MX2011000840A - Produccion de gas natural licuado. - Google Patents

Produccion de gas natural licuado.

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vapor
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John D Wilkinson
Hank M Hudson
Kyle T Cuellar
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Ortloff Engineers Ltd
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Abstract

Se describe un procedimiento y un aparato para licuar una porción de una corriente de gas natural. La corriente de gas natural se enfría bajo presión y se divide en una primera corriente y una segunda corriente. La primera corriente se enfría, se expande a una presión intermedia y se suministra a un punto de alimentación inferior sobre una columna de destilación. La segunda corriente se expande a una presión intermedia y se divide en dos porciones. Una porción se enfría y después se suministra a un punto de alimentación de la parte media de la columna sobre la columna de destilación; la otra porción se utiliza para enfriar la primera corriente. El producto inferior de esta columna de destilación contiene de manera preferencial la mayor parte de cualquiera de los hidrocarburos más pesados que el metano que de otra manera reduciría la pureza del gas natural licuado de manera que el vapor de la parte superior de la columna de destilación contiene esencialmente sólo metano y componentes más ligeros.

Description

PRODUCCION DE GAS NATURAL LICUADO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un proceso y aparato para tratar gas natural para producir gas natural licuado (LNG) que tiene una alta pureza de metano. En particular, la presente invención es apropiada para la producción de LNG a partir del gas natural que se encuentra en las tuberías para el transporte de gas a alta presión. Los inventores reivindican los beneficios bajo el Código de los E.U.A. título 35, Sección 119(e) de la anterior Solicitud Provisional de los Estados Unidos Número 61/086,702 que se presentó el 6 de agosto del 2008.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION Típicamente, el gas natural se recupera de pozos perforados en yacimientos subterráneos. Usualmente, tiene una mayor proporción de metano, es decir, el gas comprende por lo menos 50 por ciento en moles de metano. Dependiendo del yacimiento subterráneo en particular, el gas natural también contiene cantidades relativamente menores de hidrocarburos más pesados como etano, propano, butanos, pentanos, etcétera, así como agua, hidrógeno, nitrógeno, dióxido de carbono y otros gases.
La mayor parte del gas natural se manipula en forma gaseosa. El medio más común para transportar gas natural de Ref. 217059 la cabeza del pozo hasta las plantas de tratamiento de gas y de allí a los consumidores de gas natural son las tuberías para el transporte de gas a alta presión. Sin embargo, en diversas circunstancias, resulta necesario y/o deseable licuar el gas natural ya sea para transportarlo o para su uso. Por ejemplo, en lugares alejados, frecuentemente no hay infraestructura de tuberías que pueda permitir un transporte conveniente del gas natural a los mercados. En los casos, el volumen específico mucho menor del LNG con relación al gas natural en el estado gaseoso puede reducir mucho costos de transporte permitiendo el suministro del LNG usando buques tanque y camiones.
Otra circunstancia que favorece la licuefacción del gas natural para utilizarlo como combustible para vehículos a motor. En las grandes áreas metropolitanas, hay flotas de ómnibus, taxis y camiones que se podrían impulsar con LNG si hubiese disponible una fuente económico de LNG. Los vehículos alimentados con LNG producen una contaminación del aire considerablemente menor debido a lo limpio de la combustión del gas natural en comparación con la de vehículos similares impulsados con motores a nafta y diesel (que queman hidrocarburos de mayor peso molecular) . Además, si el LNG es de alta pureza (es decir, con una pureza de metano del 95 por ciento en moles o mayor) , la cantidad de dióxido de carbono (un "gas de efecto invernadero") que se produce es considerablemente menor debido a la menor proporción carbono : hidrógeno para el metano en comparación con todos los otros combustibles de hidrocarburos.
SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención se refiere en general a la licuefacción de gas natural tal como el que se puede encontrar en las tuberías para el transporte de gas a alta presión. Un análisis típico de una corriente de gas natural que se va a tratar de acuerdo con la presente invención sería aproximadamente en porcentajes molares, 89.4% de metano, 5.2% de etano y otros componentes C2 , 2.1% de propano y otros componentes C3, 0.5% de isobutano, 0.7% de normal butano, 0.6% de pentanos+ y 0.6% de dióxido de carbono, donde el resto és nitrógeno. A veces también hay presentes gases que contienen azufre.
Existen diversos métodos conocidos para licuar gas natural. Por ejemplo, véase Finn, Adrián J. , Grant L. Johnson y Terry R. Tomlinson, "LNG Technology for Offshore and id-Scale Plants", Proceedings of the Seventy-Ninth Annual Convention of the Gas Processors Association, pp. 429-450, Atlanta, Georgia, Marzo 13-15, 2000 para una revisión de diversos procesos con las características. Las patentes de los E.U.A. Nos. 5,363,655; 5,600,969; 5,615,561; 6,526,777; y 6,889,523 también describen procesos relevantes. Los métodos en general incluyen pasos donde se purifica el gas natural (eliminando el agua y compuestos problemáticos tales como dióxido de carbono y compuestos de azufre) , se enfría, condensa y se expande. El enfriamiento y la condensación del gas natural se puede realizar de muchas maneras diferentes. La "refrigeración en cascada" emplea el intercambio de calor del gas natural con diversos refrigerantes con puntos de ebullición sucesivamente menores, como por ejemplo propano, etano y metano. Como una alternativa, este intercambio de calor se puede realizar usando un único refrigerante evaporando el refrigerante a diversos niveles de presión diferentes. La "refrigeración multi-componentes" emplea el intercambio de calor del gas natural con un único fluido refrigerante compuesto de diversos componentes refrigerantes en vez de múltiples refrigerantes con un único componente. La expansión del gas natural se puede realizar tanto de manera isoentálpica (usando, por ejemplo una expansión de Joule-Thomson) como isoentrópica (usando, por ejemplo, el trabajo de expansión en una turbina) .
Aunque cualquiera de los métodos se puede emplear para producir LNG de grado para vehículos, el capital y los costos operativos asociados con los métodos han hecho que en general la instalación de las instalaciones no sea rentable. Por ejemplo, los pasos de purificación necesarios para eliminar el agua, el dióxido de carbono, los compuestos de azufre, etc., del gas natural antes de la licuefacción presentan una suma considerable de costos de capital y operativos en las instalaciones, así como los impulsores de los ciclos de refrigeración que se empleen. Esto ha llevado a los inventores a investigar la factibilidad de producir LNG a partir de gas natural que ya ha sido purificado y está siendo transportado a los usuarios mediante tuberías para el transporte- de gas a alta presión. Un método de producción de LNG con las características eliminaría la necesidad de contar con instalaciones separadas para la purificación de gas. Además, frecuentemente las tuberías para el transporte de gas a alta presión son convenientes para las áreas metropolitanas en donde hay demanda de LNG de grado para vehículos .
De acuerdo con la presente invención, se ha descubierto que a partir de gas natural se pueden producir purezas de LNG con metano mayores del 99 por ciento, aún cuando el gas natural contenga concentraciones significativas de dióxido de carbono. Aunque la presente invención, se puede aplicar a menores presiones y mayores temperaturas, es particularmente ventajosa para tratar gases de alimentación dentro del rango entre 600 y 1500 psia [entre 4,137 y 10,342 kPa(a)] o mayores presiones.
Para comprender mejor la presente invención, se hace referencia a los siguientes ejemplos y figuras. Con referencia a las figuras: la figura 1 es un diagrama de flujo de una planta para producir LNG de acuerdo con la presente invención; y la figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra un medio alternativo para aplicar la presente invención a una planta para producir LNG.
En la siguiente explicación de las figuras anteriores, se dan tablas que resumen los caudales calculados para condiciones de proceso representativas. En las tablas que se dan aquí, los valores de los caudales (en moles por hora) se han redondeado al número entero más cercano por conveniencia. Los caudales totales de las corrientes que se muestran en las tablas incluyen a todos los componentes no hidrocarburos y por lo tanto en general son mayores que la suma de los caudales de las corrientes para los componentes hidrocarburos . Las temperaturas que se indican son valores aproximados redondeados al grado más cercano. También se debería notar que los cálculos del diseño del proceso que se llevaron a cabo con el propósito de comparar los procesos que se muestran en las figuras se basan en la suposición de que no existen pérdidas de calor desde (o hacia) las inmediaciones hacia (o desde) el proceso. La calidad de los materiales aislantes que se pueden obtener comercialmente hace que esta sea una suposición muy razonable que típicamente hacen aquellos con experiencia en el arte.
Por conveniencia, los parámetros de proceso se informan tanto en las unidades tradicionales británicas como en las unidades del Sistema Internacional de Unidades (SI) . Los caudales molares que se dan en las tablas se pueden interpretar ya sea como libra moles por hora o kilogramo moles por hora. Los consumos de energía que se informan como caballos de fuerza (HP) y/o miles de Unidades Térmicas Británicas por hora (MBTU/Hr) corresponden a los caudales molares que se especifican en libra moles por hora. Los consumos de energía que se informan como kilowatts (kw) corresponden a los caudales molares especificados en kilogramo moles por hora. Las tasas de producción de LNG que se informan como galones por día (galones/D) y/o libras por hora (Lbs(hora) corresponde a los caudales molares que se especifican en libra moles por hora. Las tasas de producción de LNG que se informan como metros cúbicos por hora (m3/H) y/o kilogramos por hora (kg/H) corresponden a los caudales molares que se especifican en kilogramo moles por hora.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La figura 1 ilustra un diagrama de flujo de un proceso de acuerdo con la presente invención adaptado para producir un producto de LNG con una pureza de metano mayor del 99%.
En la simulación del proceso de la figura 1, el gas de admisión tomado de las tuberías que llevan gas natural entra a la planta a 100°F [38°C] y 900 psia [6,205 kPa(a)] como la corriente 30. La corriente 30 se enfría en el intercambiador térmico 10 por intercambio de calor con vapor frío producto de la evaporación rápida de LNG a -115 °F [-82°C] (corriente 43c) , vapor frío expandido a -57°F [-49°C] (corriente 35a) y vapor frío producto de la evaporación rápida y líquido a -115°F [-82°C] (corriente 46) . La corriente enfriada 30a a -52°F [-47°C] y 897 psia (6,185 kPa(a)] se divide en dos porciones, las corrientes 31 y 32. La corriente 32, que contiene aproximadamente 32% del gas de admisión, entra al separador 11 donde el vapor (corriente 33) se separa del líquido condensado (corriente 34) .
La corriente de vapor 33 proveniente del separador 11 entra a una máquina con trabajo de expansión 13 donde se extrae energía mecánica de la porción de la alimentación a alta presión. La máquina 13 expande el vapor de manera sustancialmente isoentrópica hasta una presión levemente mayor que la presión operativa de torre de purificación de LNG 17, 435 psia [2,999 kPa(a)], donde el trabajo de expansión enfría la corriente expandida 33a hasta una temperatura de aproximadamente -108°F [-78°C]. Los expansores típicos que se pueden obtener comercialmente son capaces de recuperar un orden del 80-85% del trabajo teóricamente disponible en una expansión isoentrópica ideal. El trabajo recuperado frecuentemente se utiliza para impulsar un compresor centrífugo (tal como el artículo 14), que se puede utilizar para comprimir gases o vapores, como la corriente 35b por ejemplo. La corriente 33a expandida y parcialmente condensada se divide en dos porciones, las corrientes 35 y 36.
La corriente 36, que contiene aproximadamente 35% del efluente proveniente de la máquina de expansión 13, se sigue enfriando en el de intercambiador térmico 18 por intercambio de calor con el vapor frío producto de la evaporación rápida de LNG a -153°F [-103°C] (corriente 43b) y vapor producto de la evaporación rápida y líquidos fríos a -153°F [-103°C] (corriente 45) . Luego, la corriente enfriada adicionalmente 36a a -140°F [-96°C] se suministra a la columna de destilación 17 en un punto de alimentación a mitad de la columna. La segunda porción, la corriente 35, que contiene el efluente restante proveniente de la máquina de expansión 13, se dirige hacia el intercambiador térmico 15 donde se la calienta hasta -57°F [-49°C] a medida que enfría adicionalmente a la porción restante (corriente 31) de la corriente enfriada 30a. Luego, la corriente enfriada adicionalmente 31a a -82°F [-64°C] se expande súbitamente a través de un dispositivo de expansión apropiado, como por ejemplo la válvula de expansión 16, a la presión operativa de la torre de fraccionamiento 17, luego de lo cual la corriente expandida 31b a -126°F [-88°C] se dirige hacia la torre de fraccionamiento 17 en un punto de alimentación más bajo de la columna.
La columna de destilación 17 sirve como torre de purificación de LNG. Ésta es una columna de destilación convencional que contiene una pluralidad de bandejas separadas verticalmente , uno o más lechos rellenos, o alguna combinación de bandejas y relleno. Esta torre recupera casi toda la porción de hidrocarburos más pesados que el metano que hay presentes en sus corrientes de alimentación (corrientes 36a y 31b) como su producto del fondo (corriente 38) de tal manera que la única impureza significativa en su espacio de cabeza (corriente 37) es el nitrógeno contenido en las corrientes de alimentación. Igualmente importante, esta torre también captura en su producto del fondo casi todo el dióxido de carbono con que se alimenta a la torre, de tal manera que el dióxido de carbono no entra a la sección de enfriamiento de LNG que está corriente abajo donde las temperaturas extremadamente bajas causarían la formación de dióxido de carbono sólido, creando problemas de operación. Los vapores para agotamiento para la sección inferior de torre de purificación de LNG 17 son suministrados por la porción de vapor de la corriente 31b, que destila algo del metano de los líquidos que fluyen hacia abajo por la columna.
El reflujo para la columna de destilación 17 se crea enfriando y condensando el vapor de cabeza de la torre (corriente 37 a -143°F [-97°C]) en el de intercambiador térmico 18 por intercambiador de calor con las corrientes 43b y 45 según se describió anteriormente. La corriente de condensado 37a, ahora a -148°F [-100°C] , se divide en dos porciones. Una porción (corriente 40) se transforma en la alimentación de la sección de enfriamiento de LNG. La otra porción (corriente 39) entra a la bomba de reflujo 19. Luego de ser bombeada, la corriente 39a a -148°F [-100°C] se suministra a la torre de purificación de LNG 17 en un punto de alimentación superior para proveer el líquido de reflujo para la torre. Este líquido de reflujo rectifica los vapores que se elevan hacia la torre, de tal manera que el vapor de cabeza de la torre (corriente 37) y por consiguiente la corriente de alimentación 40 que se envía a la sección de enfriamiento de LNG contiene cantidades mínimas de dióxido de carbono e hidrocarburos más pesados que el metano.
La corriente de alimentación para la sección de enfriamiento de LNG (corriente de líquido de condensado 40) entra al de intercambio térmico 51 a -148°F [-100°C] y se subenfría por intercambio de calor con vapor frío producto de la evaporación rápida de LNG a -169°F [-112°C] (corriente 43a) y vapor frío producto de la evaporación rápida a -164 °F [-109°C] (corriente 41) . La corriente subenfriada 40a -150°F [-101°C] proveniente del intercambiador térmico 51 se expande súbitamente a través de un dispositivo de expansión apropiado, como por ejemplo la válvula de expansión 52, hasta una presión de aproximadamente 304 psia [2,096 kPa(a)].
Durante la expansión se vaporiza una porción de la corriente, que da como resultado el enfriamiento de toda la corriente a -164°F [-109°C] (corriente 40b). La corriente evaporada expandida 40b entra al separador 53 donde el vapor producto de la evaporación rápida (corriente 41) se separa del líquido (corriente 42) . El vapor producto de la evaporación rápida (primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida 41) se calienta hasta -153°F [-103°C] (corriente 41a) en el de intercambiador térmico 51 , según se describió anteriormente.
La corriente de líquido 42 proveniente del separador 53 se subenfría en el de intercambio térmico 54 a -168°F [-111°C] (corriente 42a) . La corriente subenfriada 42a se expande súbitamente a través de un dispositivo de expansión apropiado, como por ejemplo la válvula de expansión 55, hasta la presión del almacenamiento de LNG (90 psia [621 kPa(a)]) . Durante la expansión se vaporiza una porción de la corriente, que da como resultado el enfriamiento de toda la corriente a -211°F [-135°C] (corriente 42b) , después de lo cuál luego se la dirige al tanque de almacenamiento de LNG 56 donde el vapor de LNG producto de la evaporación rápida que se obtiene como resultado de la expansión (corriente 43) se separa del producto de LNG (corriente 44) . El vapor de LNG producto de la evaporación rápida (segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida 43) se calienta luego hasta -169°F [-112°C] (corriente 43a) a medida que subenfría a la corriente 42 en el intercambiador térmico 54. Luego, la corriente de vapor frío producto de la evaporación rápida de LNG 43a se calienta en los intercambiadores de calor 51, 18 y 10 según se describió anteriormente, luego de lo cual la corriente 43d a 95 °F [35 °C] se puede utilizar luego como parte del combustible gaseoso para la planta.
' La corriente del fondo de la torre 38 proveniente de la torre de purificación de LNG 17 se expande súbitamente a la presión de la corriente fría de vapor producto de la evaporación rápida 41a mediante la válvula de expansión 20. Durante la expansión se vaporiza una porción de la corriente, que da como resultado el enfriamiento de toda la corriente desde -133°F [-92°C] hasta -152°F [-102°C] (corriente 38a) . La corriente evaporada expandida 38a se combina luego con la corriente fría de vapor producto de la evaporación rápida 41a que sale del de intercambiador térmico 51 para formar un producto combinado de vapor de la evaporación rápida y corriente de líquido (corriente 45) a -153 °F [-103 °C] que se suministra al de intercambiador térmico 18. Éste se calienta hasta -119°F [-84°C] (corriente 45a) mientras provee enfriamiento a la corriente expandida 36 y corriente de vapor superior 37 de la torre según se describió anteriormente.
El líquido (corriente 34) proveniente del separador 11 se expande súbitamente a la presión de la corriente 45a mediante la válvula de expansión 12, corriente de enfriamiento 34a a -102°F [-74°C] . La corriente expandida 34a se combina con la corriente caliente de vapor producto de la evaporación rápida y líquido 45a para formar la corriente fría de vapor producto de la evaporación rápida y líquido 46, , que se calienta hasta 94 °F [35 °C] en el de intercambiador térmico 10 según se describió anteriormente. Luego, la corriente caliente 46a se recomprime en dos etapas, el compresor 23 y el compresor 25 impulsados por fuentes de energía suplementarias, con enfriamiento hasta 120°F [49°C] entre las etapas que suministra el enfriador 24, para formar el primer gas de residuo comprimido (corriente 46d) .
El vapor expandido calentado (corriente 35b) a 95 °F [35 °C] proveniente del intercambiador térmico 10 es el segundo gas de residuo. Éste se recomprime en dos etapas, el compresor 14 impulsado por la máquina de expansión 13 y el compresor 22 impulsados por una fuente de energía suplementaria, con enfriamiento hasta 120°F [49°C] entre las etapas suministradas por el enfriador 21. El segundo gas de residuo comprimido (corriente 35e) se combina con el primer gas de residuo comprimido (corriente 46d) para formar la corriente de gas de residuo 47. Luego del enfriamiento hasta 120°F [49°C] en el enfriador de descarga 26 el producto gas de residuo (corriente 47a) retorna a las tuberías que llevan gas natural a 900 psia [6,205 kPa(a)].
Como se establece en la siguiente tabla se da un resumen de los caudales de las corrientes y consumos de energía para el proceso que se ilustra en la figura 1.
Tabla I (Figura 1) Resumen de flujos de corrientes - Lb. Moles/Hr [kg moles/Hr] Corriente Metano Etano Propano Butanos+ co2 Total 30 1.178 69 27 25 8 1.318 31 371 22 9 8 2 415 32 807 47 18 17 6 903 33 758 36 10 4 5 820 34 49 11 8 13 1 83 35 493 24 7 3 3 533 36 265 12 3 1 2 287 37 270 0 0 0 0 277 38 474 34 12 9 4 536 39 108 0 0 0 0 111 40 162 0 0 0 0 166 41 20 0 0 0 0 21 42 142 0 0 0 0 145 43 32 0 0 0 0 35 45 494 34 12 9 4 557 46 543 45 20 22 5 640 47 1.036 69 27 25 8 1.173 44 110 0 0 0 0 110 Recuperaciones* LNG 13.389 galones/D [111.7 m3/D] 1.781 Lbs/H [1.781 kg/H] Pureza del LNG 99.35% Potencia 1er Gas residuo de compresión 428 HP [704 kW] 2° Gas residuo de compresión 145 HP [238 kW] Totales 573 HP [942 kW] * (En base a caudales sin redondear) La potencia total de compresión para la modalidad de la figura 1 de la presente invención es de 573 HP [942 kW] , produciendo 13.389 galones/D [111,7 m3/D] de LNG. Como la densidad de LNG varía considerablemente dependiendo de sus condiciones de almacenamiento, es más consistente evaluar la potencia consumida por unidad masa de LNG. Para la modalidad de la figura 1 de la presente invención, la potencia específica consumida es 0.322 HP-H/Lb [0.529 kW-H/kg) , que es similar a la de procesos comparables del arte anterior. Sin embargo, la presente invención no requiere eliminar el dióxido de carbono del gas de alimentación antes de entrar a la sección de producción de LNG como la mayoría de los procesos del arte anterior, eliminando los costos de capital y operativos asociados con la construcción y operación de los procesos de tratamiento de gas necesarios para los procesos con las características.
Además, la presente invención produce LNG de mayor pureza que la mayoría de los procesos de la técnica anterior debido a que se incluye la torre de purificación de LNG 17. De hecho, la pureza del LNG está limitada únicamente por la concentración de los gases más volátiles que el metano (nitrógeno, por ejemplo) presentes en la corriente de alimentación 30, porque los parámetros operativos de torre de purificación de LNG 17 se pueden ajustar según sea necesario para mantener la concentración de hidrocarburos más pesados en el producto de LNG tan baja como se desee.
OTRAS MODALIDADES Ciertas circunstancias pueden favorecer la división de la corriente de alimentación antes del enfriamiento en el intercambiador térmico 10. En la figura 2 se muestra una modalidad de la presente invención con las características, donde la corriente de alimentación 30 se divide en dos porciones, las corrientes 31 y 32, luego de lo cual las corrientes 31 y 32 se enfrían luego en el intercambiador térmico 10.
De acuerdo con la presente invención, la refrigeración externa se puede emplear para suplementar el enfriamiento disponible para el gas de alimentación de otras corrientes del proceso, en particular en el caso de un gas de alimentación más rico que el que se describió anteriormente. La disposición en particular de los intercambiadores de calor para enfriar el gas de alimentación se debe evaluar para cada aplicación en particular, así como la selección de las corrientes del proceso para los servicios específicos de intercambio de calor.
También se reconocerá que la cantidad relativa de la corriente de alimentación 30 que se enfría a la sección de enfriamiento de LNG (corriente 40) dependerá de diversos factores, que incluyen presión del gas de alimentación, composición del gas de alimentación, la cantidad de calor que se puede extraer económicamente de la alimentación y la cantidad de caballos de fuerza disponibles. Una mayor alimentación a la sección de enfriamiento de LNG puede aumentar la producción de LNG a la vez que reduce la pureza del LNG (corriente 44) debido a la correspondiente reducción del reflujo (corriente 39) hacia la torre de purificación de LNG 17.
El subenfriamiento de la corriente de líquido 42 en el de intercambio térmico 54 reduce la cantidad de vapor de LNG producto de la evaporación rápida (corriente 43) que se genera durante la expansión de la corriente a la presión operativa del tanque de almacenamiento de LNG 56. En general, esto reduce la potencia específica consumida para producir el LNG manteniendo el caudal de la corriente 43 suficientemente bajo como para que se lo pueda consumir como parte del combustible gaseoso para la planta, eliminando todo el consumo de potencia para la compresión del gas LNG evaporado. Sin embargo, ciertas circunstancias pueden favorecer la eliminación de intercambio térmico 54 (que se muestra con una línea cortada en las figuras 1 y 2) debido al mayor consumo de combustible de la planta que es típico, o porque la compresión del gas LNG evaporado es más económica. De manera similar, en ciertas circunstancias se puede ver favorecida la eliminación de la etapa intermedia de evaporación rápida (válvula de expansión 52 y separador 53 y opcionalmente de intercambio térmico 51, que se muestra con una línea cortada en las figuras 1 y 2), con el resultante aumento de la cantidad de vapor de LNG producto de la evaporación rápida (corriente 43) que se genera, lo que a su vez podría aumentar la potencia específica consumida por el proceso. En los casos, la corriente de líquido expandido 38a se dirige hacia el de intercambio térmico 18 (que se ilustra . como la corriente 45) , la corriente 40a se dirige hacia la válvula de expansión 55 (que se ilustra como la corriente 42a) y luego, la corriente expandida 42b se separa para producir la corriente de vapor 43 producto de la evaporación rápida y corriente 44 de producto LNG.
En las figuras 1 y 2, se muestra que hay múltiples servicios intercambiadores de calor combinados en los intercambiadores de calor en común 10, 18 y 51. En ciertas instancias puede ser deseable utilizar intercambiadores de calor individuales para cada servicio, o dividir un servicio de intercambio térmico en múltiples intercambiadores. (La decisión de combinar los servicios de intercambio térmico o de utilizar más de un intercambiador térmico para el servicio que se indica dependerá de diversos factores que incluyen, pero que no se limitan a, el caudal de LNG, tamaño del intercambiador de calor, temperaturas de la corriente, etc.).
Aunque la expansión de una corriente individual se muestra en dispositivos de expansión en particular, donde fuese apropiado se pueden emplear medios de expansión alternativos. Por ejemplo, las condiciones pueden mostrar que es razonable el trabajo de expansión de la porción enfriada adicionalmente de la corriente de alimentación (corriente 31a en la figura 1 o corriente 31b en la figura 2) , la corriente de los fondos de la torre de purificación de LNG (corriente 38 en las figuras 1 y 2) , y/o las corrientes de líquido subenfriado en la sección de enfriamiento de LNG (corrientes 40a y/o 42a en las figuras 1 y 2) . Además, para la corriente de vapor 33 en las figuras 1 y 2 en vez del trabajo de expansión se puede utilizar una expansión súbita isoentálpica (con el aumento resultante de la potencia consumida para la compresión del segundo gas de residuo) .
Aunque se ha descrito aquello que, se cree, son las modalidades preferidas de la invención, aquellos con experiencia en la técnica reconocerán que pueden haber otras y que a la misma se le pueden realizar modificaciones, por ejemplo para adaptar la invención a diversas condiciones, tipos de alimentación, u otro requerimientos sin apartarse del espíritu de la presente invención según se la define en las siguientes reivindicaciones.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (12)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Un proceso para licuar una porción de una corriente de gas natural que contiene metano y componentes hidrocarburos más pesados para producir una corriente de gas natural licuado caracterizado porque comprende: (a) enfriar la corriente de gas natural lo suficiente como para condensarla parcialmente y luego, dividirla en por lo menos una primera corriente gaseosa y una segunda corriente gaseosa; (b) seguir enfriando la primera corriente gaseosa y posteriormente, expandirla a una presión intermedia, después de lo cual la primera corriente gaseosa enfriada expandida se suministra en una porción de alimentación inferior a una columna de destilación que produce una corriente de vapor superior y una corriente de líquido del fondo; (c) separar la segunda corriente gaseosa para dar una corriente de vapor y una corriente de líquido; (d) expandir la corriente de vapor a la presión intermedia y después, dividirla en por lo menos una primera porción y una segunda porción; (e) . enfriar la primera porción y posteriormente, suministrarla a la columna de destilación en una posición de alimentación a mitad de la columna,- (f) calentar la segunda porción, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de una o más de la corriente de gas natural y la primer corriente gaseosa; (g) enfriar la corriente de vapor superior lo suficiente como para condensarla por lo menos parcialmente, formando de esa manera una corriente de condensado; (h) dividir la corriente de condensado en por lo menos una corriente de alimentación y un corriente de reflujo, después de lo cual la corriente de reflujo se suministra a la columna de destilación en una posición de alimentación en la parte superior de la columna; (i) seguir enfriando la corriente de alimentación y posteriormente, expandirla a una menor presión; (j) separar la corriente de alimentación enfriada adicionalmente y expandida para dar una primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida y una corriente de líquido producto de la evaporación rápida; (k) expandir la corriente de líquido producto de la evaporación rápida a una presión aún menor; (1) separar la corriente de líquido producto de la evaporación rápida expandida para dar una segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (m) calentar la segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la corriente de gas natural, la primera porción, la corriente de vapor superior y la corriente de alimentación; (n) calentar la primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de la corriente de alimentación; (o) expandir la corriente de líquido del fondo a menor presión, después de lo cual la corriente de líquido del fondo expandida se combina con la primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida calentada para formar una primera corriente combinada,- (p) calentar la primera corriente combinada, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (q) expandir la corriente de líquido a la menor presión después de lo cual la corriente de líquido expandido se combina con la primera corriente combinada calentada para formar una segunda corriente combinada; y (r) calentar la segunda corriente combinada, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de la corriente de gas natural .
2. Un proceso para licuar una porción de una corriente de gas natural que contiene metano y componentes hidrocarburos más pesados para producir una corriente de gas natural licuado caracterizado porque comprende: (a) dividir la corriente de gas natural para dar por lo menos una primera corriente gaseosa y una segunda corriente gaseosa; (b) enfriar la primera corriente gaseosa y después, expandirla a una presión intermedia después de lo cual la primera corriente gaseosa enfriada expandida se suministra por una posición de alimentación inferior a una columna de destilación que produce una corriente de vapor superior y una corriente de líquido del fondo; (c) enfriar la segunda corriente gaseosa lo suficiente como para condensarla parcialmente y entonces, separarla para dar una corriente de vapor y una corriente de líquido; (d) expandir la corriente de vapor a la presión intermedia y entonces dividirla en por lo menos una primera porción y una segunda porción; (e) enfriar la primera porción y después, suministrarla a la columna de destilación por una posición de alimentación a mitad de la columna; (f) calentar la segunda porción, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera corriente gaseosa y la segunda corriente gaseosa; (g) enfriar la corriente de vapor superior lo suficiente como para condensarla por lo menos parcialmente, formando de esa manera una corriente de condensado; (h) dividir la corriente de condensado en por lo menos una corriente de alimentación y una corriente de reflujo, después de lo cual la corriente de reflujo se suministra a la columna de destilación por una posición de alimentación en la parte superior de la columna; (i) seguir enfriando la corriente de alimentación y después, expandirla a una menor presión; (j) separar la corriente de alimentación enfriada adicionalmente y expandida para dar una primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida y una corriente de líquido remanente de la evaporación rápida; (k) expandir la corriente de líquido producto de la evaporación rápida a una presión aún menor; (1) separar la corriente de líquido producto de la evaporación rápida expandida para dar una segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (m) calentar la segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida, donde el calentamiento i suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera corriente gaseosa, la segunda corriente gaseosa, la primera porción, la corriente de vapor superior, y la corriente de alimentación; (n) calentar la primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de la corriente de alimentación; (o) expandir la corriente de liquido del fondo a la menor presión, después de lo cual la corriente de líquido del fondo expandida se combina con la primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida calentada para formar una primera corriente combinada; (p) calentar la primera corriente combinada, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (q) expandir la corriente de líquido a la menor presión después, de lo cual la corriente de líquido expandido se combina con la primera corriente combinada calentada para formar una segunda corriente combinada; y (r) calentar la segunda corriente combinada, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de una o más de la primera corriente gaseosa y la segunda corriente gaseosa.
3. Un proceso para licuar una porción de una corriente de gas natural que contiene metano y componentes hidrocarburos más pesados para producir una corriente de gas natural licuado caracterizado porque comprende: (a) enfriar la corriente de gas natural lo suficiente como para condensarla parcialmente y posteriormente, dividirla en por lo menos una primera corriente gaseosa y una segunda corriente gaseosa; (b) seguir enfriando la primera corriente gaseosa y posteriormente expandirla a una presión intermedia después de lo cual la primera corriente gaseosa enfriada expandida se suministra por una posición de alimentación inferior a una columna de destilación que produce una corriente de vapor superior y una corriente de líquido del fondo; (c) separar la segunda corriente gaseosa para dar una corriente de vapor y una corriente de líquido; (d) expandir la corriente de vapor a la presión intermedia y entonces dividirla en por lo menos una primera porción y una segunda porción; (e) enfriar la primera porción y posteriormente, suministrarla a la columna de destilación por una posición de alimentación a mitad de la columna; (f) calentar la segunda porción, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de una o más de la corriente de gas natural y la primera corriente gaseosa; (g) enfriar la corriente de vapor superior lo suficiente como para condensarla por lo menos parcialmente, formando de esa manera una corriente de condensado; (h) dividir la corriente de gas condensado en por lo menos una corriente de alimentación y una corriente de reflujo, después de lo cual la corriente de reflujo se suministra a la columna de destilación por una posición de alimentación en la parte superior de la columna; (i) expandir la corriente de liquido del fondo a una menor presión, luego de lo cual se calienta la corriente de líquido del fondo expandida, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (j) expandir la corriente de alimentación a una presión aún menor; (k) separar la corriente de alimentación expandida para dar una corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (1) calentar la corriente de vapor producto de la evaporación rápida, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la corriente de gas natural, la primera porción y la corriente de vapor superior; (m) . expandir la corriente de líquido a la menor presión después, de lo cual la corriente de líquido expandido se combina con la corriente de líquido del fondo expandida y calentada para formar una corriente combinada; y (n) calentar la corriente combinada, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de la corriente de gas natural .
4. Un proceso para licuar una porción de una corriente de gas natural que contiene metano y componentes hidrocarburos más pesados para producir una corriente de gas natural licuado caracterizado porque comprende: (a) dividir la corriente de gas natural para dar por lo menos una primera corriente gaseosa y una segunda corriente gaseosa; (b) enfriar primera corriente gaseosa y posteriormente, expandirla a una presión intermedia, después de lo cual la primera corriente gaseosa enfriada expandida se suministra por una posición de alimentación inferior a una columna de destilación que produce una corriente de vapor superior y una corriente de líquido del fondo; (c) enfriar la segunda corriente gaseosa lo suficiente como para condensarla parcialmente y posteriormente, separarla para dar una corriente de vapor y una corriente de líquido; (d) expandir la corriente de vapor a la presión intermedia y posteriormente dividirla en por lo menos una primera porción y una segunda porción; (e) enfriar la primera porción y posteriormente, suministrarla a la columna de destilación por una posición de alimentación a mitad de la columna; (f) calentar la segunda porción, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de una o más de la primera corriente gaseosa y la segunda corriente gaseosa;. (g) enfriar la corriente de vapor superior lo suficiente como para condensarla por lo menos parcialmente, y formando de esa manera una corriente de condensado; (h) dividir la corriente de condensado en por lo menos una corriente de alimentación y una corriente de reflujo, después de lo cual la corriente de reflujo se suministra a la columna de destilación por una posición de alimentación en la parte superior de la columna; (i) expandir la corriente de líquido del fondo a una menor presión, después de lo cual se calienta a la corriente de líquido del fondo expandida, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento e una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (j) expandir la corriente de alimentación a una presión aún menor; (k) separar la corriente de alimentación expandida para dar una corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (1) calentar la corriente de vapor producto de la evaporación rápida, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera corriente gaseosa, la segunda corriente gaseosa, la primera porción, y la corriente de vapor superior; (m) expandir la corriente de líquido a la menor presión, después de lo cual la corriente de líquido expandido se combina con la corriente de líquido del fondo expandida y calentada para formar una corriente combinada; y (n) calentar la corriente combinada, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera corriente gaseosa y la segunda corriente gaseosa.
5. El proceso de conformidad con la reivindicación l ó 2, caracterizado porque: (a) el líquido producto de la evaporación rápida se enfría antes de expandirlo a la presión aún menor; y (b) el calentamiento de la segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida también suministra por lo menos una porción de enfriamiento de la corriente de líquido producto de la evaporación rápida.
6. El proceso de conformidad con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque: (a) la alimentación se enfría antes de expandirla a la presión aún menor; y (b) el calentamiento de la corriente de vapor producto de la evaporación rápida también suministra por lo menos una porción de enfriamiento de la corriente de alimentación .
7. Un aparato para licuar una porción de una corriente de gas natural que contiene metano y componentes hidrocarburos más pesados para producir una corriente de gas natural licuado caracterizado porque comprende: (a) primeros medios de intercambio térmico conectados para recibir la corriente de gas natural y enfriarla lo suficiente como para condensarla parcialmente; (b) primeros medios de división conectados para recibir la corriente de gas natural parcialmente condensada y para dividirla en por lo menos una primera corriente gaseosa y una segunda corriente gaseosa; (c) segundos medios de intercambio térmico conectados a los primeros medios de división para recibir la primera corriente gaseosa y enfriarla adicionalmente; (d) primeros medios de expansión conectados a los segundos medios de intercambio térmicos para recibir la primera corriente gaseosa enfriada adicionalmente y expandirla a una presión intermedia, donde los primeros medios de expansión también están conectados a una columna de destilación para suministrar a la primera corriente gaseosa enfriada adicionalmente y expandida por una posición de alimentación inferior; (e) primeros medios de separación conectados a los primeros medios de división para recibir la segunda corriente gaseosa y separarla para dar una corriente de vapor y una corriente de líquido; (f) segundos medios de expansión conectados a los primeros medios de separación para recibir a la corriente de vapor y expandirla a la presión intermedia; (g) segundos medios de división conectados a los segundos medios de expansión para recibir a la corriente de vapor expandida y dividirla en por lo menos una primera porción y una segunda porción; (h) terceros medios de intercambio térmico conectados a segundos medios de división para recibir a la primera porción y enfriarla, donde los medios de intercambio térmico están conectados también a la columna de destilación para suministrar a la primera porción enfriada por una posición de alimentación a mitad de la columna; (i) donde los segundos medios de intercambio térmico también están conectados a los segundos medios de división para recibir la segunda porción y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento adicional de la primera corriente gaseosa; (j) primeros medios de extracción conectados a una región superior de la columna de destilación para extraer una corriente de vapor superior; (k) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a los primeros medios de extracción para recibir la corriente de vapor superior y enfriarla lo suficiente como para condensarla por lo menos parcialmente, formando de esa manera una corriente de condensado; (1) terceros medios de división conectados a los terceros medios de intercambio térmico para recibir a la corriente de condensado y dividirla en por lo menos una corriente de alimentación y una corriente de reflujo, donde terceros medios de división también están conectados a la columna de destilación para suministrar la corriente de reflujo a la columna de destilación por una posición de alimentación en la parte superior de la columna; (m) cuartos medios de intercambio térmico conectados a terceros medios de división para recibir a la corriente de alimentación y enfriarla adicionalmente; (n) terceros medios de expansión conectados a cuartos medios de intercambio térmico para recibir la corriente de alimentación enfriada adicionalmente y expandirla a una presión menor; (o) segundos medios de separación conectados a terceros medios de expansión para recibir a la corriente de alimentación enfriada adicionalmente y expandida y separarla para dar una primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida y una corriente de líquido producto de la evaporación rápida; (p) cuartos medios de expansión conectados a los segundos medios de separación para recibir la corriente de líquido producto de la evaporación rápida y expandirla a una presión aún menor; (q) terceros medios de separación conectados a cuartos medios de expansión para recibir la corriente de líquido producto de la evaporación rápida expandida y separarla para dar una segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (r) los cuartos medios de intercambio térmico también están conectados a terceros medios de separación para recibir a la segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento adicional de la corriente de alimentación; (s) los cuartos medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de separación para recibir a la primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento adicional de la corriente de alimentación; (t) segundos medios de extracción conectados a una región inferior de la columna de destilación para extraer una corriente de líquido del fondo; (u) quintos medios de expansión conectados a segundos medios de extracción para recibir la corriente de líquido del fondo y expandirla a menor presión; (v) primeros medios de combinación conectados a quintos medios de expansión y a cuartos medios de intercambio térmico para recibir a la corriente de líquido del fondo expandido y la primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida calentada, respectivamente, formando de esa manera una primera corriente combinada; (w) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a primeros medios de combinación para recibir la primera corriente combinada y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (x) sextos medios de expansión conectados a los primeros medios de separación para recibir la corriente de líquido y expandirla a menor presión; (y) segundos medios de combinación conectados a sextos medios de expansión y a terceros medios de intercambio térmico para recibir corriente de líquido expandido y a la primera corriente combinada calentada, respectivamente y formando de esa manera una segunda corriente combinada; y (z) los primeros medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de combinación para recibir a la segunda corriente combinada y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de la corriente de gas natural.
8. Un aparato para licuar una porción de una corriente de gas natural que contiene metano y componentes hidrocarburos más pesados para producir una corriente de gas natural licuado caracterizado porque: comprende: (a) primeros medios de división conectados para recibir la corriente de gas natural y dividirla en por lo menos una primera corriente gaseosa y una segunda corriente gaseosa; (b) primeros medios de intercambio térmico conectados para recibir a la primera corriente gaseosa y enfriarla; (c) segundos medios de intercambio térmico conectados a los primeros medios de intercambio térmico para recibir la primera corriente gaseosa enfriada y enfriarla adicionalmente ; (d) primeros medios de expansión conectados a segundos medios de intercambio térmico para recibir la primera corriente gaseosa enfriada adicionalmente y expandirla a una presión intermedia, donde los primeros medios de expansión también están conectados a una columna de destilación para suministrar la primera corriente gaseosa enfriada adicionalmente y expandida a una posición de alimentación inferior; (e) los primeros medios de intercambio térmico también están conectados para recibir la segunda corriente gaseosa y enfriarla lo suficiente como para condensarla parcialmente; (f) primeros medios de separación conectados a primeros medios de intercambio térmico para recibir la segunda corriente gaseosa condensada parcialmente y separarla par dar una corriente de vapor y una corriente de líquido; (g) segundos medios de expansión conectados a primeros medios de separación para recibir la corriente de vapor y dividir la presión intermedia; (h) segundos medios de división conectados a segundos medios de expansión para recibir la corriente de vapor expandida y dividirla en por lo menos una primera porción y una segunda porción; (i) terceros medios de intercambio térmico conectados a segundos medios de división para recibir la primera porción y enfriarla, los medios de intercambio térmico están conectados también a la columna de destilación para suministrar a la primera porción enfriada por una posición de alimentación a mitad de la columna; (j) segundos medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de división para recibir la segunda porción y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento adicional de la primera corriente gaseosa enfriada; (k) primeros medios de extracción conectados a una región superior de la columna de destilación para extraer una corriente de vapor superior; (1) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a primeros medios de extracción para recibir la corriente de vapor superior y enfriarla lo suficiente como para condensarla por lo menos parcialmente, formando de esa manera una corriente de condensado; (m) terceros medios de división conectados a terceros medios de intercambio térmico para recibir la corriente de condensado y dividirla en por lo menos una corriente de alimentación y una corriente de reflujo, donde terceros medios de división también están conectados a la columna de destilación para suministrar la corriente de reflujo a la columna de destilación por una posición de alimentación en la parte superior de la columna; (n) cuartos medios de intercambio térmico conectados a terceros medios de división para recibir a la corriente de alimentación y enfriarla adicionalmente ; (o) terceros medios de expansión conectados a cuartos medios de intercambio térmico para recibir la corriente de alimentación enfriada adicionalmente y expandirla a una presión menor; (P) segundos medios de separación conectados a terceros medios de expansión para recibir la corriente de alimentación enfriada adicionalmente y expandida y separarla para dar una primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida y un corriente de líquido producto de la evaporación rápida; (q) cuartos medios de expansión conectados a segundos medios de separación para recibir a la corriente de líquido producto de la evaporación rápida y expandirla a una presión aún menor; (r) terceros medios de separación conectados a cuartos medios de expansión para recibir la corriente de líquido producto de la evaporación rápida expandida y separarla para dar una segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida y corriente de gas natural licuado; (s) los cuartos medios de intercambio térmico también están conectados a terceros medios de separación para recibir la segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida y calentarla, el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento adicional de corriente de alimentación; (t) los cuartos medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de separación para recibir la primera corriente de vapor de la evaporación rápida y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento adicional de la corriente de alimentación; (u) segundos medios de extracción conectados a una región inferior de la columna de destilación para extraer una corriente de liquido del fondo; (v) quintos medios de expansión conectados a segundos medios de extracción para recibir a la corriente de líquido del fondo y expandirla a menor presión; (w) primeros medios de combinación conectados a quintos medios de expansión y a cuartos medios de intercambio térmico para recibir a la corriente de líquido del fondo expandida y la primera corriente de vapor producto de la evaporación rápida calentada, respectivamente, formando de esa manera una primera corriente combinada; (x) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a los primeros medios de combinación para recibir la primera corriente combinada y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (y) sextos medios de expansión conectados a los primeros medios de separación para recibir la corriente de líquido y expandirla a menor presión; (z) segundos medios de combinación conectados a sextos medios de expansión y a terceros medios de intercambio térmico para recibir la corriente de líquido expandido y la primera corriente combinada calentada, respectivamente, formando de esa manera una segunda corriente combinada; y (aa) los primeros medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de combinación para recibir a la segunda corriente combinada y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera corriente gaseosa y la segunda corriente gaseosa.
9. Un aparato para licuar una porción de una corriente de gas natural que contiene metano y componentes hidrocarburos más pesados para producir una corriente de gas natural licuado caracterizado porque comprende: (a) primeros medios de intercambio térmico conectados para recibir la corriente de gas natural y enfriarla lo suficiente como para condensarla parcialmente; (b) primeros medios de división conectados para recibir la corriente de gas natural parcialmente condensada y para dividirla en por lo menos una primera corriente gaseosa y una segunda corriente gaseosa; (c) segundos medios de intercambio térmico conectados a primeros medios de división para recibir la primera corriente gaseosa y enfriarla adicionalmente; (d) primeros medios de expansión conectados a segundos medios de intercambio térmico para recibir a la primera corriente gaseosa enfriada adicionalmente y expandirla a una presión intermedia, donde los primeros medios de expansión también están conectados a una columna de destilación para suministrar la primera corriente gaseosa enfriada adicionalmente y expandida por una posición de alimentación inferior; (e) primeros medios de separación conectados a primeros medios de división para recibir la segunda corriente gaseosa y separarla para dar una corriente de vapor y una corriente de líquido; (f) segundos medios de expansión conectados a primeros medios de separación para recibir la corriente de vapor y expandirla a la presión intermedia; (g) segundos medios de división conectados a segundos medios de expansión para recibir a la corriente de vapor expandida y dividirla en por lo menos una primera porción y una segunda porción; (h) terceros medios de intercambio térmico conectados a segundos medios de división para recibir la primera porción y enfriarla, los medios de intercambio térmico están conectados también a la columna de destilación para suministrar la primera porción enfriada por una posición de alimentación a mitad de la columna; (i) los segundos medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de división para recibir la segunda porción y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento adicional de la primera corriente gaseosa; (j) primeros medios de extracción conectados a una región superior de la columna de destilación para extraer una corriente de vapor superior; (k) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a primeros medios de extracción para recibir a la corriente de vapor superior y enfriarla lo suficiente como para condensarla por lo menos parcialmente, formando de esa manera una corriente de condensado; (1) terceros medios de división conectados a terceros medios de intercambio térmico para recibir la corriente de condensado y dividirla en por lo menos una corriente de alimentación y una corriente de reflujo, donde los terceros medios de división también están conectados a la columna de destilación para suministrar la corriente de reflujo a la columna de destilación por una posición de alimentación en la parte superior de la columna; (m) segundos medios de extracción conectados a una región inferior de la columna de destilación para extraer una corriente de líquido del fondo; (n) terceros medios de expansión conectados a los segundos medios de extracción para recibir la corriente de líquido del fondo y expandirla a una presión menor; (o) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a terceros medios de expansión para recibir la corriente de líquido del fondo expandida y calentarla, el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (p) cuartos medios de expansión conectados a terceros medios de división para recibir a la corriente de alimentación y expandirla a una presión aún menor; (q) segundos medios de separación conectados a cuartos medios de expansión para recibir ía corriente de alimentación expandida y separarla para dar una corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (r) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de separación para recibir la corriente de vapor producto de la evaporación rápida y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (s) quintos medios de expansión conectados a los primeros medios de separación para recibir la corriente de líquido y expandirla a menor presión; (t) medio de combinación conectado a quintos medios de expansión y a terceros medios de intercambio térmico para recibir la corriente de líquido expandido y la corriente de líquido del fondo expandida y calentada, respectivamente, formando de esa manera una corriente combinada; y. (u) los primeros medios de intercambio térmico también están conectados al medio de combinación para recibir la corriente combinada y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de la corriente de gas natural .
10. Un aparato para licuar una porción de una corriente de gas natural que contiene metano y componentes hidrocarburos más pesados para producir una corriente de gas natural licuado caracterizado porque comprende: (a) primeros medios de división conectados para recibir la corriente de gas natural y dividirla en por lo menos una primera corriente gaseosa y una segunda corriente gaseosa; (b) primeros medios de intercambio térmico conectados para recibir la primera corriente gaseosa y enfriarla; (c) segundos medios de intercambio térmico conectados a primeros medios de intercambio térmico para recibir a la primera corriente gaseosa enfriada y enfriarla adicionalmente ; (d) primeros medios de expansión conectados a segundos medios de intercambio térmico para recibir la primera corriente gaseosa enfriada adicionalmente y expandirla a una presión intermedia, donde los primeros medios de expansión también están conectados a una columna de destilación para suministrar la primera corriente gaseosa enfriada adicionalmente y expandida por una posición de alimentación inferior; (e) los primeros medios de intercambio térmico también están conectados para recibir la segunda corriente gaseosa y enfriarla lo suficiente como para condensarla parcialmente; (f) primeros medios de separación conectados a primeros medios de intercambio térmico para recibir la segunda corriente gaseosa condensada parcialmente y separarla para dar una corriente de vapor y una corriente de líquido; (g) segundos medios de expansión conectados a primeros medios de separación para recibir la corriente de vapor y expandirla a la presión intermedia; (h) segundos medios de división conectados a segundos medios de expansión para recibir la corriente de vapor expandida y dividirla en por lo menos una primera porción y una segunda porción; (i) terceros medios de intercambio térmico conectados a segundos medios de división para recibir la primera porción y enfriarla, donde los medios de intercambio térmico están conectados también a la columna de destilación para suministrar la primera porción enfriada por una posición de alimentación a mitad de la columna; (j) los segundos medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de división para recibir la segunda porción y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento adicional de la primera corriente gaseosa enfriada; (k) primeros medios de extracción conectados a una región superior de la columna de destilación para extraer una corriente de vapor superior; (1) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a los primeros medios de extracción para recibir la corriente de cabeza y enfriarla lo suficiente como para condensarla por lo menos parcialmente, y formando de esa manera una corriente de condensado; (m) terceros medios de división conectados a terceros medios de intercambio térmico para recibir la corriente de condensado y dividirla en por lo menos una corriente de alimentación y una corriente de reflujo, donde los terceros medios de división también están conectados a la columna de destilación para suministrar 1 corriente de reflujo a la columna de destilación por una posición de alimentación en la parte superior de la columna; (n) segundos medios de extracción conectados a una región inferior de la columna de destilación para extraer una corriente de líquido del fondo; (o) terceros medios de expansión conectados a los segundos medios de extracción para recibir la corriente de líquido del fondo y expandirla a una presión menor; (p) los terceros medios de intercambio térmico también están conectados a terceros medios de expansión para recibir á la corriente de líquido del fondo expandida y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (q) cuartos medios de expansión conectados a terceros medios de división para recibir la corriente de alimentación y expandirla a una presión aún menor; (r) segundos medios de separación conectados a cuartos medios de expansión para recibir la corriente de alimentación expandida y separarla para dar una corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (s) donde terceros medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de separación para recibir la corriente de vapor producto de la evaporación rápida y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior; (t) quintos medios de expansión conectados a los primeros medios de separación para recibir a la corriente de líquido y expandirla a menor presión; (u) medio de combinación conectado a quintos medios de expansión y a terceros medios de intercambio térmico para recibir la corriente de líquido expandido y a la corriente de líquido del fondo expandida y calentada, respectivamente, formando de esa manera una corriente combinada; y (v) los primeros medios de intercambio térmico también están conectados al medio de combinación para recibir la corriente combinada y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera corriente gaseosa y la segunda corriente gaseosa.
11. El aparato de conformidad con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque: (a) comprende quintos medios de intercambio térmico conectados a segundos medios de separación para recibir la corriente de líquido remanente de la evaporación rápida y enfriarla; (b) los cuartos medios de expansión están configurados para ser conectados a quintos medios de intercambio térmico para recibir la corriente de líquido remanente de la evaporación rápida enfriada y expandirla a presión aún menor; (c) los terceros medios de separación están configurados para separar la corriente de líquido producto de la evaporación rápida enfriada y expandida para dar la segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (d) los quintos medios de intercambio térmico también están conectados a terceros medios de separación para recibir la segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción de enfriamiento de la corriente de líquido producto de la evaporación rápida; y (e) los cuartos medios de intercambio térmico están configurados para ser conectados a quintos medios de intercambio térmico para recibir la segunda corriente de vapor producto de la evaporación rápida calentada y calentarla adicionalmente, donde el calentamiento adicional suministra por lo menos una porción de enfriamiento adicional de la corriente de alimentación.
12. El aparato de conformidad con la reivindicación 9 ó 10 caracterizado porque: (a) un cuarto medio de intercambio térmico conectado a terceros medios de división para recibir la corriente de alimentación y enfriarla adicionalmente; (b) cuartos medios de expansión están configurados para ser conectados a cuartos medios de intercambio térmico para recibir la corriente de alimentación enfriada adicionalmente y expandirla a la presión aún menor; (c) segundos medios de separación están configurados para separar la corriente de alimentación enfriada adicionalmente y expandida para dar la corriente de vapor producto de la evaporación rápida y la corriente de gas natural licuado; (d) los cuartos medios de intercambio térmico también están conectados a segundos medios de separación para recibir la corriente de vapor producto de la evaporación rápida y calentarla, donde el calentamiento suministra por lo menos una porción del enfriamiento adicional de la corriente de alimentación; y (e) los terceros medios de intercambio térmico están configurados para ser conectados a cuartos medios de intercambio térmico para recibir la corriente de vapor producto de la evaporación rápida calentada y calentarla adicionalmente, donde el calentamiento adicional suministra por lo menos una porción de enfriamiento de una o más de la primera porción y la corriente de vapor superior.
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