MX2015006658A - Produccion de gas natural licuado. - Google Patents

Produccion de gas natural licuado.

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MX2015006658A
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natural gas
mixed
lng
stream
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Russell H Oelfke
Michael R Miller
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Exxonmobil Upstream Res Co
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Abstract

Se describen en la presente sistemas de procesamiento de hidrocarburo y un método para la producción de gas natural licuado (LNG) .El sistema de procesamiento de hidrocarburo incluye un sistema de refrigeración de fluorocarburo configurado para enfriar un gas natural para producir LNG utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado y una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU) configurada para remover nitrógeno del LNG.

Description

PRODUCCIÓN DE SAS NATURAL LICUADO CAMPO DE LA INVENCIÓN Las presentes téenicas se relacionan generalmente al campo de recuperación de hidrocarburos y procesos de tratamiento y, más particularmente, a un método y sistemas para la producción de gas natural licuado (LNG) por la vía de un proceso de refrigeración que utiliza refrigerantes de fluorocarburo mezclados.
ANTECEDENTES Esta sección se propone para introducir varios aspectos de la técnica, que se pueden asociar con modalidades ejemplares de las presentes técnicas. Esta discusión se cree que ayuda a proporcionar una estructura para facilitar un mejor entendimiento de aspectos particulares de las presentes técnicas. Por consiguiente, se debe entender que esta sección se debe leer en esta dirección, y no necesariamente como admisiones de la técnica previa.
Muchos sistemas de refrigeración de baja temperatura que se utilizan para el procesamiento y licuación de gas natural dependen del uso de refrigerantes de un solo componente o refrigerantes mezclados (MRs) que incluyen componentes de hidrocarburos para proporcionar refrigeración externa. Por ejemplo, el gas natural licuado (LNG) se puede producir utilizando un refrigerante mezclado que incluye componentes de hidrocarburos extraídos de un gas de alimentación. Tales componentes de hidrocarburos pueden incluir metano, etano, etileno, propano y los similares.
La Patente de los Estados Unidos No. 6,412,302 de Foglietta y colaboradores, describe un proceso para producir una corriente de gas natural licuado. El proceso incluye el enfriamiento de por lo menos una porción de una corriente de alimentación de gas natural presurizado mediante el contacto de intercambio de calor con un primero y segundo refrigerantes expandidos que se utilizan en los ciclos de refrigeración independientes. El primer refrigerante expandido se selecciona de metano, etano y gas natural tratado y presurizado, mientras que el segundo refrigerante expandido es nitrógeno. Por lo tanto, tales téenicas dependen del uso de refrigerantes que incluyen hidrocarburos, que son flamables.
La Publicación de Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 2010/0281915 por Roberts y colaboradores, describe un sistema y método para licuar una corriente de gas natural. Una corriente de gas natural deshidratado se pre-enfria en un aparato de pre-enfriamiento que utiliza un pre-refrigerante que consiste de un refrigerante HFC. La corriente de gas natural deshidratado pre-enfriada luego se enfría en un intercambiador de calor principal a través del intercambio de calor indirecto contra un enfriador de refrigerante mezclado de hidrocarburo vaporizado para producir el LNG. El enfriador de refrigerante mezclado incluye etano, metano, nitrógeno y menor que o igual a 3% en mol de propano. Por lo tanto, tales téenicas también dependen del uso de refrigerantes que incluyen hidrocarburos.
La Publicación de Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 2012/0047943 por Barclay y colaboradores, describe un proceso para la licuefacción en mar adentro de una alimentación de gas natural. El proceso incluye poner en contacto la alimentación de gas natural con un refrigerante bifásico a una primera temperatura, poner en contacto la alimentación de gas natural con un primer refrigerante gaseoso a una segunda temperatura y poner en contacto la alimentación de gas natural con un segundo refrigerante gaseoso a una tercera temperatura. La alimentación de gas natural refrigerado luego se expande utilizando un dispositivo de expansión para formar una corriente de gas de vaporación instantánea y una corriente de gas natural licuado. El refrigerante bifásico puede ser un refrigerante comercial tal como R507 o R134a, o una mezcla de los mismos. El primer refrigerante gaseoso puede ser nitrógeno. El segundo refrigerante gaseoso puede ser la corriente de gas de vaporación instantánea recuperada de la alimentación de gas natural. El refrigerante bifásico se utiliza para enfriar y condensar parcialmente la alimentación de gas natural en un enfriador de gas de alimentación, mientras que el primero y segundo refrigerantes gaseosos se utilizan para enfriar y condensar la alimentación de gas natural en un intercambiador de calor criogénico principal. Por lo tanto, tales téenicas dependen del uso de un refrigerante que incluye componentes de hidrocarburos extraídos de la alimentación de gas natural.
La Patente de los Estados Unidos No. 6,631,625 de Weng describe un diseño no de hidroclorofluorocarburo (no HCFC) de una mezcla de refrigerante para un sistema de refrigeración de ultra-baja temperatura. La mezcla de refrigerante no de HCFC está compuesta principalmente de refrigerantes de hidrofluorocarburo (HFC) e hidrocarburos. Por lo tanto, tales técnicas también dependen del uso de refrigerantes que incluyen hidrocarburos. Además, no se describe el uso de tales mezclas de refrigerante para el procesamiento o licuación de gas natural.
BREVE DESCRIPCIÓN Una modalidad proporciona un sistema de procesamiento de hidrocarburo para la producción de gas natural licuado (LNG). El sistema de procesamiento de hidrocarburo incluye un sistema de refrigeración de flurocarburo configurado para enfriar un gas natural para producir el LNG utilizando un refrigerante de flurocarburo mezclado y una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU) configurada para remover el nitrógeno del LNG.
Otra modalidad proporciona un método para la producción de gas natural licuado (LNG). El método incluye el enfriamiento de un gas natural para producir el LNG en un sistema de refrigeración de fluorocarburo utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado y la remoción del nitrógeno del LNG en una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU).
Otra modalidad proporciona un sistema de procesamiento de hidrocarburo para la formación de un gas natural licuado (LNG). El sistema de procesamiento de hidrocarburo incluye un ciclo de refrigerante mezclado configurado para enfriar un gas natural utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado, en donde el ciclo de refrigerante mezclado incluye un intercambiador de calor configurado para permitir el enfriamiento de gas natural por la via de un intercambio indirecto de calor entre el gas natural y el refrigerante de fluorocarburo mezclado. El sistema de procesamiento de hidrocarburo también incluye una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU) configurada para remover el nitrógeno del gas natural y un sistema de autorefrigeración de metano configurado para enfriar el gas natural para producir el LNG.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las ventajas de las presentes téenicas se entienden mejor por referencia a la siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos, en los cuales: La Fig. 1 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de refrigeración de una sola etapa; La Fig. 2 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de refrigeración de dos etapas que incluye un economizador; La Fig. 3 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de refrigeración de una sola etapa que incluye un economizador de intercambiador de calor; La Fig. 4 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de producción de gas natural licuado (LNG); La Fig. 5 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo que incluye un solo ciclo de refrigerante mezclado (SMR); La Fig. 6 es un diagrama de flujo del proceso del sistema de procesamiento de hidrocarburo de la Fig. 5 con la adición de un sistema de refrigeración de nitrógeno; La Fig. 7 es un diagrama de flujo del proceso del sistema de procesamiento de hidrocarburo de la Fig. 5 con la adición de un sistema de autorefrigeración de metano; La Fig. 8 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo que incluye un ciclo SMR pre-enfriado; La Fig. 9 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo que incluye un ciclo de refrigerante mezclado doble (DMR); La Figs.10A y 10B son diagramas de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo que incluye un ciclo SMR, una NRU y un sistema de autorefrigeración de metano; La Figs. 11A y 11B son diagramas de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo que incluye un ciclo DMR economizado, un NRU y un sistema de autorefrigeración de metano; y La Fig. 12 es un diagrama de flujo de proceso de un método para la formación de LNG a partir de una corriente de gas natural utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado.
DESCRIPCIÓN DETALLADA En la siguiente sección de descripción detallada, se describen modalidades especificas de las presentes téenicas. Sin embargo, al grado que la siguiente descripción es especifica a una modalidad particular o un uso particular de las presentes técnicas, esto se propone para ser para propósitos ejemplares únicamente y simplemente proporciona una descripción de las modalidades ejemplares. Por consiguiente, las técnicas no se limitan a las modalidades especificas descritas en la presente, sino más bien, incluyen todas las alternativas, modificaciones y equivalentes que se encuentran dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Desde el principio, por facilidad de referencia, se exponen ciertos términos utilizados en esta solicitud y sus significados como se utilizan en este contexto. Al grado que un término utilizado en el presente no se define aquí, a este se le debe de dar la definición más amplia que las personas en la téenica pertinente han dado ese término como es reflejado en por lo menos una publicación impresa o patente expedida. Además, las presentes técnicas no se limitan por la utilización de los términos mostrados en la presente, ya que todos los equivalentes, sinónimos, nuevos desarrollos y términos o técnicas que sirven para el mismo propósito o similar se consideran que están dentro del alcance de las presentes reivindicaciones .
Como se utiliza en la presente "autorefrigeración" se refiere a un proceso mediante el cual una porción de una corriente de producto se utiliza para propósitos de refrigeración. Esto se logra al extraer una fracción de la corriente de producto antes del enfriamiento final para el propósito de proporcionar capacidad de refrigeración. Esta corriente extraída se expande en una válvula o expansor y, como resultado de la expansión, se disminuye la temperatura de la corriente. Esta corriente se utiliza para enfriar la corriente de producto en un intercambiador de calor. Después de intercambiar calor, esta corriente se recomprime y se mezcla con la corriente de gas de alimentación. Este proceso también se conoce como refrigeración de ciclo abierto.
Alternativamente, la "autorefrigeración" se refiere a un proceso mediante el cual un fluido se enfría por la vía de una reducción en la presión. En el caso de líquidos, la autorefrigeración se refiere al enfriamiento del líquido mediante evaporación, que corresponde a una reducción en la presión. Más específicamente, una porción del líquido se vapora instantáneamente en vapor a medida que se somete a una reducción de la presión mientras que pasa a través de un dispositivo de estrangulación. Como resultado, tanto el vapor como el líquido residual se enfrían a la temperatura de saturación del líquido en la presión reducida. Por ejemplo, de acuerdo con modalidades descritas en la presente, la autorefrigeración de un gas natural se puede realizar al mantener el gas natural en su punto de ebullición de modo que el gas natural se enfría a medida que se pierde calor durante la ebullición. Este proceso también puede ser referido como "evaporación instantánea".
El "punto de ebullición" o "BP" de una sustancia es una temperatura en la cual la presión de vapor del liquido iguala la presión que circunda el líquido y, de esta manera, el líquido cambia a vapor. El "punto de ebullición normal" o "NBP" de una sustancia es el punto de ebullición a una presión de una atmósfera, es decir, 101.3 kilopascales (kPa).
Un "compresor" incluye cualquier unidad, dispositivo o aparato capaz de incrementar la presión de una corriente. Esto incluye compresores que tienen un proceso o etapa de compresión único, o compresores que tienen procesos de etapas de compresión de multi-etapas, más particularmente compresores de multi-etapas dentro de una solo caja o cubierta. Las corrientes evaporadas que se comprimen se pueden proporcionar a un compresor en diferentes presiones. Por ejemplo, algunas etapas o pasos de un proceso de enfriamiento de hidrocarburo pueden involucrar dos o más compresores de refrigerante en paralelo, en serie, o ambos. Las presentes téenicas no se limitan por el tipo o arreglo o disposición del compresor o compresores, particularmente en cualquier ciclo de refrigeración .
Como se utiliza en la presente, "enfriamiento" ampliamente se refiere a la reducción y/o caída de una temperatura y/o energía interna de una sustancia, tal como por cualquier cantidad adecuada. El enfriamiento puede incluir una caída de temperatura de por lo menos aproximadamente 1°C, por lo menos aproximadamente 5°C, por lo menos aproximadamente 10°C, por lo menos aproximadamente 15°C, por lo menos aproximadamente 25°C, por lo menos aproximadamente 50°C, por lo menos aproximadamente 100°C y/o los similares. El enfriamiento puede utilizar cualquier absolvedor de calor adecuado, tal como generación de vapor, calentamiento de agua caliente, agua de enfriamiento, aire, refrigerante, otras corrientes de proceso (integración) y combinaciones de los mismos. Una o más fuentes de enfriamiento se pueden combinar y/o poner cascada para alcanzar una temperatura de salida deseada. La etapa de enfriamiento puede utilizar una unidad de enfriamiento con cualquier dispositivo y/o equipo adecuado. De acuerdo con una modalidad, el enfriamiento puede incluir intercambio de calor indirecto, tal como con uno o más intercambiadores de calor. Los intercambiadores de calor pueden incluir cualquier diseño adecuado, tal como coraza y tubos, aluminio latonado, enrollado en espiral y/o los similares. En la alternativa, el enfriamiento puede utilizar el enfriamiento evaporativo (calor de vaporización), enfriamiento de calor sensible y/o intercambio .de calor directo, tal como un liquido rociado directamente en una corriente de proceso.
"Temperatura criogénica" se refiere a una temperatura que es aproximadamente -50°C o bajo.
Como se utiliza en la presente, los términos "desetanizador" y "desmetanizador" se refieren a columnas o torres de destilación que se pueden utilizar para separar componentes dentro de una corriente de gas natural. Por ejemplo, un desmetanizador se utiliza para separar metano y otros componentes volátiles del etano y componentes más pesados. La fracción de metano típicamente se recupera como gas purificado que contiene cantidades pequeñas de gases inertes tales como nitrógeno, CO2 o los similares.
"Fluorocarburos" también referido como "perfluorocarburos" o "PFCs" son moléculas que incluyen átomos de F y C. Los fluorocarburos tienen enlaces F-C y, dependiendo del número de átomos de carbono en la especie, enlaces C-C. Un ejemplo de un fluorocarburo incluye hexafluoroetano (C2F6). Los "hidrofluorocarburos" o "HFCs" son un tipo específico de fluorocarburo que incluye átomos H, F y C. Los hidrofluorocarburos tienen enlaces H-C y F-C y, dependiendo del número de átomos de carbono en la especie, enlaces C-C. Algunos ejemplos de hidrofluorocarburos incluyen fluoroformo (CHF3), pentafluoroetano (C2HF5), tetrafluoroetano (C2H2F4), heptafluoropropano (C3HF7), hexafluoropropano (C3H2F6), pentafluoropropano (C3H3F5) y tetrafluoropropano (C3H4F4), entre otros compuestos de estructura química similar. Los hidrofluorocarburos con enlaces insaturados son referidos como "hidrofluoroolefinas" o "HFOs". Las HFOs son típicamente más reactivas inflamables que los HFCs debido a la presencia de enlaces insaturados. Sin embargo, las HFOs también típicamente se degradan en el ambiente más rápido que los HFCs.
El término "gas" que se utiliza intercambiablemente con "vapor", y se define como una sustancia o mezcla de sustancias en el estado gaseoso como se distingue en el estado líquido o sólido. Del mismo modo, el término "líquido" significa una sustancia o mezcla de sustancias en el estado líquido como se distingue en el estado de gas o sólido.
El término "gases de invernadero" se refiere ampliamente a gases o vapores en una atmósfera que puede absorber y/o emitir radiación dentro del intervalo infrarrojo térmico. Ejemplos incluyen monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de agua, metano, etano, propano, ozono, sulfuro de hidrógeno, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, halocarburos, clorofluorocarburos o los similares. Las plantas de energía eléctricas, refinerías de petróleo y otras instalaciones de conversión de energía pueden tender a ser fuentes grandes de gases de invernadero emitidos a la atmósfera. Sin que sea limitado por la teoría, los gases de invernadero se cree reciben y/o retienen la radiación solar y la energía, que llega a ser atrapada en la atmósfera. Esto puede dar por resultado un incremento en las temperaturas atmosféricas globales promedio y otros cambios del clima.
El "potencial de calentamiento global" o "GWP" de un gas es una medición relativa de cuánto calor el gas atrapa en la atmósfera. El GWP compara la cantidad de calor atrapado por una cierta masa del gas en cuestión a la cantidad de calor atrapado por una masa similar de dióxido de carbono. El GWP se calcula durante un intervalo de tiempo específico, tal como 20, 100 o 500 años. El GWP se expresa como un factor de dióxido de carbono, en donde el dióxido de carbono tiene un GWP estandarizado de 1. Por ejemplo, el GWP de 20 años, es decir, GWP 20, de metano es 72. Esto significa que, si la misma masa de metano y dióxido de carbono se introduce en la atmósfera, el metano atrapará 72 veces más calor que el dióxido de carbono durante los siguientes 20 años.
Un "intercambiador de calor" significa ampliamente cualquier dispositivo capaz de transferir calor de un medio a otro medio, incluyendo particularmente cualquier estructura, por ejemplo, el dispositivo comúnmente referido co o un intercambiador de calor. El intercambiar de calor incluye ''intercambiadores de calor directos" e "intercambiadores de calor indirectos". De esta manera, un intercambiador de calor puede ser de tubo y coraza, en espiral, horquilla, núcleo, núcleo-y-marmita, de doble tubo, aluminio latonado, enrollado en espiral o cualquier otro tipo de intercambiador de calor conocido. El "intercambiador de calor" también puede referirse a cualquier columna, torre o unidad u otro arreglo adaptado para permitir el pasaje de uno o más corrientes a través del mismo, y para afectar el intercambio de calor directo o indirecto entre una o más lineas de refrigerante, y uno o más corrientes de alimentación.
Un "hidrocarburo" es un compuesto orgánico que principalmente incluye los elementos hidrógeno y carbono, aunque nitrógeno, azufre, oxigeno, metales o cualquier número de otros elementos se pueden presentar en pequeñas cantidades. Como se utiliza en la presente, los hidrocarburos generalmente se refieren a componentes encontrados en instalaciones de procesamiento de gas natural, de petróleo o químicas.
"Gas natural licuado" a "LNG" es el gas natural generalmente conocido que incluye un alto porcentaje de metano. Sin embargo, el LNG también puede incluir cantidades menores de otros compuestos. Los otros elementos o compuestos pueden incluir, pero no están limitados a, etano, propano, butano, dióxido de carbono, nitrógeno, helio, sulfuro de hidrógeno o combinaciones de los mismos, que se han procesado para remover uno o más componentes (por ejemplo, helio) o impurezas (por ejemplo, agua y/o hidrocarburos pesados) y luego condensado en un liquido a la presión casi atmosférica mediante enfriamiento.
"Gas de petróleo licuado" o "LPG" generalmente se refiere a una mezcla de propano, butano y otros hidrocarburos ligeros derivados de la refinación del petróleo crudo. A temperatura normal, el LPG es un gas. Sin embargo, el LPG se puede enfriar o se someter a presión para facilitar el almacenamiento y transporte.
El "punto de fusión" o "MP" de una sustancia es la temperatura en la cual las formas sólidas y liquidas de la sustancia pueden existir en equilibrio. A medida que se aplica calor a la forma sólida de una sustancia, su temperatura se incrementará hasta que se alcanza el punto de fusión. La aplicación de calor adicional luego convertirá la sustancia de forma sólida a forma liquida sin cambio de temperatura. Cuando la sustancia completa se ha fundido, el calor adicional elevará la temperatura de la forma liquida de la sustancia.
"Procesos de refrigerante mezclado" o "procesos MR" pueden incluir, pero no están limitados a, "un solo refrigerante mezclado" o ciclo "SMR", un ciclo MR pre-enfriado de hidrocarburos, un ciclo de "refrigerante mezclado doble" o "DMR" o un ciclo de "refrigerante mezclado triple" o "TMR". En general, la MRs puede incluir hidrocarburo y/o componentes no de hidrocarburo. Los procesos MR emplean por lo menos un refrigerante de componente mezclado, pero adicionalmente pueden emplear uno o más refrigerantes de componente puro también.
"Gas natural" se refiere a un gas multi-co ponente obtenido de un pozo de petróleo crudo o de una formación que lleva subterránea. La composición de presión del gas natural puede variar significativamente. Una corriente de gas natural típica contiene metano (CH4) como un componente mayor, es decir, mayor que 50% en mol de la corriente de gas natural es metano. La corriente de gas natural también puede contener etano (C2H6), hidrocarburos de más alto peso molecular (por ejemplo, de hidrocarburo de C3-C20) , uno o más gases ácidos (por ejemplo, dióxido de carbono o sulfuro de hidrógeno) o cualesquiera de las combinaciones de los mismos. El gas natural también puede contener cantidades menores de contaminantes tales como agua, nitrógeno, sulfuro de hierro, cera, petróleo crudo o cualquiera de las combinaciones de los mismos. La corriente de gas natural se puede purificar sustancialmente antes del uso en modalidades, para remover los compuestos que pueden actuar como tóxicos.
Como se utiliza en la presente, "líquidos de gas natural" o "NGLs" se refieren a mezclas de hidrocarburos cuyos componentes son, por ejemplo, típicamente más pesados que el metano y condensado de un gas natural. Algunos ejemplos de componentes de hidrocarburos de corrientes de NGL incluyen etano, propano, butano y sombras de pentano, benceno, tolueno y otros compuestos aromáticos.
Una "unidad de rechazo de nitrógeno" o "NRU" se refiere a cualquier sistema o dispositivo configurado para recibir una corriente de alimentación de gas natural y producir corrientes de productos sustancialmente puros, por ejemplo, una corriente de metano salable y una corriente de nitrógeno que incluyendo aproximadamente 30% a 99% N2. Ejemplos de tipos de NRU's incluyen destilación criogénica, adsorción oscilante de presión (PSA) separación de membrana, absorción de aceite impuro y absorción de solvente.
El "potencial de agotamiento de ozono" o "ODP" de un compuesto químico es la cantidad relativa de degradación a la capa de ozono que puede causar, donde el triclorofluorometano, es decir, R-ll, se fija en un ODP de 1.0. El clorodifluorometano, es decir, R-22, por ejemplo, tiene un ODP de 0.055. Muchos HFCs, tales como R-32, tienen ODPs que se aproximan en cero.
Un "componente refrigerante" en un sistema de refrigeración, absorberá calor a una temperatura y presión menores a través de la evaporación y rechazará el calor a una temperatura y presión más alta a través de la condensación. Los componentes refrigerantes ilustrativos pueden incluir, pero no están limitados a, álcenos, alquenos y alquinos que tienen de uno a cinco átomos de carbono, nitrógeno, hidrocarburos clorados, hidrocarburos fluorados, otros hidrocarburos halogenados, gases nobles y mezclas o combinaciones de los mismos.
Los componentes refrigerantes frecuentemente incluyen refrigerantes de un solo componente. Un refrigerante de un solo componente con un solo hidrocarburo halogenado tiene una designación "R-" asociada de dos o tres números, que refleja su composición química. La adición de 90 al número da tres dígitos que se establecen para el número de átomos de carbono, hidrógeno y flúor, respectivamente. El primer dígito de un refrigerante con tres números es una unidad menor que el número de átomos de carbono en la molécula. Si la molécula contiene únicamente un átomo de carbono, el primer dígito se omite. El segundo dígito es una unidad mayor que el número de átomos de hidrógeno en la molécula. El tercer dígito es igual al número de átomos de flúor en la molécula. Los enlaces restantes no se tienen en cuenta para ser ocupados por átomos de cloro. Un sufijo de una letra minúscula "a", "b" o "c" indica isómeros cada vez más no simétricos. Como un caso especial, la serie R-400 se constituye de mezclas zeotrópicas, y la serie R-500 está constituida de mezclas azeotrópicas. El dígito más a la derecha se le asigna arbitrariamente por ASHRAE, una organización industrial.
"Sustancial" cuando se utiliza en referencia a una cantidad o monto de un material, o una característica específica de la misma, se refiere a una cantidad que es suficiente para proporcionar un efecto que se busca proporcionar por el material o característica. El grado exacto de desviación permisible puede depender, en algunos casos, del contexto especifico.
Revisión General Las modalidades descritas en el presente proporcionan un sistema de procesamiento de hidrocarburo. El sistema de procesamiento de hidrocarburo incluye un sistema de refrigeración para producción el LNG a partir de un gas natural. El sistema de refrigeración incluye un sistema de refrigeración de fluorocarburo que utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado para enfriar el gas natural. El sistema de refrigeración también puede incluir un sistema de refrigeración de nitrógeno y/o un sistema de autorefrigeración de metano, que se puede utilizar para enfriar adicionalmente el gas natural para producir el LNG. Además, el sistema de procesamiento de hidrocarburo puede incluir un NRU, que se puede utilizar para remover el nitrógeno del gas natural. En algunas modalidades, el nitrógeno que se remueve del gas natural por la vía de la NRU se utiliza para proporcionar enfriamiento adicional para el gas natural.
Los sistemas de procesamiento de hidrocarburo incluyen cualquier número de sistemas conocidos para aquellos expertos en la téenica. Los procesos de producción y tratamiento de hidrocarburo incluyen, pero no están limitados a, enfriamiento del gas natural para extracción de NGL, enfriamiento del gas natural para el control de punto de rocío de hidrocarburo, enfriamiento del gas natural para la remoción de CO2, almacenamiento de producción de LPG, condensación de reflujo en desetanizadores y desmetanizadores, y licuefacción de gas natural para producir el LNG.
Aunque muchos ciclos de refrigeración se han utilizado para procesar hidrocarburos, uno ciclo que se utiliza en las plantas de licuefacción de LNG es el ciclo en cascada, que utiliza múltiples refrigerantes de un solo componente en intercambiadores de calor arreglados progresivamente para reducir la temperatura del gas a una temperatura de licuación. Otro ciclo que se utiliza en las plantas de licuación de LNG es el ciclo de refrigeración multi-componente, que utiliza un refrigerante multi-componente en intercambiadores especialmente diseñados. Además, otro ciclo que se utiliza en las plantas de licuación de LNG es el ciclo de expansor, que se expande al gas de la presión de gas de alimentación a una baja presión con una reducción correspondiente de la temperatura. Los ciclos de licuación de gas natural también pueden utilizar variaciones o combinaciones de estos tres ciclos.
El LNG se prepara a partir de un gas de alimentación mediante teenologías de refrigeración y licuación. Las etapas opcionales incluyen la remoción de condensado, remoción de CO2, deshidratación, remoción de mercurio, separación de nitrógeno, remoción de H2S y los similares. Después de la licuación, el LNG se puede almacenar o cargar en un carro tanque para la venta o transporte. Los procesos de licuación convencionales pueden incluir: refrigerante mezclado pre-enfriado de Propano APCI; C3MR; DUAL MR; Phillips Optimized Cascade; Prico SMR; refrigerante mezclado de presión doble TEAL; cascada de muiti fluido Linde/Statoil; Axens DMR; Refrigerante Mezclado Mejorado de ExxonMobil (EMR); y los procesos de Shell C3MR y DMR.
La remoción del dióxido de carbono, es decir la separación de metano y los gases más ligeros de C02 y los gases más pesados, se puede lograr con procesos de destilación criogénica, tal como la tecnología de Zona de Congelación Controlada disponible de ExxonMobil Corporation.
Mientras que el método y sistemas descritos en la presente se discuten con respecto a la formación de LNG a partir de gas natural, el método y sistemas también se pueden utilizar para una variedad de otros propósitos. Por ejemplo, el método y sistemas descritos en la presente se pueden utilizar para enfriar gas natural para el control de punto de rocío de hidrocarburo, realizar la extracción del líquido de gas natural (NGL), separar el metano y los gases ligeros del C02 y los gases más pesados, preparar hidrocarburos para la producción de LPG, o condensar una corriente de reflujo en desetanizadores y/o desmetanizadores, entre otros.
Refrigerantes Los refrigerantes que se utilizan de acuerdo con las modalidades descritas en la presente pueden ser refrigerantes mezclados, donde cada refrigerante mezclado puede incluir dos o más refrigerantes de un solo componente y/o multi-componente. Los refrigerantes pueden ser importados y almacenados en el sitio o, alternativamente, algunos de los componentes del refrigerante se pueden preparar en el sitio, típicamente mediante un proceso de destilación integrado con el sistema de procesamiento de hidrocarburo. En varias modalidades, los refrigerantes mezclados que se utilizan de acuerdo con las modalidades descritas en la presente incluyen fluorocarburos (FCs), tales como HFCs. Los refrigerantes ejemplares son comercialmente disponibles de DuPont Corporation, incluyendo la familia de refrigerantes ISCEON®, la familia de refrigerantes SUVA®, la familia de OPTEON® y la familia de refrigerantes FREON®.
Los refrigerantes multi-componentes son comercialmente disponibles. Por ejemplo, R-401A es una mezcla HCFC de R-32, R-152a y R-124. R-404A es una mezcla HFC de 52% en peso de R-143a, 44% en peso de R-125 y 4% en peso de R-134a. R-406A es una mezcla de 55% en peso de R-22, 4% en peso de R-600a y 41% en peso de R-142b. R-407A es una mezcla HFC de 20% en peso de R-32, 40% en peso de R-125 y 40% en peso de R-134a. R-407C es una mezcla de hidrofluorocarburo de R-32, R-125 y R-134a. R-408A es una mezcla HCFC de R-22, R-125 y R-143a. R-409A es una mezcla HCFC R-22, R-124 y R-142b. R-410A es una mezcla de R-32 y R-125. R-500 es una mezcla de 73.8% en peso de R-12 y 26.2% en peso de R-152a. R-502 es una mezcla de R-22 y R-115. R-508B es una mezcla de R-23 y R-116. Más información especifica que considera refrigerantes particulares que se puede utilizar de acuerdo con las modalidades descritas en la presente se muestra enseguida en la Tabla 1.
Los potenciales de agotamiento de ozono para todos los refrigerantes mostrados en la Tabla 1 son iguales a cero. El "Grupo de Seguridad" mostrado en la Tabla 1 es una designación ASHRAE. Una designación de "A" indica que el limite de exposición ocupacional (OEL) del refrigerante está arriba de 400 partes por millón (ppm). Una designación de "B" indica que el OEL para el refrigerante está abajo de 400 ppm. Un número de "1" indica que el refrigerante es no flamable. Un número de "2" indica que el refrigerante es ligeramente flamable y un número de "3" indica que el refrigerante es altamente flamable. Un sufijo "L" indica que el refrigerante tiene una muy velocidad de propagación de llama.
Se va a entender que las modalidades descritas en la presente no se limitan al uso de los refrigerantes listados en la Tabla 1. Más bien, cualquiera de otros tipos de refrigerante no flamables, o mezclas de los mismos, también se pueden utilizar de acuerdo con modalidades descritas en la presente. Por ejemplo, cualquiera de los tipos adecuados de HFCs, HFOs y/o compuestos inertes se pueden combinar para formar un refrigerante mezclado de acuerdo con modalidades descritas en la presente.
TABLA 1: Refrigerantes De acuerdo con modalidades descritas en la presente, la selección particular de fluorocarburos para un refrigerante mezclado depende de las temperaturas de refrigeración deseadas. El gas natural se licúa para formar el LNG a -162°C. Por lo tanto, con el fin de producir el LNG, un refrigerante mezclado que es capaz de enfriar el gas natural abajo de -162°C puede ser seleccionado. En algunos casos, los refrigerantes se pueden utilizar en temperaturas más calientes, y otro proceso de refrigeración, tal como un proceso de autorefrigeración, se puede utilizar para ayudar en la producción de LNG.
Cuando se selecciona un conjunto de fluorocarburos para un refrigerante mezclado, el punto de ebullición normal y el punto de fusión ambos pueden ser tomados en consideración. Puede ser deseable para la temperatura del refrigerante mezclado gue este arriba de su punto de congelación durante el ciclo de refrigeración completo, de modo que el refrigerante no formará sólidos y no causará taponamiento en el sistema. Además, puede ser deseable que este arriba de la presión atmosférica durante el ciclo de refrigeración completo para evitar la contaminación del aire del refrigerante mezclado. En varias modalidades, los componentes de refrigerante mezclado se seleccionan tal que el punto de fusión de cada componente está abajo de la temperatura de enfriamiento. Puede haber algún grado de flexibilidad en el punto de fusión de los componentes, puesto que una mezcla no comienza a congelar en el punto de fusión de componente puro más caliente. Alguna depresión del punto de fusión ocurre cuando se diluye un componente de alto punto de fusión en otro, los componentes de no congelación y se aproxima al punto eutéctico. Por ejemplo, R-245fa, que tiene un punto de fusión de -102°C, se puede utilizar a temperaturas menores si está a una concentración suficientemente baja en el refrigerante mezclado.
La selección particular de fluorocarburos para un refrigerante mezclado también puede depender del tipo especifico del sistema de refrigeración para el cual se va a utilizar refrigerante mezclado. Por ejemplo, los ciclos SMR pueden utilizar refrigerantes mezclados que incluyen una mezcla de R-14, R-23, R-32, R-227ea, R-245fa o los similares. Otros componentes de refrigerante posible para el refrigerante mezclado incluyen R-41, R-218, R-1234yf, R-1234ze, R-152a y los similares. En general, los componentes de un refrigerante mezclado se pueden seleccionar tal que sus NBPs uniformemente cubren el intervalo de refrigeración deseado.
En varias modalidades, cualquiera de un número de diferentes tipos de sistemas de procesamiento de hidrocarburo se puede utilizar con cualquiera de los sistemas de refrigeración descritos en la presente. Además, los sistemas de refrigeración descritos en la presente pueden utilizar cualquier mezcla de los refrigerantes descritos en la presente. Sistemas de Refrigeración Los sistemas de hidrocarburos y métodos frecuentemente incluyen sistemas de refrigeración que utilizan refrigeración mecánica, expansión de válvula, expansión de turbina o los similares. La refrigeración mecánica típicamente incluye sistemas de compresión y sistemas de absorción, tales como sistemas de absorción de amoníaco. Los sistemas de compresión se utilizan en la industria de procesamiento del gas para una variedad de procesos. Por ejemplo, los sistemas de compresión se pueden utilizar para enfriar el gas natural para la extracción de NGL, enfriar el gas natural para el control del punto de rocio de hidrocarburos, almacenamiento de producción de LPG, condensación de reflujo en desetanizadores o desmetanizadores, licuefacción de gas natural para producir LNG o los similares.
La Fig. 1 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de refrigeración de una sola etapa 100. En varias modalidades, el sistema de refrigeración de una sola etapa 100 utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado. El uso de un refrigerante de fluorocarburo mezclado puede permitir al sistema de refrigeración de una sola etapa 100 mantener alta eficiencia sobre una amplia gama de temperaturas. Además, en varias modalidades, el sistema de refrigeración de una sola etapa 100 se implementa corriente arriba de un sistema de refrigeración de nitrógeno o sistemas de autorefrigeración de metano que incluye una NRU. Los sistemas de refrigeración de una sola etapa múltiples 100 también se pueden implementar en cierre corriente arriba de tal sistema de refrigeración de nitrógeno o sistemas de autorefrigeración de metano.
El sistema de refrigeración de una sola etapa 100 incluye un dispositivo de expansión 102, una enfriador 104, un compresor 106, un condensador 108 y un acumulador 110. El dispositivo de expansión 102 puede ser una válvula de expansión o un expansor hidráulico, por ejemplo. Un refrigerante liquido saturado 112 puede fluir desde el acumulador 110 al dispositivo de expansión 102, y puede expandirse a través del dispositivo de expansión 102 isoentálpicamente. En expansión, se presenta algo de vaporización, creando una mezcla de refrigerante enfriado 114 que incluye tanto vapor como liquido. La mezcla de refrigerante 114 puede entrar en el enfriador 104, también conocido como el evaporador, a una temperatura menor que la temperatura a la cual se va enfriar una corriente de proceso 116, tal como un gas natural. La corriente de proceso 116 fluye a través del enfriador 104 e intercambia calor con la mezcla de refrigerante 114. A medida que la corriente de proceso 116 intercambia calor con la mezcla de refrigerante 114, la corriente de proceso 116 se enfria, mientras que la mezcla de refrigerante 114 se vaporiza, creando un refrigerante de vapor saturado 118.
Después de dejar el enfriador 104, el refrigerante de vapor saturado 118 se comprime dentro del compresor 106, y luego se hace fluir en el condensador 108. Dentro del condensador 108, el refrigerante de vapor saturado 118 se convierte en un refrigerante liquido saturado o ligeramente sub-enfriado 120. Refrigerante liquido 120 luego se puede hacer fluir del condensador 108 al acumulador 110. El acumulador 110, que también es conocido como un tanque de compensación o receptor, puede servir como un depósito para el refrigerante liquido 120. El refrigerante liquido 120 se puede almacenar dentro del acumulador 110 antes de ser expandido a través del dispositivo de expansión 102 como el refrigerante liquido saturado 112.
Se va entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig. 1 no se propone para indicar que el sistema de refrigeración de una sola etapa 100 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig. 1. Además, el sistema de refrigeración de una sola etapa 100 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig.1, dependiendo de los detalles de la implementación especifica.
Por ejemplo, en algunas modalidades, un sistema de refrigeración puede incluir dos o más etapas de compresión. Además, el sistema de refrigeración 100 puede incluir un economizador, como se discute adicionalmente con respecto a la Fig. 2.
La Fig. 2 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de refrigeración de dos etapas 200 que incluye un economizador 202. Artículos numerados similares son como se describen con respecto a la Fig.1. En varias modalidades, el sistema de refrigeración de dos etapas 200 utiliza un refrigerante de fluorocarburo, tal como un azeótropo (R-5XX) o un casi-azeótropo (R-4XX). Además, en varias modalidades, el sistema de refrigeración de dos etapas 200 se implementa corriente arriba de un sistema de refrigeración de nitrógeno o sistema de aulorefrigeración de metano que incluye un NRU. Los sistemas de refrigeración de dos etapas múltiples 200 también se pueden implementar en serie corriente arriba de tal sistema de refrigeración de nitrógeno o sistema de autorefrigeración de metano.
El economizador 202 puede ser cualquier dispositivo o modificación del proceso que disminuye la utilización de potencia del compresor para un servicio de enfriador dado. Los economizadores convencionales 202 incluyen, por ejemplo, tanques de evaporación instantánea y economizadores de intercambio de calor. Los economizadores de intercambio de calor utilizan un número de intercambiadores de calor para transferir calor entre las corrientes de proceso. Esto puede reducir la cantidad de entrada de energía en el sistema de refrigeración de dos etapas 200 al integrar con calor las corrientes de proceso entre sí.
Como se muestra en la Fig.2, el refrigerante líquido saturado 112 que deja el acumulador 110 se puede expandir a través del dispositivo de expansión 102 a una presión intermedia en la cual se puede separar el vapor y el líquido. Por ejemplo, a medida que el refrigerante líquido saturado 112 se evapora instantáneamente a través del dispositivo de expansión 102, un refrigerante de vapor 204 y un refrigerante líquido 206 se producen en una presión y temperatura más baja que el refrigerante líquido saturado 112. El refrigerante de vapor 204 y el refrigerante líquido 206 luego se pueden hacer fluir en el economizador 202. En varias modalidades, el economizador 202 es un tanque de evaporación instantánea que efectúa la separación del refrigerante de vapor 204 y el refrigerante líquido 206. El refrigerante de vapor 204 se puede hacer fluir a una etapa del compresor de presión intermedia, en la cual el refrigerante de vapor 204 se puede combinar con el refrigerante de vapor saturado 118 que sale de un primer compresor 210, creando un refrigerante de vapor saturado mezclado 208. El refrigerante de vapor saturado mezclado 208 luego se puede hacer fluir en un segundo compresor 212.
Desde el economizador 202, el refrigerante líquido 206 se puede expandir isoentálpicamente a través de un segundo dispositivo de expansión 214. El segundo dispositivo de expansión 214 puede ser una válvula de expansión o un expansor hidráulico, por ejemplo. En la expansión, puede producir algo de vaporización, creando una mezcla de refrigerante 216 que incluye tanto vapor como liquido, disminuyendo la temperatura y presión. La mezcla de refrigerante 216 tendrá un contenido de líquido más alto que las mezclas de refrigerante en sistemas sin economizadores. El contenido de líquido más alto puede reducir la tasa de circulación del refrigerante y/o reducir la utilización de potencia del primer compresor 210.
La mezcla de refrigerante 216 entra el enfriador 104, también conocido como el evaporador, a una temperatura menor que la temperatura a la cual se va a enfriar la corriente de proceso 116. La corriente de proceso 116 se enfría dentro del enfriador 104, como se discutió con respecto a la Fig. 1. Además, el refrigerante de vapor saturado 118 se hace fluir a través de los compresores 210 y 212 y el condensador 108, y el refrigerante líquido resultante 120 se almacena dentro del acumulador 110, como se discutió con respecto a la Fig.1.
Se va entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig. 2 no se propone para indicar que el sistema de refrigeración de dos etapas 200 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig. 2. Además, el sistema de refrigeración de dos etapas 200 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig. 2, dependiendo de los detalles de la implementación específica. Por ejemplo, el sistema de refrigeración de dos etapas 200 puede incluir cualquier número de economizadores adicionales u otros tipos de equipos no mostrados en la Fig.2. Además, el economizador 202 puede ser un economizador de intercambio de calor antes que un tanque de evaporación instantánea. El economizador de intercambio de calor también se puede utilizar para crear una tasa de recirculación de refrigeración y reducir la utilización de potencia del compresor.
En algunas modalidades, el sistema de refrigeración de dos etapas 200 incluye más de un economizador 202, así como más de dos compresores 210 y 212. Por ejemplo, el sistema de refrigeración de dos etapas 200 puede incluir dos economizadores y tres compresores. En general, si el sistema de refrigeración 200 incluye X un número de economizadores, el sistema de refrigeración 200 incluirá X +1 número de compresores. Tal sistema de refrigeración 200 con múltiples economizadores puede formar parte de un sistema de refrigeración en cascada.
La Fig. 3 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de refrigeración de una sola etapa 300 que incluye un economizador de intercambiador de calor 302. Los artículos numerados similares son como se describe con respecto a la Fig. 1. En varias modalidades, el sistema de refrigeración de una sola etapa 300 utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado. Además, en varias modalidades, el sistema de refrigeración de una sola etapa 300 se implementa corriente arriba de un sistema de refrigeración de nitrógeno o sistema de autorefrigeración de metano que incluye una NRU. Los sistemas de refrigeración de una sola etapa múltiple 300 también se pueden implementar en serie corriente arriba de tal sistema de refrigeración de nitrógeno o sistema de autorefrigeración de metano.
Como se muestra en la Fig.3, el refrigerante líquido saturado 112 que deja el acumulador 110 se puede expandir a través del dispositivo de expansión 102 a una presión intermedia en la cual se puede separar el vapor y el líquido, produciendo la mezcla de refrigerante 114. La mezcla de refrigerante 114 se puede hacer fluir en el enfriador 104 a una temperatura menor que la temperatura a la cual se va a emplear la corriente de proceso 116. La corriente de proceso 116 se puede enfriar dentro del enfriador 104, como se discutió con respecto a la Fig.1.
Desde el enfriador 104, el refrigerante de vapor saturado 118 se puede hacer fluir a través del economizador de intercambiador de calor 302. El refrigerante de vapor saturado de baja presión, frió 118 se puede utilizar para subenfriar el refrigerante liquido saturado 112 dentro del economizador de intercambiador de calor 302. El refrigerante de vapor supercalentado 304 que sale del economizador del intercambiador de calor 302 luego se puede hacer fluir a través del compresor 106 y el condensador 108, y el refrigerante liquido resultante 120 se puede almacenar dentro del acumulador 110, como se discutió con respecto a la Fig.1.
Se va entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig. 3 no se propone para indicar que el sistema de refrigeración de una sola etapa 300 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig. 3. Además, el sistema de refrigeración de una sola etapa 300 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig.3, dependiendo de los detalles de la implementación especifica.
La Fig. 4 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de producción de LNG 400. Como se muestra en la Fig.4 el LNG 402 se puede producir a partir de una corriente de gas natural 404 utilizando un número de diferentes sistemas de refrigeración. Como se muestra en la Fig.4, una porción de la corriente de gas natural 404 se puede separar de la corriente de gas natural 404 antes de la entrada en el sistema de producción de LNG 400, y se puede utilizar como una corriente de gas de combustible 406. La corriente de gas natural restante 404 se puede hacer fluir en un sistema de procesamiento de gas natural inicial 408. Dentro del sistema de procesamiento de gas natural 408, la corriente de gas natural 404 se puede purificar y enfriar. Por ejemplo, la corriente de gas natural 404 se puede enfriar utilizando un primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 410, un segundo refrigerante de fluorocarbu.ro mezclado 412 y un refrigerante de nitrógeno de alta presión 414. El enfriamiento de la corriente de gas natural 404 puede dar por resultado la producción del LNG 402. En algunas modalidades, el intervalo de temperatura más amplio de un sistema de refrigerante mezclado hará posible utilizar un solo refrigerante mezclado para tanto el primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 410 como el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 412.
Dentro del sistema de producción de LNG 400, los hidrocarburos pesados 416 se pueden remover de la corriente de gas natural 406, y una porción de los hidrocarburos pesados 416 se puede utilizar para producir gasolina 418 dentro de un sistema de procesamiento de hidrocarburo pesado 420. Además, cualquier gas natural residual 422 que se separa de los hidrocarburos pesados 416 durante la producción de la gasolina 418 se puede regresar a la corriente de gas natural 404.
El LNG 402 producido por incluir alguna cantidad de nitrógeno 424. Por lo tanto, el LNG 402 se puede hacer fluir a través de un NRU 426. El NRU 426 separa el nitrógeno 424 del LNG 402, produciendo el producto de LNG final.
Se va a entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig. 4 no se propone para indicar que el sistema de producción de LNG 400 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig.4. Además, el sistema de producción de LNG 400 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig. 4 o diferentes ubicaciones para los enfriadores de refrigerante de fluorocarburo dentro del proceso, dependiendo de los detalles de la implementación especifica. Por ejemplo, cualquier número de sistemas de refrigeración alternativos también se puede utilizar para producir el LNG 402 a partir de la corriente de gas natural 404. Además, cualquier número de diferentes sistemas de refrigeración se puede utilizar en combinación para producir el LNG 402.
Sistemas de Procesamiento de Hidrocarburo para la Producción de LNG De acuerdo con las modalidades descritas en el presente, el LNG se puede producir dentro de un sistema de procesamiento de hidrocarburo utilizando refrigerantes de fluorocarburo mezclado. En algunas modalidades, los componentes de fluorocarburo dentro de los refrigerantes de fluorocarburo mezclados son no inflamables, no tóxicos y no reactivos. Los componentes de fluorocarburo para un refrigerante de fluorocarburo mezclado particular se pueden seleccionar tal que la curva de enfriamiento del refrigerante de fluorocarburo mezclado se iguala estrechamente a la curva de enfriamiento del LNG que es enfriado. La igualación de la curva de enfriamiento del refrigerante de fluorocarburo mezclado a la curva de enfriamiento del LNG puede incrementar el desempeño y eficiencia del sistema de procesamiento de hidrocarburo.
La Fig. 5 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo 500 que incluye un ciclo SMR 502. El ciclo SMR 502 puede enfriar un gas de alimentación 504 para producir el LNG 506 utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado 508. El sistema de procesamiento de hidrocarburo 500 también incluye una NRU de baja presión 510, que se puede utilizar para purificar el LNG 506 al separar el LNG 506 de una corriente de combustible 512 que incluye nitrógeno.
El ciclo SMR 502 incluye un intercambiador de calor 514, un compresor 516, un condensador 518 y un dispositivo de expansión 520. El dispositivo de expansión 520 puede ser una válvula de expansión o un expansor hidráulico, por ejemplo. El refrigerante de fluorocarburo mezclado 508 se hace fluir desde el condensador 518 al intercambiador de calor 514. Dentro del intercambiador de calor 514, el refrigerante de fluorocarburo mezclado 508 enfria el gas de alimentación 504 para producir el LNG 506 por la vía del intercambio de calor indirecto.
Desde el intercambiador de calor 514, el refrigerante de fluorocarburo mezclado 508 se hace fluir al dispositivo de expansión 520, y se expande a través del dispositivo de expansión 520 isoentálpica ente. En expansión, ocurre algo de vaporización, creando un refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 522 que incluye tanto vapor como líquido. El refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 522 se hace fluir nuevamente al intercambiador de calor 514 y se utiliza para ayudar en el enfriamiento del gas de alimentación 508 dentro del intercambiador de calor 514. A medida que el gas de alimentación 508 intercambia calor con el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 522, el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 522 se vaporiza, creando un refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor 524.
El refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor 524 luego se comprime dentro del compresor 516 y se hace fluir del condensador 518. Dentro del condensador 518, el refrigerante de fluorocarburo mezclado en un vapor 524 se convierte a un refrigerante de fluorocarburo mezclado liquido, saturado o ligeramente sub-enfriado 508. El refrigerante de fluorocarburo mezclado líquido 508 luego se hace fluir nuevamente al intercambiador de calor 514.
En varias modalidades, el LNG 506 que se produce por la vía del ciclo SMR 502 incluye alguna cantidad de impurezas, tal como nitrógeno. Por lo tanto, el LNG 506 se hace fluir a la NRU 510. El NRU 510 separa la corriente de combustible 512 que incluye nitrógeno del LNG 506, produciendo el producto de LNG final. El producto LNG final luego se puede hacer fluir desde el sistema de procesamiento de hidrocarburo 500 a un destino deseado utilizando una bomba 526.
Se va a entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig. 5 no se propone para indicar que el sistema de procesamiento de hidrocarburo 500 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig. 5. Además, el sistema de procesamiento de hidrocarburo 500 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig.5, dependiendo de los detalles de la implementación específica.
La Fig. 6 es un diagrama de flujo del proceso del sistema de procesamiento de hidrocarburo 500 de la Fig.5 con la adición de un sistema de refrigeración de nitrógeno 600. Los artículos numerados similares son como se describe con respecto a la Fig.5. De acuerdo con la modalidad mostrada en la Fig.6, el ciclo SMR 502 se puede operar a una temperatura más alta.
Por lo tanto, la salida del ciclo SMR 502 puede ser gas de alimentación enfriado 504, antes que el LNG 506, o puede ser una mezcla de gas de alimentación enfriado 504 y LNG 506.
Desde el ciclo SMR 502, el gas de alimentación 504 se hace fluir en el sistema de refrigeración de nitrógeno 600. Dentro del sistema de refrigeración de nitrógeno 600, el gas de alimentación se puede enfriar para producir el LNG 506 por la via de intercambio de calor indirecto con un refrigerante de nitrógeno 602 dentro de un primer intercambiador de calor 604. El LNG 506 luego se hace fluir en la NRU 510, como se discutió con respecto a la Fig.5.
El sistema de refrigeración de nitrógeno 600 incluye el primer intercambiador de calor 604, un segundo intercambiador de calor 606, un compresor 608, un condensador 610 y un expansor 612. Desde el primer intercambiador de calor 604, el refrigerante de nitrógeno 602 se hace fluir a través del segundo intercambiador de calor 606. Dentro del segundo intercambiador de calor 606, el refrigerante de nitrógeno 602 se enfria por la via de intercambio de calor indirecto con un refrigerante de nitrógeno de vapor, enfriado 614. El refrigerante de nitrógeno 602 luego se comprime dentro del compresor 608 y se hace fluir al condensador 610.
Dentro del condensador 610, el refrigerante de nitrógeno 602 se convierte al refrigerante de nitrógeno de vapor 614. El refrigerante de nitrógeno de vapor 614 se hace fluir a través del segundo intercambiador de calor 606, en el cual el refrigerante de nitrógeno de vapor 614 intercambia calor con el refrigerante de nitrógeno más caliente 602 que sale del primer intercambiador de calor 604.
El refrigerante de nitrógeno de vapor, enfriado 614 luego se hace fluir a través del expansor 612. El expansor 612 expande el refrigerante de nitrógeno de vapor 614 a una baja presión con una reducción correspondiente en la temperatura. El refrigerante de nitrógeno frió resultante 602 se hace fluir a través del primer intercambiador de calor 604 para intercambiar calor con el gas de alimentación 504.
Se va a entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig. 6 no se propone para indicar que el sistema de procesamiento de hidrocarburo 600 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig. 6. Además, el sistema de procesamiento de hidrocarburo 600 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig. 6, dependiendo de los detalles de la implementación especifica.
La Fig. 7 es un diagrama de flujo del proceso del sistema de procesamiento de hidrocarburo 500 de la Fig.5 con la adición de un sistema de autorefrigeración de metano 700. Los artículos numerados similares son como se describen con respecto a la Fig.5. De acuerdo con la modalidad mostrada en la E’ig.7, el ciclo SMR 502 se puede operar a una temperatura más alta. Por lo tanto, la salida del ciclo SMR 502 puede ser gas de alimentación 504, antes que el LNG 506, o puede ser una mezcla de gas de alimentación enfriado 504 y el LNG 506.
Desde el ciclo SMR 502, el gas de alimentación enfriado 504 se hace fluir en el NRU 510. El NRU 510 purifica el gas de alimentación 504, produciendo una corriente de fondos del LNG 702 y una corriente de la parte de arriba de gas de combustible 704. La corriente de fondos de LNG 702 se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 706, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, y a un intercambiador de calor 708. Dentro del intercambiador de calor 708, la corriente de fondos de LNG 702 intercambia calor con la corriente de combustible de la parte de arriba 704, enfriando la corriente de combustible de la parte de arriba 704 y produciendo una corriente de combustible mezclado 710 que incluye tanto la corriente de combustible de vapor 512 como una corriente de combustible liquido 712.
La corriente de combustible mezclado 710 luego se hace fluir en un tambor de evaporación instantánea 714. El tambor de evaporación instantánea 714 separa la corriente de combustible de vapor 512 de la corriente de combustible liquido 712. La corriente de combustible liquido 712 luego se puede hacer fluir nuevamente a la NRU 510 como reflujo.
D medida que la corriente de fondo de LNG 702 intercambia calor con la corriente de combustible de la parte de arriba 704 dentro del intercambiador de calor 708, este se puede vaporizar parcialmente, produciendo una corriente de alimentación de fase mezclada 716. Desde el intercambiador de calor 708, la corriente de alimentación de fase mezclada 716 se hace fluir en un primer tambor de vaporación instantánea 718 dentro del sistema de autorefrigeración de metano 700.
El primer tambor de evaporación instantánea 718 separa la corriente de alimentación de fase mezclada 716 en una corriente de vapor 720 que incluye principalmente gas natural y una corriente de LNG 722. La corriente de vapor 720 se hace fluir en un primer compresor 724. Desde el primer compresor 724, la corriente de gas natural resultante 726 se puede combinar con el gas de alimentación inicial 504 antes de la entrada del gas de alimentación 504 en el ciclo SMR 502.
Desde el primer tambor de evaporación instantánea 718, la corriente de LNG 722 se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 728, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, que puede controlar el flujo de la corriente de LNG 728 en un segundo tambor de evaporación instantánea 730. Específicamente, el dispositivo de expansión 728 puede permitir que una porción del líquido de la corriente de LNG 722 se evapore instantáneamente, creando una corriente de fase mezclada que se hace fluir en el segundo tambor de vaporación instantánea 730.
El segundo tambor de evaporación instantánea 730 separa la corriente de fase mezclada en el producto LNG final 506 y una corriente de vapor 732 que incluye principalmente gas natural. La corriente de vapor 732 se hace fluir en un segundo compresor 734. Desde el segundo compresor 734, la corriente de vapor 732 se combina con la corriente de vapor 720 del primer tambor de evaporación instantánea 718 antes de la entrada de la corriente de vapor 720 al primer compresor 724. Además, desde el segundo tambor de evaporación instantánea 730, el producto LNG final 506 se puede hacer fluir a un destino deseado utilizando la bomba 526.
Se va entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig. 7 no se propone para indicar que el sistema de procesamiento de hidrocarburo 700 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig. 7. Además, el sistema de procesamiento de hidrocarburo 700 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig.7, dependiendo de los detalles de la implementación especifica.
La Fig. 8 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo 800 que incluye un ciclo SMR pre-enfriado 802. El ciclo SMR pre-enfriado 802 puede enfriar un gas de alimentación 804 para producir LNG 806 utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado 808. El sistema de procesamiento de hidrocarburo 800 también incluye una NRU de baja presión 810, que se puede utilizar para purificar el LNG 806 al separar el LNG 806 de una corriente de combustible 812 que incluye nitrógeno.
Dentro del ciclo SMR pre-enfriado 802, el gas de alimentación entrante 804 se pre-enfría y se condensa parcialmente en un primer enfriador 814 por la vía de intercambio de calor indirecto con un refrigerante de fluorocarburo. Por ejemplo, el gas de alimentación 804 se puede enfriar en el primer enfriador 814 utilizando una mezcla de refrigerante tal como R-410a o R-404a, o utilizando un refrigerante de componente puro tal como R-125, R-32 o R-218.
El gas de alimentación enfriado 816 luego se hace fluir en un intercambiador de calor criogenico principal 818. Dentro del intercambiador de calor criogénico principal 818, el gas de alimentación 816 se enfría para producir el LNG 806 por la vía de intercambio de calor indirecto con el refrigerante de fluorocarburo mezclado 808. El intercambiador de calor criogénico principal 818 puede incluir un número de amontonamientos de tubos enrolados en espiral de diámetro pequeño 820, que pueden permitir igualaciones de temperatura muy cercanos entre el gas de alimentación enfriado 816 y el refrigerante de fluorocarburo mezclado 808.
Después de que el refrigerante de fluorocarburo mezclado 808 fluye a través del intercambiador de calor criogénico principal 818, el refrigerante de fluorocarburo mezclado 808 se expande a través de un dispositivo de expansión 822, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico. En expansión, ocurre algo de vaporización, creación un refrigerante de fluorocarburo mezclado 824 que incluye tanto vapor como liquido. El refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 824 luego se rocía en el intercambiador de calor criogénico principal 818 por la vía de un número de boquillas de rocío 826. En varias modalidades, el rociado del refrigerante de fluorocarburo mezclado 824 en el intercambiador de calor criogénico principal 818 proporciona el enfriamiento adicional del gas de alimentación 816 y el refrigerante de fluorocarburo mezclado 808 que fluye a través de los montones de tubos 820.
El refrigerante de fluorocarburo mezclado en 824 luego se hace fluir fuera del intercambiador de calor criogénico principal 818 como una corriente de fondo 828. La corriente de fondos 828 se comprime en un compresor 830, que produce un refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido 832. El refrigerante fluorocarburo mezclado comprimido 832 se enfría y se condensa parcialmente dentro de un segundo enfriador 834 y tercer enfriador 836. El refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado resultante 838 se hace fluir en un tambor de evaporación instantáneo 839, que separa el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 838 en una corriente de vapor y una corriente de liquido. La corriente de vapor se hace fluir en el intercambiador de calor criogénico principal 818 como refrigerante de fluorocarburo mezclado 808, y la corriente de líquido se hace fluir en el intercambiador de calor criogénico principal 818 como un refrigerante de fluorocarburo mezclado adicional 840. El refrigerante de fluorocarburo mezclado adicional 840 puede proporcionar enfriamiento para el refrigerante de fluorocarburo mezclado 808 por la vía de intercambio de calor indirecto con el refrigerante de fluorocarburo mezclado 808.
En la salida del intercambiador de calor criogénico principal 818, el refrigerante de fluorocarburo mezclado adicional 840 se expande a través de un dispositivo de expansión 842, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico. En la expansión, ocurre algo de vaporización, creando un refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 844 que incluye tanto vapor como líquido. El refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 844 luego se rocía en el intercambiador de calor criogénico principal 818 por la vía de un número de boquillas de rocío adicionales 846. Después de fluir a través del intercambiador de calor criogénico principal 818, el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 844 se hace fluir fuera del intercambiador de calor criogénico principal 818 junto con la corriente de fondo 828.
Desde el intercambiador de calor criogénico principal 818, el LNG producido 806 se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 848, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, y a la NRU 810. El NRU 810 separa la corriente de combustible 812 desde el LNG 806, produciendo el producto del LNG final. El producto de LNG final luego se puede hacer fluir desde el sistema de procesamiento de hidrocarburo 800 a un destino deseado utilizando una bomba 850.
Se va entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig. 8 no se propone para indicar que el sistema de procesamiento de hidrocarburo 800 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig. 8. Además, el sistema de procesamiento de hidrocarburo 800 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig. 8, dependiendo de los detalles de la implementacíón especifica. En algunas modalidades, el refrigerante de fluorocarburo mezclado 808 utilizado en el intercambiador de calor criogénico principal 818 de la Fig. 8 incluye nitrógeno, por ejemplo, R-728 y/o argón, por ejemplo, R-740, además de uno o más componentes de refrigerante de fluorocarburo.
La Fig. 9 es un diagrama de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo 900 que incluye un ciclo de DMR 902. El ciclo de DMR 902 puede incluir un ciclo de MR caliente y un ciclo MR frió conectados en serie. El ciclo de DMR 902 se puede utilizar para enfriar un gas de alimentación 904 para producir el LNG 906 utilizando un primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 908 dentro del ciclo MR caliente y un segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910 dentro del ciclo MR frío. El sistema de procesamiento de hidrocarburo 900 también incluye una NRÜ de baja presión 912, que se puede utilizar para purificar el LNG 906 al separar el LNG 906 de una corriente de combustible 914 que incluye nitrógeno.
En algunas modalidades, el primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 908 dentro del ciclo MR caliente incluye R-32, R-152a, R-245fa, R-227ea, HFE-347mcc y/u otros componentes de alta ebullición. Además, en algunas modalidades, el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910 dentro del ciclo MR frió que incluye R-14, R-170, R-41, xenón, R-23, R-116, R-1150, R-50, R-784 y/u otros componentes de baja ebullición .
Dentro del sistema de procesamiento de hidrocarburo 900, el gas de alimentación 904 se enfria para producir el LNG 906 utilizando un primer intercambiador de calor 916 y un segundo intercambiador de calor 918. El gas de alimentación 904 se enfria dentro del primer intercambiador de calor 916 por la via del intercambio de calor indirecto junto con el primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 908 y el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910.
Desde el primer intercambiador de calor 916, el primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 908 se hace fluir a un dispositivo de expansión 920, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, y se expande a través del dispositivo de expansión 920 isoentálpicamente. En la expansión, ocurre algo de vaporización, creando un refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 922 que incluye tanto vapor como liquido. El refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 922 se hace fluir nuevamente al primer intercambiador de calor 916 y se utiliza para enfriar el primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 908, el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910, y el gas de alimentación 904 dentro del primer intercambiador de calor 916. A medida que el primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 908, el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910 y el gas de alimentación 904 intercambian el calor con el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 922, el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 922 se vaporiza, creando un refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor 924.
El refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor 924 luego se comprime dentro de un compresor 926 y se condensa dentro de un condensador 928. El refrigerante de fluorocarburo mezclado condensado luego se hace fluir nuevamente en el primer intercambiador de calor 916 como el primer refrigerante de fluorocarburo mezclado 908.
Desde el primer intercambiador de calor 916, el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910 se hace fluir en el segundo intercambiador de calor 918. Dentro del segundo intercambiador de calor 918, el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910 además se enfria junto con el gas de alimentación 904, produciendo el LNG 906.
En la salida del segundo intercambiador de calor 918, el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910 se hace fluir a un dispositivo de expansión 930, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, y se expande a través del dispositivo de expansión 930 isoentálpicamente. En la expansión, ocurre algo de vaporización, creando un refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 932 que incluye tanto vapor como liquido. El refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 932 se hace fluir nuevamente al segundo intercambiador de calor 918 y se utiliza para enfriar tanto el gas de alimentación 904 como el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910 dentro del segundo intercambiador de calor 918. A medida que el gas de alimentación 904 intercambia el calor con el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 932, el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado 932 se vaporiza, creando un refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor 934.
El refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor 934 luego se comprime dentro de un compresor 936, y se enfría dentro de un intercambiador de calor 938. El refrigerante de fluorocarburo mezclado condensado se hace fluir nuevamente al primer intercambiador de calor 916 como el segundo refrigerante de fluorocarburo mezclado 910.
En varias modalidades, el LNG 906 que se produce por la vía del ciclo de DMR 902 incluye alguna cantidad de impurezas, tal como nitrógeno. Por lo tanto, el LNG 906 se hace fluir a NRU 912. El NRU 912 separa la corriente de combustible 914 del LNG 906, produciendo el producto LNG final. El producto LNG final se puede hacer fluir desde el sistema de procesamiento de hidrocarburo 900 a un destino deseado utilizando una bomba 940.
Se va entender que el diagrama de flujo de proceso en la Fig. 9 no se propone para indicar que el sistema de procesamiento de hidrocarburo 900 está para incluir todos los componentes mostrados en la Fig. 9. Además, el sistema de procesamiento hidrocarburo 900 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en la Fig. 9, dependiendo de los detalles de la implementación específica.
Las Figs.10A y 10B son diagramas de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo 1000 que incluye un ciclo SMR 1002, un NRU 1004 y un sistema de autorefrigeración de metano 1006. En varias modalidades, el sistema de procesamiento de hidrocarburo 1000 se utiliza para producir LNG 1008 desde una corriente de gas natural 1010.
Como se muestra en la Fig.10A, la corriente de gas natural 1010 se hace fluir en una junta de tubo 1012 dentro del sistema de procesamiento de hidrocarburo 1000. En la junta del tubo 1012 combina la corriente de gas natural 1010 con otra corriente de gas natural. La corriente de gas natural combinada se comprime dentro de un primer compresor 1014 y se hace fluir en otra junta de tubo 1016 por la vía de la línea 1018.
La junta de tubo 1016 divide la corriente de gas natural en dos corrientes de gas natural separadas. Una primera corriente de gas natural se combina con otra corriente de gas natural por la vía de una junta de tubo 1020 y luego se hace fluir fuera del sistema de procesamiento de hidrocarburo 1000 como combustible 1022. Una segunda corriente de gas natural se enfría dentro de un primer enfriador 1024 y se hace fluir en otra junta de tubo 1026. La junta de tubo 1026 divide la corriente de gas natural en dos corrientes de gas natural separadas. Una primera corriente de gas natural se hace fluir en un primer intercambiador de calor 1028 dentro del ciclo SMR 1002 por la vía de la línea 1030. Una segunda corriente de gas natural se hace fluir en un segundo intercambiador de calor 1032 por la vía de la línea 1034.
Dentro del primer intercambiador de calor 1028, la corriente de gas natural se enfría por la vía del intercambio de calor indirecto con una corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado circulante. Desde el primer intercambiador de calor 1028, la corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado se hace fluir a un dispositivo de expansión 1036, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, por la vía de la línea 1038, y se expande a través del dispositivo de expansión 1036 isoentálpicamente. En expansión, ocurre algo de vaporización, creando una corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado empleado que incluye tanto vapor como líquido. La corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado se hace fluir nuevamente al primer intercambiador de calor 1028 y se utiliza para ayudar en el enfriamiento de la corriente de gas natural dentro del primer intercambiador de calor 1028. A medida que la corriente de gas natural intercambia calor con la corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado, la corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado refriado se evaporiza, creando una corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor.
El refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor se comprime dentro de un segundo compresor 1040 y parcialmente se condensa dentro de un segundo enfriador 1042. El refrigerante de fluorocarburo mezclado condensado luego se hace fluir en un primer tambor de evaporación instantánea 1044 por la vía de la línea 1046. El tambor de vaporación instantánea separa la corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado parcialmente condensado en una corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor y un refrigerante de fluorocarburo mezclado de líquido. La corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor se comprime dentro de un tercer compresor 1048 y se hace fluir en una junta de tubo 1050. La corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado de liquido se bombea en la junta del tubo 1050 por la vía de una bomba 1052 .
Dentro de la junta de tubo 1050, se recombinan las corrientes de refrigerante de fluorocarburo mezclado de vapor y de liquido. La corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado recombinada además se enfria dentro de un tercer enfriador 1053 y se hace fluir nuevamente en el primer intercambiador de calor 1028. Dentro del primer intercambiador de calor 1028, la corriente de refrigerante de fluorocarburo mezclado recombinada se condensa completamente y se sub-enfria, y luego se hace fluir nuevamente al dispositivo de expansión 1036 por la vía a través de la linea 1038.
Desde el primer intercambiador de calor 1028, la corriente de LNG resultante se hace fluir en una junta de tubo 1054, en la cual se combina con una corriente de LNG desde el segundo intercambiador de calor 1032.
La corriente de LNG combinada luego se hace fluir en el NRU 1004 por la vía de la línea 1056 para remover el nitrógeno en exceso de la corriente de LNG. Específicamente, la corriente de LNG se hace fluir en una caldera 1058, que disminuye la temperatura de la corriente de LNG. La corriente de LNG enfriada se puede expandir dentro de una turbina de expansión hidráulica 1060 y hacer fluir a través de un dispositivo de expansión 1062, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, que disminuye la temperatura y la presión de la corriente de LNG.
La corriente de LNG se hace fluir en una columna de fraccionamiento criogénica 1064, tal como una torre NRU, dentro de la NRU 1004. Además, el calor se transfiere a la columna de fraccionamiento criogénica 1064 desde la caldera 1058 por la via de la linea 1066. La columna de fraccionamiento criogénica 1064 separa el nitrógeno de la corriente de LNG por la vía de un proceso de destilación criogénica. Una corriente de la parte de arriba se hace fluir de la columna de fraccionamiento criogénico 1064 por la vía de la línea 1068. La corriente de la parte de arriba puede incluir principalmente metano, nitrógeno y otros gases de bajo punto de ebullición o no condensables, tal como helio, que se han separado de la corriente de LNG.
La corriente de la parte de arriba se hace fluir en un condensador de reflujo 1070 por la vía de la línea 1068. Dentro del condensador de reflujo 1070, la corriente de la parte de arriba se enfría por la vía del intercambio de calor indirecto con una corriente de LNG. La corriente de la parte de arriba calentada luego se hace fluir en un separador de reflujo 1072. El separador de reflujo 1072 separa cualquier líquido dentro de la corriente de la parte de arriba y retorna en líquido a la columna de fraccionamiento criogénico 1064 como reflujo. La separación del líquido de la corriente de la parte de arriba por la vía del separador de reflujo 1072 da por resultado la producción de una corriente de vapor. La corriente de vapor puede ser una corriente de combustible que incluye principalmente nitrógeno y otros gases de bajo punto de ebullición. Desde el separador de reflujo 1072, la corriente de vapor se hace fluir a través del segundo intercambiador de calor de 1032 por la vía de la línea 1074. La corriente de vapor se comprime dentro de un cuarto compresor 1076, se enfría dentro de un cuarto enfriador 1078, además se comprime dentro de un quinto compresor 180 y además se enfría dentro de un quinto enfriador 1082. La corriente de combustible luego se combina con la otra corriente de gas natural dentro de la junta de tubo 1020 y se hace fluir del sistema de procesamiento de hidrocarburo 1000 como combustible 1022.
La corriente de fondos que se produce dentro de la columna de fraccionamiento criogénica 1064 incluye principalmente LNG con cantidades menores de nitrógeno. La corriente de LNG se hace fluir en el condensador de reflujo 1070 y se utiliza para enfriar la corriente de la parte de arriba de la columna de fraccionamiento criogénica 1064. A medida que la corriente de LNG intercambia calor con la corriente de la parte de arriba, este se evaporiza parcialmente, produciendo una corriente de gas natural de multifase.
La corriente de gas natural de multifase se hace fluir en un segundo tambor de evaporación instantánea 1084 por la vía de la línea 1083. El segundo tambor de vaporación instantánea 1084 separa la corriente de gas natural de multifase en una corriente de gas natural y una corriente de LNG. La corriente de gas natural se combina dentro de otra corriente de gas natural dentro de una junta de tubo 1086, se comprime dentro de un sexto compresor 1087 y se combina con la corriente de gas natural inicial 1010 dentro de la junta de tubo 1012.
Desde el segundo tambor de evaporación instantánea 1084, la corriente de LNG se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 1088, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, que controla el flujo de la corriente de gas natural en un tercer tambor de vaporación instantánea 1089. El dispositivo de expansión 1088 reduce la temperatura y presión de la corriente de gas natural, que da por resultado la evaporación instantánea de la corriente de gas natural en tanto una corriente de gas natural como una corriente de LNG. La corriente de gas natural luego se separa de la corriente de LNG por la vía del tercer tambor de evaporación instantánea 1089.
La corriente de gas natural se hace fluir desde el tercer tambor de evaporación instantánea 1089 en una junta de tubo 1090, en la cual la corriente de gas natural se combina con otra corriente de gas natural. La corriente de gas natural combinada se comprime dentro de un séptimo compresor 1091 y luego se hace fluir en la junta de tubo 1086.
Desde el tercer tambor de evaporación instantánea 1089, la corriente de LNG se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 1092, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, que controla el flujo de la corriente de gas natural en un cuarto tambor de evaporación instantánea 1093. El dispositivo de expansión 1092 reduce la temperatura y presión de la corriente de gas natural, dando por resultado la evaporación instantánea de la corriente de gas natural en tanto una corriente de gas natural como una corriente de LNG. La corriente de gas natural luego se separa de la corriente de LNG por la vía del cuarto tambor de vaporación instantánea 1093.
La corriente de gas natural se hace fluir desde el cuarto tambor de evaporación instantánea 1093 en una junta de tubo 1094, en la cual la corriente de gas natural se combina con otra corriente de gas natural. La corriente de gas natural combinada se comprime dentro de una octavo compresor 1095 y se hace fluir en la junta de tubo 1090.
La corriente de LNG se hace fluir en un tanque de LNG 1096. El tanque de LNG 1096 puede almacenar la corriente de LNG para cualquier periodo de tiempo. El gas de ebullición generada dentro del tanque de LNG 1096 se hace fluir a la junta de tubo 1094 y se combina dentro de la corriente de gas natural del cuarto tambor de evaporación instantánea 1093. En cualquier punto en el tiempo, la corriente de LNG final 1008 se puede transportar a un carro tanque de LNG 1097 utilizando una bomba 1098, para el transporte a los mercados. El gas de ebullición adicional 1099 generado jnientras que se carga la corriente de LNG final 1008 en el carro tanque de LNG 1097 se puede recuperar en el sistema de procesamiento de hidrocarburo 1000.
Se va a entender que los diagramas de flujo de proceso de las Figs.10A y 10B no se proponen para indicar que el sistema de procesamiento de hidrocarburo 1000 está para incluir todos los componentes mostrados en las Figs.10A y 10B. Además, el sistema de procesamiento de hidrocarburo 1000 puede incluir cualquier número de componentes adicionales no mostrados en las Figs.10A y 10B, dependiendo de los detalles de la implementación especifica.
Las Figs.11A y 11B son diagramas de flujo de proceso de un sistema de procesamiento de hidrocarburo 1100 que incluye un ciclo de DMR economizador 1102, una NRU 1104 y un sistema de autorefrigeración de metano 1106. En varias modalidades, el sistema de procesamiento 1100 se utiliza para producir LNG 1108 a partir de una corriente de gas natural 1110.
Como se muestra en la Fig.11A, la corriente de gas natural 1110 se hace fluir en una junta de tubo 1112 dentro del sistema de procesamiento de hidrocarburo 1100. La junta de tubo 1112 divide la corriente de gas natural 110 en tres corrientes de gas natural separadas. Una primera corriente de gas natural se hace fluir a una junta de tubo 1114 por la vía de la linea 1116. Dentro de la junta de tubo 1114, la primera corriente de gas natural se combina con otra corriente que incluye gas natural, y la corriente combinada se hace fluir fuera del sistema de procesamiento de hidrocarburo 1100 como combustible 1118.
Desde la junta de tubo 1112, una segunda corriente de gas natural se hace fluir en la NRU 1104. Dentro del NRU 1104, la corriente de gas natural se enfría dentro de un primer íntercambiador de calor 1120 y se combina con una corriente de LNG que sale del ciclo de DMR economizado 1102 dentro de una junta de tubo 1122.
Además, una tercera corriente de gas natural se hace fluir desde la junta de tubo 1112 a otra junta de tubo 1124 como la corriente de alimentación principal. Dentro de la junta de tubo 1124, la corriente de gas natural se combina con otra corriente de gas natural del sistema de autorefrigeración de metano 1106. La corriente de gas natural combinado luego se enfría dentro del ciclo DMR economizado 1102. Específicamente, la corriente de gas natural se enfría utilizando un segundo intercambiador de calor 1126, un tercer intercambiador de calor 1128 y un cuarto intercambiador de calor 1130 dentro de un ciclo MR caliente del ciclo DMR economizado 1102. La corriente de gas natural además se enfría utilizando un quinto intercambiador de calor 1132 y sexto intercambiador de calor 1134 dentro de un ciclo MR frío del ciclo de DMR economizado 1102.
Dentro del segundo intercambiador de calor 1126, la corriente de gas natural se enfria por la via del intercambio de calor indirecto con una corriente de refrigerante de fluorocarburo caliente circulante. Desde el segundo intercambiador de calor 1126, la corriente de refrigerante de fluorocarburo caliente se hace fluir en una junta de tubo 1140, en la cual se combina con otra corriente de refrigerante de fluorocarburo caliente del tercero y cuarto intercambiadores de calor 1128 y 1130.
Desde la junta de tubo 1140, la corriente de refrigerante de fluorocarburo caliente se comprime dentro de un compresor 1142 y se enfria dentro de un enfriador 1144. La corriente de refrigerante de fluorocarburo caliente luego se hace fluir a través del segundo intercambiador de calor 1126. Dentro del segundo intercambiador de calor 1126, la corriente de refrigerante de fluorocarburo caliente se sub-enfria por la via del intercambio de calor indirecto. Desde el segundo intercambiador de calor 1126, la corriente de refrigerante de fluorocarburo sub-enfriada se hace fluir a una junta de tubo 1148, que divide la corriente de refrigerante de fluorocarburo en dos corrientes de refrigerantes de fluorocarburo. Una primera corriente de refrigerante de fluorocarburo se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 1150 y nuevamente al segundo intercambiador de calor 1126. Dentro del segundo intercambiador de calor 1126, la corriente de refrigerante de fluorocarburo enfria la corriente de gas natural y las otras corrientes de refrigerante de fluorocarburo que fluyen a través del segundo intercambiador de calor 1126. La corriente de refrigerante de fluorocarburo luego se hace fluir en la junta de tubo 1140.
Una segunda corriente de refrigerante de fluorocarburo se hace fluir desde la junta de tubo 1150 en el tercer intercambiador de calor 1128 por la via de la linea 1152. Dentro del tercer intercambiador de calor 1128, la corriente de refrigerante de fluorocarburo además se enfria y se sub-enfria por la via del intercambio de calor indirecto. Desde el tercer intercambiador de calor 1128, la corriente de refrigerante de fluorocarburo sub-enfriada se hace fluir a una junta de tubo 1153, que divide la corriente de refrigerante de fluorocarburo en dos corrientes de refrigerante de fluorocarburo. Una primera corriente de refrigerante de fluorocarburo se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 1154 y nuevamente al tercer intercambiador de calor 1128. Dentro del tercer intercambiador de calor 1128, la corriente de refrigerante de fluorocarburo enfría la corriente de gas natural y las otras corrientes de refrigerante de fluorocarburo que fluyen a través del tercer intercambiador de calor 1128. La corriente de refrigerante de fluorocarburo luego se hace fluir en una junta de tubo 1156, en la cual se combina con otra corriente de refrigerante de fluorocarburo caliente del cuarto intercambiador de calor 1130. Desde la junta de tubo 1156, la corriente de refrigerante de fluorocarburo caliente combinada se comprime dentro de un compresor 1158, se enfria dentro de un enfriador 1159 y se hace fluir en la junta de tubo 1140 para ser combinada con la corriente de refrigerante de fluorocarburo que sale del segundo intercambiador de calor 1126.
Una segunda corriente de refrigerante de fluorocarburo se hace fluir desde la junta de tubo 1153 en el cuarto intercambiador de calor 1130 por la vía de la linea 1160. Dentro del cuarto intercambiador de calor 1130, la corriente de refrigerante de fluorocarburo además se fría y se sub-enfría por la vía de intercambio de calor indirecto. Desde el cuarto intercambiador de calor 1130, la corriente de refrigerante de fluorocarburo sub-enfriado se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 1161 y nuevamente al cuarto intercambiador de calor. Dentro del cuarto intercambiador de calor 1130, la corriente de refrigerante de fluorocarburo enfría la corriente de gas natural y las otras corrientes de refrigerante de fluorocarburo que fluyen a través del cuarto intercambiador de calor 1130. La corriente de refrigerante de fluorocarburo luego se comprime dentro de un compresor 1163 y se hace fluir a la junta de tubo 1156 para ser combinada con la corriente de refrigerante de fluorocarburo que sale del tercer intercambiador de calor 1128.
En varias modalidades, una corriente de refrigerante de fluorocarburo del ciclo MR frío del ciclo DMR economizado 1102 se hace fluir a través del segundo intercambiador de calor 1126, el tercer intercambiador de calor 1128 y el cuarto intercambiador de calor 1130 dentro del ciclo MR caliente por la vía de la línea 1164. Dentro del segundo intercambiador de calor 1126, el tercer intercambiador de calor 1128, y el cuarto intercambiador de calor 1130, la corriente de refrigerante de fluorocarburo del ciclo MR frío se enfría y se condensa por la vía del intercambio de calor indirecto con el refrigerante de fluorocarburo dentro del ciclo MR caliente. La corriente de refrigerante de fluorocarburo líquido, fría que sale del cuarto intercambiador de calor 1130 se hace fluir al quinto intercambiador de calor 1132 del ciclo MR frío por la vía de la línea 1165.
Dentro del quinto intercambiador de calor 1132, la corriente de refrigerante de fluorocarburo fría además se sub-enfría por la vía de intercambio de calor indirecto. Desde el quinto intercambiador de calor 1132, la corriente de refrigerante de fluorocarburo sub-enfriada se hace fluir a una junta de tubo 1166, que divide la corriente de refrigerante de fluorocarburo en dos corrientes de refrigerante de fluorocarburo. Una primera corriente de refrigerante de fluorocarburo se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 1167 y nuevamenLe el quinto intercambiador de calor 1132. Dentro del quinto intercambiador de calor 1132, la corriente de refrigerante de fluorocarburo enfría la corriente de gas natural y la corriente de refrigerante de fluorocarburo líquido entrante 1165. La corriente de refrigerante de fluorocarburo luego se hace fluir en una junta de tubo 1168, en la cual se combina con una corriente de refrigerante de fluorocarburo del sexto intercambiador de calor 1134. La corriente de refrigerante de fluorocarburo combinado se comprime dentro de un compresor 1169, se enfría dentro de un enfriador 1170 y se hace fluir nuevamente en el ciclo MR caliente de ciclo DMR economizado 1102 por la vía de la línea 1164 .
Una segunda corriente de refrigerante de fluorocarburo se hace fluir desde la junta de tubo 1166 en el sexto intercambiador de calor 1134 por la vía de la línea 1171. Dentro del sexto intercambiador de calor 1134, la corriente de refrigerante de fluorocarburo además se enfría y se sub-enfría por la vía del intercambio de calor indirecto. Desde el sexto intercambiador de calor 1134, la corriente de refrigerante de fluorocarburo se hace fluir a través de una válvula de expansión 1172 y nuevamente al sexto intercambiador de calor 1134. Dentro del sexto intercambiador de calor 1134, la corriente de refrigerante de fluorocarburo enfría la corriente de gas natural, produciendo una corriente de LNG, y enfría la corriente de refrigerante de fluorocarburo líquido. La corriente de refrigerante de fluorocarburo luego se comprime dentro de un compresor 1173 y se hace fluir en la junta de tubo 1168, en la cual se combina con la corriente de refrigerante de fluorocarburo que sale del intercambiador de calor 1132.
Desde el sexto intercambiador de calor 1134, la corriente de LNG resultante se hace fluir fuera del ciclo DMR economizado 1102 y en la NRU 1104 por la via de la linea 1174. Específicamente, la corriente de LNG se hace fluir en la junta de tubo 1122, en la cual se combina con la corriente de gas natural que sale del primer intercambiador de calor 1120. La corriente de LNG luego se hace fluir en un caldera 1175, que disminuye la temperatura de la corriente de LNG. La corriente de LNG enfriada se puede expandir dentro de una turbina de expansión hidráulica 1176 y se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 1177, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, que disminuye la temperatura y presión de la corriente de LNG.
La corriente de LNG se hace fluir en una columna de fraccionamiento criogénico 1178, tal como una torre NRU, dentro de la NRU 1104. Además, el calor se transfiere a la columna de fraccionamiento criogénico 1178 desde la caldera 1175 por la vía de la linea 1179. La columna de fraccionamiento criogénico 1178 separa el nitrógeno de la corriente de LNG por la vía de un proceso de destilación criogénico. Una corriente de parte de arriba se hace fluir fuera de la columna de fraccionamiento criogénica 1178 por la vía de la línea 1180. La corriente de la parte de arriba puede incluir principalmente metano, nitrógeno y otros gases de bajo punto de ebullición o no condensables, tal como helio, que se han separado de la corriente de LNG.
La corriente de la parte de arriba se hace fluir en un condensador de reflujo 1181. Dentro del condensador de reflujo 1181, la corriente de la parte de arriba se enfria por la vía del intercambio de calor indirecto con una corriente de LNG. La corriente de aparte de arriba calentado luego se hace fluir en un separador de reflujo 1182. El separador de reflujo 1182 separa cualquier líquido dentro de la corriente de la parte de arriba y el retorno liquido a la columna de fraccionamiento criogénico 1178 como reflujo. La separación del líquido de la corriente de la parte de arriba por la vía del separador de reflujo 1182 da por resultados la producción de una corriente de vapor. La corriente de vapor puede ser una corriente de combustible que incluye principalmente nitrógeno y otros gases de bajo punto de ebullición. Desde el separador de reflujo 1182, la corriente de vapor se hace fluir a través del primer intercambiador de calor 1120. La corriente de vapor luego se comprime progresivamente y se enfría dentro de un primer compresor 1183, un primer enfriador 1184, un segundo compresor 1185, y un segundo enfriador 1186. La corriente enfriada, comprimida luego se combina con una corriente de gas natural dentro de la junta de tubo 1114, y la corriente combinada se hace fluir fuera del sistema de procesamiento de hidrocarburo 1100 como combustible 1118.
La corriente de fondos que se produce dentro de la columna de fraccionamiento criogénico 1178 incluye principalmente LNG con menores cantidades de nitrógeno. El LNG se hace fluir a través del condensador de reflujo 1181 y se utiliza para enfriar la corriente de la parte de arriba de la columna de fraccionamiento criogénico 1178. A medida que la corriente de LNG intercambia calor con la corriente de la parte de arriba, está se vaporiza parcialmente, produciendo una corriente de gas natural de multifase.
La corriente de gas natural de multifase se hace fluir en un tercer tambor de vaporación instantáneo 1187, que separa la corriente de gas natural de multifase en una corriente de gas natural y una corriente de LNG. La corriente de gas natural se combina con otra corriente de gas natural dentro de una junta de tubo 1188, se comprime dentro de un compresor 1189, se enfrió dentro de un enfriador 1190 y se combina con la corriente de gas natural inicial dentro de la junta de tubo 1124.
Desde el tercer tambor de vaporación instantánea 1187, la corriente de LNG se hace fluir a través de un dispositivo de expansión 1191, tal como una válvula de expansión o expansor hidráulico, que controla el flujo de la corriente de gas natural en un cuarto tambor de vaporación instantánea 1192. El dispositivo de expansión 1191 reduce la temperatura y presión de la corriente de gas natural, dando por resultado la evaporación instantánea de la corriente de gas natural en tanto una corriente de gas natural como una corriente de LNG. La corriente de gas natural luego se separa de la corriente de LNG por la via del cuarto tambor de evaporación instantánea 1192.
La corriente de gas natural se hace fluir desde el cuarto tambor de evaporación instantánea 1192 en una junta de tubo 1193, en la cual la corriente de gas natural se combina con otra corriente de gas natural. La corriente de gas natural combinada se comprime dentro de un compresor 1194 y luego se hace fluir en la junta de tubo 1188 para ser combinada con la corriente de gas natural del tercer tambor de vaporación instantánea 1187.
Desde el cuarto tambor de evaporación instantánea 1192, la corriente de LNG se hace fluir en un tanque de LNG 1195. El tanque de LNG 1195 puede almacenar la corriente de LNG por cualquier periodo de tiempo. El gas de ebullición generado dentro del tanque de LNG 1195 se hace fluir a la junta de tubo 1193 y se combina con la corriente de gas natural del cuarto tambor de vaporación instantánea 1192. En cualquier punto en el tiempo, la corriente de LNG final 1108 puede ser transportada a un carro tanque de LNG 1196 utilizando una bomba 1197, para el transporte a los mercados. El gas de ebullición adicional 1198 generado mientras que se carga la corriente de LNG final 1108 en el carro tanque de LNG 1196 se puede recuperar en el sistema de procesamiento de hidrocarburo 1100.
Metodo para Producción de LNG La Fig. 12 es un diagrama de flujo de proceso de un método 1200 para la formación de LNG a partir de una corriente de gas natural utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado. El método 1200 se puede implementar con cualquier tipo adecuado de sistema de procesamiento de hidrocarburo. Por ejemplo, el método 1200 se puede implementar por cualquiera de los sistemas de procesamiento de hidrocarburos 500 u 800-1100 discutidos con respecto a las Figs.5-11.
El método 1200 comienza en el bloque de 1202, en el cual un gas natural se enfria para producir el LNG en un sistema de refrigeración de fluorocarburo utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado. El refrigerante de fluorocarburo mezclado puede incluir cualquier mezcla adecuada de componentes de fluorocarburo, o cualquier mezcla adecuada de componentes de fluorocarburo y otros componentes no inflamables, tales como compuestos inertes. Por ejemplo, el refrigerante de fluorocarburo mezclado puede ser una mezcla de cualquier número de diferentes HFC, HFOs y/o compuestos inertes.
El enfriamiento del gas natural en el sistema de refrigeración de fluorocarburo puede incluir la compresión del refrigerante de fluorocarburo mezclado para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido y el enfriamiento del refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido mediante el intercambio de calor indirecto con un fluido de enfriamiento para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado. El refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado luego se puede pasar en un área de intercambio de calor, y el gas natural se puede enfriar mediante el intercambio de calor indirecto con el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado en el área de intercambio de calor.
El sistema de refrigeración de fluorocarburo puede ser cualquier tipo adecuado de sistema de refrigeración gue es capaz de enfriar una corriente de gas natural utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado. Por ejemplo, el sistema de refrigeración de fluorocarburo puede ser un ciclo SMR, ciclo DMR, ciclo TMR o ciclo MR pre-enfriado. Si el sistema de refrigeración de fluorocarburo es un ciclo de DMR, por ejemplo, el sistema de refrigeración de fluorocarburo puede incluir un primer ciclo MR que utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado caliente y un segundo ciclo MR que utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado frío. El primer ciclo de refrigerante mezclado y el segundo ciclo de refrigerante mezclado se pueden conectar en serie.
En el bloque 1204, el nitrógeno se remueve del LNG en un NRU. En algunas modalidades, la corriente de nitrógeno separado del gas natural por la vía de la NRU se utiliza para enfriar adicionalmente por lo menos una porción del gas natural .
En varias modalidades, el gas natural además se enfria para producir el LNG en un sistema de autorefrigeración. El sistema de autorefrigeración puede incluir un número de dispositivos de expansión y tambores de evaporación instantánea para enfriar el gas natural. Además, en algunas modalidades, el gas natural además se enfría para producir el LNG en un sistema de refrigeración de nitrógeno utilizando un refrigerante de nitrógeno. El sistema de refrigeración de nitrógeno se puede ubicar corriente arriba del sistema de autorefrigeración, por ejemplo.
Se va a entender que el diagrama de flujo de proceso de la Fig.12 no se propone para indicar que los bloques del método 1200 van a ser ejecutados en cualquier orden particular, o que todos los bloques van a ser incluidos en cada caso. Además, cualquier número de bloques adicionales se puede incluir dentro del método 1200, dependiendo de los detalles de la implementación especifica.
Modalidades Las modalidades de las téenicas pueden incluir cualquiera de las combinaciones de los métodos y sistemas mostrados en los siguientes párrafos numerados. Esto no se va a considerar un listado completo de todas las modalidades posibles, ya que cualquier número de variaciones se pueden contemplar a partir de la descripción en la presente. 1. Un sistema de procesamiento de hidrocarburo para la producción de gas natural licuado (LNG), que incluyendo: un sistema de refrigeración de fluorocarburo configurado p¾ra enfriar un gas natural para producir LNG utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado; y una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU) configurada para remover el nitrógeno del LNG. 2. El sistema de procesamiento de hidrocarburo del párrafo 1, que incluye un sistema de refrigeración de nitrógeno configurado para enfriar adicionalmente el gas natural para producir el LNG utilizando un refrigerante de nitrógeno. 3. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los apartados 1 o 2, que incluye un sistema de autorefrigeración configurado para enfriar adicionalmente el gas natural para producir el LNG. 4. El sistema de procesamiento de hidrocarburo del párrafo 3, en donde el sistema de autorefrigeración incluye un número de tambores de evaporación instantánea y un número de dispositivos de expansión. 5. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3, en donde por lo menos una porción del gas natural se enfria utilizando una corriente de nitrógeno separado del gas natural por la vía de la NRU. 6. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3 o 5, en donde el sistema de refrigeración de fluorocarburo incluye un solo ciclo de refrigerante mezclado. 7. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3, 5 o 6, en donde el sistema de refrigeración de fluorocarburo incluye un ciclo de refrigerante mezclado pre-enfriado. 8. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3 o 5-7, en donde el sistema de refrigeración de fluorocarburo incluye un ciclo de refrigerante mezclado doble. 9. El sistema de procesamiento de hidrocarburo del párrafo 8, en donde el ciclo de refrigerante mezclado doble incluye: un primer ciclo de refrigerante mezclado que utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado caliente; y un segundo ciclo de refrigerante mezclado que utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado frió, en donde el primer ciclo de refrigerante mezclado y el segundo ciclo de refrigerante mezclado se conectan en serie. 10. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3 o 5-8, en donde el sistema de refrigeración de fluorocarburo incluye un triple ciclo de refrigerante mezclado. 11. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3, 5-8, o 10, en donde el sistema de refrigeración de fluorocarburo incluye un intercambiador de calor configurado para permitir el enfriamiento del gas natural por la vía de un intercambio indirecto de calor entre el gas natural y el refrigerante de fluorocarburo mezclado. 12. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3, 5-8, 10, o 11, en donde el sistema de refrigeración de fluorocarburo incluye: un compresor configurado para comprimir el refrigerante de fluorocarburo mezclado para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido; un enfriador configurado para enfriar el refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado; y un intercambiador de calor configurado para enfriar el gas natural por la via de intercambio de calor indirecto con el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado. 13. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3, 5-8 o 10-12, en donde el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para enfriar el gas natural para el control de punto de rocio del hidrocarburo. 14. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3, 5-8 o 10-13, en donde el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para enfriar el gas natural para la extracción liguida de gas natural. 15. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualguiera de los párrafos 1-3, 5-8 o 10-14, en donde el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para separar metano y gases más ligeros de dióxido de carbono y gases más pesados. 16. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3, 5-8 o 10-15, en donde el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para preparar hidrocarburos para el almacenamiento de producción de gas de petróleo licuado. 17. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 1-3, 5-8 o 10-16, en donde el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para condensar una corriente de reflujo. 18. Un método para la producción de gas natural licuado (LNG), incluyendo: enfriar un gas natural para producir LNG en un sistema de refrigeración de fluorocarburo utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado; y remover el nitrógeno de LNG en una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU). 19. El método de cualquiera de los párrafos 18, que incluye además el enfriamiento de gas natural para producir el LNG en un sistema de refrigeración de nitrógeno utilizando un refrigerante de nitrógeno. 20. El método de cualquiera de los párrafos 18 o 19, 5 que incluyendo el enfriamiento adicional del gas natural para producir el LNG en un sistema de auto refrigeración. 21. El método de párrafo 20, que incluye el enfriamiento de por lo menos una porción del gas natural utilizando una corriente de nitrógeno separada del gas natural JO por la vía de la NRU. 22. El método de cualquiera de los párrafos 18-20, en donde el enfriamiento del gas natural en el sistema de refrigeración de fluorocarburo incluye: comprimir el refrigerante de fluorocarburo mezclado 15 para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido; enfriar el refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido mediante el intercambio de calor indirecto con un fluido de enfriamiento para proporcionar un refrigerante de 0 fluorocarburo mezclado enfriado; pasar el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado a un área de intercambio de calor; y intercambiar con calor el gas natural con el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado en el área de 5 intercambio de calor. 23. Un sistema de procesamiento de hidrocarburo para la formación de un gas natural licuado (LNG), que incluye: un ciclo de refrigerante mezclado configurado para enfriar un gas natural utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado, en donde el ciclo de refrigerante mezclado incluye un intercambiador de calor configurado para permitir el enfriamiento de gas natural por la vía de un intercambio indirecto de calor entre el gas natural y el refrigerante de fluorocarburo mezclado; una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU) configurada para remover nitrógeno del gas natural; y un sistema de autorefrigeración de metano configurado para enfriar el gas natural para producir el LNG. 24. El sistema de procesamiento de hidrocarburo del párrafo 23, en donde el refrigerante de fluorocarburo mezclado incluye una mezcla de dos o más refrigerantes de fluorocarburo. 25. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 2 o 24, en donde una corriente de nitrógeno separado del gas natural por la vía de la NRU se utiliza para enfriar por lo menos una porción del gas natural. 26. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de cualquiera de los párrafos 23-25, en donde el sistema de autorefrigeración de metano incluye un número de dispositivos de expansión y un número de tambores de vaporación instantánea.
Mientras que las presentes téenicas pueden ser susceptibles a varias modificaciones y formas alternativas, las modalidades discutidas en la presente se han mostrado únicamente a manera de ejemplo. Sin embargo, nuevamente se debe entender que las téenicas no se proponen para ser limitadas a las modalidades particulares descritas en la presente. En realidad, las presentes técnicas incluyen todas las alternativas, modificaciones y equivalentes que se encuentran dentro del espíritu verdadero y alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (26)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de procesamiento de hidrocarburo para la producción de gas natural licuado (LNG), caracterizado porque comprende: un sistema de refrigeración de fluorocarburo configurado para enfriar un gas natural para producir LNG utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado; y una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU) configurada para remover el nitrógeno del LNG.
2. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un sistema de refrigeración de nitrógeno configurado para enfriar adicionalmente el gas natural para producir el LNG utilizando un refrigerante de nitrógeno.
3. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un sistema de autorefrigeración configurado para enfriar adicionalmente el gas natural para producir el LNG.
4. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el sistema de auto refrigeración comprende una pluralidad de tambores de evaporación instantánea y una pluralidad de dispositivos de expansión.
5. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una porción del gas natural se enfria utilizando una corriente de nitrógeno separado del gas natural por la vía de la NRU.
6. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de refrigeración de fluorocarburo comprende un solo ciclo de refrigerante mezclado.
7. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de refrigeración de fluorocarburo comprende un ciclo de refrigerante mezclado pre-enfriado.
8. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de refrigeración de fluorocarburo comprende un ciclo de refrigerante mezclado doble.
9. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el ciclo de refrigerante mezclado doble comprende: un primer ciclo de refrigerante mezclado que utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado caliente; y un segundo ciclo de refrigerante mezclado que utiliza un refrigerante de fluorocarburo mezclado frío, en donde el primer ciclo de refrigerante mezclado y el segundo ciclo de refrigerante mezclado se conectan en serie.
10. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de refrigeración de fluorocarburo comprende un ciclo de refrigerante mezclado triple.
11. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de refrigeración de fluorocarburo comprende un intercambiador de calor configurado para permitir el enfriamiento de gas natural por la vía de un intercambio indirecto de calor entre el gas natural y el refrigerante de fluorocarburo mezclado.
12. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de refrigeración de fluorocarburo comprende: un compresor configurado para comprimir el refrigerante de fluorocarburo mezclado para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido; un enfriador configurado para enfriar el refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado; y un intercambiador de calor configurado para enfriar el gas natural por la vía de intercambio de calor indirecto con el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado.
13. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para enfriar el gas natural para el control de punto de rocío del hidrocarburo.
14. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para enfriar el gas natural para la extracción líquida de gas natural.
15. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para separado metano y gases más ligeros del dióxido carbono y gases más pesados.
16. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para preparar hidrocarburos para el almacenamiento de producción de gas de petróleo licuado.
17. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de procesamiento de hidrocarburo se configura para condensar una corriente de reflujo.
18. Un método para la producción de gas natural licuado (LNG), caracterizado porque comprende: enfriar un gas natural para producir LNG en un sistema de refrigeración de fluorocarburo utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado; y remover nitrógeno del LNG en una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU).
19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque además comprende enfriar el gas natural para producir el LNG en un sistema de refrigeración de nitrógeno utilizando un refrigerante de nitrógeno.
20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque además comprende enfriar el gas natural para producir el LNG en un sistema de auto refrigeración.
21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende enfriar por lo menos una porción del gas natural utilizando una corriente de nitrógeno separada del gas natural por la via del NRU.
22. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el enfriamiento del gas natural en el sistema de refrigeración de fluorocarburo comprende: comprimir el refrigerante de fluorocarburo mezclado para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido; enfriar el refrigerante de fluorocarburo mezclado comprimido mediante el intercambio de calor indirecto con un fluido de enfriamiento para proporcionar un refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado; pasar el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado a un área de intercambio de calor; y intercambiar con calor el gas natural con el refrigerante de fluorocarburo mezclado enfriado en el área de intercambio de calor.
23. Un sistema de procesamiento de hidrocarburo para la formación de un gas natural licuado (LNG), que comprende: un ciclo de refrigerante mezclado configurado para enfriar un gas natural utilizando un refrigerante de fluorocarburo mezclado, en donde el ciclo de refrigerante mezclado comprende un intercambiador de calor configurado para permitir el enfriamiento del gas natural por la vía de un intercambio indirecto de calor entre el gas natural y el refrigerante de fluorocarburo mezclado; una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU) configurado para remover nitrógeno del gas natural; y un sistema de autorefrigeración de metano configurado para enfriar el gas natural para producir el LNG.
24. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el refrigerante de fluorocarburo mezclado comprende una mezcla de dos o más refrigerantes de hidrofluorocarburo.
25. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque una corriente de nitrógeno separado del gas natural por la vía del NRU se utiliza para enfriar por lo menos una porción del gas natural.
26. El sistema de procesamiento de hidrocarburo de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el sistema de autorefrigeración de metano comprende una pluralidad de dispositivos de expansión y una pluralidad de tambores de evaporación instantánea.
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