CN1993593B - 天然气的液化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于液化天然气的方法，其中使在超压下可用的富甲烷原料即天然气膨胀，以提供膨胀功，该膨胀功可以通过许多新的方式而被利用，以在用于冷却原料的制冷剂循环中或在一个或多个用于液化区中的制冷剂循环中提供制冷以液化该原料，或产生电能，用于液化方法或输出。在一个实施方案中，通过使用膨胀机/压缩机装置(涡轮膨胀机30)而获得膨胀功，所述装置使原料膨胀，以(1)发动装置(25)的压缩机(40)，从而提供闭环丙烷制冷循环(60)用的压缩，以预冷(15)天然气流(10)，和(2)产生膨胀的冷冻天然气原料(140)用于液化方法。用于液化方法的冷冻天然气原料的生产，或者可以增加在给定量的安装马力用的LNG生产的体积，或者可被用于降低与给定量LNG的生产有关的资本成本和/或操作成本。

Description

天然气的液化方法
相关申请
本申请被给予并要求提交于2004年8月6日的美国临时专利申请第60/599,753号的权益，其教导被全部引入本文以供参考。
发明领域
本发明涉及一种液化富甲烷的气流如天然气的方法，并涉及更有效地生产这种液化流。
发明背景
天然气通常是指发现于地球内部的稀薄或气态的烃(由甲烷和轻质烃组成，所述轻质烃为例如乙烷、丙烷、丁烷等)。地球内部存在的不燃气体如二氧化碳、氦和氮，通常是依据它们固有的化学名称来称呼的。但是，不燃气体经常结合易燃气体一起被发现，由于不想用易燃气体和不燃气体来区分该混合物，所以它通常被称作“天然气”。参见Priutt，“Mineral Terms-Some Problems in Their Use andDefinition，”Rocky Mt.Min.L. Rev.1，16(1966)。
天然气常常在某些地方很丰富，但是由于那里缺乏天然气的本地市场或者处理和运输该天然气至远方市场的成本很高，开发那些储量是不经济的。
通常的做法是，低温下使天然气液化，以产生更便于储存和运输的液化天然气产品(“LNG”)。天然气液化的根本理由是：液化导致体积减少为约1/600，因此有可能在低压或甚至大气压下在容器中储存和运输液化气。在供应源和市场相隔很远，并且管道运输不可用或经济上不可行时的情况下，天然气的液化甚至更为重要，它能将气体从供应源运输至市场。在一些情况下，运输的方法是利用远洋船舶。如果气体原料没有被高度压缩，那么运输这些气体原料是不经济的。即使那样，由于必须要提供适当强度和容量的容器，运输也将是不经济的。
为了储存和运输液态的天然气，典型地，天然气被冷却至-240
Figure 058267295_12
(-151℃)至-260
Figure 058267295_13
(-162℃)，在这个范围内，在接近大气压的压力下天然气可以作为液体存在。许多LNG液化设备利用机械制冷循环来进行入口气流的冷却，例如级联或混合制冷剂型，它们在美国专利第3,548,606号中被广泛公开，该文献的教导被引入本文以供参考。对于液化天然气，存在各种其它的方法和/或系统，由此，通过顺序地将高压气体通过多个冷却阶段，并将气体冷却至相继较低的温度，直至实现液化，从而可使气体液化。通常，在封闭回路或开放回路的结构中，通过与一种或多种制冷剂的换热来实现冷却，所述制冷剂为例如丙烷、丙烯、乙烷、乙烯、氮气、甲烷、或其混合物。为了降低制冷剂的沸点，可以将它们以级联方式排列。例如，在美国专利4,445,917、5,537,827、6,023,942、6,041,619、6,062,041、6,248,794和英国专利申请GB2,357,140A中广泛公开了制备LNG的方法。所有前述专利的教导被全部引入本文以供参考。
另外，将液化的天然气通过一个或多个膨胀阶段，可以使液化的气体膨胀至大气压。在膨胀过程中，气体被进一步冷却至适当的储存或运输温度，并且其压力减少至近似大气压。在这个膨胀至大气压的过程中，天然气的体积急速地发生显著变化。可以从膨胀阶段收集急骤蒸气(flashed vapor)，将其循环或燃烧，以产生用于液态天然气生产设施的能量。
典型地，级联制冷循环型设备在建造和操作方面相对昂贵，混合制冷剂循环设备也可能需要密切关注操作过程中的流组合物。由于组分需要低温冶金术，所以制冷装置特别昂贵。但是，天然气的液化是一种日益重要且广泛应用的技术，该技术将气体转变为可容易且经济地运输和储存的形态。被花费用于使气体液化的成本和能量必须最小化，以得到一种成本有效的方式，用于生产气体并将气体从气田运输至最终用户。降低液化成本的工艺技术又降低了气体产品至终端用户的成本。
历史上，天然气液化用的工艺循环利用等熵膨胀阀或JouleThomson(J-T)阀来产生使气体液化所需的制冷。为了这个目的而使用膨胀阀的典型工艺循环在例如美国专利第3,763,658、4,065,276、4,404,008、4,445,916、4,445,917和4,504,296号中被描述。
当工艺流体流过这样的阀时所产生的膨胀功基本上损失了。为了回收至少一部分通过这些工艺流体膨胀而产生的功，可以利用膨胀机器，如往复式膨胀机或涡轮膨胀机。例如，美国专利4,445,916、4,970,867和5,755,114描述了与生产LNG有关的涡轮膨胀机的使用。
本文使用的术语“膨胀机”或“膨胀机/压缩设备”通常是指这些涡轮膨胀机或往复式膨胀机。在天然气液化的领域内，术语“膨胀机”经常被用于表示涡轮膨胀机，并且在本公开内容中也如此使用。
申请人未找到任何以前的方法，该方法使用富甲烷气的原料流如天然气流的超压作为LNG方法用的制冷源，以在天然气被引导至液化区之前，提供用于预冷天然气的制冷循环用的压缩，或者提供在液化区用于使天然气液化的一个或多个制冷循环用的压缩。虽然大部分液化方法利用富甲烷原料，该富甲烷原料典型地以650psig(44.8巴)至1000psig(69.0巴)压力被输送，但是在许多情况下，提供的天然气可用的压力更高，例如从约1000psig(69.0巴)至高达2500psig(172.4巴)，或者更高。在这种压力下产生的气体可能来自地下地质构造；或者在由于与产地要求相关的许多原因而生产天然气之后，它可以被压缩至这种压力；或者由于邻近产地的局部管道或气体运输系统的要求，它可以被压缩。在液化前使用这种预备步骤可能会导致并不昂贵的液化设备的建造和/或操作，和/或对于给定的设备设计，可能会考虑更大量的LNG生产。或者，超压可以被转化成机械功，该机械功可被用于产生电能，该电能还可产生更有效的方法。
可以看出，希望以一种能导致更有效和/或潜在地不昂贵的LNG液化方法的方式，利用在这种可得到的气流中固有的额外能量。
发明概述
依照本发明可以实现前述的目的和优点，这在一方面涉及一种用于液化受压的天然气流的方法。该方法包括如下步骤：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气流；
(b)通过将受压天然气流与冷的制冷剂流间接换热来冷却该受压天然气流，以产生在比第一温度更冷的第二温度下的冷却的受压天然气流；
(c)在膨胀设备中使冷却的受压天然气流膨胀，其中来自膨胀设备的膨胀功被用于发动压缩机，该压缩机压缩制冷剂流以产生受压制冷剂流，该膨胀导致冷冻的原料流，该冷冻原料流被引导至天然气液化区；
(d)将受压制冷剂流冷却以产生冷却的、至少部分冷凝的受压制冷剂流；
(e)使冷却的、至少部分冷凝的受压制冷剂流膨胀，以产生在(b)中使用的冷的制冷剂流；和
(f)在天然气液化区将冷冻原料流液化。
在实施方案中，本发明涉及一种用于液化受压天然气流的方法，该方法包括如下步骤：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气流；
(b)通过将受压天然气流与冷的制冷剂流间接换热来冷却该受压天然气流，以产生在比第一温度更冷的第二温度下的冷却的受压天然气流；
(c)在膨胀设备中使冷却的受压天然气流膨胀，以产生冷冻原料流，其中来自膨胀设备的膨胀功被用于提供制冷，以产生冷的制冷剂流；和
(d)在液化区将冷冻原料流液化。
在其他方面，本发明涉及一种制备冷冻天然气原料流的方法，该方法包括：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气流；
(b)通过将受压天然气流与冷的制冷剂流间接换热来冷却该受压天然气流，以产生在比第一温度更冷的第二温度下的冷却的受压天然气流；
(c)在膨胀设备中使冷却的受压天然气流膨胀以产生冷冻原料流，其中来自膨胀设备的膨胀功被用于产生冷的制冷剂流。
在另一个方面，本发明涉及一种用于液化受压天然气流的方法，该方法包括：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气流；
(b)在膨胀设备中使受压天然气流膨胀，以产生冷冻原料流，其中来自膨胀设备的膨胀功被用于提供制冷，以生产LNG；和
(c)在液化区将冷冻原料流液化。
在还一个方面，本发明涉及一种用于液化受压天然气流的方法。该方法包括如下步骤：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气流；
(b)在膨胀设备中使受压天然气流膨胀，以产生冷冻原料流和膨胀功；和
(c)在液化区将冷冻原料流液化。
附图简述
图1是本发明的一个实施方案的简化工艺流程图，其中来自受压天然气流的超压在膨胀机/压缩机设备中膨胀以产生机械功，该机械功(1)发动设备的压缩机，并由此提供闭环丙烷制冷循环用的压缩，以预冷天然气流，(2)产生用于液化方法的膨胀的冷冻天然气原料。
发明详述
本发明涉及一种从富甲烷的气流中生产LNG的方法，所述气流为例如上面所定义的术语天然气。本文预期的天然气通常包括至少50摩尔％的甲烷，优选至少75摩尔％的甲烷，更优选至少90摩尔％的甲烷。天然气的余量通常包括其它可燃烃，例如但不限于：较少量的乙烷、丙烷、丁烷和戊烷，和重质烃，以及不燃组分，例如二氧化碳、硫化氢、氦和氮。
通常，通过气液分离步骤，降低了天然气中重质烃如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷，以及沸点高于丙烷的烃的存在量。沸点高于戊烷或己烷的烃通常是指原油。为本发明的目的，沸点基本上高于乙烷、并低于戊烷或己烷的烃通常被除去，并被认为是天然气液体或“NGL”。这种NGL可以从本发明所用的天然气原料流中、在本文公开的工艺的上游或下游处进行回收。
对于大部分市场来说，还希望将LNG中的不燃物和污染物如二氧化碳、氦、氮和硫化氢的存在量减到最小。根据所给天然气储蓄器(该储蓄器可包含多达50％至70％的二氧化碳)的性质，可以在天然气设备内预处理天然气以预先除去上述这些组分，或可以在生产LNG之前将天然气直接运送至该设备进行预处理。
通常在高达2800psig(193.1巴)的高压或更高的压力下，利用或运输天然气。根据本发明，合适的天然气原料所具有的压力通常比那些典型地提供给LNG设施的压力更高，例如比典型LNG液化方法的设计压力高至少约200psig(13.8巴)的压力，原料压力典型地设计为约650psig(44.8巴)至1000psig(69.0巴)。希望在本发明方法中使用的原料压力为约1000psig(69.0巴)或更高，例如从约1300psig(89.6巴)至约2500psig(172.4巴)或更高。天然气的温度取决于它的起始源。当天然气是管道气时，它的温度可接近周围条件，例如0
Figure 058267295_14
(-17.8℃)至120
Figure 058267295_15
(48.9℃)，更典型地从50(10℃)至100
Figure 058267295_17
(37.8℃)。如果天然气条件的测定接近运送设备如天然气压缩机，那么出口和压缩后装置就可以指示或影响天然气原料的温度和压力。
适用于本发明的预处理步骤通常始于如下步骤，该步骤一般被确认和已知与LNG生产有关，包括但不限于：从天然气流中除去酸性气体(例如H2S和CO2)、硫醇、汞和湿气。酸性气体和硫醇一般通过吸附方法来除去，该吸附方法采用含胺的水溶液或其它类型的已知物理或化学溶剂。通常在天然气液化区的上游实施这个步骤。通常，通过在低水平冷却之前或之后进行两相气液分离，大部分水作为液体被除去，接着用分子筛处理来除去微量水。除水步骤通常发生在如本文预期的任意膨胀的上游。通过使用汞吸附床来除去汞。剩余量的水和酸性气体最经常通过使用特别选择的吸附床如可再生分子筛而除去。通常，这种特别选择的吸附床也被安置于大多数的天然气液化步骤的上游。
参考图1描述本发明，该图描绘了本发明的一个实施方案，其中来自受压天然气流的超压通过在膨胀机/压缩机设备中的气流膨胀而被利用，从而产生机械功，该机械功例如(1)发动设备的压缩机，由此提供闭环丙烷制冷循环用的压缩来预冷天然气流，和(2)产生用于液化方法的膨胀的冷冻天然气原料。制冷循环也可使用本领域所知的任何其它制冷剂，例如双混合制冷剂。
参考图1，天然气原料处于相对高的压力下，例如从约1000psig(69.0巴)至2500psig(172.4巴)，更希望从1300psig(89.6巴)至2500psig(172.4巴)，该天然气原料通过管道10被引导至工艺中。这种原料可以处于室温下，例如前面提到的约50
Figure 058267295_18
(10℃)至100
Figure 058267295_19
(37.8℃)。管道10将天然气原料引导至冷冻器15，其中原料通过与制冷剂如丙烷的间接换热而被冷却，所述制冷剂通过闭环系统被运送。制冷剂可以以两相(蒸气和液体)的形式被引导至冷冻器15，但是，优选的是，蒸气量被减至最少，使得制冷剂基本上处于液相。通过管道120将制冷剂引导至冷冻器15。在冷冻器15中，制冷剂被蒸发，并通过管道50离开冷冻器15。天然气原料在冷冻器15中被冷却，并通过管道20离开。如果原料以前述的温度和压力范围被引导至本发明的工艺中，那么在基本上与施加于冷冻器15的压力相同的压力下，在约-30(-34.4℃)至50(10℃)的温度下，冷却的天然气原料离开。
然后，将冷却的天然气原料通过管道20运送至涡轮膨胀机25，其中该原料被引导至其膨胀机部分30内。在膨胀机部分30内，可使天然气原料膨胀，以调整其压力基本上为在LNG生产中使用的液化方法的设计压力。典型地，使天然气的压力膨胀至约650psig(44.8巴)至1000psig(69.0巴)。通过管道140离开膨胀机部分30的冷冻天然气原料的温度可处于相对低的温度，例如-100(-73.3℃)至-60
Figure 058267295_23
(-51.1℃)温度，使得该天然气原料可有利地用作NGL回收单元(如果需要)和/或液化区的原料。如果需要，还可以将冷冻天然气原料引导至工艺单元，以除去酸性气体或汞污染物，不过在前述的预冷步骤之前除去这些污染物可能是更有利的。
从冷冻器15通过管道50运送的制冷剂蒸气在涡轮膨胀机25的压缩机部分40中被压缩。在压缩机部分40中压缩后，受压的制冷剂蒸气通过管道60运送至冷凝器70。冷凝器70可以是空气冷却的换热器，但是也可以使用在本领域已知的任意换热仪器。冷凝器70被用于至少部分地将制冷剂冷凝至液相，优选基本上将大部分制冷剂冷凝至液相，更优选将全部制冷剂冷凝至液相。此外，尽管在图1中没有显示，优选使用在冷凝器70下游的附加冷却器来过冷该冷凝的、至少部分(优选全部)液态的制冷剂流，使得在制冷剂离开减压设备90后，如在下文中描述的，制冷剂流的蒸气分数被减到最小，也就是说，该蒸气分数优选小于0.5，更优选小于0.35。此后，冷却的制冷剂通过减压设备90如Joule-Thompson阀被引导，制冷剂在其中被进一步冷却。其后，冷却的制冷剂可任选地被管道100引导至分离器110，该分离器110分离并回收蒸气形式的制冷剂，并通过管道130和50将所述制冷剂引导回到压缩机部分40。然后，将制冷剂从分离器110通过管道120引导至冷冻器15。有利地，通常更方便的是，简单地省略管道100、分离器110和管道130，如下文描述的实施例所说明的那样，使得在所得制冷剂流被引导到减压设备90之后，该制冷剂流通过管道120被直接输送至冷冻器15。这样，基本上全部冷冻制冷剂流在冷冻器15中被使用，在这点上该制冷剂流可能是两相(蒸气和液体)。
冷冻的天然气原料被引导至生产LNG用的液化区，该液化区可包括在本领域已知的任意液化方法。在美国专利4,172,711、5,537,827、5,669,234和6,158,240中公开了级联型液化方法的例子，所述专利的教导以其全部引入本文以供参考。混合制冷剂型液化方法的例子公开于美国专利4,901,533(单级混合制冷剂循环)；美国专利4,545,795和6,119,479(双混合制冷剂循环)；和美国专利6,253,574(三级混合制冷剂循环)。这些专利的教导也被全部引入本文以供参考。
如前文所述，通过使用在这样的天然气原料中可获得的超压，只需要仅提供必需的制冷，以将冷冻原料的温度降低至产生液化的温度，例如从约-90
Figure 058267295_24
(-67.8℃)至-260
Figure 058267295_25
(-162.2℃)，而不是从室温如75(23.9℃)至-260(-162.2℃)。结果，在常规LNG工艺中，对于相同量的安装设备马力(制冷)，可以产生体积增加的LNG。对于同样的安装马力，这种产量的增加可以为约15％至20％。或者，通过降低对于生产给定量的LNG所必需的安装马力，可以使用这种超压来减少工艺用的资本成本和/或操作成本。
另外，通过在膨胀设备如涡轮膨胀机中使受压的天然气原料流膨胀而获得的膨胀功，可被用于提供在液化区使用的其它制冷剂流用的压缩，例如前述在级联型液化方法中使用的级联制冷剂流用的压缩，该方法被引入本文以供参考，或者如前述的混合制冷剂型方法(该方法可使用一种或多种混合制冷剂循环)，所述方法被引入本文以供参考。膨胀功也可被用于发动产生电力用的发电机，其或者用于液化方法中或者输出至局部电力网。
通过以下实施例进一步描述了本发明，应理解：该实施例仅仅作为提供说明目的的例子，而不是限制所附权利要求书的范围。本发明的具体实施方案
在这个实施例中，在实施本发明中所使用的方法和仪器被用于先冷冻该天然气原料流，然后再回收其中的NGL组分，以及在天然气液化设备中进一步用于生产LNG，例如级联型或双混合制冷剂方法，被设计用于每年生产约5百万吨LNG。
所用的天然气原料首先被处理以除去污染物、水和酸性气体组分，例如CO2和含硫化合物，在这种预处理后，它具有如下摩尔百分比的组成：甲烷(94.12％)、乙烷(3.34％)、丙烷(1.23％)、异丁烷(0.31％)、正丁烷(0.38％)、异戊烷(0.20％)、正戊烷(0.20％)和己烷(0.22％)。在图1的管道10内的位置，天然气原料的温度为23.9℃，压力为137.9巴。管道10内的天然气原料的摩尔流量和质量流量如下表I所示。
所用的仪器参照图1所示(为了方便，在本文中保留了装置和管道的附图标记)，除非下文另有指出。丙烷用作制冷剂。在丙烷制冷剂回路和冷凝器70的下游，在丙烷制冷剂在冷凝器70中被冷凝后，另一个冷却器如空气冷却的换热器(图1中没有显示)，被用于使液态丙烷制冷剂过冷，使得在制冷剂离开Joule-Thompson阀90后，制冷剂流仍基本上处于液相。丙烷制冷剂在冷凝器70中被冷却后、但在被过冷前的条件显示于表I中工艺流75(该流未示于图1中)栏下；制冷剂在被过冷后、但在被引导至Joule-Thompson阀90前的条件显示于表I中工艺流80栏下。而且，所用的仪器不使用如图1所示的管道100、分离器110或管道130。相反，在所得的冷丙烷制冷剂流离开Joule-Thompson阀90后，它(此刻为两相流-蒸气分数为0.305)通过管道120被直接运送至冷冻器15。离开Joule-Thompson阀90的制冷剂流的条件显示于表I中工艺流120栏下。
在这个实施例的仪器中使用的其它工艺流如表I所示，在其他情况下对应于图1的工艺流。此外，涡轮膨胀机25的膨胀机部分30中的冷却天然气原料的膨胀导致产生10,430千瓦(kw)机械功，它被用于在涡轮膨胀机25的压缩机部分40中压缩丙烷制冷剂。
在摩尔流量49,807kmol/hr和质量流量872,832kg/hr下，生产在管道140中得到的冷冻天然气原料，然后将它引导至常规仪器，用于回收一部分NGL，所述NGL在冷却的天然气流20于涡轮膨胀机25的膨胀机部分30中膨胀后冷凝。在回收NGL后，所述冷冻天然气原料流的剩余部分被输送至液化设备以制备LNG。
表I
  流编号   10   20   50   60   75   80   120   140
  蒸气分数   1   1   1   1   0   0   0.305   0.938
  温度(℃)   23.9   -11.5   -17.0   49.6   32.2   29.4   -17.0   -56.8
  压力(巴)   137.9   137.9   2.7   11.5   11.4   11.3   2.7   55.2
  摩尔流量(kmol/hr) 49,807 49,807 9,464 9,464 9,464 9,464 9,464 49,807
  质量流量(kg/hr) 872,832 872,832 417,341 417,341 417,341 417,341 417,831 872,832
本文参考的所有专利或其它文献都以其全部引入本文以供参考。
通过考虑本说明书或实施本文公开的发明，本发明的其它实施方案和优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。申请人的目的在于，本说明书仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和精神通过下面的权利要求书来表明。

Claims (38)

1.一种用于液化受压天然气流的方法，包括如下步骤：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气原料流；
(b)通过将受压天然气原料流与冷的制冷剂流间接换热来冷却该受压天然气原料流，以产生在比第一温度更冷的第二温度下的冷却的受压天然气原料流；
(c)在回收NGL组分和液化前，在膨胀设备中使冷却的受压天然气原料流膨胀，其中来自膨胀设备的膨胀功被用于发动压缩机，该压缩机压缩制冷剂流以产生用于(b)中的受压的制冷剂流，所述膨胀导致冷冻天然气原料流，该冷冻天然气原料流被引导至天然气液化区；
(d)将受压制冷剂流冷却，以产生冷却的、至少部分冷凝的受压制冷剂流；
(e)使冷却的、至少部分冷凝的受压制冷剂流膨胀，以产生在(b)中使用的冷制冷剂流；和
(f)在天然气液化区将冷冻天然气原料流液化。
2.如权利要求1所述的方法，其中第一压力为约1000psig(69.0巴)或更高。
3.如权利要求1所述的方法，其中第一压力为约1300psig(89.6巴)或更高。
4.如权利要求1所述的方法，其中第一压力为从约1300psig(89.6巴)至2500psig(172.4巴)。
5.如权利要求2所述的方法，其中第一温度为从约50°F(10℃)至100°F(37.8℃)。
6.如权利要求1所述的方法，其中制冷剂流包括丙烷。
7.如权利要求5所述的方法，其中第二温度为从约-30°F(-34.4℃)至50°F(10℃)。
8.如权利要求1所述的方法，其中膨胀设备是涡轮膨胀机。
9.如权利要求1所述的方法，其中冷冻原料流的压力为650psig(44.8巴)至1000psig(69.0巴)。
10.如权利要求7所述的方法，其中冷冻原料流的温度为从-100°F(-73.3℃)至-60°F(-51.1℃)。
11.如权利要求1所述的方法，其中液化区包括级联型液化方法。
12.如权利要求1所述的方法，其中液化区包括混合制冷剂型液化方法。
13.一种用于液化受压天然气流的方法，包括如下步骤：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气原料流；
(b)通过将受压天然气原料流与冷的制冷剂流间接换热来冷却该受压天然气原料流，以产生在比第一温度更冷的第二温度下的冷却的受压天然气原料流；
(c)在回收NGL组分和液化前，在膨胀设备中使冷却的受压天然气流膨胀以产生冷冻天然气原料流，其中来自膨胀设备的膨胀功被用于提供制冷，以产生(b)中的冷的制冷剂流；和
(d)在液化区将冷冻天然气原料流液化。
14.如权利要求13所述的方法，其中第一压力为约1000psig(69.0巴)或更高。
15.如权利要求13所述的方法，其中第一压力为约1300psig(89.6巴)或更高。
16.如权利要求13所述的方法，其中第一压力为从约1300psig(89.6巴)至2500psig(172.4巴)。
17.如权利要求14所述的方法，其中第一温度为从约50°F(10℃)至100°F(37.8℃)。
18.如权利要求13所述的方法，其中制冷剂流包括丙烷。
19.如权利要求17所述的方法，其中第二温度为从约-30°F(-34.4℃)至50°F(10℃)。
20.如权利要求13所述的方法，其中膨胀设备是涡轮膨胀机。
21.如权利要求13所述的方法，其中冷冻原料流的压力为650psig(44.8巴)至1000psig(69.0巴)。
22.如权利要求19所述的方法，其中冷冻原料流的温度为从-100°F(-73.3℃)至-60°F(-51.1℃)。
23.如权利要求13所述的方法，其中液化区包括级联型液化方法。
24.如权利要求13所述的方法，其中液化区包括混合制冷剂型液化方法。
25.一种制备冷冻天然气原料流的方法，包括：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气原料流；
(b)通过将受压天然气原料流与冷的制冷剂流间接换热来冷却该受压天然气原料流，以产生在比第一温度更冷的第二温度下的冷却的受压天然气原料流；和
(c)在回收NGL组分和液化前，在膨胀设备中使冷却的受压天然气原料流膨胀以产生冷冻天然气原料流，其中来自膨胀设备的膨胀功被用于产生(b)中的冷的制冷剂流。
26.一种用于液化受压天然气流的方法，包括：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气原料流；
(b)在回收NGL组分和液化前，在膨胀设备中使受压天然气原料流膨胀以产生冷冻天然气原料流，其中来自膨胀设备的膨胀功被用于提供制冷，以生产LNG；和
(c)在液化区将冷冻天然气原料流液化。
27.如权利要求26所述的方法，还包括：在所述膨胀步骤之前，通过将受压天然气流与冷的制冷剂流间接换热来冷却该受压天然气流，以产生在比第一温度更冷的第二温度下的冷却的受压天然气流。
28.如权利要求27所述的方法，其中至少一部分膨胀功被用于提供制冷，以产生冷的制冷剂流。
29.如权利要求26所述的方法，其中至少一部分膨胀功被用于提供液化区用的制冷。
30.如权利要求26所述的方法，其中液化区是级联型方法。
31.如权利要求26所述的方法，其中液化区是混合制冷剂型方法。
32.一种用于液化受压天然气流的方法，包括：
(a)提供在第一压力和第一温度下的受压天然气原料流；
(b)在回收NGL组分和液化前，在膨胀设备中使受压天然气原料流膨胀，以产生冷冻天然气原料流和膨胀功；和
(c)在液化区将冷冻天然气原料流液化。
33.如权利要求32所述的方法，还包括：在所述膨胀步骤之前，通过将受压天然气流与冷制冷剂流间接换热来冷却该受压天然气流，以产生在比第一温度更冷的第二温度下的冷却的受压天然气流。
34.如权利要求33所述的方法，其中至少一部分膨胀功被用于提供制冷，以产生冷的制冷剂流。
35.如权利要求32所述的方法，其中至少一部分膨胀功被用于提供液化区用的制冷。
36.如权利要求32所述的方法，其中一部分膨胀功被用于发动发电机，以产生电能。
37.如权利要求32所述的方法，其中液化区是级联型方法。
38.如权利要求32所述的方法，其中液化区是混合制冷剂型方法。
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