ES2234496T3 - Procedimiento de licuefacion de gas por condensacion parcial de un refrigerante mezclado a temperaturas intermedias. - Google Patents
Procedimiento de licuefacion de gas por condensacion parcial de un refrigerante mezclado a temperaturas intermedias.Info
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Abstract
Un método para licuación de gas que incluye enfriar un gas de alimentación (118) en una zona de intercambio térmico (220) por intercambio térmico indirecto con corrientes de refrigerante mezclado vaporizante (224, 227, 230) para producir un producto licuado (232) y una corriente de refrigerante mezclado vaporizado (138), donde se obtienen tres o cuatro corrientes de refrigerante mezclado vaporizante usadas para enfriar el gas de alimentación (118): (a)comprimiendo (234) una corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233) para proporcionar una corriente de refrigerante comprimido (235); (b)enfriando la corriente de refrigerante comprimido (235) para proporcionar una primera corriente de refrigerante parcialmente condensado; (c)separando (240) la corriente de refrigerante parcialmente condensado para producir una primera corriente de refrigerante vapor (242) y una primera corriente de refrigerante líquido (244, 262); (d)enfriando y condensando parcialmente la primera corriente de refrigerante vapor (242) para producir una segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260), y separando (272) la segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260) para proporcionar una segunda corriente de refrigerante vapor (270) y una segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274); (e)alimentando la primera corriente de refrigerante líquido.
Description
Procedimiento de licuefacción de gas por
condensación parcial de un refrigerante mezclado a temperaturas
intermedias.
La licuación de gas natural en lugares remotos,
el transporte del gas natural licuado (GNL) a centros de población,
y el almacenamiento y la vaporización de GNL para consumo local se
han realizado con éxito durante muchos años en todo el mundo. Los
lugares de producción de GNL están situados típicamente en lugares
remotos que tienen facilidades de atraque para grandes buques de
transporte de GNL que transportan el GNL a los usuarios finales.
Se han desarrollado numerosos ciclos de proceso
para producción de GNL para cumplir los grandes requisitos de
refrigeración necesarios para la licuación. Tales ciclos utilizan
típicamente combinaciones de sistemas de refrigeración de componente
único que usan propano o refrigerantes de sólo clorofluorocarbonos
que operan en combinación con uno o varios sistemas de refrigerante
mezclado (MR). Los refrigerantes mezclados conocidos incluyen
típicamente hidrocarbonos ligeros y opcionalmente nitrógeno, y
utilizan composiciones adaptadas a los niveles de temperatura y
presión de pasos específicos de proceso. También se han utilizado
ciclos dobles de refrigerante mezclado en los que el primer
refrigerante mezclado realiza enfriamiento inicial a temperaturas
más calientes y el segundo refrigerante realiza enfriamiento
adicional a temperaturas más frías.
La Patente de Estados Unidos 3.763.658 describe
un sistema de producción de GNL que emplea un primer circuito de
refrigeración por propano que preenfría un segundo circuito de
refrigeración de componente mezclado. Después de la etapa final de
preenfriamiento por el primer circuito de refrigeración, el
refrigerante mezclado del segundo circuito de refrigeración se
separa en corrientes de líquido y vapor. La corriente de líquido
resultante es subenfriada a una temperatura intermedia, inflamada a
través de una válvula de restricción, y vaporizada para obtener
refrigeración. La corriente de vapor resultante se licua, subenfría
a una temperatura más baja que la temperatura intermedia, inflamada
a través de una válvula de restricción, y vaporiza para realizar
refrigeración y enfriamiento final de la alimentación.
Un sistema alternativo de producción de GNL,
descrito en la Patente de Estados Unidos 4.065.278, usa un primer
circuito de refrigeración por propano para preenfriar un segundo
circuito de refrigeración de componente mezclado. Después de la
etapa final de preenfriamiento por el primer circuito de
refrigeración, el refrigerante mezclado del segundo circuito de
refrigeración se separa en corrientes de líquido y vapor. La
corriente de líquido resultante es subenfriada a una temperatura
intermedia, inflamada usando una válvula y vaporizada para realizar
refrigeración. La corriente de vapor resultante se licua, subenfría
a una temperatura inferior a la temperatura intermedia, inflama a
través de una válvula de restricción, y vaporiza para realizar
refrigeración y enfriamiento final de la alimentación. Este proceso
difiere de la Patente de Estados Unidos 3.763.658 antes citada en
que la destilación de la alimentación para extracción de componentes
pesados se produce a una temperatura menor que la proporcionada por
el primer circuito de refrigeración, y una presión sustancialmente
menor que la presión de alimentación.
La Patente de Estados Unidos 4.404.008 describe
un sistema de producción de GNL que emplea un primer circuito de
refrigeración por propano para preenfriar un segundo circuito de
refrigeración de componente mezclado. Después de la etapa final de
preenfriamiento por el primer circuito de refrigeración, el
refrigerante mezclado del segundo circuito de refrigeración se
separa en corrientes de líquido y vapor. La corriente de líquido
resultante se subenfría a una temperatura intermedia, inflama usando
una válvula y vaporiza para realizar refrigeración. La corriente de
vapor resultante se licua, subenfría a una temperatura menor que la
temperatura intermedia de la corriente de líquido, inflama a través
de una válvula de restricción, y vaporiza para realizar
refrigeración y enfriamiento final de la alimentación. Esta técnica
anterior difiere de la Patente de Estados Unidos 3.763.658 en que el
enfriamiento y la condensación parcial del refrigerante mezclado del
segundo circuito de refrigeración se producen entre etapas de
compresión. El líquido resultante se recombina después con la
corriente de vapor resultante a una temperatura más caliente que la
temperatura más baja del primer circuito de refrigeración, y la
corriente de refrigerante mezclado combinado se enfría
posteriormente más por el primer circuito de refrigeración.
Un sistema alternativo de producción de GNL se
describe en la Patente de Estados Unidos 4.274.849, sistema que
emplea un primer circuito de refrigeración de componente mezclado
para preenfriar un segundo circuito de refrigeración de componente
mezclado. Después de la etapa final de preenfriamiento por el primer
circuito de refrigeración, el refrigerante mezclado del segundo
circuito de refrigeración se separa en corrientes de líquido y
vapor. La corriente de líquido resultante es subenfriada a una
temperatura intermedia, inflamada a través de una válvula de
restricción, y vaporizada para realizar refrigeración. La corriente
de vapor resultante se licua, subenfría a una temperatura menor que
la temperatura intermedia del líquido, inflama a través de una
válvula de restricción, y vaporiza para realizar refrigeración y
enfriamiento final de la alimentación. En la figura 7 de esta
referencia, el vapor resultante de la separación del segundo
refrigerante después de preenfriamiento se enfría más a una
temperatura menor que la proporcionada por el primer circuito de
refrigeración y se separa en corrientes de líquido y vapor.
La Patente de Estados Unidos 4.539.028 describe
un sistema de producción de GNL que emplea un primer circuito de
refrigeración de componente mezclado para preenfriar un segundo
circuito de refrigeración de componente mezclado. Después de la
etapa final de preenfriamiento por el primer circuito de
refrigeración, el refrigerante mezclado del segundo circuito de
refrigeración se separa en corrientes de líquido y vapor. La
corriente de líquido resultante se subenfría a una temperatura
intermedia, inflama a través de una válvula de restricción, y
vaporiza para proporcionar refrigeración. La corriente de vapor
resultante se licua, subenfría a una temperatura inferior a la
temperatura intermedia, inflama a través de una válvula de
restricción, y vaporiza para proporcionar refrigeración y
enfriamiento final de la alimentación. Esta patente difiere de la
Patente de Estados Unidos 4.274.849 descrita anteriormente por el
hecho de que el segundo refrigerante se vaporiza a dos presiones
diferentes para realizar refrigeración.
US-A-4 504 296
describe un proceso y un sistema para licuar gas natural con dos
ciclos cerrados de refrigerante multicomponente en los que el primer
refrigerante incluye una mezcla binaria de propano y butano en un
ciclo de refrigeración por inflamación y el segundo refrigerante
incluye un accesorio de nitrógeno, metano, etano, propano y butano
en un ciclo de refrigeración por subenfriamiento. Específicamente,
el gas natural como el gas de alimentación se enfría en intercambio
térmico (12) por intercambio térmico indirecto con dos corrientes de
refrigerante vaporizante.
US-A-5 943 881
describe un proceso para licuar gas natural en el que una mezcla de
refrigeración se comprime en la penúltima etapa de una pluralidad de
etapas de una unidad de compresión, la mezcla es condensada
parcialmente para enfriarla sustancialmente a temperatura ambiente,
separándose una mezcla condensada para obtener una fracción vapor y
una fracción líquido. Dos corrientes de refrigerante entran en la
unidad de intercambio térmico en dos puntos de entrada, realizándose
opcionalmente la separación de fase adicional de una de estas
corrientes en corrientes de refrigerante sacadas del
termointercambiador.
WO 00/36350 describe un proceso para licuar gas
natural usando dos refrigerantes mezclados en dos ciclos cerrados,
un refrigerante de nivel bajo para enfriar y licuar el gas natural y
un refrigerante alto para enfriar el refrigerante de nivel bajo. En
cualquier caso, la separación de fase de la corriente de
refrigerante se realiza para proporcionar una o dos corrientes de
refrigerante que entran en el termointercambiador respectivo.
GB-A-1 435 773
describe un proceso de licuación de gas que usa dos sistemas de
refrigeración recirculantes y cuatro termointercambiadores para
enfriar y condensar el gas de alimentación. En un sistema de
refrigeración primero o frío, se comprime y enfría un refrigerante
mezclado para producir un refrigerante supercalentado comprimido que
se enfría en el primer termointercambiador con el gas de
alimentación, y el refrigerante comprimido se condensa parcialmente
en él. El refrigerante parcialmente condensado se separa en
fracciones líquido y vapor, las fracciones se enfrían con la
alimentación en un segundo termointercambiador, y los líquidos
enfriados se expanden a una primera presión y calientan para
realizar refrigeración en los termointercambiadores primero y
segundo. La fracción vapor se enfría y condensa con la alimentación
en los termointercambiadores tercero y cuarto. La fracción
condensada se expande a una segunda presión y se calienta para
realizar refrigeración en los cuatro termointercambiadores. El
refrigerante calentado se comprime en un compresor de dos
etapas.
US-A-3 780 535
describe un proceso de licuación de gas en el que la refrigeración
se suministra por un sistema de refrigeración que vaporiza
refrigerantes a dos niveles de presión en cuatro zonas de
intercambio térmico que operan a temperaturas sucesivamente
inferiores. La zona primera o más caliente se enfría vaporizando
parcialmente un líquido refrigerante obtenido condensando
parcialmente y separando el refrigerante comprimido procedente de un
compresor bietápico de refrigerante. El refrigerante parcialmente
vaporizado de la primera zona de intercambio térmico es separado
después en una fracción vapor y una fracción líquido. La fracción
vapor es introducida en la segunda etapa del compresor, y la
fracción líquido se enfría, se reduce su presión, y vaporiza
totalmente para realizar refrigeración en la segunda zona de
intercambio térmico. El vapor (6) se hace volver a la primera etapa
del compresor (2). La fracción vapor de la primera separación se
enfría en los termointercambiadores primero y segundo, condensa
parcialmente, y separa para proporcionar refrigerantes a las zonas
tercera y cuarta de intercambio térmico.
El estado de la técnica antes definido describe
la vaporización de corrientes de refrigerante mezclado subenfriado
para realizar refrigeración para licuación de gas natural donde el
subenfriamiento lo realiza una porción de la refrigeración generada
inflamando y vaporizando las corrientes de refrigerante mezclado
subenfriado. La refrigeración para enfriar las corrientes de
refrigerante mezclado y la alimentación de gas natural la realiza la
vaporización de corrientes de refrigerante mezclado en una zona
principal de intercambio térmico. El enfriamiento del vapor de
refrigerante mezclado durante y/o después de la compresión se
realiza con un refrigerante separado, tal como propano.
Una mejor eficiencia de los procesos de licuación
de gas es altamente deseable y es el principal objeto de los nuevos
ciclos que se están desarrollando en la técnica de licuación de gas.
El objetivo de la presente invención, como se describe a
continuación y se define en las reivindicaciones siguientes, es
mejorar la eficiencia de licuación previendo una corriente adicional
de refrigerante vaporizante en la zona principal de intercambio
térmico. Se describen varias realizaciones para la aplicación de
este paso de refrigeración mejorado que mejoran la eficiencia de la
licuación.
La presente invención se refiere a un método para
licuación de gas que incluye enfriar un gas de alimentación (118) en
una zona de intercambio térmico (220) por intercambio térmico
indirecto con corrientes de refrigerante mezclado vaporizante (224,
227, 230) para producir un producto licuado (232) y una corriente de
refrigerante mezclado vaporizado (138), donde se obtienen tres o
cuatro corrientes de refrigerante mezclado vaporizante usadas para
enfriar el gas de alimentación (118):
\newpage
- (a)
- comprimiendo (234) una corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233) para proporcionar una corriente de refrigerante comprimido (235);
- (b)
- enfriando la corriente de refrigerante comprimido (235) para proporcionar una primera corriente de refrigerante parcialmente condensado;
- (c)
- separando (240) la corriente de refrigerante parcialmente condensado para producir una primera corriente de refrigerante vapor (242) y una primera corriente de refrigerante líquido (244, 262);
- (d)
- enfriando y condensando parcialmente la primera corriente de refrigerante vapor (242) para producir una segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260), y separando (272) la segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260) para proporcionar una segunda corriente de refrigerante vapor (270) y una segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274);
- (e)
- alimentando la primera corriente de refrigerante líquido (262), la segunda corriente de refrigerante vapor (270), y la segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274) para que entre en el extremo caliente de la zona de intercambio térmico (220) donde la primera corriente de refrigerante líquido (262), la segunda corriente de refrigerante vapor (270), y la segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274) se enfrían por intercambio térmico indirecto con refrigerante mezclado vaporizante en la zona de intercambio térmico (220) para proporcionar refrigerantes líquidos primero (275), segundo (282) y tercero (286), respectivamente; y
- (f)
- reduciendo la presión (276, 280, 284) de los refrigerantes líquidos primero (275), segundo (282) y tercero (286), respectivamente, para producir refrigerantes vaporizantes primero (222), segundo (226) y tercero (230, 231), respectivamente, en las regiones inferior, media y superior, respectivamente, de la zona de intercambio térmico (220), proporcionando por ello las múltiples corrientes de refrigerante vaporizante para enfriar el gas de alimentación (118) mediante tres rangos de temperatura en la zona de intercambio térmico (220); y
- (g)
- retirando una corriente combinada de refrigerante mezclado vaporizado de la parte inferior de la zona de intercambio térmico (220) para proporcionar la corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233).
Preferiblemente, el gas de alimentación (118)
incluye metano obtenido quitando (102) gases ácidos y otros
contaminantes de gas natural (100) para proporcionar un gas natural
purificado (104) y quitando hidrocarbonos más pesados que el metano
del gas natural purificado (104).
Preferiblemente, el gas natural purificado (104)
se enfría por intercambio térmico indirecto con dos o más etapas de
refrigeración de propano (106, 108) para obtener un gas natural
purificado enfriado (112) y los hidrocarbonos más pesados que el
metano se quitan del gas natural purificado enfriado (112) en una
columna de lavado (110) para proporcionar el gas de alimentación
(118).
Preferiblemente, una corriente de cabeza (716) se
retira de la columna de lavado (710), la corriente de cabeza (716)
se enfría en la zona de intercambio térmico (220, 720), una
corriente de cabeza enfriada y parcialmente condensada (722) se hace
volver a un separador de columna de lavado (724), una corriente de
líquido se retira del separador de columna de lavado (724) y hace
volver a la parte superior de la columna de lavado (710), y se
retira una corriente de vapor del separador de columna de lavado
(724) para proporcionar el gas de alimentación (716).
Preferiblemente, el enfriamiento de la corriente
de refrigerante comprimido (235) en (b) se realiza en parte
enfriando contra un disipador térmico ambiente (236) y en parte por
una etapa de intercambio térmico indirecto (238) con un refrigerante
de propano.
Preferiblemente, el enfriamiento de la corriente
de refrigerante comprimido (235) en (b) se realiza en parte por tres
etapas de intercambio térmico indirecto (300, 302, 304) con
refrigerante de propano.
Preferiblemente, el enfriamiento y la
condensación parcial de la primera corriente de refrigerante vapor
(242) en (d) se realiza en parte por intercambio térmico indirecto
con refrigerante de propano en dos etapas (246, 248) o tres etapas
(246, 248, 402).
Preferiblemente, la primera corriente de
refrigerante líquido (244) se enfría por intercambio térmico
indirecto con refrigerante de propano en dos etapas (250, 252) o
tres etapas (250, 252, 403).
Preferiblemente, el método incluye además
condensar parcialmente la primera corriente de refrigerante vapor
(242) para obtener una corriente parcialmente condensada, separar
(900) la corriente parcialmente condensada para producir una
corriente intermedia de líquido (901) y una corriente de vapor,
donde la corriente de vapor se enfría y condensa parcialmente para
proporcionar la corriente de refrigerante parcialmente condensado
(260), enfriar la corriente intermedia de líquido (901) en la zona
de intercambio térmico (920) para proporcionar una corriente
intermedia de líquido enfriado, y reducir la presión (903) de la
corriente intermedia de líquido enfriado para proporcionar un cuarto
refrigerante vaporizante en la zona de intercambio térmico
(920).
En una realización alternativa del método
- (i)
- la primera corriente de refrigerante líquido (262; 1162) se enfría, se reduce su presión, y vaporiza en el primer termointercambiador (1100) a una primera presión para proporcionar un primer refrigerante vaporizado (222; 1106) que se hace volver a una posición entre etapas del compresor (1136); y
- (ii)
- la segunda corriente de refrigerante vapor (270; 1170) y la segunda corriente de refrigerante líquido (268; 1168) se enfrían en el primer termointercambiador (1100) y el segundo termointercambiador (1102) para obtener refrigerantes líquidos segundo (282) y tercero (286), y donde se reduce la presión de los refrigerantes líquidos segundo (282) y tercero (286) y vaporiza a una segunda presión en el segundo termointercambiador (1102) para producir un segundo refrigerante vaporizado (1104) que se hace volver a la entrada del compresor (1136).
En una realización alternativa del método
- (i)
- el enfriamiento de la corriente de refrigerante comprimido (235, 1214) en (b) se efectúa en un termointercambiador adicional (1200) por intercambio térmico indirecto con un refrigerante mezclado adicional producido por un sistema de refrigerante mezclado recirculante (1210, 1204, 1202, 1212, 1206, 1208) para proporcionar la primera corriente de refrigerante parcialmente condensado; y
- (ii)
- la primera corriente de refrigerante parcialmente condensado se separa (1288) para producir una primera corriente de líquido (244; 1244) que se enfría más en el termointercambiador adicional (1200) para proporcionar la primera corriente de refrigerante líquido (202; 1162) y una primera corriente de vapor (242) que se enfría más en el termointercambiador adicional (1200) para proporcionar la segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260; 1260).
La presente invención también se refiere a un
aparato para licuación de gas que incluye una zona de intercambio
térmico (220) para enfriar un gas de alimentación (118) por
intercambio térmico indirecto con corrientes de refrigerante
mezclado vaporizante (224, 227, 230) para producir un producto
licuado (232) y una corriente de refrigerante mezclado vaporizado
(138), y unos medios para suministrar tres o cuatro corrientes de
refrigerante mezclado vaporizante a la zona de intercambio térmico
incluyendo:
- (a)
- un compresor para comprimir (234) una corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233) alimentada mediante un conducto (233) desde la zona de intercambio térmico (220) para proporcionar una corriente de refrigerante comprimido (235);
- (b)
- unos medios (236, 238) para enfriar la corriente de refrigerante comprimido (235) alimentada mediante un conducto de compresor (234) para proporcionar una primera corriente de refrigerante parcialmente condensado;
- (c)
- un separador (240) para separar la corriente de refrigerante parcialmente condensado alimentada mediante un conducto desde medios de enfriamiento (235) para producir una primera corriente de refrigerante vapor (242) y una primera corriente de refrigerante líquido (244, 262);
- (d)
- unos medios para enfriar y condensar parcialmente la primera corriente de refrigerante vapor (242) alimentada mediante un conducto de separador (240) para producir una segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260), y medios para separar (272) la segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260) para obtener una segunda corriente de refrigerante vapor (270) y una segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274);
- (e)
- conductos para alimentar la primera corriente de refrigerante líquido (262), la segunda corriente de refrigerante vapor (270), y la segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274) al extremo caliente de la zona de intercambio térmico (220) donde la primera corriente de refrigerante líquido (262), la segunda corriente de refrigerante vapor (270), y la segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274) se enfrían por intercambio térmico indirecto con refrigerante mezclado vaporizado en la zona de intercambio térmico (220) para obtener refrigerantes líquidos primero (275), segundo (282) y tercero (286), respectivamente; y
- (f)
- medios para reducir la presión (276, 280, 284) de los refrigerantes líquidos primero (275), segundo (282) y tercero (286), respectivamente, para producir refrigerantes vaporizantes primero (222), segundo (226) y tercero (230, 231), respectivamente, en las regiones inferior, media y superior, respectivamente, de la zona de intercambio térmico (220), obteniendo por ello las múltiples corrientes de refrigerante vaporizante para enfriar el gas de alimentación (118) mediante tres rangos de temperatura en la zona de intercambio térmico (220); y
- (g)
- medios para sacar una corriente combinada de refrigerante mezclado vaporizado de la parte inferior de la zona de intercambio térmico (220) para obtener la corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233).
La figura 1 es un diagrama esquemático de flujo
de un proceso de licuación representativo de la técnica
anterior.
La figura 2 es un diagrama esquemático de flujo
de una realización de la presente invención en la que el
refrigerante mezclado comprimido se condensa parcialmente a una
temperatura intermedia después del enfriamiento en una etapa de
intercambio térmico con un segundo refrigerante.
La figura 3 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención en la que refrigerante
mezclado comprimido se condensa parcialmente a una temperatura
intermedia después del enfriamiento en tres etapas de intercambio
térmico con un segundo refrigerante y a una presión intermedia
inferior a la presión final del vapor de refrigerante mezclado
comprimido.
La figura 4 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención en la que corrientes
vapor y líquido de refrigerante mezclado intermedio se enfrían más
en tres etapas de intercambio térmico con un segundo
refrigerante.
La figura 5 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención en la que el
refrigerante mezclado comprimido se condensa parcialmente a una
temperatura intermedia después del enfriamiento en dos etapas de
intercambio térmico con un segundo refrigerante.
La figura 6 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención en la que las
corrientes vapor y líquido de refrigerante mezclado intermedio se
enfrían más en cuatro etapas de intercambio térmico con un segundo
refrigerante.
La figura 7 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención en la que el gas de
alimentación se preenfría en tres etapas de intercambio térmico con
un segundo refrigerante.
La figura 8 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención que utiliza dos etapas
de condensación parcial del refrigerante mezclado comprimido para
producir una corriente de refrigerante líquido mezclado
combinado.
La figura 9 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención que utiliza dos etapas
de condensación parcial del refrigerante mezclado comprimido para
proporcionar dos refrigerantes líquidos subenfriados a la zona
principal de intercambio térmico.
La figura 10 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención en la que el
refrigerante mezclado se vaporiza a dos presiones diferentes en la
zona principal de intercambio térmico.
La figura 11 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención en la que el
preenfriamiento lo realiza un circuito de refrigerante mezclado.
La figura 12 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención en la que el
preenfriamiento lo realiza un circuito de refrigerante mezclado con
dos niveles de presión de refrigerante.
La figura 13 es un diagrama esquemático de flujo
de otra realización de la presente invención que utiliza una sola
etapa de condensación parcial de refrigerante mezclado.
La presente invención proporciona un proceso
eficiente para la licuación de una corriente de gas, y es aplicable
en especial a la licuación de gas natural. La invención utiliza un
sistema de refrigerante mezclado en el que el refrigerante mezclado,
después de la compresión, es preenfriado por un segundo sistema
refrigerante, y se deriva al menos una corriente de líquido de la
condensación parcial y separación del refrigerante mezclado
comprimido. Cuando el paso de condensación parcial se efectúa a una
presión inferior a la presión final más alta del refrigerante
mezclado comprimido, la condensación se realiza a una temperatura
igual o superior a la temperatura más baja proporcionada por el
segundo sistema refrigerante. Cuando la condensación parcial se
efectúa a una presión esencialmente igual a la presión final más
alta del refrigerante mezclado comprimido, la condensación se
realiza a una temperatura superior a la temperatura más baja
proporcionada por el segundo sistema refrigerante.
El refrigerante mezclado es una mezcla fluida
multicomponente conteniendo típicamente uno o varios hidrocarbonos
seleccionados a partir de metano, etano, propano, y otros
hidrocarbonos ligeros, y también puede contener nitrógeno.
El sistema de preenfriamiento enfría en general
el refrigerante mezclado a temperaturas inferiores a la ambiente.
Aunque no hay limitación de la temperatura más baja lograda por el
sistema de preenfriamiento en la presente invención, se ha hallado
que para producción de gas natural licuado (GNL) la temperatura de
preenfriamiento más baja deberá ser en general de entre
aproximadamente 0ºC y aproximadamente -75ºC, y preferiblemente entre
aproximadamente -20ºC y aproximadamente -45ºC. La temperatura de
preenfriamiento más baja depende de la composición del gas natural y
los requisitos del GNL producido. El sistema de preenfriamiento
puede formar una cascada de termointercambiadores empleando cada una
un refrigerante de componente único seleccionado a partir de
hidrocarbonos de C_{2}-C_{5} o halocarbonos de
C_{1}-C_{4}. Si se desea, el sistema de
refrigeración puede emplear un refrigerante mezclado incluyendo
varios hidrocarbonos. Una realización de la invención utiliza un
sistema de refrigerante preenfriado de propano mezclado con líquido
refrigerante mezclado derivado después de la primera etapa de
enfriamiento por propano del refrigerante mezclado, dando lugar a
ahorros de potencia o mayor producción con respecto a un ciclo de
refrigerante mezclado preenfriado por propano estándar. Se describen
varias realizaciones incluyendo la aplicación de la invención a
ciclos dobles de refrigerante mezclado.
La invención puede utilizar cualquiera de una
amplia variedad de dispositivos de intercambio térmico en los
circuitos de refrigeración incluyendo termointercambiadores del tipo
placa-aleta, bobina enrollada, calandria, y caldera,
o combinaciones de tipos de termointercambiadores dependiendo de las
aplicaciones específicas. La invención es aplicable a la licuación
de cualquier corriente de gas adecuada, pero se describe más
adelante como un proceso para la licuación de gas natural. La
invención es independiente del número y disposición de los
termointercambiadores utilizados en el procedimiento
reivindicado.
En la presente descripción, el término "zona de
intercambio término" define un termointercambiador o combinación
de termointercambiadores en los que la refrigeración se realiza por
una o varias corrientes de refrigerante para enfriar una o varias
corrientes de proceso dentro de un rango de temperatura dado. Un
termointercambiador es un recipiente que contiene cualquier
dispositivo de intercambio térmico; tales dispositivos pueden
incluir chapas y aletas, bobinas enrolladas, haces de tubos, y otros
medios de termotransferencia conocidos. El término "zona principal
de intercambio térmico" define la zona en la que se realiza
refrigeración desde el segundo circuito de refrigeración
recirculante en un rango de temperatura entre la segunda temperatura
y la tercera temperatura para enfriar y licuar el gas de
alimentación. En las realizaciones descritas a continuación, la zona
de intercambio térmico principal es un termointercambiador o grupo
de termointercambiadores en el que la refrigeración se realiza por
la vaporización de un refrigerante mezclado recirculante para
enfriar y licuar el gas de alimentación entre la segunda temperatura
y la tercera temperatura.
Un proceso representativo de licuación de gas
según la técnica anterior se ilustra en la figura 1. Primero se
limpia y seca gas natural 100 en una sección de pretratamiento 102
para la extracción de gases ácidos tal como CO_{2} y H_{2}S
junto con otros contaminantes tal como mercurio. El gas pretratado
104 entra después en intercambiador de propano de primera etapa 106
y se enfría en él a una temperatura intermedia típica de
aproximadamente 8ºC. La corriente se enfría más en el intercambiador
de propano de segunda etapa 108 a una temperatura típica de
aproximadamente -15ºC, y la corriente más enfriada resultante 110
entra en la columna de lavado 112. En la columna de lavado, se
quitan los componentes más pesados de la alimentación, típicamente
pentano y más pesados, como corriente 116 de la parte inferior de la
columna de lavado. El condensador de la columna de lavado es
refrigerado por el intercambiador de propano 114. Los
intercambiadores de propano 106, 108 y 114 emplean propano
vaporizante para realizar refrigeración por intercambio térmico
indirecto.
La corriente de gas natural 118, después de la
extracción de componentes pesados, está a una temperatura típica de
aproximadamente -35ºC. La corriente 118 se enfría más en el circuito
de enfriamiento 120 en la primera zona del termointercambiador
principal 122 a una temperatura típica de aproximadamente -100ºC por
una corriente de refrigerante mezclado en ebullición suministrada
mediante la línea 124. La corriente de gas de alimentación enfriada
resultante se inflama a través de la válvula 126 y se enfría más en
el circuito de enfriamiento 128 en una segunda zona del
intercambiador principal 122 por la corriente de refrigerante
mezclado en ebullición suministrada a través de la línea 130. La
corriente licuada resultante 132 puede ser inflamada a través de la
válvula 134 para producir la corriente de GNL final producido 136 a
una temperatura típica de -166ºC. Si es necesario, la corriente 132
o la corriente 136 se pueden procesar más para la extracción de
contaminantes residuales tales como nitrógeno.
Las corrientes de refrigerante vaporizante 124 y
130 fluyen hacia abajo a través del termointercambiador 122, y se
retira de él la corriente de refrigerante vapor mezclado combinado
138. La corriente de refrigerante vapor mezclado 138 se comprime a
una presión típica de 50 bar absoluto en el compresor polietápico
140, se enfría contra un disipador térmico ambiente en el
intercambiador 142, y se enfría más y condensa parcialmente contra
propano vaporizante en los termointercambiadores 144, 146, y 148
para producir una corriente de refrigerante mezclado bifásico 150 a
una temperatura típica de -35ºC.
La corriente de refrigerante mezclado bifásico
150 se separa en el separador 152 para producir corriente de vapor
154 y corriente de líquido 156 que fluyen al termointercambiador
122. La corriente de líquido 156 es subenfriada en el circuito de
enfriamiento 158 y inflamada a través de la válvula 160 para
proporcionar una corriente de refrigerante vaporizante a través de
la línea 124. La corriente de vapor 154 se condensa y subenfría en
los circuitos de enfriamiento 162 y 164, y se inflama a través de la
válvula 166 para proporcionar la corriente de refrigerante mezclado
vaporizado a través de la línea 130.
Se ilustra una realización preferida de la
presente invención en la figura 2. La corriente de alimentación de
gas natural 118, después de la extracción de componentes pesados y
el enfriamiento a aproximadamente -35ºC, se obtiene como se ha
descrito anteriormente con respecto a la figura 1. La corriente 118
se enfría más en el circuito de enfriamiento 219 en la zona inferior
del termointercambiador 220 a una temperatura típica de
aproximadamente -100ºC por intercambio térmico indirecto con un
primer refrigerante mezclado vaporizante introducido mediante las
líneas 222 y 224. El termointercambiador 222 es la zona de
intercambio térmico principal antes definida donde la refrigeración
se realiza por una o varias corrientes de refrigerante para enfriar
una corriente de proceso dentro de un rango de temperatura dado. La
corriente de gas se enfría más a una temperatura típica de
aproximadamente -130ºC en el circuito de enfriamiento 225 en la zona
media del termointercambiador 220 por intercambio térmico indirecto
con un segundo refrigerante mezclado vaporizado introducido mediante
las líneas 226 y 227. Posteriormente, la corriente resultante se
enfría más a una temperatura típica de aproximadamente -166ºC en el
circuito de enfriamiento 228 en la zona superior del
termointercambiador 220 por intercambio térmico indirecto con un
tercer refrigerante mezclado vaporizado introducido mediante las
líneas 230 y 231. El GNL final producido se retira como corriente
232 y envía a un depósito de almacenamiento o a procesado adicional,
si es preciso.
En el proceso de la figura 2, cuando se requieren
niveles muy bajos de componentes pesados en el GNL final producido,
se puede hacer cualquier modificación adecuada en la columna de
lavado 110. Por ejemplo, se puede usar un componente más pesado tal
como butano como el líquido de lavado.
La refrigeración para enfriar y condensar la
corriente de gas natural 118 desde aproximadamente -35ºC a una
temperatura del GNL final producido de aproximadamente -166ºC la
realiza en menos en parte un circuito de refrigerante mezclado
utilizando una característica preferida de la presente invención. La
corriente combinada de refrigerante mezclado vaporizado 233 se
retira de la parte inferior del termointercambiador 220 y comprime
en el compresor polietápico 234 a una presión típica de
aproximadamente 50 bar absoluto. El refrigerante comprimido 235 se
enfría después contra un disipador térmico ambiente en el
intercambiador 236 a aproximadamente 30ºC. La corriente de
refrigerante mezclado a alta presión enfriado inicialmente 237 se
enfría más y condensa parcialmente en el intercambiador de propano
de primera etapa 238 a una temperatura de aproximadamente 8ºC. La
corriente parcialmente condensada fluye al separador 240 donde se
separa en la corriente de vapor 242 y la corriente de líquido 244.
La corriente de vapor 242 se enfría más en el intercambiador de
propano 246 a una temperatura de aproximadamente -15ºC y se enfría
más en el intercambiador de propano 248 a aproximadamente -35ºC. La
corriente de líquido 244 se enfría más en el intercambiador de
propano 250 a una temperatura de aproximadamente -15ºC y se enfría
más en el intercambiador de propano 252 a aproximadamente -35ºC para
proporcionar la corriente de refrigerante líquido subenfriado
262.
262.
Después de la separación en el separador 240, una
porción de la corriente de líquido 244 se puede mezclar con el vapor
en cualquier punto antes, durante, o después de los pasos de
enfriamiento como representan las corrientes opcionales 254, 256 y
266. La corriente de refrigerante bifásico resultante 260 se separa
después en corrientes de líquido y vapor 268 y 270 en el separador
272. Opcionalmente, se puede mezclar una porción de la corriente
líquida subenfriada 262 como corriente 258 con la corriente líquida
saturada 268 para producir corriente de refrigerante líquido
274.
Tres corrientes de refrigerante mezclado entran
en el extremo caliente del termointercambiador 220 a una temperatura
típica de aproximadamente -35ºC: la corriente de líquido pesado 262,
la corriente de líquido más ligero 274, y la corriente de vapor 270.
La corriente 262 se subenfría más en el circuito de enfriamiento 275
a una temperatura de aproximadamente -100ºC y se reduce su presión
adiabáticamente a través de una válvula de restricción
Joule-Thomson 276 a una presión de aproximadamente 3
bar absoluto. El refrigerante a presión reducida se introduce en el
intercambiador 220 a través de las líneas 222 y 224 para realizar
refrigeración como se ha descrito anteriormente. Si se desea, se
puede reducir la presión de la corriente de refrigerante por
expansión de trabajo usando un turboexpansor o motor de expansión en
lugar de la válvula de restricción 276. La corriente de refrigerante
líquido 274 se subenfría en el circuito de enfriamiento 278 a una
temperatura de aproximadamente -130ºC y se reduce su presión
adiabáticamente a través de una válvula de restricción
Joule-Thomson 280 a una presión de aproximadamente 3
bar absoluto. El refrigerante a presión reducida es introducido en
el intercambiador 220 mediante las líneas 226 y 227 para realizar
refrigeración en él como se ha descrito anteriormente. Si se desea,
la presión de la corriente de refrigerante se puede reducir por
expansión de trabajo usando un turboexpansor o motor de expansión en
lugar de la válvula de restricción 280.
La corriente de refrigerante vapor 270 se licua y
subenfría en el circuito de enfriamiento 282 a una temperatura de
aproximadamente -166ºC y se reduce su presión adiabáticamente a
través de una válvula de restricción Joule-Thomson
284 a una presión de aproximadamente 3 bar absoluto. El refrigerante
a presión reducida es introducido en el intercambiador 220 mediante
las líneas 230 y 231 para realizar refrigeración en él como se ha
descrito anteriormente. Si se desea, se puede reducir la presión de
la corriente de refrigerante por expansión de trabajo usando un
turboexpansor o motor de expansión en lugar de válvula de
restricción 284.
En el proceso de la figura 2, se puede combinar
algunos termointercambiadores en un termointercambiador, si se
desea. Por ejemplo, los termointercambiadores 246 y 250 podrían
estar combinados, o los termointercambiadores 246 y 248 podrían
estar combinados.
Aunque la realización preferida en la figura 2 se
describe usando temperaturas típicas y presiones de varias
corrientes, dichas presiones y temperaturas no tienen la finalidad
de ser limitativas y pueden variar ampliamente dependiendo del
diseño y las condiciones operativas. Por ejemplo, la presión del
refrigerante mezclado a alta presión puede ser cualquier presión
adecuada y no necesariamente 50 bar absoluto, y la presión de la
corriente de refrigerante mezclado a presión baja 233 podría ser
cualquier presión adecuada entre 1 bar absoluto y 25 bar absoluto.
Igualmente, las temperaturas típicas indicadas anteriormente al
describir el proceso pueden variar y dependerán del diseño
específico y de las condiciones operativas.
Así, una característica importante de la presente
invención es la generación de una corriente adicional de
refrigerante líquido subenfriado 262, que se subenfría más y
vaporiza para realizar refrigeración en la sección inferior del
termointercambiador 220. El uso de esta corriente de refrigerante
adicional da lugar a ahorros de potencia reduciendo la cantidad
total de subenfriamiento requerido de las corrientes de líquido. La
utilización de la corriente de refrigerante líquido 262, que
contiene componentes de hidrocarbonos más pesados, proporciona una
composición termodinámicamente preferida para vaporización en la
parte inferior o zona caliente del termointercambiador 220. La
condensación y separación de la corriente de refrigerante más pesado
262 da lugar a una concentración más alta de componentes más ligeros
en la corriente de refrigerante líquido 274, que es más apropiada
para realizar refrigeración en la zona media del termointercambiador
220. El uso de composiciones óptimas de corrientes de refrigerante
262 y 274 produce mejores curvas de enfriamiento y mejor eficiencia
en el termointercambiador 220.
Otra realización de la invención se ilustra en la
figura 3. En esta realización, los intercambiadores 300, 302 y 304
realizan tres etapas de preenfriamiento por propano entre las etapas
de compresión del compresor 306. Después de la etapa final de
preenfriamiento por propano, la corriente parcialmente condensada
308 se separa en la corriente de vapor 310 y la corriente de líquido
362. La corriente de vapor 310 se comprime más a la presión final
alta en una etapa o etapas adicionales en el compresor 306, y
opcionalmente se enfría más en el intercambiador de preenfriamiento
por propano 312. La corriente de líquido 362 es subenfriada, se
reduce su presión adiabáticamente a través de la válvula de
restricción 376, e introducida en el termointercambiador 320
mediante la línea 322 para realizar refrigeración como se ha
descrito anteriormente con referencia a la figura 2. Si se desea, la
presión de la corriente 378 podría ser reducida por expansión de
trabajo usando un turboexpansor o motor de expansión en lugar de la
válvula de restricción 376.
Otra realización de la invención se ilustra en la
figura 4. En esta realización, se emplean cuatro etapas de
preenfriamiento por propano para el preenfriamiento y pretratamiento
de la alimentación, representadas como termointercambiadores de
alimentación 106, 108, 114 antes descritos, y el intercambiador
adicional 401, respectivamente. También se utiliza refrigeración
adicional por propano para enfriar el circuito de refrigerante
mezclado, donde los intercambiadores 402 y 403 se utilizan con los
intercambiadores 246, 248, 250 y 252 antes descritos. Los
intercambiadores adicionales añaden cierta complicación, pero
mejoran la eficiencia del proceso de licuación.
Otra realización de la invención se ilustra en la
figura 5 donde el primer separador 540 está situado después de la
segunda etapa de preenfriamiento por propano 500 en vez de después
de la primera etapa de preenfriamiento por propano como en la
realización de la figura 2. La figura 6 muestra otra realización
opcional donde el primer separador 640 está situado inmediatamente
después del enfriador ambiente 164 en vez de después de la primera
etapa de preenfriamiento por propano en la realización de la figura
2. En la realización de la figura 6, todo el enfriamiento por
propano se realiza después del separador 640.
La figura 7 ilustra otra realización de la
invención en la que todas las etapas de preenfriamiento de la
alimentación se producen en los intercambiadores de propano 706,
708, y 714 antes de la columna de lavado 710. La refrigeración para
el condensador de cabeza de la columna de lavado se realiza
enfriando la corriente de cabeza 716 en el circuito de enfriamiento
718 en la zona más caliente del termointercambiador 720. La
corriente de cabeza enfriada y parcialmente condensada 722 vuelve al
separador de columna de lavado 724. Esta realización es útil cuando
se requieren niveles muy bajos de componentes pesados en el producto
de GNL final.
Se ilustra otra realización en la figura 8 donde
se genera una corriente de refrigerante líquido mezclado adicional
802 antes de la etapa final de preenfriamiento por propano por medio
del separador adicional 801. Toda o una porción de la corriente
adicional de líquido 802 se puede mezclar con el primer líquido
generado después del subenfriamiento a la misma temperatura, y
opcionalmente una porción como la corriente 803 se puede combinar
con el vapor del separador 801.
La figura 9 ilustra otra realización de la
invención en la que se genera una segunda corriente adicional de
líquido 901 antes de la etapa final de propano por medio del
separador adicional 900. En esta realización, la segunda corriente
adicional de líquido 901 generada no se mezcla con el primer líquido
generado como sucedía en la realización anterior de la figura 8,
sino que, en cambio, se subenfría e introduce en el intercambiador
920 como una alimentación líquida que es subenfriada y expandida
mediante la válvula de restricción 903. El uso de este líquido
adicional requiere el termointercambiador adicional 902 como se
representa en la figura 9. Esta realización difiere de otras
realizaciones en que se puede usar termointercambiadores de aluminio
cobresoldado en la zona principal de intercambio térmico 920 como se
representa en la figura 9, en vez de los termointercambiadores de
bobina enrollada ampliamente utilizados en los procesos de licuación
de gas. Sin embargo, se puede usar cualquier tipo adecuado de
termointercambiador para cualquier realización de la presente
invención.
La figura 10 describe otra característica de la
invención donde las corrientes de refrigerante mezclado son
vaporizadas a dos presiones diferentes. Las corrientes 1168 y 1170
son licuadas, subenfriadas, se reduce su presión, y vaporizadas a
una presión baja en el intercambiador 1102. La corriente de
refrigerante mezclado vaporizado 1104 se puede alimentar fría
directamente al compresor 1136, o se puede calentar en el
intercambiador 1100 antes de alimentarla al compresor 1136. La
corriente de refrigerante líquido 1162 es subenfriada más, se reduce
su presión a una presión superior a la presión en el intercambiador
1102, vaporizada en el intercambiador 1100, y devuelta como
corriente 1106 al compresor 1136 entre etapas de compresión como se
representa.
El refrigerante mezclado utilizado para licuación
de gas puede ser preenfriado por otro refrigerante mezclado en vez
de por propano como se ha descrito anteriormente. En esta
realización, como se representa en la figura 11, la corriente de
refrigerante líquido 1202 se obtiene a partir de la condensación
parcial de un refrigerante mezclado preenfriado entre las etapas de
compresión en el compresor 1204. Este líquido es subenfriado después
en el intercambiador 1200, se saca en una posición intermedia,
inflamado a través de la válvula de restricción 1206, y vaporizado
para realizar la refrigeración en la zona caliente del
termointercambiador 1200. El vapor 1210 procedente del
intercambiador 1200 se comprime en el compresor 1204, enfría contra
un disipador térmico a temperatura ambiente, e introduce en el
intercambiador 1200 como corriente 1212. La corriente 1212 se enfría
y subenfría en el intercambiador 1200, retira en el extremo frío de
1200, inflama a través de la válvula de restricción 1208, y vaporiza
para realizar la refrigeración en la zona fría del intercambiador
1200.
La corriente de refrigerante mezclado comprimido
1214 se enfría y condensa parcialmente en la porción inferior del
termointercambiador 1200, y después se separa en el separador 1288.
La corriente de líquido resultante 1244 se subenfría después en el
extremo superior del intercambiador 1200, la corriente subenfriada
resultante 1162 se subenfría más en la sección inferior del
intercambiador 1220, se reduce su presión adiabáticamente a través
de la válvula de restricción 1276, introduce mediante la línea 1222
en el intercambiador 1220, y vaporiza para realizar refrigeración en
él. El vapor del separador 1288 se enfría en la sección superior del
intercambiador 1200 para obtener una corriente de refrigerante
bifásica 1260, que se separa en el separador 1262 y se utiliza en el
intercambiador 1220 como se ha descrito anteriormente.
La figura 12 ilustra una modificación de la
realización de la figura 11 donde el refrigerante mezclado
preenfriado se vaporiza a dos presiones diferentes en los
intercambiadores 1300 y 1302. La primera separación del refrigerante
frío mezclado en el separador 1388 se produce después del
enfriamiento en el intercambiador de preenfriamiento 1300. La
corriente de líquido resultante 1344 se subenfría después antes de
reducir su presión adiabáticamente a través de la válvula de
restricción 1376 e introduce en el intercambiador 1320 como
corriente 1322 para realizar refrigeración por vaporización en
él.
En la figura 13 se ilustra una realización final
de la invención, que es una versión simplificada de la realización
de la figura 2. En esta realización, el diagrama de flujo se
simplifica eliminando la separación de corriente 160 justo antes del
termointercambiador 220 de la figura 2. En la figura 13, las dos
zonas de intercambio térmico en el intercambiador 1420 sustituyen a
las tres zonas de intercambio térmico del termointercambiador 220 de
la figura 2. La corriente 1460 se licua y subenfría en el
intercambiador 1420, se reduce adiabáticamente la presión de la
corriente subenfriada 1486 a través de la válvula de restricción
1484 a una presión de aproximadamente 3 bar absoluto, y se introduce
como corriente 1430 en el extremo frío del intercambiador 1420 donde
se vaporiza para realizar refrigeración. Si se desea, la presión de
corriente 1486 se podría reducir por expansión de trabajo en un
turboexpansor o motor de expansión.
Las realizaciones antes descritas utilizan una
característica común importante de la presente invención donde se
deriva al menos una corriente intermedia de líquido de la
condensación parcial y separación del refrigerante mezclado a una
temperatura igual o mayor que la temperatura más baja alcanzable
enfriando contra el primer circuito de refrigeración recirculante.
La corriente intermedia de líquido se utiliza para realizar
refrigeración a una temperatura menor que la proporcionada por el
sistema de preenfriamiento.
La temperatura de condensación a la que se
obtiene la corriente intermedia, se puede variar según sea preciso;
en la realización de la figura 6 esta condensación se efectúa a
temperatura ambiente en el termointercambiador 164, mientras que en
la realización de la figura 3 la condensación se efectúa a la
temperatura más baja de preenfriamiento por propano en el
termointercambiador 304 a una presión menor que la presión final más
alta del vapor de refrigerante mezclado comprimido del compresor
306. La condensación se efectúa a temperaturas entre estos extremos
en las realizaciones de las figuras 2, 4, y 5.
Las realizaciones antes descritas se pueden
resumir en términos de proceso genéricos de la siguiente manera. La
invención es básicamente un método para realizar refrigeración para
licuar un gas de alimentación que incluye varios pasos generales. La
refrigeración se realiza por un primer circuito de refrigeración
recirculante que realiza refrigeración en un rango de temperatura
entre una primera temperatura y una segunda temperatura que es menor
que la primera temperatura, y se describe como refrigeración de
preenfriamiento. La segunda temperatura es típicamente la
temperatura más baja a la que se puede enfriar una corriente de
proceso por intercambio térmico indirecto con el refrigerante en el
primer circuito de refrigeración. Por ejemplo, si el primer circuito
de refrigeración usa propano, la temperatura más baja a la que se
puede enfriar una corriente de proceso es aproximadamente -35ºC, y
esto es típico de la segunda temperatura.
Se realiza refrigeración adicional por un segundo
circuito de refrigeración recirculante en un rango de temperatura
entre la segunda temperatura y una tercera temperatura que es menor
que la segunda temperatura. El primer circuito de refrigeración
suministra al menos una porción de la refrigeración al segundo
circuito de refrigeración en el rango de temperatura entre la
primera temperatura y la segunda temperatura, y también puede
realizar refrigeración para preenfriar el gas de alimentación.
El primer circuito de refrigeración, que puede
utilizar un componente único o múltiples componentes como se ha
descrito anteriormente, realiza refrigeración a varios niveles de
temperatura dependiendo de la presión a la que se vaporiza el
refrigerante. Este primer circuito de refrigeración realiza
refrigeración para preenfriar el gas de alimentación en los
intercambiadores 106, 108, 114, 401, 706, 708, 714, 1200, 1300 y
1302, como se ha descrito anteriormente. El primer circuito de
refrigeración también realiza refrigeración para enfriar el segundo
circuito de refrigerante en los intercambiadores 238, 246, 248, 250,
252, 300, 302, 304, 312, 402, 403 y 500, como se ha descrito
anteriormente.
El segundo circuito de refrigerante, como se
ilustra en la realización preferida de la figura 2, incluye
típicamente una línea de refrigerante 233, compresor 234, separador
240, los varios intercambiadores de enfriamiento que realizan el
enfriamiento del primer circuito de refrigerante, líneas de
refrigerante 260, 262, 270 y 274, separador 272, circuitos de
subenfriamiento 275, 278, y 282, válvulas de restricción 276, 280 y
284, y líneas de refrigerante 222, 224, 226, 227, 230 y 231. Se
utilizan componentes similares de forma similar en las realizaciones
de las figuras 4-13. El segundo circuito de
refrigerante en la realización de la figura 14 incluye
características de la figura 2 pero sin el separador 272, línea de
refrigerante 274, circuito de subenfriamiento 278, líneas de
refrigerante 226 y 227, y válvula de restricción 280.
Cuando el vapor de refrigerante mezclado se
comprime a una presión final más alta en el compresor polietápico
234 de la figura 2 (e igualmente en las realizaciones de las figuras
4-13), el vapor comprimido se condensa parcialmente
y separa a temperaturas mayores que la temperatura más baja
proporcionada por el refrigerante del primer circuito de
refrigerante. Al menos una de las corrientes de refrigerante
mezclado vapor y líquido producidas en el paso de
condensación/separación se enfría más por el refrigerante del primer
circuito de refrigerante a la temperatura más baja posible usando el
primer refrigerante. Tal enfriamiento adicional se puede realizar
con los intercambiadores 246, 248, 250 y 252 de la figura 2.
Cuando el vapor de refrigerante mezclado es
comprimido inicialmente a una presión inferior a la presión final
más alta, como en la realización de la figura 3, la condensación de
la corriente de refrigerante vapor mezclado comprimido se efectúa
entre las etapas del compresor 306 a una temperatura igual o
superior a la temperatura más baja alcanzable enfriando con
refrigeración del primer circuito de refrigeración, es decir, la
segunda temperatura. El vapor separado en la línea 310 se comprime
más en una etapa final del compresor 306. Si no se realiza
enfriamiento adicional desde el primer circuito de refrigeración en
el intercambiador 312, la condensación y separación de la corriente
308 se podrían realizar por encima de la segunda temperatura. Si se
realiza enfriamiento adicional en el intercambiador 312, la
condensación y separación de corriente 308 se podrían realizar a o
por encima de la segunda temperatura.
La corriente de refrigerante líquido generado
como se ha descrito anteriormente, que está a o por encima de la
segunda temperatura, se subenfría contra refrigerante mezclado
vaporizado en el termointercambiador principal, se reduce su
presión, y se vaporiza en el intercambiador principal para realizar
refrigeración entre la segunda temperatura y la tercera
temperatura.
Se simuló la realización preferida de la
invención realizando equilibrios de calor y material para licuar gas
natural. Con referencia a la figura 2, primero se limpia y seca gas
natural 100 en la sección de pretratamiento 102 para la extracción
de gases ácidos tal como CO_{2} y H_{2}S junto con otros
contaminantes tal como mercurio. El gas de alimentación precalentado
104 tiene un caudal de 30.611 kg/mol/h, una presión de 66,5 bar
absoluto, y una temperatura de 32ºC (89,6ºF) con la composición
molar siguiente:
Composición del gas de alimentación | Fracción molar |
Nitrógeno | 0,009 |
Metano | 0,8774 |
Etano | 0,066 |
Propano | 0,026 |
i-Butano | 0,007 |
Butano | 0,008 |
i-Pentano | 0,002 |
Pentano | 0,002 |
Hexano | 0,001 |
Heptano | 0,001 |
El gas pretratado 104 entra en el primer
intercambiador 106 y se enfría a una temperatura de 9,3ºC por
propano en ebullición a 5,9 bar absoluto. La alimentación se enfría
más a -14,1ºC en el intercambiador 108 por propano en ebullición a
2,8 bar absoluto antes de entrar en la columna de lavado 110 como
corriente 112. El condensador de cabeza 114 de la columna de lavado
opera a -37ºC y es refrigerado por propano en ebullición a 1,17 bar
absoluto. El pentano y componentes más pesados de la alimentación se
quitan en la columna de lavado 110.
La corriente de gas natural 118, después de la
extracción de componentes pesados y enfriamiento a -37ºC, se enfría
más en el circuito de enfriamiento 219 en la primera zona del
termointercambiador principal 220 a una temperatura de -94ºC por
refrigerante mezclado en ebullición. La corriente de refrigerante
mezclado vaporizado 233 tiene un flujo de 42.052
kg-mol/h y la composición siguiente:
Composición del refrigerante mezclado | (Fracción molar) |
Nitrógeno | 0,092 |
Metano | 0,397 |
Etano | 0,355 |
Propano | 0,127 |
i-Butano | 0,014 |
Butano | 0,014 |
Posteriormente, el gas de alimentación resultante
se enfría más en el circuito de enfriamiento 225 a una temperatura
de aproximadamente -128ºC en la segunda zona del intercambiador 220
por la corriente de refrigerante mezclado en ebullición mediante las
líneas 226 y 227. La corriente de gas resultante se enfría más en el
circuito de enfriamiento 228 a una temperatura de -163ºC en una
tercera zona del intercambiador 220 por la corriente de refrigerante
mezclado en ebullición introducida mediante las líneas 230 y 231. La
corriente de GNL más enfriada resultante 232 se envía después a un
depósito de almacenamiento.
La refrigeración para enfriar la corriente de gas
natural 118 de -37ºC a una temperatura de -163ºC la realiza un
circuito de refrigeración de componente mezclado. La corriente 235
es el refrigerante mezclado a alta presión que sale del compresor
polietápico 234 a una presión de 51 bar absoluto. Se enfría después
a 32ºC contra agua de refrigeración en el intercambiador 236. La
corriente de refrigerante mezclado a alta presión 237 entra en el
intercambiador de propano de primera etapa 238, se enfría a una
temperatura de 9,3ºC por propano en ebullición a 5,9 bar absoluto, y
fluye al separador 240 donde se separa en corrientes de vapor y
líquido 242 y 244, respectivamente. La corriente de vapor 242 se
enfría más en el intercambiador de propano 246 a una temperatura de
-14,1ºC por propano en ebullición a 2,8 bar absoluto seguido del
intercambiador de propano 248 donde se enfría más a -37ºC por
propano en ebullición a 1,17 bar absoluto. La corriente de líquido
244 a un caudal de 9240 kg-mol/h se enfría más en el
intercambiador de propano 250 a una temperatura de -14,1ºC por
propano en ebullición a 2,8 bar absoluto seguido del intercambiador
de propano 252 donde se enfría más a -37ºC por propano en ebullición
a 1,17 bar absoluto.
La corriente de vapor enfriado resultante 260 se
separa después a -37ºC en corrientes de líquido y vapor 268 y 270
respectivamente en el separador 272. La corriente de líquido 268
tiene un caudal de 17.400 kg-mol/h.
La corriente de líquido subenfriado 262 se
subenfría más a una temperatura de -94ºC en el circuito de
enfriamiento 275 y se reduce adiabáticamente su presión a través de
la válvula de restricción 276 a una presión de aproximadamente 3 bar
absoluto e introduce en el intercambiador 220 mediante las líneas
222 y 224. La corriente de líquido 274 se subenfría a una
temperatura de -128ºC en el circuito de enfriamiento 278 y se reduce
adiabáticamente su presión a través de la válvula de restricción 280
a una presión de aproximadamente 3 bar absoluto e introduce en el
intercambiador 220 mediante las líneas 226 y 227. La corriente de
vapor 270 se licua y subenfría a una temperatura de -163ºC en el
circuito de enfriamiento 282, se reduce adiabáticamente su presión a
través de la válvula de restricción 284 a una presión de
aproximadamente 3 bar absoluto, y se introduce en el intercambiador
de extremo frío 220 mediante las líneas 230 y 231.
La presente invención en su realización más
amplia ofrece así una mejora a la técnica de licuación de gas
generando al menos una corriente intermedia de líquido derivada de
la condensación parcial y la separación del refrigerante mezclado a
una temperatura más caliente que la temperatura más baja
proporcionada por el sistema de preenfriamiento o a una presión
menor que la presión final más alta del circuito de refrigerante
mezclado. Esta corriente de refrigerante líquido intermedio mezclado
se utiliza al menos en parte para realizar refrigeración adicional a
una temperatura menor que la proporcionada por el sistema de
preenfriamiento, y esta refrigeración adicional se puede usar en el
termointercambiador principal. La presente invención es un proceso
más eficiente que proporciona mayor producción de GNL para una
potencia de compresión dada en comparación con los procesos de la
técnica anterior.
Claims (12)
1. Un método para licuación de gas que incluye
enfriar un gas de alimentación (118) en una zona de intercambio
térmico (220) por intercambio térmico indirecto con corrientes de
refrigerante mezclado vaporizante (224, 227, 230) para producir un
producto licuado (232) y una corriente de refrigerante mezclado
vaporizado (138), donde se obtienen tres o cuatro corrientes de
refrigerante mezclado vaporizante usadas para enfriar el gas de
alimentación (118):
- (a)
- comprimiendo (234) una corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233) para proporcionar una corriente de refrigerante comprimido (235);
- (b)
- enfriando la corriente de refrigerante comprimido (235) para proporcionar una primera corriente de refrigerante parcialmente condensado;
- (c)
- separando (240) la corriente de refrigerante parcialmente condensado para producir una primera corriente de refrigerante vapor (242) y una primera corriente de refrigerante líquido (244, 262);
- (d)
- enfriando y condensando parcialmente la primera corriente de refrigerante vapor (242) para producir una segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260), y separando (272) la segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260) para proporcionar una segunda corriente de refrigerante vapor (270) y una segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274);
- (e)
- alimentando la primera corriente de refrigerante líquido (262), la segunda corriente de refrigerante vapor (270), y la segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274) para que entre en el extremo caliente de la zona de intercambio térmico (220) donde la primera corriente de refrigerante líquido (262), la segunda corriente de refrigerante vapor (270), y la segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274) se enfrían por intercambio térmico indirecto con refrigerante mezclado vaporizante en la zona de intercambio térmico (220) para proporcionar refrigerantes líquidos primero (275), segundo (282) y tercero (286), respectivamente; y
- (f)
- reduciendo la presión (276, 280, 284) de los refrigerantes líquidos primero (275), segundo (282) y tercero (286), respectivamente, para producir refrigerantes vaporizantes primero (222), segundo (226) y tercero (230, 231), respectivamente, en las regiones inferior, media y superior, respectivamente, de la zona de intercambio térmico (220), proporcionando por ello las múltiples corrientes de refrigerante vaporizante para enfriar el gas de alimentación (118) mediante tres rangos de temperatura en la zona de intercambio térmico (220); y
- (g)
- retirando una corriente combinada de refrigerante mezclado vaporizado de la parte inferior de la zona de intercambio térmico (220) para proporcionar la corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233).
2. El método de la reivindicación 1, donde el gas
de alimentación (118) incluye metano obtenido quitando (102) gases
ácidos y otros contaminantes de gas natural (100) para proporcionar
un gas natural purificado (104) y quitando hidrocarbonos más pesados
que el metano del gas natural purificado (104).
3. El método de la reivindicación 2, donde el gas
natural purificado (104) se enfría por intercambio térmico indirecto
con dos o más etapas de refrigeración de propano (106, 108) para
obtener un gas natural purificado enfriado (112) y los hidrocarbonos
más pesados que el metano se quitan del gas natural purificado
enfriado (112) en una columna de lavado (110) para proporcionar el
gas de alimentación (118).
4. El método de la reivindicación 3, donde una
corriente de cabeza (716) se retira de la columna de lavado (710),
la corriente de cabeza (716) se enfría en la zona de intercambio
térmico (220, 720), una corriente de cabeza enfriada y parcialmente
condensada (722) se hace volver a un separador de columna de lavado
(724), una corriente de líquido se retira del separador de columna
de lavado (724) y hace volver a la parte superior de la columna de
lavado (710), y se retira una corriente de vapor del separador de
columna de lavado (724) para proporcionar el gas de alimentación
(716).
5. El método de la reivindicación 1, donde el
enfriamiento de la corriente de refrigerante comprimido (235) en (b)
se realiza en parte enfriando contra un disipador térmico ambiente
(236) y en parte por una etapa de intercambio térmico indirecto
(238) con un refrigerante de propano.
6. El método de la reivindicación 1, donde el
enfriamiento de la corriente de refrigerante comprimido (235) en (b)
se realiza en parte por tres etapas de intercambio térmico indirecto
(300, 302, 304) con refrigerante de propano.
7. El método de la reivindicación 1, donde el
enfriamiento y la condensación parcial de la primera corriente de
refrigerante vapor (242) en (d) se realiza en parte por intercambio
térmico indirecto con refrigerante de propano en dos etapas (246,
248) o tres etapas (246, 248, 402).
8. El método de la reivindicación 1, donde la
primera corriente de refrigerante líquido (244) se enfría por
intercambio térmico indirecto con refrigerante de propano en dos
etapas (250, 252) o tres etapas (250, 252, 403).
9. El método de la reivindicación 1, que incluye
además condensar parcialmente la primera corriente de refrigerante
vapor (242) para obtener una corriente parcialmente condensada,
separar (900) la corriente parcialmente condensada para producir una
corriente intermedia de líquido (901) y una corriente de vapor,
donde la corriente de vapor se enfría y condensa parcialmente para
proporcionar la corriente de refrigerante parcialmente condensado
(260), enfriar la corriente intermedia de líquido (901) en la zona
de intercambio térmico (920) para proporcionar una corriente
intermedia de líquido enfriado, y reducir la presión (903) de la
corriente intermedia de líquido enfriado para proporcionar un cuarto
refrigerante vaporizante en la zona de intercambio térmico
(920).
10. El método de la reivindicación 1, donde la
zona de intercambio térmico (220) incluye un primer y un segundo
termointercambiador, donde la compresión en el paso (a) se realiza
utilizando un compresor (1136), y donde
- (i)
- la primera corriente de refrigerante líquido (262; 1162) se enfría, se reduce su presión, y vaporiza en el primer termointercambiador (1100) a una primera presión para proporcionar un primer refrigerante vaporizado (222; 1106) que se hace volver a una posición entre etapas del compresor (1136); y
- (ii)
- la segunda corriente de refrigerante vapor (270; 1170) y la segunda corriente de refrigerante líquido (268; 1168) se enfrían en el primer termointercambiador (1100) y el segundo termointercambiador (1102) para obtener refrigerantes líquidos segundo (282) y tercero (286), y donde se reduce la presión de los refrigerantes líquidos segundo (282) y tercero (286) y vaporiza a una segunda presión en el segundo termointercambiador (1102) para producir un segundo refrigerante vaporizado (1104) que se hace volver a la entrada del compresor (1136).
11. El método de la reivindicación 1, donde
- (i)
- el enfriamiento de la corriente de refrigerante comprimido (235, 1214) en (b) se efectúa en un termointercambiador adicional (1200) por intercambio térmico indirecto con un refrigerante mezclado adicional producido por un sistema de refrigerante mezclado recirculante (1210, 1204, 1202, 1212, 1206, 1208) para proporcionar la primera corriente de refrigerante parcialmente condensado; y
- (ii)
- la primera corriente de refrigerante parcialmente condensado se separa (1288) para producir una primera corriente de líquido (244; 1244) que se enfría más en el termointercambiador adicional (1200) para proporcionar la primera corriente de refrigerante líquido (202; 1162) y una primera corriente de vapor (242) que se enfría más en el termointercambiador adicional (1200) para proporcionar la segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260; 1260).
12. Un aparato para licuación de gas que incluye
una zona de intercambio térmico (220) para enfriar un gas de
alimentación (118) por intercambio térmico indirecto con corrientes
de refrigerante mezclado vaporizante (224, 227, 230) para producir
un producto licuado (232) y una corriente de refrigerante mezclado
vaporizado (138), y unos medios para suministrar tres o cuatro
corrientes de refrigerante mezclado vaporizante a la zona de
intercambio térmico incluyendo:
- (a)
- un compresor para comprimir (234) una corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233) alimentada mediante un conducto (233) desde la zona de intercambio térmico (220) para proporcionar una corriente de refrigerante comprimido (235);
- (b)
- unos medios (236, 238) para enfriar la corriente de refrigerante comprimido (235) alimentada mediante un conducto de compresor (234) para proporcionar una primera corriente de refrigerante parcialmente condensado;
- (c)
- un separador (240) para separar la corriente de refrigerante parcialmente condensado alimentada mediante un conducto desde medios de enfriamiento (235) para producir una primera corriente de refrigerante vapor (242) y una primera corriente de refrigerante líquido (244, 262);
- (d)
- unos medios para enfriar y condensar parcialmente la primera corriente de refrigerante vapor (242) alimentada mediante un conducto de separador (240) para producir una segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260), y medios para separar (272) la segunda corriente de refrigerante parcialmente condensado (260) para obtener una segunda corriente de refrigerante vapor (270) y una segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274);
- (e)
- conductos para alimentar la primera corriente de refrigerante líquido (262), la segunda corriente de refrigerante vapor (270), y la segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274) al extremo caliente de la zona de intercambio térmico (220) donde la primera corriente de refrigerante líquido (262), la segunda corriente de refrigerante vapor (270), y la segunda corriente de refrigerante líquido (268, 274) se enfrían por intercambio térmico indirecto con refrigerante mezclado vaporizado en la zona de intercambio térmico (220) para obtener refrigerantes líquidos primero (275), segundo (282) y tercero (286), respectivamente; y
- (f)
- medios para reducir la presión (276, 280, 284) de los refrigerantes líquidos primero (275), segundo (282) y tercero (286), respectivamente, para producir refrigerantes vaporizantes primero (222), segundo (226) y tercero (230, 231), respectivamente, en las regiones inferior, media y superior, respectivamente, de la zona de intercambio térmico (220), obteniendo por ello las múltiples corrientes de refrigerante vaporizante para enfriar el gas de alimentación (118) mediante tres rangos de temperatura en la zona de intercambio térmico (220); y
- (g)
- medios para sacar una corriente combinada de refrigerante mezclado vaporizado de la parte inferior de la zona de intercambio térmico (220) para obtener la corriente de refrigerante mezclado vaporizado (233).
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US09/415,837 US6347532B1 (en) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | Gas liquefaction process with partial condensation of mixed refrigerant at intermediate temperatures |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES00121362T Expired - Lifetime ES2234496T3 (es) | 1999-10-12 | 2000-10-11 | Procedimiento de licuefacion de gas por condensacion parcial de un refrigerante mezclado a temperaturas intermedias. |
Country Status (15)
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---|---|
US (1) | US6347532B1 (es) |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9562717B2 (en) | 2010-03-25 | 2017-02-07 | The University Of Manchester | Refrigeration process |
Families Citing this family (65)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6742358B2 (en) * | 2001-06-08 | 2004-06-01 | Elkcorp | Natural gas liquefaction |
US6743829B2 (en) * | 2002-01-18 | 2004-06-01 | Bp Corporation North America Inc. | Integrated processing of natural gas into liquid products |
ES2254555T5 (es) * | 2002-05-27 | 2013-02-15 | Air Products And Chemicals, Inc. | Intercambiador de calor con serpentines de tubo |
US6945075B2 (en) * | 2002-10-23 | 2005-09-20 | Elkcorp | Natural gas liquefaction |
CN100541093C (zh) * | 2003-02-25 | 2009-09-16 | 奥特洛夫工程有限公司 | 一种烃气处理的方法和设备 |
US6889523B2 (en) | 2003-03-07 | 2005-05-10 | Elkcorp | LNG production in cryogenic natural gas processing plants |
CN100513954C (zh) * | 2003-03-27 | 2009-07-15 | Bp北美公司 | 将天然气加工成液体产品的集成处理工艺 |
US6662589B1 (en) * | 2003-04-16 | 2003-12-16 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated high pressure NGL recovery in the production of liquefied natural gas |
US7127914B2 (en) * | 2003-09-17 | 2006-10-31 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hybrid gas liquefaction cycle with multiple expanders |
US7155931B2 (en) * | 2003-09-30 | 2007-01-02 | Ortloff Engineers, Ltd. | Liquefied natural gas processing |
DE102004011483A1 (de) * | 2004-03-09 | 2005-09-29 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
US7204100B2 (en) * | 2004-05-04 | 2007-04-17 | Ortloff Engineers, Ltd. | Natural gas liquefaction |
ES2284429T1 (es) * | 2004-07-01 | 2007-11-16 | Ortloff Engineers, Ltd | Procesamiento de gas natural licuado. |
EP1807488A1 (en) * | 2004-09-08 | 2007-07-18 | BP Corporation North America Inc. | Method for transporting synthetic products |
KR20070111531A (ko) * | 2005-02-17 | 2007-11-21 | 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. | 천연 가스 액화 설비 및 액화 방법 |
DE102005010055A1 (de) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
JP5097951B2 (ja) * | 2005-11-24 | 2012-12-12 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 流れの冷却方法及び装置、特に天然ガスなどの炭化水素流の冷却方法及び装置 |
US20070204649A1 (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-06 | Sander Kaart | Refrigerant circuit |
CA2653610C (en) * | 2006-06-02 | 2012-11-27 | Ortloff Engineers, Ltd. | Liquefied natural gas processing |
US20070283718A1 (en) * | 2006-06-08 | 2007-12-13 | Hulsey Kevin H | Lng system with optimized heat exchanger configuration |
EP2044376A2 (en) * | 2006-07-21 | 2009-04-08 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream |
US20100223951A1 (en) * | 2006-08-14 | 2010-09-09 | Marco Dick Jager | Method and apparatus for cooling a hydrocarbon stream |
RU2447382C2 (ru) * | 2006-08-17 | 2012-04-10 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Способ и устройство для сжижения потока сырья, содержащего углеводороды |
US20080078205A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon Gas Processing |
NO328205B1 (no) * | 2006-11-01 | 2010-01-11 | Sinvent As | Fremgangsmåte og prosessanlegg for kondensering av gass |
US8590340B2 (en) * | 2007-02-09 | 2013-11-26 | Ortoff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
US9869510B2 (en) * | 2007-05-17 | 2018-01-16 | Ortloff Engineers, Ltd. | Liquefied natural gas processing |
US20090025422A1 (en) | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Controlling Liquefaction of Natural Gas |
US8919148B2 (en) * | 2007-10-18 | 2014-12-30 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
NO328493B1 (no) * | 2007-12-06 | 2010-03-01 | Kanfa Aragon As | System og fremgangsmåte for regulering av kjøleprosess |
US20090282865A1 (en) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Ortloff Engineers, Ltd. | Liquefied Natural Gas and Hydrocarbon Gas Processing |
US9033191B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-05-19 | Deka Products Limited Partnership | Toy fluid pumping gun |
US20100147024A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Alternative pre-cooling arrangement |
DE102009016046A1 (de) * | 2009-04-02 | 2010-10-07 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen einer Kohlenwasserstoff-reichen Fraktion |
US8434325B2 (en) | 2009-05-15 | 2013-05-07 | Ortloff Engineers, Ltd. | Liquefied natural gas and hydrocarbon gas processing |
US20100287982A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Ortloff Engineers, Ltd. | Liquefied Natural Gas and Hydrocarbon Gas Processing |
US9021832B2 (en) * | 2010-01-14 | 2015-05-05 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
US9441877B2 (en) | 2010-03-17 | 2016-09-13 | Chart Inc. | Integrated pre-cooled mixed refrigerant system and method |
CN103124886B (zh) * | 2010-03-31 | 2016-02-24 | 林德股份公司 | 在管侧流的液化过程中使主热交换器再平衡的方法 |
CN102933273B (zh) | 2010-06-03 | 2015-05-13 | 奥特洛夫工程有限公司 | 碳氢化合物气体处理 |
DE102011015433A1 (de) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Linde Ag | Wärmetauschersystem |
US20130269386A1 (en) * | 2012-04-11 | 2013-10-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Natural Gas Liquefaction With Feed Water Removal |
KR101392750B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2014-05-09 | 한국에너지기술연구원 | 천연가스 액화시스템 및 액화 방법 |
FR2993643B1 (fr) * | 2012-07-17 | 2014-08-22 | Saipem Sa | Procede de liquefaction de gaz naturel avec changement de phase |
CN102878779B (zh) * | 2012-10-16 | 2015-01-14 | 中山大学 | 一种混合制冷剂循环膨胀机内复叠天然气液化系统 |
US11428463B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-08-30 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | Mixed refrigerant system and method |
US11408673B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-08-09 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | Mixed refrigerant system and method |
CA3140415A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Chart Energy & Chemicals, Inc. | Mixed refrigerant system and method |
CN103234326B (zh) * | 2013-05-02 | 2015-11-25 | 中国海洋石油总公司 | 应用于基荷型天然气液化工厂的双混合冷剂液化系统 |
US9903646B2 (en) * | 2014-10-07 | 2018-02-27 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Apparatus for ethane liquefaction with demethanization |
CN104457137B (zh) * | 2014-11-19 | 2015-07-15 | 杰瑞石油天然气工程有限公司 | 多组分制冷剂循环制冷液化天然气的系统及方法 |
AR105277A1 (es) | 2015-07-08 | 2017-09-20 | Chart Energy & Chemicals Inc | Sistema y método de refrigeración mixta |
CN105783420A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-07-20 | 中国海洋石油总公司 | 一种基于缠绕管式换热器的双冷剂循环天然气液化系统 |
AU2017249441B2 (en) | 2016-04-11 | 2021-05-27 | Geoff Rowe | A system and method for liquefying production gas from a gas source |
US10551119B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-02-04 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
US10533794B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-01-14 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
US10551118B2 (en) | 2016-08-26 | 2020-02-04 | Ortloff Engineers, Ltd. | Hydrocarbon gas processing |
US10323880B2 (en) * | 2016-09-27 | 2019-06-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Mixed refrigerant cooling process and system |
US10663220B2 (en) * | 2016-10-07 | 2020-05-26 | Air Products And Chemicals, Inc. | Multiple pressure mixed refrigerant cooling process and system |
FR3061278B1 (fr) * | 2016-12-22 | 2019-08-16 | Engie | Dispositif et procede de liquefaction d'un gaz naturel et navire comportant un tel dispositif |
US11543180B2 (en) | 2017-06-01 | 2023-01-03 | Uop Llc | Hydrocarbon gas processing |
US11428465B2 (en) | 2017-06-01 | 2022-08-30 | Uop Llc | Hydrocarbon gas processing |
US10753676B2 (en) | 2017-09-28 | 2020-08-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Multiple pressure mixed refrigerant cooling process |
US10852059B2 (en) * | 2017-09-28 | 2020-12-01 | Air Products And Chemicals, Inc. | Multiple pressure mixed refrigerant cooling system |
US20230272971A1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | Air Products And Chemicals, Inc, | Single mixed refrigerant lng production process |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1135871A (en) * | 1965-06-29 | 1968-12-04 | Air Prod & Chem | Liquefaction of natural gas |
US3581511A (en) * | 1969-07-15 | 1971-06-01 | Inst Gas Technology | Liquefaction of natural gas using separated pure components as refrigerants |
US3763658A (en) | 1970-01-12 | 1973-10-09 | Air Prod & Chem | Combined cascade and multicomponent refrigeration system and method |
FR2123095B1 (es) * | 1970-12-21 | 1974-02-15 | Air Liquide | |
DE2242998C2 (de) * | 1972-09-01 | 1974-10-24 | Heinrich 8100 Garmischpartenkirchen Krieger | Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Kälte mit einem inkorporierten Kaskadenkreislauf und einem Vorkühlkreislauf |
US4094655A (en) * | 1973-08-29 | 1978-06-13 | Heinrich Krieger | Arrangement for cooling fluids |
DE2438443C2 (de) | 1974-08-09 | 1984-01-26 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zum Verflüssigen von Erdgas |
FR2292203A1 (fr) | 1974-11-21 | 1976-06-18 | Technip Cie | Procede et installation pour la liquefaction d'un gaz a bas point d'ebullition |
US4065278A (en) | 1976-04-02 | 1977-12-27 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for manufacturing liquefied methane |
FR2471566B1 (fr) | 1979-12-12 | 1986-09-05 | Technip Cie | Procede et systeme de liquefaction d'un gaz a bas point d'ebullition |
US4404008A (en) | 1982-02-18 | 1983-09-13 | Air Products And Chemicals, Inc. | Combined cascade and multicomponent refrigeration method with refrigerant intercooling |
US4445916A (en) | 1982-08-30 | 1984-05-01 | Newton Charles L | Process for liquefying methane |
FR2545589B1 (fr) | 1983-05-06 | 1985-08-30 | Technip Cie | Procede et appareil de refroidissement et liquefaction d'au moins un gaz a bas point d'ebullition, tel que par exemple du gaz naturel |
US4504296A (en) | 1983-07-18 | 1985-03-12 | Air Products And Chemicals, Inc. | Double mixed refrigerant liquefaction process for natural gas |
US4525185A (en) | 1983-10-25 | 1985-06-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Dual mixed refrigerant natural gas liquefaction with staged compression |
US4545795A (en) | 1983-10-25 | 1985-10-08 | Air Products And Chemicals, Inc. | Dual mixed refrigerant natural gas liquefaction |
US4755200A (en) | 1987-02-27 | 1988-07-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Feed gas drier precooling in mixed refrigerant natural gas liquefaction processes |
FR2751059B1 (fr) | 1996-07-12 | 1998-09-25 | Gaz De France | Procede et installation perfectionnes de refroidissement, en particulier pour la liquefaction de gaz naturel |
MY117548A (en) * | 1998-12-18 | 2004-07-31 | Exxon Production Research Co | Dual multi-component refrigeration cycles for liquefaction of natural gas |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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