CN85103725A - 用双混合冷却液分级压缩方法液化天然气 - Google Patents

Abstract

采用两个封闭循环，多组份致冷物：即冷却天然气的低位致冷物和冷却低位致冷物的高位致冷物液化天然气方法和装置。

其中改进包括压缩后相分离高位致冷物及在另外压缩后用外部冷却流体全部液化汽相流体。

Description

本发明是关于液化天然气和其它富甲烷气流的方法，特别是关于用双混合组分致冷的液化方法，对于用致冷物液化天然气和富甲烷物流，采用了效率高的流程。

达到回收和利用天然气及其它富甲烷物流，使其作为廉价的燃料来源，已要求气体液化以提供从生产地到使用地经济的输送气体。

液化大量的天然气，明显地要消耗大量能量，为了使天然气具有竞争价格，液化方法必须尽可能有效利用能量。

在单一组份的致冷循环中，用于开动设备的驱动器或电机马达与用于致冷设备完成致冷的压缩载荷是不平衡的，特别是当这种设备与整套液化设备相匹配时，液化过程中通常存在效率不高的问题。压缩载荷是液化过程中主要的能量消耗因素。此外，一种液化方法必须能在特殊气候条件不同地区很容易地被采用。气候条件是随多季节性变化的，尤其是在世界上最极地的地区。这样的气候条件下影响着液化过程，起支配作用的是在液化天然气中致冷生产用的冷却水的温度，由于季节的变化和不同气候的地区，可用的冷却水的温度之明显的变化，就造成了各种致冷循环中的不稳定性。

在致冷循环中除了与压缩驱动器相匹配的压缩载荷外，还可能出现，其它效率低的情况。这种效率低的情况通常存在于被液化的气体与执行液化的致冷物之间的配合上。对于一种多组份的多级的闪蒸循环，其组分变化和约束都使这一领域中具有一般技术水平的人感到苦恼。

为了提供有效的液化方法，曾做过多次的努力，以适于不同环境条件，曾提了多组份、多循环的致冷方法。在美国专利4，112，700中，提出液化天然气的流程方案，其中两个封闭循环的致冷流用来液化天然气。开始高位（较高的温度）预冷却致冷循环，以多级段式来冷却天然气，致冷物在开始对冷却水并没有完全冷凝。这种开始高位预冷却的致冷物在多级段步骤中被分成不同的相，其中，其作用将是回流致冷物的轻质组份以进行再循环，同时致冷物中的重组份留下，并在较低的温度下冷却天然气。开始高位的预冷却的致冷物也被用来冷却在第二步中的低位致冷物（较低的温度）：第二步低位致冷物冷却天然气时，是以单一步骤来进行。该方法缺点在于：在初始相分离之后的高位预冷却的致冷物，是利用越来越重的分子量的组份，以完成越来越低的温度冷却操作。这与本发明所希望的有效冷却方法正好相反。另外，第二步骤或低位致冷物用于单一步骤来液化天然气，而不是以多级步骤来进行液化。最后，高位致冷物在其致冷操作前对外部冷却流体不会全部冷凝。

美国专利4，274，849发表了富甲烷气的液化方法，其中，采用了两个不同致冷循环。每个循环都使用一种多组份的致冷物。低位（较低的温度）致冷物冷却和液化天然气是通过间接热交换分两级进行。高位致冷物（较高的温度），不会与被液化的天然气进行热交换，而却在一个辅助的热交换器中，通过间接热交换来冷却低位致冷物。完成热交换是以单级式进行。

美国专利4，339，253发表了一种双重致冷物液化天然气的方法。其中，低位致冷物是分两级来冷却和液化天然气。低位致冷物依序被高位致冷物在单一的步骤中冷却。在开始时，仅仅是用高位致冷物天然气冷却到天然气的去除水份之温度，然后干燥的天然气输入于该工艺的主要的液化区域。

这样，在双循环致冷物过程的各循环之间，应用这样的单个热交换步骤，当致冷物是由混合组份的致冷物组成时，则不可能有机会在系统的改变致冷物组成时，使各循环间得到完全匹配的热交换。

巴拉多夫斯基.H（Paradowski.H）和斯贵拉.O（Squera.O.）发表在1983年5月15-19日天然气液化第七次国际会议上题为“有关天然气液化”的文章，图3中表示出两个封闭液化循环的液化流程。在流程图的右端，高位的循环是用来冷却低位的循环，也用来冷却初始天然气流中的水份使之冷凝。高位致冷物经多级再压缩，并在三个不同的温度和压力阶段下冷却低位致冷物。但并没有考虑到高位致冷物组成的变化，在热交换中与各级致冷过程相匹配。

本发明克服了现有工艺上的缺点，在液化方法中应用独特工艺的流程，在封闭循环中，使用两种多组份的致冷物，其中，致冷物在多级步骤中彼此进行热交换，同时高位致冷物的致冷组成物发生变化，这样较轻分子量组分的致冷物可用来完成低位（低温）致冷却作用，而这种作用也是最适于低分子量组份。

本发明关于采用两个封闭循环、多组分致冷物，以改进天然气或其它含甲烷气体的液化方法。其中，高位致冷物冷却低位致冷物，而低位致冷物冷却和液化天然气或富甲烷气物流，该天然气或富甲烷气物流的气体被冷却和液化，是通过与低位多组份致冷物在第一个封闭致冷循环中进行热交换。致冷物液在上述热交换器中再次被加热，低位致冷物被压缩至高压，并针对外部的冷却流体冷却之后，该低位致冷物通过在第二个封闭致冷循环中，针对高位多组分致冷物多级热交换而被进一步冷却。该高位致冷物在上述的热交换中被加热了。该高位致冷物被压缩到高压，并针对外部冷却流体，再冷却到该高位致冷物部分地被液化之后，该高位致冷物经相分离成为气相致冷物流和液相致冷物流，然后该液相致冷物部分，在多级步骤中，过冷并膨胀到更低的温度和压力，得到低位致冷物冷却，以及冷却和液化蒸气相的致冷物。其改进包括：压缩蒸气相致冷物，并针对外部冷却流体将压缩的致冷物冷凝，因为使其相对于液相流体过冷并把冷凝的蒸气相膨胀到更低温度和压力，以提供最低冷却级给低位致冷物。

最好是，该过程仅包括高位致冷物的被压缩蒸气相的部分冷凝作用，以此，进行第二次相分离，并进一步在所产生的第二次气相物流中分离较轻的组分，以及在第二次液相气流中，较重组分可以回到最初的液相高位致冷流体中。第二次蒸气相气流进一步压缩，在针对外部冷却流体再冷却成完全液化的物流后，这样针对外部冷却流体，所有进入到多级热交换器中的物流全部被液化。

本发明也涉及到采用两个封闭循环、多组分致冷物，对天然气或富甲烷气物流的液化作用装置的改进。其中，高位致冷物冷却低位致冷物，并且低位致冷物冷却和液化天然气。像这样的装置包括：针对低位致冷物冷却和液化天然气的第一热交换器，至少有一台把低位致冷物压缩至高压的压缩机;针对多级中的高位致冷物，用于冷却低位致冷物的辅助热交换器;把低位致冷物分为气相和液相流的相分离器;分别输送气相流和液相流至上述第一热交换器及将之再循环到上述压缩机的装置，即至少有一台压缩机把高位致冷物压缩到高压;一种针对外部冷却流体，以用于冷却压缩的高位致冷物之再冷却热交换器;把高位致冷物分离成气相流和液相流的相分离器;输送上述高位气相流通过上述辅助热交换器，并且把上述物流膨胀，以便冷却低位的致冷物的装置;输送上述高位液相流通过上述辅助热交换器的装置，该辅助热交换器包括把上述的物流由此分离成几部分，然后把它们分别膨胀至较低温度和压力以冷却上述低位致冷物，以及用于循环高位致冷物所需再压缩的装置。其改进包括：应用了液化所述高位致冷物气相流的压缩机和再冷却热交换器。

该装置优选包括：用第二次相分离器用来分离第二次液相高位致冷物流;把第二次液相流和第一次液相高位致冷物流合并的装置，一种压缩机和用于液化第二次相分离器中气相的再冷却热交换器。

图1是本发明整个工艺的流程图，其表明高位致冷循环操作的最佳实施方案。

图2是本发明部分流程图，表明如图1所示的高位致冷循环操作有变化的实施方案。

对照附图，本发明将作更为详细的说明，本发明提出几种较理想操作实施例。参照图1，天然气从工艺线10进料，从而进入了本发明的流程，天然气一般具有下列组份：

C₁91.69%

C₂4.56%

C₃2.05%

C₄0.98%

C₅₊0.43%

N₂0.31%

进料于温度大约为93°F，其绝对压强高于655磅/吋²。在液化过程之前，比甲烷重的有效烃类部分必须从进料物流中分离出来。此外，任何残余的含水量也必须从进料物流中分离出去，这种预处理过程不属于本发明范围，是已知现有工艺中标准的预处理方法。因而对此不作详细说明了。只要说进料物流进入工艺线10后，针对管路44中的低位致冷物，在热交换器12中经热交换达到初步冷却就足够了。预冷天然气经干燥和蒸馏装置，循环除去水份和高级烃。这些一般的清除步骤没有表示在图中，只是用11和13处表示液化前一般的作法。

由此，除去水份和高级烃明显减少之后的天然气进到主要热交换器14中，该热效换器14最好是由两束盘管绕的热交换器构成。天然气在第一步中被冷却或完全冷凝，或者在主要热交换器的束盘管中冷却。液化的天然气然后再在第二步中或在热交换器14盘管中过冷，至温度大约为-240°F。液化的天然气然后离开交换器，迅速通过一个阀门，经相分离成闪蒸气及液化的天然气产品，用泵打入到储藏器16中。液化天然气产物可按需要排出。在所储备的液化天然气之上形成气相被压缩到一定压力，和闪蒸气体结合，在用作燃料前，在闪蒸气体回收交换器18中再加热，理想地，这种燃料有必要在本发明工厂中进行操作。

正如本发明的概述列举的，本发明中的方法包括用两个封闭循环的致冷物对天然气液化，该低位致冷物循环提供了液化天然气的致冷物之最低温度位。在低位（最低的温度）致冷物和高位（相对热些）致冷物之间的各个热交换器中，该低位致冷物依序被高位致冷物所冷却。

用在本发明中的低位多组份致冷物，实际上起着冷却、液化和过冷天然气的作用，一般是由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷组成。在低位致冷物中的这些各种组份之准确浓度取决于环境的条件，特别是取决于液化工厂中所使用的外部冷却液体的温度。低位致冷物组分的准确组成和浓度范围，也是由低位致冷循环和高位致冷循环之间所要求的准确能量转换和平衡来决定。

低位致冷物经多段压缩，在压缩机组20中针对外部的冷却流体二次冷却，环境的冷却流体如象海水，通常用来带走压缩过程中所产生的热。

处于大约103°F和634磅/吋²的低位致冷物，进一步在多级辅助热交换器24中，针对高位致冷物而被进一步地冷却。最佳实施例中，此辅助热交换器24有四级，加热处理级26，中间处理级28，中间处理级30和致冷处理级32。辅助热交换器24是一种散热片式的换热装置。各种物流流经附图1中所示的流道。在散热金属片间，高位致冷物与低位致冷物进行间接的热交换。低位致冷物离开辅助热交换器24，此时其部分在管线34中液化。该低位致冷物在分离器36中，在大约-50°F的分馏温度下进行相分离。低位致冷物中的液相从管路38中排出，并被导入到主热交换器14的第一束盘管中，为在离开热交换器前作进一步冷却，通过一阀门降低温度和压力，在大约-200°F重新将液相喷射到交换器 的壳层，此喷射液从主热交换器的第一束盘管中的不同的管上面喷落下来。由分离器36来的气相物流分成一个滑动气流42和主气流40。该主气流40也被引入到主交换器14的第一束盘管中，并继续通过第二束盘管而被完全液化和过冷却，在排出前通过一个阀门以降低温度和压力。在管线42中的气相滑动气流通过闪蒸回收热交换器18，从闪蒸天然气中补偿致冷作用。这个物流温度和压力降低，并与管线40中的物流合并，然后在大约-240°F以喷射形式引入到热交换器14顶上，喷射液降落在主热交换器第一级和第二级两个管束上。重新被加热的致冷物，在主热交换器14的底部从管线44排出，在低位致冷闭路循环中进行循环。可以看出：为天然气液化的全部热交换作用是针对低位致冷物完成，而高位致冷物不是用来进行天然气物流的致冷作用。

上文提及的主热交换器是一种二束盘管式热交换器。它是一种间接式的热交换设备。天然气物流和一部分低位致冷物通过该换热的端盖或分布板，分别进入一系列平行螺旋排列的盘管中。该盘管的热交换器的轴心缠绕形成螺旋盘管。另一部分低位致冷物，通过盘管的外层，而在热交换器设备的壳内层，与天然气物流进行热交换。以达到液化天然气的目的。

高位致冷物其在致冷作用的温度明显高于低位致冷物，它包括本发明二个闭路循环致冷系统中的第二个。该高位致冷物仅仅以间接热交换来冷却低位致冷物。高位致冷物对要液化的天然气并不实施冷却作用。该高位致冷物一般包括乙烷和丙烷以作为多组份致冷物，不过也可以含有各种丁烷和戊烷，为特殊装置提供具有特别致冷作用要求的混合组分致冷物。该高位致冷物在不同压力下送入到多级压缩机46中。气相的高位致冷物在大约170°F温度和350磅/吋²压力下，从管线48中排出，该致冷物在针对外部冷却流体例如环境温度下的水，在热交换器50中进行二次冷却作用。该高位致冷物在外部冷却流体作用下部分冷凝，并以气液相混合物存在于管线52的热交换器50中。致冷物在分离器54中进行相分离。

在管线76中的气相流，从分离器54顶部抽出，进一步在压缩机78中被压缩到压力大约为446磅/吋²。该气相致冷物处于这样的压力以便在二次冷却热交换器80中，针对周围外部冷却流体使其全部冷凝，此外，外部冷却流体最好是环境温度的水。管线82中完全冷凝的冷却流体，经由辅助热交换器24的不同级，如通过级26、28、30和32进行过冷。在分离器54中进行相分离时，混合组份的高位致冷物中的轻质成份在气相流76中被分离出来，其最终达到辅助热交换器24级32所要求冷却的最低温度位。这就提供了一种有效的冷却和更好地利用多组份致冷物。另外，这种能力具有超过非多组份致冷方法非同一般的优越性。

来自分离器54的液相致冷物流体从上述分离器的底部以管线56排出。致冷物在被分成续流流体58和侧流流体60之前，通过辅助热交换器24的高位（热）级26，此时侧流流体60是通过一个阀门闪蒸降低温度和压力。所有高位致冷物物流的膨胀，均是在“焦耳一汤姆逊阀”（Joule-Thomson    Value）中进行的。管线60中的侧流流体通过高温位级26逆流式返回，以使致冷物流的冷却物以相反的方向通过这同一级。将再加热的和蒸发的致冷物，用管线62将之返回到压缩器46中进行再压缩。

在管线58中续流的液相致冷物通过中间热交换器级28和第二侧流66从续流流体64中分离出。侧流流体66通过一个阀门而闪蒸降低温度和压力，并逆流通过中间级28，提供以相反的方向冷却致冷物。被加热和蒸发的致冷物返回管线68，在压缩机46中重新压缩。

在续流液相流体逆流通过级30之前，管线64中的续流液相流体进一步通过中间级30，并通过阀门70完全闪蒸到更低的温度和压力，以达到以相反的方向通过级30冷却致冷物流体。将加热的和蒸发的致冷物返回管线在72和74，为在压缩机46中重新压缩。

管线82中的致冷物流体，通过所有的辅助热交换器各个级，包括级32，通过阀门84闪蒸降低其温度和压力，也逆流返回通过这个级，以在辅助热交换器中得到最低位冷却，并用管线86返回流体进行重新压缩。其流体在管线74中与致冷物流重新结合。

这种双混合的组份致冷物液化流程的高位致冷循环，其操作的独特方式，使致冷物在辅助热交换器中的不同冷却阶段满足特别致冷作用的要求。特别是，由于在分离器54中产生相分离作用，完成在级32中要求的低位冷却工作是由轻分子量的致冷物组分特别组成的致冷物流体来进行的。不过通过压缩机78的进一步压缩，利用环境冷却流体的充分冷却能力，这使环境温度的冷却流体在二次冷却热交换器80中完全冷凝气相流体。已经发现，通过在循环中针对环境的外部冷却流体如环境温度的水进行冷却作用，以充分冷凝致冷物，可以提供高的致冷效率。

此外，本发明中高位致冷循环也分离管线56中的液相流的致冷物流体，正如当上述流体通过辅助热交换器24的高温位和低温位级一样，以这种方式致使避免其重组分在热交换器的各个不同冷却温度、中间阶段分离。在进行侧流体60和66分离时没有相分离，在级30中执行冷却作用的流体组合物不会分离致冷混合物中的重质组分，却利用与在先的致冷物流体60和66一样的组合物。虽然本发明高位致冷循环的流程只是用辅助热交换器的四级及三级压缩机来表示，但是可以看出，在特殊的使用中，较多级或较少级的热交换器或压缩机都可根据需要确定。不过，初始相分离的、针对环境的冷却流体进行完全冷凝的和致冷流体分裂而不产生进一步相分离的原理，被交替使用于上述流程中。

本发明中各种有变化工艺流程，即多组分高位致冷物组份进一步分配的说明，在图2中加以说明。对照图2，该高位致冷物循环流程有变化的实施方案是原来图1中所描述整个循环过程的一部分。相应于图1的高位致冷循环，在图2中的各个部位，是用相同数字前加1来表示。因此，从高位致冷物在压缩机146中被压缩淡起。在管线148中的被压缩致冷物，经二次冷却，在二次冷却热交换器150中针对环境的外部冷却流体如水得到部分冷凝。在管线152中部分冷凝的致冷物，然后在分离器154中进行初始相分离。致冷物气相由管线176从分离器154顶部排出并进一步在压缩机178中压缩。压缩仅仅是到一定程度，使之在二次冷却热交换器180中部分的而不是全部的冷凝，该冷凝作用是由环境的外部冷却流体提供的。仅仅有部分液化作用允许致冷物流体，在分离器181第二步中被分成不同的相。液相从底部用管线183排出流体，气相流体从顶部用管线187排出流体。在管线187中的气相流体被进一步在压缩机189中压缩一定压力，致使其管线191中的流体可以完全被冷凝和液化，这一过程是针对环境温度外部冷却流体在二次冷却热交换器193中进行的。由此，管线182中的致冷物以液相送进辅助热交换器124。

为了用闪蒸的高位致冷物来进行冷却，管线182中的液相致冷物通过辅助热换器124中的各个级126、128、130和132。管线182中的致冷物，通过热交换器124中的低位级132之后，经过阀门184闪蒸达到较低的温度和压力，并通过低位级132，进行逆流式回流，从而完成冷却作用。

来自初始相分离器154的液相致冷物，以底部流体形式从管线156排出。通过阀门185，在压力适当下降的情况下，来自第二相分离器181的液相流体183与管线156中的液相合并，这种合并的流体送到辅助热交换器124中的高位级126，侧流160从通过高位级126液相致冷物的续流流体158中分路出来。侧流在通过冷却高位级126逆流返回之前，通过一个阀门，经闪蒸降低温度和压力，以在此提供冷却。该致冷物然后返回管线162重新进行压缩。

另外，管线183中的致冷物，分别地通过辅助交换器的各个级126、128和130。在阀门170中膨胀并与气流186，结合以提供级130中的冷却作用，其中，致冷物进一步分离出轻质组分，流经通道未在图2中表示。

管线158中的续流液相致冷物流体通过中位级128，并再次被分成侧流166和续流流体164。在中间级128完成致冷作用前，侧流166通过一个阀门闪蒸达到较低温度和压力，其中流体166逆流通过128，并进一步通过管线167中进入级126。借助侧流166通过辅助热交换器中的两个级，让管线158中的致冷物达到的温度变得更低并针对致冷作用进行更紧密的配合，这就要求在管线167中没有回流致冷物的情况下，进行具有多相的再压缩，其中液相会干扰压缩机146的操作。管线167中的致冷物在通过级126热交换附加级通道，加热致冷物，这样管线168中的致冷物全部呈气相。管线164中的续流液相致冷物在通过阀门170降低温度和压力之前，在级130中经进一步冷却。致冷物与来自低位级132的、管线186中的回流致冷物合并，这种合并的致冷物逆流通过中间级130，并返回管线174以便在压缩机146中重新压缩。由图1叙述流程图变化，也允许管线134中的低位致冷物和管线182中的高位致冷物在最低的可及温度下，接近辅助热交换器124中的低位级132，而不使管线186中的致应物产生两相流，回流到压缩机146中。由于管线186中的致冷物与管线164中的液体致冷物合并以及在中间级130完成附加的致冷作用，所以避免了两相的问题。

该实施方案具有的优点是以高效的方式完成低位致冷工作。在分离器154中出现的初始相分离作用，是把气相176中的多组份致冷物较轻组分分离出去。较重的组份在管线156中以液相分离出。如上图1所述多组份致冷物的不同组份之分离，在与各个低位致冷物循环进行各级热交换下，提高了致冷作用的效率。为进一步提高这种功效，本发明中有变化的实施方案调整了管线176中的气流体之压缩和二次冷却作用，这样就不会出现全部冷凝现象，而是在分离器181中产生进一步的相分离。在管线187致冷作用中这种第二次相分离使轻质组分的分离达到另一水平。用管线183排除中介的重质组分致冷物并且调整阀185到合适的压力后，该中介的重质致冷物与管线156中的较重质致冷物组份合并。以这种方式，用具有最大浓度的轻组份多组份致冷物，完成在辅助热交换器124（它能满足最低致冷的要求）中的级132的致冷作用。轻质组分完成最低温度下的最有效的致冷作用，正如在低位级132中出现的情况一样。因此，这种实施方案的循环过程提高了致冷作用的效率，同时对于二次冷却热交换器180装置出口部分提出了附加的基本要求。随着冷却到较低温度的附加能力，令人满意的是提供了安全装置防止两相回流到压缩机146中。当压缩时，进料物中带有任何明显的液体，则操作时压缩机146会受到损害。因此，使回流的致冷物流体通过热交换的若干级时，提供降温位操作，而阻止了两相回流到压缩机。如图1流程所述，图2中所述的流程是利用环境温度的外部冷却流体充分冷凝到达辅助热交换器124的所有致冷物。可以看出，当针对环境温度的外部冷却流体出现的这种全部冷凝作用时，就提高了效率。利用压缩机178和189的附加压缩，使外部冷却流体完成这样的全部冷凝作用。

在液化流程中，采用混合的致冷物双循环，在开始配制的致冷物进入循环以及在本发明图1和图2的高位循环中所述循环内的中组合物变化的两种情况下，便于每种致冷物循环，组份的变化有明显的自由度。考虑到物质被冷却及致冷物完成冷却作用，致冷过程的变化允许更为精确接近冷却曲线。此外，为了提供很好的机械配套，特别是当考虑到载荷时，不同压缩机驱动器要求与之匹配，则混合组份的致冷物从一个循环到另一循环允许压缩动力载荷的变化。此外，考虑到不同环境冷却流体温度或进给气体压力和组成物，能碰到这样一些不成比例数的载荷之转换。应用双混合的组份致冷物液化流程，便于载荷再匹配而不必改变致冷物所流经的设备。

尽管所示的液化厂的流程在其最上部位置装有低温级的辅助热交换器，但还要考虑到若致冷级在底部并且以相反的方式通过未在图2中所示的辅助交换器之各种物流，该热换器亦能工作。

另外，尽管图1表示了低位致冷物循环，在天然气进入到交换器12中进行的所有预冷却作用，但要考虑到高位致冷物在高位致冷物滑流经过热交换器12或天然气滑流经过热交换器24时，有助于这种予冷作用。

本发明已经叙述了几种理想实施方案，但是由这些实施例变化，在该领域中技术熟练的人也可以考虑到，这些变化看来在发明范围。因此，本发明的范围，并将由下述权利要求来确定。

Claims (6)

1、一种液化天然气的方法，该方法使用两个封闭的循环，多组份致冷物，其中高位致冷物冷却低位致冷物，低位致冷物冷却和液化天然气，其特征在于，该方法包括：

在第一个封闭致冷循环中，通过在低位多组份致冷物热交换中冷却和液化天然气物流，其中在所说的热交换中该致冷物被重新加热；

对该重新被加热的低位致冷物压缩至高压，并针对外部的冷却流体把低位致冷物二次冷却；

在第二个封闭致冷循环中，用高位多组份致冷物通过多级热交换进一步冷却所提到的低位致冷物，在所说的热交换过程中，高位致冷物被重新加热；

把上述被重新加热的高位致冷物压缩至高压，然后针对外部冷却流体将之二次冷却，使上述致冷物部分液化；

相分离该高位致冷物成气相致冷物流体和液相致冷物流体；

在多个级段中过冷和膨胀部分液相致冷物流体到更低的温度和压力，用来提供对低位致冷物的冷却以及冷却和液化气相致冷物流；

压缩该气相致冷物物流并针对外部的冷却流体进行冷凝之改进，在于在针对液相致冷物进行过冷之前，并膨胀之至更低的温度和压力，以提供冷却低位致冷物的最低温位。

2、按照权利要求1的方法，其中与低位致冷物进行最后一级热交换之后被加热的高位气相致冷物流体与为了热交换的液相致冷物结合，在中间级与低位致冷物相进行热交换。

3、按照权利要求1的方法，其中来自与低位致冷物进行热交换的、较低温位的高位致冷物，进一步通过更高级段与上述低位致冷物进行热交换。

4、按照权利要求1的方法，其中压缩后的气相高位致冷物仅仅只有部分被液化，然后与液相分离的相与液相高位致冷物相结合，并且气相进一步被压缩并针对外部的冷却流体进行冷凝。

5、在天然气液化设备中采用两个封闭循环，多组份致冷物，其中高位致冷物冷却低位致冷物并且低位致冷物冷却和液化天然气，其特征在于该设备包括：

针对低位致冷物冷却和液化天然气的第一热交换器;

至少有一台用于把低位致冷物压缩到高压的压缩机;

在多级中针对高位致冷物用于冷却低位致冷物的辅助热交换器;

把低位致冷物分离成气相流体和液相流体的相分离器;

用于把气相流体和液相流体分别输送到上述第一热交换器及将其再循环至上述压缩机的传输装置;

至少有一台把高位致冷物压缩至高压的压缩压;

针对外部冷却流体冷却被压缩的高位致冷物的二次冷却热交换器;

把高位致冷物分离成气相物流和液相物流的相分离器;

输送上述高位气相流体通过上述辅助热交换器，并使上述流体膨胀以达到冷却低位致冷物目的的装置;

输送上述高位液相流体通过上述的辅助热交换器装置，该辅助热交换器包括由此分离部分上述的流体，然后分别使其膨胀达到较低的温度和压力，以冷却低位致冷物的装置，

以及为了对高位致冷物进行再压缩的循环装置，其改进包括压缩机及对高位致冷物的上述气相进行液化的二次冷却热交换器。

6、按照权利要求5的装置，其中包括一台以分离第二液相高位致冷物流体的第二相分离器，把第二液相流体与第一液相高位致冷物流体相结合的装置，压缩机和用于液化来至第二相分离器气相的二次再冷却热交换器。

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