.
Do requerimento de patente alemão 103 44 030, também é co-nhecido um processo de liquefação de acordo com o gênero; no caso deste,pelo menos uma corrente parcial da mistura de agentes de refrigeração dosegundo circuito de mistura de agentes de refrigeração, é utilizada para apré-refrigeração da corrente rica em hidrocarboneto. Este processo de lique-fação possibilita um aproveitamento mais econômico dos compressores eacionamentos disponíveis, uma vez que os compressores (de circuito) dostrês circuitos de mistura recebem aproximadamente a mesma potência deacionamento, por conseguinte cada vez aproximadamente 33,3% da potên-cia de acionamento total. Por conseguinte, especialmente grandes instala-ções para a liquefação com um rendimento de liquefação maior que 5 mi-Ihões de toneladas de LNG por ano, podem ser operadas de maneira maiseconômica, uma vez que através de uma padronização dos acionamentos ecompressores dos três circuitos de refrigeração, pode ser maximizado o ren-dimento de liquefação que pode ser obtido com acionamentos e compresso-res comprovados, respectivamente.
A mistura de agentes de refrigeração do primeiro circuito de mis-tura de agentes de refrigeração, utilizada para a pré-refrigeração, no casodos processos de liquefação de acordo com o gênero acima descritos, é e-vaporada em regra em dois ou vários níveis de pressão diferentes. Destamaneira é obtida uma adequação boa da oferta de frio à demanda de refrige-ração das correntes de processo quentes, e com isso é reduzido o consumode energia. Por conseguinte, especialmente para chamadas instalações eprocessos Baseload, respectivamente, não é usual uma pré-refrigeração deum só estágio, em virtude de consumo de energia elevado inerente a esta.
A condução do processo acima descrita, que faz parte do estadoda técnica, tem como conseqüência, que pelo menos uma corrente parcialda mistura de agentes de refrigeração, que serve para a pré-refrigeração, éevaporada em uma pressão mais baixa que a restante corrente parcial damistura de agentes de refrigeração. A utilização de agentes de refrigeraçãoque evaporizam com pressão baixa, no entanto, leva forçosamente a apare-lhos, máquinas assim como tubulações maiores, e com isso com maior in-tensidade em termos de custos.
É tarefa da presente invenção de indicar um processo de acordocom o gênero, que evita as desvantagens acima mencionadas.
Para a solução desta tarefa propõe-se um processo de acordocom o gênero para a liquefação de uma corrente rica em hidrocarboneto,que está caracterizado pelo fato, que o primeiro e o segundo circuito de mis-tura de agentes de refrigeração servem para a pré-refrigeração, e o terceirocircuito de mistura de agentes de refrigeração para a liquefação e super-refrigeração da corrente rica em hidrocarboneto.
Outros aperfeiçoamentos vantajosos do processo de acordo coma invenção, para a liquefação de uma corrente rica em hidrocarboneto, sãocaracterizados pelo fato, que
- o primeiro e/ou o segundo circuito de mistura de agentes derefrigeração são projetados como circuitos de mistura de agentes de refrige-ração de um só estágio,
- o terceiro circuito de mistura de agentes de refrigeração estáprojetado como circuito de mistura de agentes de refrigeração de dois estágios,
- o consumo de energia dos compressores do primeiro e do se-gundo circuito de mistura de agentes de refrigeração é idêntico, ou é idênticoem essência em relação ao consumo de energia dos compressores do ter-ceiro circuito de mistura de agentes de refrigeração de dois estágios,
- sendo que todos os compressores dos circuitos de mistura deagentes de refrigeração apresentam um consumo de energia idêntico ou emessência idêntico,
- o consumo de energia dos compressores do primeiro e do se-gundo circuito de mistura de agentes de refrigeração é idêntico ou em es-sência idêntico em relação ao consumo de energia de cada um de ambos oscompressores do terceiro circuito de mistura de agentes de refrigeração dedois estágios, e
- como acionamentos para os compressores se utilizam de pre-ferência turbinas a gás, turbinas a vapor e/ou motores elétricos.
Sob o termo "pré-refrigeração" deve ser entendido um esfria-mento da corrente rica em hidrocarboneto a ser liqüefeita, para uma tempe-ratura de pelo menos -30°C até -70°C, de preferência -40°C até -60°C.
No lugar do circuito de pré-refrigeração de dois estágios, reali-zado no caso do processo de liquefação que faz parte do estado da técnica,agora são utilizados, de acordo com a invenção, dois circuitos de mistura deagentes de refrigeração separados, cada vez de um só estágio, para a pré-refrigeração da corrente rica em hidrocarboneto. Por meio de uma escolhaadequada das condições do processo, como composições das misturas, per-fil de pressão, etc., pode ser elevada nitidamente a pressão de sucção deambos os circuitos de liquefação no caso do processo de liquefação de a-cordo com a invenção, a saber, tipicamente para 5 bara e mais alto. Emcomparação com isto, a pressão de sucção do estágio de pressão baixa, deum circuito de pré-refrigeração de dois estágios, fica tipicamente em 2 até 3bara.
O processo de acordo com a invenção, em virtude das densida-des do gás mais altas, dos circuitos de mistura de agentes de refrigeraçãoutilizados para a pré-refrigeração, possibilita a realização de instalações eprocessos compactos, respectivamente. Em comparação com processos deliquefação, nos quais são utilizados somente dois circuitos de mistura, o pro-cesso de acordo com a invenção com três circuitos de mistura apresenta,além disso, um consumo de energia específico mais baixo.
O processo de acordo com a invenção assim como outros aper-feiçoamentos deste, que representam objetos das reivindicações de patentedependentes, em seguida serão explicados mais detalhadamente através doexemplo de execução representado na figura.
No caso do modo de processamento descrito através da figura,o esfriamento e a liquefação da corrente rica em hidrocarboneto, a qual élevada através da tubulação 1 para o trocador de calor E1, se realiza contrauma cascata de circuito de mistura de agentes de refrigeração, consistindoem três circuitos de mistura de agentes de refrigeração. Estes apresentamem regra composições diferentes, como, por exemplo, descrito na publica-ção Alemã 197 16 415, acima mencionada.
A corrente rica em hidrocarboneto a ser liqüefeita, é esfriada notrocador de calor E1, contra a corrente de mistura de agentes de refrigera-ção 2b que evapora, do primeiro circuito de mistura 2a até 2c. Em seguida, acorrente rica em hidrocarboneto é levada através da tubulação 1a, para otrocador de calor E2, e dentro deste é esfriada ainda mais contra a correntede mistura de agentes de refrigeração 3b que evapora, do segundo circuitode mistura 3a até 3c.
Na saída do trocador de calor E2, a corrente rica em hidrocarbo-neto esfriada, fica sob uma temperatura de -30°C até -70°C, de preferência -40°C até -60°C. Agora esta é levada através da tubulação 1 b, para uma uni-dade de separação S, representada somente como caixa preta.
Dentro desta se realiza a separação de C3+ acima descrita, sen-do que os componentes separados da corrente rica em hidrocarboneto a serliqüefeita, são retirados da unidade de separação S, através da tubulação 1c.
A corrente rica em hidrocarboneto a ser liqüefeita, em seguida élevada através da tubulação 1d, para um terceiro trocador de calor E3, edentro deste é liqüefeita e super-refrigerada contra a corrente de mistura deagentes de refrigeração 4b que evapora, do terceiro circuito de refrigeração4a até 4c.
Em seguida o produto líquido super-refrigerado é levado atravésda tubulação 1 e, para sua utilização posterior e/ou armazenamento (inter-mediário).Como já mencionado, no caso de ambos os circuitos de misturade agentes de refrigeração 2a até 2c e 3a até 3c, que servem para a pré-refrigeração da corrente rica em hidrocarboneto, trata-se cada vez de circui-tos de mistura de agentes de refrigeração de um só estágio.
As misturas de agentes de refrigeração, comprimidas no respec-tivo compressor de circuito V2 ou V3, respectivamente, são levadas atravésda tubulação 2a ou 3a, respectivamente, através do trocador de calor E1, nocaso do primeiro circuito de mistura de agentes de refrigeração ou, respecti-vamente, através de ambos os trocadores de calor E1 e E2, no caso do se-gundo circuito de mistura de agentes de refrigeração. Depois da relaxaçãoocorrida na válvula de relaxação a ou b, respectivamente, a corrente de mis-tura de agentes de refrigeração é evaporada no trocador de calor E1 ou E2,respectivamente, contra correntes de processo a serem refrigeradas, e emseguida são outra vez levadas através da tubulação 2c e 3c, respectivamen-te, para os compressores de circuito V2 e V3, respectivamente.
O mesmo vale para o terceiro circuito de mistura de agentes derefrigeração, no qual a mistura de agentes de refrigeração comprimida 4a,depois do esfriamento ocorrido nos trocadores de calor E1, E2 e E3, é leva-da através da tubulação 4b, para um dispositivo de expansão c, é expandidaneste, em seguida é evaporada no trocador de calor E3, contra correntes deprocesso a serem esfriadas, e então é levada através da tubulação 4c, paraa entrada do estágio do compressor de pressão baixa V4, depois do qualestá ligado o estágio de compressor de alta pressão V4'.
A elevação da pressão de operação assim como da densidadedo gás da segunda corrente parcial de mistura de agentes de refrigeração 3aaté 3c, utilizada para a pré-refrigeração, estimula a utilização de trocadoresde calor enrolados, nos quais a mistura de agentes de refrigeração evaporano lado do invólucro, para o trocador de calor E2. No caso de processos deliquefação de acordo com o gênero, que fazem parte do estado da técnica,até agora freqüentemente não podem ser utilizados trocadores de calor en-rolados deste gênero, uma vez que estes seriam grandes demais em termosde construção, no entanto, em regra são limitados os diâmetros máximosadmissíveis em virtude de medidas de fabricação e de transporte.
Na figura não são representados os refrigeradores e trocadoresde calor, respectivamente, ligados depois dos compressores V2, V3, V4 eV4', dentro dos quais é refrigerada a mistura de agentes de refrigeração con-tra um meio de refrigeração, por exemplo, água ou ar, e é condensada nocaso do primeiro circuito de mistura de agentes de refrigeração 2a até 2c. Amistura de agentes de refrigeração do segundo circuito de mistura de agen-tes de refrigeração, em regra é parcialmente condensada depois da com-pressão pelo menos contra um meio de refrigeração, por exemplo, água ou ar.
De acordo com outros aperfeiçoamentos vantajosos do processode acordo com a invenção, o consumo de energia dos compressores V2 eV3, do primeiro e do segundo circuito de mistura de agentes de refrigeração2a - 2b e 3a - 3b, pode ser projetado de maneira idêntica ou de maneira emessência idêntica em relação ao consumo de energia dos compressores V4e V4', do terceiro circuito de mistura de agentes de refrigeração de dois es-tágios 4a - 4b. Neste caso, de preferência todos compressores V2, V3, V4 eV4', dos circuitos de mistura de agentes de refrigeração 2a - 2b, 3a -3b e 4a- 4b, apresentam um consumo de energia idêntico ou em essência idêntico.
No caso deste aperfeiçoamento do processo de acordo com ainvenção, podem ser previstos dois acionamentos idênticos, sendo que umacionamento está alocado aos compressores V2 e V3, e um acionamentoaos compressores V4 e V4', ou quatro acionamentos idênticos, os quais a-cionam cada vez um dos compressores V2, V3, V4 e V4', respectivamente.
Sob a seqüência de termos "em essência idêntico" devem serentendidos consumos de energia, que não se distinguem uns dos outros emmais que +1-2%.
Alternativamente em relação ao aperfeiçoamento acima descritodo processo de acordo com a invenção, o consumo de energia dos com-pressores V2 e V3, do primeiro e do segundo circuito de mistura de agentesde refrigeração 2a - 2b e 3a - 3b, pode ser projetado de maneira idêntica ouem essência idêntica em relação ao consumo de energia de cada um deambos os compressores V4 e V4', do terceiro circuito de mistura de agentesde refrigeração de dois estágios 4a - 4b. No caso deste aperfeiçoamento doprocesso de acordo com a invenção, utilizam-se de preferência três aciona-mentos idênticos A2/3, A4 e A4', sendo que o acionamento A2/3, é alocadoaos compressores V2 e V3, e os acionamentos A4 e A4', estão alocados aoscompressores V4 e V4', respectivamente.
Sobretudo no caso de uma disponibilidade escalonada de acio-namentos grandes, especialmente turbinas a gás, pode ser atendida destamaneira uma grande variedade de tamanhos de instalações. A alternativaultimamente mencionada, acima descrita, presta-se especialmente no casode meios de refrigeração frios, uma vez que neste caso é reduzida a neces-sidade de energia da pré-refrigeração.
Os aperfeiçoamentos acima descritos do processo de acordocom a invenção, apresentam desta maneira especialmente a vantagem, quepodem ser utilizados, com respeito a sua potência, acionamentos idênticosou em essência idênticos, respectivamente, A2/3, A4 e A4'.

Claims (7)

1. Processo para a liquefação de uma corrente rica em hidrocar-boneto, especialmente uma corrente de gás natural, sendo que a liquefaçãoda corrente rica em hidrocarboneto se realiza contra uma cascata de circuitode mistura de agentes de refrigeração, consistindo em três circuitos de mis-tura de agentes de refrigeração, caracterizado pelo fato,de o primeiro e o segundo circuito de mistura de agentes de re-frigeração (2a - 2b, 3a - 3b), servirem para a pré-refrigeração, e o terceirocircuito de mistura de agentes de refrigeração (4a - 4b), para a liquefação ea super-refrigeração da corrente rica em hidrocarboneto.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato, de o primeiro e/ou o segundo circuito demistura de agentes de refrigeração (2a - 2b, 3a - 3b), serem projetados co-mo circuitos de mistura de agentes de refrigeração de um só estágio.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fatò,de o terceiro circuito de mistura de agentes de refrigeração (4a -4b), ser projetado como circuito de mistura de agentes de refrigeração dedois estágios.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato,de o consumo de energia dos compressores (V2 e V3), do pri-meiro e do segundo circuito de mistura de agentes de refrigeração (2a - 2b e 3a - 3b), ser idêntico ou em essência idêntico em relação ao consumo deenergia dos compressores (V4 e V4'), do terceiro circuito de mistura de a-gentes de refrigeração de dois estágios (4a - 4b).
5. Processo de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato, de todos os compressores (V2, V3, V4,V4'), dos circuitos de mistura de agentes de refrigeração (2a - 2b, 3a - 3b, 4a - 4b), apresentarem um consumo de energia idêntico ou em essênciaidêntico.
6. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato, de o consumo de energia dos compressores (V2 e V3), do primeiro e dosegundo circuito de mistura de agentes de refrigeração (2a - 2b e 3a - 3b),ser idêntico ou em essência idêntico em relação ao consumo de energia decada um de ambos os compressores (V4, V4'), do terceiro circuito de misturade agentes de refrigeração de dois estágios (4a - 4b).
7. Processo de acordo com uma das reivindicações anteriores 1a 6, caracterizado pelo fato, de como acionamentos (A2/3, A4, A4'), para oscompressores (V2, V3, V4, V4'), se utilizarem como acionamentos (A2/3, A4,A4'), turbinas a gás, turbinas a vapor e/ou motores elétricos.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO331740B1 (no) 2008-08-29 2012-03-12 Hamworthy Gas Systems As Fremgangsmate og system for optimalisert LNG produksjon
NO331154B1 (no) * 2008-11-04 2011-10-24 Hamworthy Gas Systems As System for kombinert syklusmekanisk drift i kryogene kondensasjonsprosesser.
CN102445052A (zh) * 2011-12-16 2012-05-09 南京林业大学 一种用于零散气源点的沼气液化工艺及装置
CN102628634B (zh) * 2012-04-26 2013-10-30 中国石油集团工程设计有限责任公司 三循环复叠式制冷天然气液化系统及方法
CN102927791A (zh) * 2012-11-30 2013-02-13 中国石油集团工程设计有限责任公司 带预冷的双复合冷剂制冷系统及方法
DE102015002164A1 (de) * 2015-02-19 2016-08-25 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Verflüssigen von Erdgas
CN105737516A (zh) * 2016-04-18 2016-07-06 中国寰球工程公司 混合制冷剂预冷氮气膨胀的天然气液化系统及方法
CN109631492A (zh) * 2018-12-13 2019-04-16 西安石油大学 一种采用混合冷剂级联的天然气液化装置及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1815010A1 (de) * 1968-12-17 1970-07-16 Messer Griesheim Gmbh Verfahren zum Verfluessigen von Erdgas
IT1176290B (it) * 1984-06-12 1987-08-18 Snam Progetti Processo per raffreddamento e liquefazione di gas a basso punto di ebollizione
FR2826969B1 (fr) * 2001-07-04 2006-12-15 Technip Cie Procede de liquefaction et de deazotation de gaz naturel, installation de mise en oeuvre, et gaz obtenus par cette separation
US6742357B1 (en) * 2003-03-18 2004-06-01 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated multiple-loop refrigeration process for gas liquefaction
AU2004274706B2 (en) * 2003-09-23 2008-08-07 Linde Aktiengesellschaft Natural gas liquefaction process
DE102004054674A1 (de) * 2004-11-12 2006-05-24 Linde Ag Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes

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