JP2007192531A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1冷媒流体20を軸流コンプレッサ5に供給、軸流コンプレッサ中で第1冷媒流体を圧縮、圧縮された第1冷媒流体30を得る工程、圧縮された第1冷媒流体を遠心コンプレッサ6に供給する工程、また第2冷媒流体40を遠心コンプレッサ6に供給する工程、圧縮された第1冷媒流体と第2冷媒流体とを遠心コンプレッサ6で圧縮、圧縮された冷媒流体混合物50を得、これを熱交換器13で冷却、冷却・圧縮された冷媒流体混合物60を得る工程、冷却・圧縮された冷媒流体混合物を少なくとも2つの流れに分離する工程、この2つの流れを熱交換器2の異なる圧力レベルにて冷却すべき天然ガス流10と熱交換接触させて蒸発させる工程、及び前記蒸発した2つの流れから第1冷媒流体及び第2冷媒流体20及び40を回収する工程、を行なう。
【選択図】図1
Description
(a)第1冷媒流体を軸流コンプレッサに供給する工程;
(b)軸流コンプレッサ中で第1冷媒流体を圧縮して、圧縮された第1冷媒流体を得る工程;
(c)前記圧縮された第1冷媒流体を第1圧力レベルにて第1入口から遠心コンプレッサに供給する工程;
(d)第2冷媒流体を前記第1圧力レベルより低い第2圧力レベルにて第2入口から遠心コンプレッサに供給する工程;
(e)工程(c)で供給された前記圧縮された第1冷媒流体と工程(d)で遠心コンプレッサに供給された第2冷媒流体とを圧縮して、圧縮された冷媒流体混合物を得る工程;
(f)工程(e)で得られた前記圧縮された冷媒流体混合物を熱交換器においてクーラー流で冷却して、冷却され圧縮された冷媒流体混合物を得る工程;
(g)工程(f)で得られた前記冷却され圧縮された冷媒流体混合物を少なくとも2つの流れに分離する工程;
(h)工程(g)で得られた前記少なくとも2つの流れを熱交換器の異なる圧力レベルにて冷却すべき流れと熱交換接触させて蒸発させることで前記流れを冷却する工程;及び
(i)工程(h)で蒸発した前記少なくとも2つの流れから前記第1冷媒流体及び第2冷媒流体を回収する工程;
を行なう方法により達成される。
- 圧縮すべき第1冷媒流体の入口と圧縮された第1冷媒流体の出口とを有する軸流コンプレッサと;更に圧縮すべき前記圧縮された第1冷媒流体の第1入口と圧縮すべき第2冷媒流体の第2入口と圧縮された冷媒流体混合物の出口とを有すると共に第2入口での圧力レベルが第1入口での圧力レベルより低くなるよう適合している遠心コンプレッサとからなるコンプレッサ装置;
- 前記圧縮された冷媒流体混合物をクーラー流で冷却することで、冷却され圧縮された冷媒流体混合物を得る熱交換器;
- 前記冷却され圧縮された冷媒流体混合物を少なくとも2つの流れに分離する分離器;
- 前記少なくとも2つの流れを異なる圧力にて蒸発させ前記流れを冷却する熱交換器;及び
- 蒸発した冷媒をコンプレッサ装置に戻すための戻り管路;
を備える前記装置を提供する。
- 圧縮すべき流体の入口と圧縮された流体の出口とを有する軸流コンプレッサ;
- 圧縮すべき流体の第1入口及び第2入口と圧縮された流体の出口とを有すると共に第2入口での圧力レベルが第1入口での圧力レベルよりも低くなるように適合している遠心コンプレッサ;
を備え、軸流コンプレッサの出口が遠心コンプレッサの第2入口に連結されている、前記コンプレッサ装置を提供する。
計算シミュレーションでは、図1のプロセス案を分子量が18g/モルの天然ガス10kgモル/秒(すなわちほぼ5MtpaのLNGが最終的に生成されるのに等しい180kg/秒の供給量)を液化する際の予冷工程として使用した。
2 熱交換器列
2a、2b 熱交換器
3 冷媒回路
4 コンプレッサ装置
5 軸流コンプレッサ
6 遠心コンプレッサ
10 天然ガス流
13 熱交換器
33 分離器
Claims (15)
- 熱交換器(2)において冷媒回路(3)中を循環する冷媒流体で流れ(10)、特に天然ガスなどの炭化水素流を冷却する方法であって、冷媒流体の前記循環では少なくとも、
(a)第1冷媒流体(20)を軸流コンプレッサ(5)に供給する工程;
(b)軸流コンプレッサ(5)中で第1冷媒流体(20)を圧縮して、圧縮された第1冷媒流体(30)を得る工程;
(c)前記圧縮された第1冷媒流体(30)を第1圧力レベルにて第1入口(9)から遠心コンプレッサ(6)に供給する工程;
(d)第2冷媒流体(40)を前記第1圧力レベルより低い第2圧力レベルにて第2入口(11)から遠心コンプレッサ(6)に供給する工程;
(e)工程(c)で供給された前記圧縮された第1冷媒流体(30)と工程(d)で遠心コンプレッサ(6)に供給された第2冷媒流体(40)とを圧縮して、圧縮された冷媒流体混合物(50)を得る工程;
(f)工程(e)で得られた前記圧縮された冷媒流体混合物(50)を熱交換器(13)においてクーラー流で冷却して、冷却され圧縮された冷媒流体混合物(60)を得る工程;
(g)工程(f)で得られた前記冷却され圧縮された冷媒流体混合物(60)を少なくとも2つの流れに分離する工程;
(h)工程(g)で得られた前記少なくとも2つの流れを熱交換器(2)の異なる圧力レベルにて冷却すべき流れ(10)と熱交換接触させて蒸発させることで前記流れ(10)を冷却する工程;及び
(i)工程(h)で蒸発した前記少なくとも2つの流れから前記第1冷媒流体及び第2冷媒流体(20、40)を回収する工程;
を行なう方法。 - 工程(d)で供給される第2冷媒流体(40)の圧力レベルが工程(a)で供給される第1冷媒流体(20)の圧力レベルより高い、請求項1に記載の方法。
- 工程(a)において第1冷媒流体(20)を2〜5バールの範囲、好ましくは約3バールの圧力にて軸流コンプレッサ(5)に供給する、請求項1又は2に記載の方法。
- 工程(c)において前記圧縮された第1冷媒流体(30)を12〜30バールの範囲の圧力にて遠心コンプレッサ(6)に供給する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(c)において遠心コンプレッサ(6)に供給される前記圧縮された第1冷媒流体(30)の圧力が、工程(a)において軸流コンプレッサ(5)に供給される第1冷媒流体(20)の圧力の5〜7倍高く、好ましくは6倍高い、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(d)において第2冷媒流体(40)を6〜15バールの範囲の圧力にて遠心コンプレッサ(6)に供給する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(e)で得られた前記圧縮された冷媒流体混合物(50)の圧力が25〜60バールの範囲にある、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記冷媒流体が混合冷媒からなる請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(h)で冷却される前記流れ(10)を液化して液化流、特にLNGなどの液化炭化水素流を得る、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 流れ(10)、特に天然ガスなどの炭化水素流を熱交換器(2)において冷媒回路(3)中を循環する冷媒流体で冷却できて好ましくは液化天然ガス流(100)を生成する装置(1)であって、前記冷媒回路(3)が少なくとも、
- 圧縮すべき第1冷媒流体(20)の入口(7)と圧縮された第1冷媒流体(30)の出口(8)とを有する軸流コンプレッサ(5)と;更に圧縮すべき前記圧縮された第1冷媒流体(30)の第1入口(9)と圧縮すべき第2冷媒流体(40)の第2入口(11)と圧縮された冷媒流体混合物(50)の出口(12)とを有すると共に第2入口(11)での圧力レベルが第1入口(9)での圧力レベルより低くなるよう適合している遠心コンプレッサ(6)とからなるコンプレッサ装置(4);
- 前記圧縮された冷媒流体混合物(50)をクーラー流で冷却することで、冷却され圧縮された冷媒流体混合物(60)を得る熱交換器(13);
- 前記冷却され圧縮された冷媒流体混合物(60)を少なくとも2つの流れ(70、80)に分離する分離器(33);
- 前記少なくとも2つの流れ(70、80)を異なる圧力にて蒸発させ前記流れ(10)を冷却する熱交換器(2);及び
- 蒸発した冷媒をコンプレッサ装置(4)に戻すための戻り管路(20、40);
を備える前記装置(1)。 - 前記分離器がT型連結器からなる請求項10に記載の装置。
- 前記少なくとも2つの流れを異なる圧力にて蒸発させることのできる熱交換器(2)が、少なくとも2個の熱交換器(2a、2b)からなる熱交換器列である、請求項10又は11に記載の装置。
- 請求項10〜12のいずれか一項に記載の装置において記載された冷媒回路(3)。
- 流れ、特に天然ガスなどの炭化水素流を冷却するための、請求項12に記載の冷媒回路(3)の使用法。
- 請求項10に記載の装置において記載のコンプレッサ装置(4)であって、
- 圧縮すべき流体(20)の入口(7)と圧縮された流体(30)の出口(8)とを有する軸流コンプレッサ(5);
- 圧縮すべき流体(30、40)の第1入口(9)及び第2入口(11)と圧縮された流体(50)の出口(12)とを有すると共に第2入口(11)での圧力レベルが第1入口(9)での圧力レベルよりも低くなるように適合している遠心コンプレッサ(6);
を備え、軸流コンプレッサ(5)の出口(8)が遠心コンプレッサ(6)の第2入口(11)に連結されている、前記コンプレッサ装置(4)。
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