ES2346731B1 - Sistema y procedimiento de produccion de gas natural licuado. - Google Patents

Sistema y procedimiento de produccion de gas natural licuado. Download PDF

Info

Publication number
ES2346731B1
ES2346731B1 ES200990007A ES200990007A ES2346731B1 ES 2346731 B1 ES2346731 B1 ES 2346731B1 ES 200990007 A ES200990007 A ES 200990007A ES 200990007 A ES200990007 A ES 200990007A ES 2346731 B1 ES2346731 B1 ES 2346731B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
natural gas
air
cooled
stream
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
ES200990007A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2346731A1 (es
Inventor
Silvia Perez Diaz
Giorgio Soave
Calogero Migliore
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Repsol SA
Original Assignee
Repsol YPF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Repsol YPF SA filed Critical Repsol YPF SA
Publication of ES2346731A1 publication Critical patent/ES2346731A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2346731B1 publication Critical patent/ES2346731B1/es
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08—Production of synthetic natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0269—Arrangement of liquefaction units or equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple "trains" concept
    • F25J1/0271—Inter-connecting multiple cold equipments within or downstream of the cold box
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/28—Barges or lighters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/005—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by expansion of a gaseous refrigerant stream with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/007—Primary atmospheric gases, mixtures thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0203—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0204—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow SCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0221—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using the cold stored in an external cryogenic component in an open refrigeration loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F25J1/0265—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0277—Offshore use, e.g. during shipping
    • F25J1/0278—Unit being stationary, e.g. on floating barge or fixed platform
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0285—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings
    • F25J1/0288—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings using work extraction by mechanical coupling of compression and expansion of the refrigerant, so-called companders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/40—Air or oxygen enriched air, i.e. generally less than 30mol% of O2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/62—Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/64—Separating heavy hydrocarbons, e.g. NGL, LPG, C4+ hydrocarbons or heavy condensates in general
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F25J2240/04—Multiple expansion turbines in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/14—External refrigeration with work-producing gas expansion loop
    • F25J2270/16—External refrigeration with work-producing gas expansion loop with mutliple gas expansion loops of the same refrigerant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Sistema y procedimiento de producción de gas natural licuado.
La presente invención se refiere a un método de producción de gas natural licuado que comprende el uso de aire como refrigerante en un ciclo abierto o cerrado.
La invención también se refiere a un sistema para llevar a cabo dicho proceso.

Description

Sistema y procedimiento de producción de gas natural licuado.
La invención se refiere a un procedimiento para obtener Gas Natural Licuado (GNL) usando aire como refrigerante. Este procedimiento se puede llevar a cabo usando un ciclo refrigerante de aire abierto o cerrado.
Antecedentes de la técnica
El gas natural a menudo está disponible en áreas remotas de donde finalmente se usará. Cuando se transporta, el gas natural se enfría a una temperatura de aproximadamente -160ºC a presión atmosférica, de modo que condensa a un líquido llamado gas natural licuado (GNL). Este GNL normalmente es transportado al extranjero en recipientes de transporte adecuados.
Se han desarrollado numerosos ciclos de procedimiento para la producción de GNL para proporcionar los grandes requisitos de refrigeración. Dichos ciclos normalmente usan un refrigerante mezclado que comprende hidrocarburos ligeros y opcionalmente nitrógeno. Por ejemplo, la patente US 4.274.849 describe una mezcla de hidrocarburos, al menos dos, como fluido refrigerante en un procedimiento para licuar un gas natural.
Resumen de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento, sistema o instalación nuevos capaz de licuar gas natural de cualquier tipo de yacimiento de gas natural, y en particular de yacimientos "marinos", y más en particular de yacimientos de gas natural difíciles, en el que este procedimiento comprende aire usado como refrigerante.
El sistema de la presente invención comprende un procedimiento sencilla y fácilmente reproducible en todas las posibles localizaciones, preferiblemente los yacimientos de gas natural "marinos". Este sistema es particularmente ventajoso cuando se encuentra en barcos para licuar gas de yacimientos de gas natural pequeños situados en zonas distantes, lejanas de la costa.
Por lo tanto, un primer aspecto de esta invención, se refiere a un procedimiento para obtener gas natural licuado que comprende aire usado como refrigerante. Este procedimiento se puede desarrollar como un ciclo de refrigeración por aire independiente de la corriente de gas natural.
De acuerdo con el procedimiento de la presente invención, se proporciona un ciclo de refrigeración por aire que comprende las siguientes etapas:
a.
comprimir el aire
b.
enfriar dicho aire comprimido de la etapa (a)
c.
expandir dicho aire comprimido una vez enfriado en la etapa (b); y
d.
usar dicho aire expandido (etapa (c)) para enfriar el gas natural
En una realización de la presente invención, el procedimiento también puede comprender la etapa adicional:
e.
añadir un aire de reposición con el fin de compensar las probables pérdidas de aire.
El aire de reposición se puede tratar para separar el CO_{2} y el agua, que se puede llevar a cabo usando instalaciones de tratamiento conocidas en la técnica.
En una realización más preferida, la etapa (a) del procedimiento se lleva a cabo en al menos una etapa, preferiblemente más de una.
El ciclo de refrigeración por aire de la invención puede ser abierto o cerrado. Cuando el ciclo de refrigeración por aire es abierto, el aire se toma continuamente del entorno, en condiciones atmosféricas, se trata para separar el CO_{2} y agua, se usa para enfriar gas natural de acuerdo con las etapas anteriores y se devuelve a la atmósfera.
Cuando el ciclo de refrigeración por aire es cerrado, el aire usado para enfriar el gas natural vuelve al principio del procedimiento (etapa (a)).
De acuerdo con el procedimiento de la presente invención, la corriente de gas natural pasa por las siguientes etapas:
a.
enfriamiento del gas natural.
b.
expansión de dicho gas natural una vez enfriado en la etapa (a), obteniéndose el GNL o GNL y una fase de vapor (gas final de evaporación).
Por lo tanto, el gas natural se puede licuar completamente (GNL), sin dejar ninguna fase de vapor, o no completamente, obteniéndose dos fases, líquido y vapor.
En otra realización de la presente invención, si en la etapa (b) se obtienen dos fases, la corriente de gas natural comprende la etapa adicional de:
c.
separar dichas fases: líquida (GNL) y vapor (gas final de evaporación).
Opcionalmente, la corriente de gas natural puede comprender la etapa adicional de separar los líquidos del gas natural (LGN), antes de la licuación.
La expresión "líquidos del gas natural (LGN)" tal como se usa en el presente documento se refiere a componentes menos volátiles del gas natural, desde etano a hidrocarburos superiores (etano, propano, butano, isobutano y gasolina natural, esta última llamada a veces condensado), con un contenido minoritario de metano.
En otra realización de la presente invención, la corriente de gas natural se puede tratar previamente, si se requiere, antes de enfriarla. Se conocen diferentes disposiciones de pretratamiento en la técnica. El pretratamiento adecuado depende de la localización, el tipo, la composición exacta y el nivel y naturaleza de los contaminantes o impurezas indeseados presentes en la alimentación del gas natural. Normalmente comprende la separación de, pero no limitado a Hg, H_{2}O, CO_{2} o H_{2}S.
La corriente de gas natural a menudo pasa al procedimiento con una presión de al menos 1 bar, y preferiblemente más de 10 bar; y también depende de la localización y el tipo de gas natural en el yacimiento de gas.
La alimentación de gas natural puede ser pobre en hidrocarburos más pesados y no necesita separación de los líquidos del gas natural; alternativamente, si el gas natural es parcialmente rico en hidrocarburos más pesados, los líquidos del gas natural se pueden mantener en el GNL final y separarlos por fraccionamiento después de su transporte al destino final. En ambos casos, el gas natural se licua como tal, y esto se realiza usando un solo intercambiador de calor.
En una realización más preferida, una corriente de gas natural particularmente rica en hidrocarburos más pesados se enfría en dos etapas:
Primero, el gas natural se enfría con aire, hasta una temperatura adecuada que permite la condensación como un líquido de la cantidad necesaria de líquidos del gas natural (LGN). Esta etapa se lleva a cabo por un primer intercambiador de calor. Esta temperatura podría depender de la composición de la alimentación de gas natural, especificaciones del GNL, o de requisitos particulares de las recuperaciones y/o purezas de los componentes más pesados. Esta temperatura no será inferior a -100ºC.
El resultado de la etapa previa es una corriente gaseosa de hidrocarburo ligero llamada gas natural de bajo poder calorífico. La expresión "gas natural de bajo poder calorífico" se refiere a una corriente que contiene casi todo el metano y el nitrógeno de la alimentación inicial, la cantidad deseada de etano y cantidades residuales pequeñas de los componentes menos volátiles (propano y superiores).
Segundo, el natural de bajo poder calorífico pasa por un segundo intercambiador de calor donde se enfría con el aire, hasta que es gas está casi totalmente o completamente licuado. La temperatura a la que el GN sale del intercambiador de calor no será menor de -163ºC.
Como una realización alternativa, el enfriamiento y la licuación de una corriente de gas natural particularmente rica en hidrocarburos más pesados, se puede llevar a cabo en solo un intercambiador de calor. En este caso, la extracción de los LGN se hace después del pretratamiento del gas y antes del enfriamiento y licuación.
En otra realización de la invención, la corriente de gas final de evaporación, obtenida como subproducto en la licuación del gas natural, se usa para enfriar las corrientes de gas natural y aire en el procedimiento con el fin de recuperar su energía criogénica, y como gas combustible. Este combustible podría alimentar las turbinas de gas y normalmente será necesario presurizarlo mediante un compresor antes de introducirlo en las mismas. La cantidad de gas final de evaporación obtenido puede corresponderse con la cantidad de gas combustible necesaria o puede ser parte del mismo o puede estar en exceso y usarlo en parte para otros propósitos.
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un sistema para llevar a cabo el procedimiento previamente descrito, que comprende una corriente continua de gas natural, instalaciones de tratamiento del gas y un ciclo de refrigeración por aire.
En el ciclo de refrigeración de este sistema se usa aire como refrigerante con el fin de obtener gas natural licuado. Este ciclo puede ser preferiblemente de bucle cerrado o ciclo abierto.
\newpage
En otra realización, el sistema comprende las siguientes partes del equipamiento:
- Intercambiadores de calor. Se puede usar cualquier tipo de intercambiadores de calor en la presente invención, aunque se prefieren los intercambiadores de calor de placas de aletas. El número mínimo de intercambiadores de calor en la parte del gas natural es uno, aunque es posible cualquier número de intercambiadores de calor.
En una realización de la presente invención, el sistema puede tener el intercambio de calor entre la corriente de aire comprimido y el aire de salida después de enfriar y licuar en un intercambiador de calor separado.
- Expansores. Los ejemplos de expansores adecuados son una válvula JT (válvula de Joule-Thompson) y un expansor turbina, aunque se puede usar cualquier tipo de expansor.
En la parte del aire, es necesario al menos un expansor para la expansión del aire. Debido a las limitaciones de energía, los expansores de aire pueden ser más de uno en paralelo. Los expansores de aire pueden estar acoplados a uno o más compresores de aire con el fin de recuperar su energía. Alternativamente, su energía se puede usar para otros propósitos del procedimiento, tal como la generación de energía.
En la parte del gas natural, es necesario al menos un expansor para expandir el líquido obtenido de la sección de intercambio de calor.
- Compresores. Se requiere al menos uno para comprimir el aire. El número de etapas de compresión en el ciclo de aire depende de la optimización del procedimiento; no es un número fijo.
La zona de compresión preferiblemente comprende uno o más intercambiadores de calor (refrigeradores intermedios) entre los compresores, en el caso de que se use más de un compresor, y uno o más intercambiadores de calor (postrefrigeradores) después del último compresor. Los refrigeradores intermedios y los postrefrigeradores usan preferiblemente agua como medio de refrigeración, aunque también se puede usar aire. Se prefieren los intercambiadores de calor de envuelta y tubos.
Puede ser necesario otro compresor, junto con su sistema de refrigeración, para alimentar las turbinas de gas con el gas final de evaporación.
- Controladores para compresores. Controlan todas las etapas de compresión, excepto una si está acoplada al expansor de aire. Se pueden usar turbinas de gas o motores eléctricos.
En una realización más preferida, el sistema comprende el equipamiento adicional:
- Columna para la extracción de los LGN. Si es necesario un fraccionamiento de los LGN, puede ser necesaria más de una columna. La columna para la extracción de los LGN se puede evitar si no es necesario extraer los líquidos del gas natural, y en este caso, la corriente de gas natural se puede dirigir a un intercambiador de calor adicional para la licuación del gas natural.
En una realización más preferida, el sistema comprende el equipamiento adicional:
- Recipiente de evaporación final.
En una segunda realización de la presente invención, este sistema puede estar situado en una estructura fija tal como una plataforma o una estructura móvil tal como una barcaza o buque. Ambas estructuras se pueden usar en todos los tipos de yacimientos de gas natural, incluyendo yacimientos de gas marinos y terrestres. Esto permite la explotación en cualquier tipo de depósito, incluso la explotación de gas difícil (volumen pequeño y yacimientos en zonas remotas).
El término "terrestre" tal como se usa en el presente documento se refiere a algo que está "en tierra".
El término "marino" tal como se usa en el presente documento se refiere a algo que está en el mar alejado de la orilla; no en la línea de costa sino fuera en el mar.
Como realización alternativa, el sistema se puede poner en dos zonas separadas (dos estructuras fijas diferentes, dos estructuras móviles diferentes o una estructura fija y una estructura móvil). Una zona se puede dedicar a la unidad de pretratamiento del gas y las instalaciones de extracción de LGN, mientras que la otra zona se puede dedicar a la unidad de licuación.
Por lo tanto, un tercer aspecto de esta invención se refiere al uso del sistema previamente descrito para yacimientos de gas natural y preferiblemente para yacimientos de gas natural difíciles.
La expresión "yacimiento de gas natural difícil" tal como se usa en el presente documento se refiere a un yacimiento de gas natural que se ha descubierto, pero permanece inutilizable por razones físicas o económicas. Económicamente, porque la reserva esté demasiado remota de un mercado para el gas natural; o físicamente, si el yacimiento de gas está demasiado profundo para perforarlo o está bajo una obstrucción.
Otro aspecto de esta invención se refiere al uso del sistema previamente descrito para producir al menos 0,1 MTA (millones de toneladas por año) de GNL, y preferiblemente, la producción de GNL está en el intervalo de 0,5 a 3 MTA.
Salvo que se defina lo contrario, todos los términos técnicos y científicos usados en el presente documento tienen el mismo significado que entiende habitualmente el experto en la materia a la que pertenece esta invención. Los procedimientos y materiales similares o equivalentes a los descritos en el presente documento se pueden usar en la práctica de la presente invención. A lo largo de la descripción y reivindicaciones, la palabra "comprende" y sus variaciones no se pretende que excluya otras características técnicas, aditivos, componentes o etapas. Objetos, ventajas y características adicionales de la invención serán evidentes para el experto en la materia tras examinar la descripción, o se pueden aprender por la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración y no se pretende que limiten la presente invención. Se han omitido en las figuras diferentes subsistemas necesarios tales como válvulas, sistemas de control, sensores, abrazaderas y estructuras de soporte verticales, con el propósito de simplicidad y claridad de la presentación.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 y la figura 3 son diagramas esquemáticos de un ciclo refrigerante cerrado de acuerdo con la invención.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de un bucle refrigerante abierto de acuerdo con la invención.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos dan una descripción de algunos de los posibles esquemas de procedimiento y condiciones de trabajo que no cubren todos los posibles esquemas y condiciones que se detallan en la lista de reivindicaciones dada a continuación.
Ejemplo 1
La figura 1 muestra un ejemplo de la presente invención aplicado a la licuación de una corriente de alimentación de gas natural, usando aire como refrigerante. La corriente de alimentación de gas natural (1) se trata en una instalación de pretratamiento convencional (A) para separar el CO_{2}, H_{2}S, agua y contaminantes de mercurio.
El gas tratado, corriente (2), corresponde a una corriente de gas natural seco, dulce, a 15ºC, 30 bar. La corriente (2) tiene una composición molar dada en la siguiente Tabla 1.
TABLA 1
1
La corriente (2) entra en la instalación de licuación, pasando por dos intercambiadores de calor (100, 101) con el fin de obtener un líquido subenfriado a alta presión, corriente (6). En el primer intercambiador de calor (100), el gas natural se preenfría a una temperatura intermedia de aproximadamente -69ºC (corriente 3), con el fin de condensar los líquidos del gas natural. La corriente (3) entra en una columna (B) donde los líquidos del gas natural son extraídos en forma de la corriente (4) en la parte inferior, mientras que el gas de bajo poder calorífico, corriente (5), sale por la parte superior de la columna. La corriente (4) se dirigirá a una zona de fraccionamiento, si se necesitan productos específicos tales como propano y butano.
El gas natural de bajo poder calorífico (corriente 5) entra en el segundo intercambiador de calor (101) y se enfría a una temperatura de aproximadamente -130ºC, obteniéndose una corriente de líquido subenfriada a alta presión (corriente 6), que se dirige a una válvula JT (102), a través de la cual la corriente (6) se expande de forma adiabática a 1,1 bar y finalmente se dirige a un recipiente de evaporación final (103), que separa el líquido y el vapor, produciendo el GNL para almacenar (corriente 8) y el gas final de evaporación (corriente 9), ambos a aproximadamente -160ºC y 1,1 bar.
La corriente 9 se vuelve a pasar a ambos intercambiadores de calor (101) y (100), respectivamente, donde se recupera la energía criogénica de esta corriente. Por lo tanto, la corriente (9) sale del intercambiador de calor (101) a -91ºC, obteniéndose la corriente (10), que se calienta más mediante el intercambiador de calor (100) a la temperatura de 15ºC (corriente 11). Esta corriente de vapor (11) se puede usar como combustible en la instalación. En el caso de que este combustible alimente las turbinas de gas, normalmente no será necesario presurizar la corriente (11) con un compresor antes de introducirlo en las mismas.
En este ejemplo, los intercambiadores de calor en la parte del gas natural son intercambiadores de calor de placa de aletas.
Ahora se describirá el ciclo de refrigeración del aire que transforma la corriente de gas (2) en la corriente de líquido (6), empezando con la corriente de aire (12) que ha gastado todas o la mayoría de sus propiedades de refrigeración absorbiendo calor del gas de alimentación. La corriente (12), a aproximadamente 34ºC, está en la presión menor del ciclo (aproximadamente 2 bar) y se alimenta a y se vuelve a comprimir en una unidad de compresión (104) de múltiples etapas, provista de etapas de refrigeración intermedia y postrefrigeración para producir la corriente comprimida (18). La zona de compresión comprende 3 compresores, (105, 107) y (109), con un intercambiador de calor (106) entre los compresores (105) y (107), un intercambiador de calor (108) entre los compresores (107) y (109) y un intercambiador de calor (110) después del último compresor (109).
Los refrigeradores intermedios (106) y (108) y el postrefrigerador (110) usan agua como medio refrigerante. La corriente comprimida 18 sale de la unidad de compresión (104) a 40ºC, 30 bar y se dirige al intercambiador de calor (100), donde se preenfría a -24ºC por el paso en contracorriente de la corriente de aire refrigerante (21) y del gas final de evaporación (10). La corriente 18 sale como corriente (19) del intercambiador de calor (100) y se pasa por una zona de expansión (111) para reducir la presión y temperatura de la corriente de aire (19), dando como resultado la corriente (24). La zona de expansión comprende dos turboexpansores (112) y (113) en paralelo y se usa para proporcionar parte de la energía para los compresores de la unidad de compresión (104). La corriente de aire (24) (que se ha expandido en la zona de expansión 111) está a 2,1 bar y a una temperatura de aproximadamente -135ºC. Pasa por ambos intercambiadores de calor (101) y (100), respectivamente. En el intercambiador de calor (101), la corriente (24) proporciona suficiente enfriamiento para licuar la corriente de gas natural (5) para formar el gas natural líquido (corriente 6). La corriente (24) sale como corriente (25) del intercambiador de calor (101) a una temperatura de -73ºC y entra en el intercambiador de calor (100), en el que se preenfrían tanto el gas natural (corriente 2) como el aire comprimido (corriente 18). La corriente (25) sale del intercambiador de calor (100) como corriente (12) y empieza el ciclo otra vez.
El ciclo del aire tendrá un punto de reposición con el fin de compensar las pérdidas de aire en el ciclo del aire. El aire de reposición tendrá que ser tratado en las instalaciones de tratamiento para separar el CO_{2} y el agua que puede llevar.
La Tabla 2 muestra las condiciones de trabajo de las corrientes principales de la Figura 1.
TABLA 2
2
Ejemplo 2
La Figura 2 muestra otro ejemplo de la presente invención. El ejemplo mostrado en la Figura 2 tiene, como modificación en relación a la Figura 1, que el aire se usa como un flujo refrigerante en un bucle abierto.
Como en el ejemplo previo, el gas natural (1) se trata en la instalación de pretratamiento (A) para separar el CO_{2}, H_{2}S, agua y contaminantes de mercurio (el gas tratado, corriente 2, tiene la composición mostrada en la Tabla 1) y después se licua por intercambio con aire frío en dos etapas. Primero, se preenfría en el intercambiador de calor (100) a una temperatura de aproximadamente -69ºC (corriente 3). Pasa por una columna (B) en la que se extraen los líquidos en forma de la corriente inferior (4); el gas natural de bajo poder calorífico sale de la columna (B) por la parte superior (corriente 5) y entra en el segundo intercambiador de calor (101). La corriente de líquido que sale del intercambiador de calor (101) a aproximadamente -130ºC (corriente 6) se dirige a una zona de expansión, en la que se expande de forma adiabática en una válvula JT (102) a 1,1 bar (corriente 7). Finalmente, la corriente (7) se dirige a un recipiente de evaporación final (103), que separa el líquido del vapor, produciendo el GNL para almacenar (corriente 8) y el gas final de evaporación (corriente 9), ambos a aproximadamente -160ºC y 1,1 bar.
La corriente (9) se vuelve a pasar por ambos intercambiadores de calor (101) y (100), respectivamente, en los que se recupera la energía criogénica de esta corriente de una forma idéntica a la del Ejemplo 1. Al final, el gas final de evaporación sale del intercambiador de calor (100) como corriente (11) a 15ºC, 1 bar. Esta corriente de vapor (11) se puede usar como combustible en la instalación.
El ciclo de refrigeración por aire, en la Figura 2, es un bucle abierto. En este ciclo, el aire se toma continuamente de la atmósfera en condiciones ambiente (corriente 12'). La corriente (12') entra en la instalación de tratamiento (C,) que está encargada de separar el CO_{2} y el agua que pueda llevar el aire, y sale de la instalación como corriente (12) (15ºC, 1 bar). La corriente (12) se comprime en una unidad de compresión (104) de múltiples etapas, provista de etapas de refrigeración intermedia y de postrefrigeración, para producir la corriente comprimida (18), que sale de la unidad de compresión (104) a 40ºC y 16 bar. Se dirige al intercambiador de calor (100), en el que se preenfría a aproximadamente -27ºC por el paso en contracorriente de la corriente de aire de refrigeración (21) y del gas final de evaporación (10). La corriente (18) sale como corriente (19) del intercambiador de calor (100) y pasa a una zona de expansión (111), en la que la presión y la temperatura se reducen a aproximadamente 1,2 bar y -133ºC, respectivamente (corriente 24). La corriente (24) pasa por ambos intercambiadores de calor (101) y (100), respectivamente. En el intercambiador de calor (101), la corriente (24) proporciona suficiente enfriamiento para licuar la corriente de gas natural (5) para formar el gas natural líquido (corriente 6). La corriente (24) sale como corriente (25) del intercambiador de calor (101) a una temperatura de aproximadamente -74ºC y entra en el intercambiador de calor (100), en el que se enfría tanto el gas natural (corriente 2) como el aire comprimido (corriente 18). La corriente (25) sale del intercambiador de calor (100) a aproximadamente 33ºC y 1 bar, y es liberado directamente a la atmósfera (26).
La Tabla 3 muestra las condiciones de trabajo de las corrientes principales de la figura 2.
TABLA 3
3
Ejemplo 3
La Figura 3 muestra otro ejemplo de la presente invención.
Como en los ejemplos previos, el gas natural (1) se trata en la instalación de pretratamiento (A) (el gas tratado, corriente 2, tiene la composición mostrada en la Tabla 1) y después se licua por intercambio de calor con aire frío en dos etapas. Primero, se preenfría en el intercambiador de calor (120) a una temperatura de aproximadamente -69ºC (corriente 3). Pasa por una columna (B) en la que se extraen los líquidos en forma de la corriente inferior (4); el gas natural de bajo poder calorífico sale de la columna (B) por la parte superior (corriente 5) y entra en el segundo intercambiador de calor (101). La corriente de líquido que sale del intercambiador de calor (101) a aproximadamente -131ºC (corriente 6) se dirige a una zona de expansión, en la que se expande de forma adiabática en una válvula JT (102) a 1,1 bar (corriente 7). Finalmente, la corriente (7) se dirige a un recipiente de evaporación final (103), que separa el líquido del vapor, produciendo el GNL para almacenar (corriente 8) y el gas final de evaporación (corriente 9), ambos a aproximadamente -160ºC y 1,1 bar.
La corriente (9) se vuelve a pasar por ambos intercambiadores de calor (101) y (120), respectivamente, en los que se recupera la energía criogénica de esta corriente de una forma idéntica a la de los Ejemplos 1 y 2. Al final, el gas final de evaporación sale del intercambiador de calor (120) como corriente (11) a 15ºC, 1 bar. Esta corriente de vapor (11) se puede usar como combustible en la instalación.
Ahora se describirá el ciclo de refrigeración por aire que transforma la corriente de gas (2) en corriente de líquido (6), comenzando con la corriente de aire (12). La corriente (12), que está a aproximadamente 36ºC y 3,6 bar se comprime en una unidad de compresión de múltiples etapas (104) provista de etapas de refrigeración intermedia y postrefrigeración para producir la corriente comprimida (18), que sale de la unidad de compresión (104) a 40ºC y 43 bar. Se dirige a un intercambiador de calor (114) adicional, en el que se preenfría a aproximadamente -33ºC por el paso en cortacorriente de la corriente de aire de refrigeración (121). La corriente (18) sale como corriente (19) del intercambiador de calor (114) y pasa a una zona de expansión (111), en la que la presión y la temperatura se reducen a aproximadamente 4 bar y -135ºC, respectivamente (corriente 24). La corriente (24) pasa por ambos intercambiadores de calor (101) y (120), respectivamente. En el intercambiador de calor (101), la corriente (24) proporciona suficiente enfriamiento para licuar la corriente de gas natural (5) para formar el gas natural líquido (corriente 6). La corriente (24) sale como corriente (25) del intercambiador de calor (101) a una temperatura de aproximadamente -81ºC y entra en el intercambiador de calor (120), en el que preenfría al gas natural (corriente 2). La corriente (25) sale del intercambiador de calor (120) como corriente (121) a aproximadamente -43ºC y 3,7 bar, y se dirige al intercambiador de calor (114), en el que esta corriente preenfría la corriente de aire (18) en contracorriente. La corriente (121) sale del intercambiador de calor (114) y empieza el ciclo otra vez.
El ciclo del aire tendrá un punto de reposición con el fin de compensar las pérdidas de aire en el ciclo del aire. El aire de reposición tendrá que ser tratado en instalaciones de tratamiento para separar el CO_{2} y el agua que puede llevar.
La Tabla 4 muestra las condiciones de trabajo de las corrientes principales de la Figura 3.
TABLA 4
4

Claims (21)

1. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) que comprende:
- una estructura móvil, y
- una instalación de licuación de gas natural instalada en la estructura móvil, que comprende:
al menos un compresor (105, 107, 109) en el que se comprime el aire (12) para obtener el aire comprimido (18),
al menos un expansor (112, 113) en el que se expande un aire comprimido enfriado (19) para obtener un aire expandido (24, 25) en fase gaseosa,
al menos un intercambiador de calor (100, 120, 101) en el que solo se enfría el gas natural (2, 5)
mediante el aire expandido (24, 25) y
mediante el gas final de evaporación (9, 10) para obtener un gas natural enfriado (3, 6),
un dispositivo de expansión (102) en el que se expande el gas natural enfriado (6) para obtener un gas natural enfriado expandido (7), y
un recipiente de evaporación final (103) en el que se separa el gas natural enfriado expandido (7) en gas natural licuado GNL (8) y en gas final de evaporación (9).
2. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el intercambiador de calor (100) además comprende:
una entrada para el aire comprimido (18),
una salida para el aire comprimido enfriado (19), y
una salida para el aire (12) que además está conectada al compresor (105, 107, 109) en un ciclo de refrigeración cerrado o con la atmósfera (26) en un ciclo de refrigeración abierto.
3. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un intercambiador de calor (114) adicional, en el que el aire comprimido (18) se enfría con el aire expandido (121) que viene del intercambiador de calor (120) para obtener el aire comprimido enfriado (19).
4. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una unidad de fraccionamiento B, situada después del intercambiador de calor (100, 120), en la que entra el gas natural enfriado (3), se separa una corriente enriquecida en líquidos del gas natural (4), y se separa un gas natural de bajo poder calorífico (5).
5. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) de acuerdo con la reivindicación 4, en el que un intercambiador de calor (101) está situado después de la unidad de fraccionamiento B, en el que se enfría el gas natural de bajo poder calorífico (5) con el aire expandido (24) y con el gas final de evaporación (9) para obtener el gas natural enfriado (6).
6. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una instalación de pretratamiento A situada antes del intercambiador de calor (100, 120), en la que se separan los contaminantes o impurezas no deseados presentes en la alimentación de gas natural (1).
7. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una instalación de tratamiento C en la que se separan el CO_{2} y el agua del aire (12') tomado de la atmósfera, obteniéndose el aire (12) que se dirige al compresor (105, 107, 109).
8. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la estructura móvil consiste en una barcaza.
9. Un sistema de producción de gas natural licuado (GNL) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la estructura móvil consiste en un buque.
10. Un procedimiento de producción de gas natural licuado (GNL), que comprende las siguientes etapas:
a. comprimir aire (12) para obtener un aire comprimido (18),
b. enfriar el aire comprimido (18) para obtener un aire comprimido enfriado (19),
c. expandir dicho aire comprimido enfriado (19) para obtener un aire expandido (24, 25) en fase gaseosa,
d. enfriar una corriente de gas natural (2, 5) para obtener un gas natural enfriado (6),
e. expandir el gas natural enfriado (6) para obtener un gas natural expandido (7) y separar dicho gas natural expandido (7) en gas natural líquido (GNL) (8) y un gas final de evaporación (9),
en el que dicha etapa de enfriamiento d) solo se realiza por el aire expandido (24, 25) y por el gas final de evaporación (9).
11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, que además comprende la etapa de:
f. añadir corriente de aire de reposición al circuito de aire con el fin de compensar las pérdidas de aire.
12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la etapa de comprimir el aire (12) se lleva a cabo en más de una etapa.
13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el aire expandido (25) una vez usado para enfriar el gas natural se vuelve a circular al inicio del procedimiento como aire (12) donde se comprime otra vez.
14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el aire expandido (25) una vez usado para enfriar el gas natural se libera a la atmósfera (26).
15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende la etapa adicional de:
g. separar la corriente de gas natural (3) en una corriente enriquecida con líquidos del gas natural (LGN) (4) y una corriente de gas de bajo poder calorífico (5) antes de la licuación del gas natural.
16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la corriente de gas natural entra en el procedimiento a una presión de al menos 1 bar.
17. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el gas natural se enfría para la licuación en dos etapas.
18. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la corriente de gas natural se enfría, en la primera etapa de enfriamiento, a una temperatura que permite la extracción de la corriente enriquecida con líquidos del gas natural (LGN) (4).
19. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la corriente de gas natural se enfría, en la segunda etapa de enfriamiento, a una temperatura que permite la licuación del mismo.
20. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que el gas natural se trata previamente antes de enfriarlo.
21. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 20, en el que el tratamiento previo del gas natural comprende la separación de CO_{2}, H_{2}S, H_{2}O o Hg.
ES200990007A 2006-12-26 2007-12-12 Sistema y procedimiento de produccion de gas natural licuado. Expired - Fee Related ES2346731B1 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06127190A EP1939564A1 (en) 2006-12-26 2006-12-26 Process to obtain liquefied natural gas
EP06127190 2006-12-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2346731A1 ES2346731A1 (es) 2010-10-19
ES2346731B1 true ES2346731B1 (es) 2011-08-10

Family

ID=38249271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200990007A Expired - Fee Related ES2346731B1 (es) 2006-12-26 2007-12-12 Sistema y procedimiento de produccion de gas natural licuado.

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP1939564A1 (es)
JP (1) JP5547967B2 (es)
KR (1) KR101462290B1 (es)
CN (1) CN101606033B (es)
BR (1) BRPI0719617A2 (es)
DE (1) DE112007003171T5 (es)
ES (1) ES2346731B1 (es)
HK (1) HK1139454A1 (es)
NO (1) NO20092396L (es)
WO (1) WO2008077788A2 (es)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8601833B2 (en) 2007-10-19 2013-12-10 Air Products And Chemicals, Inc. System to cold compress an air stream using natural gas refrigeration
NO331740B1 (no) 2008-08-29 2012-03-12 Hamworthy Gas Systems As Fremgangsmate og system for optimalisert LNG produksjon
KR101110864B1 (ko) 2009-02-27 2012-02-16 삼성중공업 주식회사 부유식 액화천연가스생산 저장설비
ES2355467B1 (es) * 2009-09-11 2012-02-03 Repsol Ypf, S.A. Proceso y sistema para obtener gas natural licuado.
CN102115683A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 中国科学院理化技术研究所 一种生产液化天然气的方法
KR101637334B1 (ko) * 2010-04-30 2016-07-08 대우조선해양 주식회사 천연가스 액화방법 및 장치
CN102200370A (zh) * 2011-04-21 2011-09-28 北京工业大学 一种膨胀式可燃气体液化装置及流程
CN102206520B (zh) * 2011-04-21 2013-11-06 北京工业大学 一种天然气直接膨胀式液化方法及装置
GB2486036B (en) * 2011-06-15 2012-11-07 Anthony Dwight Maunder Process for liquefaction of natural gas
FR2977014B1 (fr) 2011-06-24 2016-04-15 Saipem Sa Procede de liquefaction de gaz naturel avec un melange de gaz refrigerant.
EP2893275A1 (en) * 2012-09-07 2015-07-15 Keppel Offshore&Marine Technology Centre Pte Ltd System and method for natural gas liquefaction
KR102239826B1 (ko) * 2014-08-14 2021-04-13 대우조선해양 주식회사 해상 천연가스 액화 및 저장 구조물 및 방법
CN104845692A (zh) * 2015-04-03 2015-08-19 浙江大学 一种油田伴生气全液化回收系统及其方法
CN105674686B (zh) * 2016-01-15 2018-09-14 成都赛普瑞兴科技有限公司 一种膨胀制冷富甲烷气液化的方法及装置
CN106705569A (zh) * 2017-03-28 2017-05-24 北京工业大学 一种容积式压缩膨胀制冷的可燃气体液化装置及使用方法
KR102144193B1 (ko) * 2018-11-15 2020-08-28 한국조선해양 주식회사 가스 처리 시스템 및 이를 포함하는 해양 구조물
WO2020205750A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 Bright Energy Storage Technologies, Llp Co2 separation & liquefaction system and method
WO2022132582A1 (en) 2020-12-20 2022-06-23 Gtuit, Llc System and method for removing natural gas liquids from rich gas
KR102622554B1 (ko) * 2021-08-18 2024-01-11 부산대학교 산학협력단 천연가스 액화 시스템, 이를 포함하는 선박, 천연가스 및 공기의 액화 방법

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL108678C (es) * 1939-03-09
DE1268161B (de) * 1963-02-23 1968-05-16 Linde Ag Verfahren zur Verfluessigung von Erdgas
US3400547A (en) * 1966-11-02 1968-09-10 Williams Process for liquefaction of natural gas and transportation by marine vessel
FR2292203A1 (fr) 1974-11-21 1976-06-18 Technip Cie Procede et installation pour la liquefaction d'un gaz a bas point d'ebullition
US4846862A (en) * 1988-09-06 1989-07-11 Air Products And Chemicals, Inc. Reliquefaction of boil-off from liquefied natural gas
TW366411B (en) * 1997-06-20 1999-08-11 Exxon Production Research Co Improved process for liquefaction of natural gas
US5931021A (en) * 1997-06-24 1999-08-03 Shnaid; Isaac Straightforward method and once-through apparatus for gas liquefaction
US6308531B1 (en) * 1999-10-12 2001-10-30 Air Products And Chemicals, Inc. Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas
US7143606B2 (en) * 2002-11-01 2006-12-05 L'air Liquide-Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etide Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Combined air separation natural gas liquefaction plant
JP3105947U (ja) * 2003-10-01 2004-12-09 保 三輪 Ｌｎｇスタンドと複槽コンテナー
JP2008519210A (ja) * 2004-11-05 2008-06-05 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー Ｌｎｇ輸送容器及び炭化水素を輸送するための方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HARROLD D. "{}DESIGN A TURNKEY FLOATING LNG FACILITY"{} HYDROCARBON PROCESSING, GULF PUBLISHING CO. HOUSTON, US, Julio 2004 (2004-07), Páginas 47-51. *

Also Published As

Publication number Publication date
DE112007003171T5 (de) 2009-11-26
JP2010514871A (ja) 2010-05-06
KR101462290B1 (ko) 2014-11-14
NO20092396L (no) 2009-09-04
CN101606033A (zh) 2009-12-16
BRPI0719617A2 (pt) 2014-04-08
WO2008077788A3 (en) 2008-11-27
CN101606033B (zh) 2011-10-26
EP1939564A1 (en) 2008-07-02
HK1139454A1 (en) 2010-09-17
ES2346731A1 (es) 2010-10-19
KR20090105919A (ko) 2009-10-07
WO2008077788A2 (en) 2008-07-03
JP5547967B2 (ja) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2346731B1 (es) Sistema y procedimiento de produccion de gas natural licuado.
KR102137940B1 (ko) 액화 질소를 사용하여 액화 천연 가스로부터 질소를 분리하기 위한 방법 및 시스템
US8250883B2 (en) Process to obtain liquefied natural gas
CA2887252C (en) Integrated nitrogen removal in the production of liquefied natural gas using refrigerated heat pump
CN106066116B (zh) 用于使天然气液化的集成甲烷制冷系统
ES2862304T3 (es) Procedimiento de licuación de gas natural y de recuperación de eventuales líquidos del gas natural que comprende dos ciclos refrigerantes semiabiertos con respecto al gas natural y un ciclo refrigerante cerrado con respecto al gas refrigerante
ES2246028T3 (es) Ciclo de doble refrigerante mixto para la licuacion de gases.
AU2015201965B2 (en) Integrated nitrogen removal in the production of liquefied natural gas using dedicated reinjection circuit
CA2887247C (en) Integrated nitrogen removal in the production of liquefied natural gas using intermediate feed gas separation
US7386996B2 (en) Natural gas liquefaction process
ES2630362T3 (es) Procedimiento de licuefacción de gas natural
KR20180095870A (ko) 액체 질소로 보강된, 팽창기-기반 lng 생산 방법
NO312381B1 (no) Offshore apparatur for kondensering av naturgass
US11536510B2 (en) Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
KR20070084510A (ko) 액체 환류 스트림을 제공하기 위한 적층식 수직형열교환기를 채용하는 ｌｎｇ 시스템
KR102488158B1 (ko) 질소 제거에 의한 lng 생산
AU2019203150A1 (en) Modularized lng separation device and flash gas heat exchanger
MX2010011500A (es) Proceso de expansion dual de nitrogeno.
JP7089074B2 (ja) 液体窒素を使用する天然ガスの液化のための方法及びシステム
CN113865266B (zh) 液化系统
ES2355467B1 (es) Proceso y sistema para obtener gas natural licuado.
AU754108B2 (en) Liquefaction apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20101019

Kind code of ref document: A1

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2346731

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20110810

PC2A Transfer of patent

Owner name: REPSOL, S.A.

Effective date: 20120925

FD2A Announcement of lapse in spain

Effective date: 20210915