NO300293B1 - Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass - Google Patents

Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass Download PDF

Info

Publication number
NO300293B1
NO300293B1 NO960911A NO960911A NO300293B1 NO 300293 B1 NO300293 B1 NO 300293B1 NO 960911 A NO960911 A NO 960911A NO 960911 A NO960911 A NO 960911A NO 300293 B1 NO300293 B1 NO 300293B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gas turbine
cooling circuit
gas
plant
compressor
Prior art date
Application number
NO960911A
Other languages
English (en)
Other versions
NO960911D0 (no
NO960911A (no
Inventor
Ove Muri
Pentti Paurola
Original Assignee
Norske Stats Oljeselskap
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norske Stats Oljeselskap filed Critical Norske Stats Oljeselskap
Priority to NO960911A priority Critical patent/NO960911A/no
Publication of NO960911D0 publication Critical patent/NO960911D0/no
Priority to AU21067/97A priority patent/AU717114C/en
Priority to PCT/NO1997/000062 priority patent/WO1997033131A1/en
Priority to MYPI97000864A priority patent/MY117996A/en
Priority to IDP970663A priority patent/ID16118A/id
Publication of NO300293B1 publication Critical patent/NO300293B1/no
Publication of NO960911A publication Critical patent/NO960911A/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F25J1/0055Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F25J1/0216Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235Heat exchange integration
    • F25J1/0237Heat exchange integration integrating refrigeration provided for liquefaction and purification/treatment of the gas to be liquefied, e.g. heavy hydrocarbon removal from natural gas
    • F25J1/0239Purification or treatment step being integrated between two refrigeration cycles of a refrigeration cascade, i.e. first cycle providing feed gas cooling and second cycle providing overhead gas cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235Heat exchange integration
    • F25J1/0242Waste heat recovery, e.g. from heat of compression
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0244Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0245Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control
    • F25J1/0247Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control start-up of the process
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0283Gas turbine as the prime mechanical driver
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0285Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings
    • F25J1/0287Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings including an electrical motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/029Mechanically coupling of different refrigerant compressors in a cascade refrigeration system to a common driver
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0292Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0298Safety aspects and control of the refrigerant compression system, e.g. anti-surge control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/62Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/64Separating heavy hydrocarbons, e.g. NGL, LPG, C4+ hydrocarbons or heavy condensates in general
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2280/00Control of the process or apparatus
    • F25J2280/10Control for or during start-up and cooling down of the installation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår et anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass, omfattende en forkjølekrets og en hovedkjølekrets som inneholder kjølemedium for nedkjøling av naturgassen, idet hver av kjølekretsene omfatter minst én kompressor for komprimering av kretsens kjølemedium, og minst én gassturbin for drift av kompressorene.
Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass eller LNG (LNG = Liquefied Natural Gas) er ekstremt kapitalkrev-ende. Et større LNG-anlegg vil således kreve investeringer av størrelsesorden 10 milliarder kroner. I tillegg til anleggsom-kostningene kommer feltutvikling, rørledning for ilandføring når det dreier seg om et offshorefelt, og dediserte skip for transport av LNG-produktet. Det er derfor meget vesentlig å redusere kostnadene i denne forbindelse.
I et LNG-anlegg ligger 30 - 40 % av byggekostnadene i selve kjøleanlegget. Nedkjølingen av naturgassen, hovedsakelig bestående av metangass, som skal kjøles ned til flytende form, foregår vanligvis i to kjølekretser, nærmere bestemt en forkjøle-krets og en hovedkjølekrets. Begge disse kretser har egne kjølemedier som sirkulerer i lukkede systemer, og som ikke blandes med fødegassen, dvs. naturgassen som skal gjøres flytende. Kjølekretsene inneholder store kompressorer som komprimerer kjølemediene i de respektive kretser. Under komprimeringen blir mediet varmt. Det kjøles ned med store mengder vann. Deretter ekspanderes mediet igjen, og det genereres kulde som overføres til fødegassen. Gassen må nedkjøles til -162 °C for å bli flytende ved atmosfæretrykk.
Forkjølekretsen inneholder vanligvis én kompressor, mens hovedkjølekretsen inneholder to. Disse kompressorer er meget store og kan ha en størrelse på opp mot 40 000 kw, eller noe over 50 000 HK. På LNG-anlegg som er bygget, eller som er under bygging i dag, benyttes enten en separat driver for hver kompressor, eller det benyttes en egen driver for kompressoren i forkjølekretsen og en felles driver for de to kompressorer i hovedkjølekretsen. På grunn av kompressorenes store kapasitet er det i dag vanlig å benytte store gassturbiner som drivere. Disse gassturbiner er meget kostbare, og hver enkelt enhet trenger mye kostbart tilleggsutstyr. Anlegget blir derfor tilsvarende
kostbart.
Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe et LNG-anlegg som kan bygges med vesentlig reduserte kostnader i forhold til de hittil kjente anlegg, og som også er mer økonomisk i drift.
Ovennevnte formål oppnås med et anlegg av den innled-ningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved kompressorene i forkjølekretsen og hovedkjølekretsen er mekanisk sammenkoplet og er innrettet til å drives av en eneste, felles gassturbin.
Ved hjelp av ovennevnte løsning, som benytter bare én driver eller gassturbin for alle tre kompressorer, oppnås en rekke vesentlige fordeler, så som - færre utstyrsenheter, også med hensyn til tilleggsutstyr,
- færre rørledningssystemer,
- mindre område for prosessanlegget og følgelig kortere rørforbindelser, - lavere kostnad pr. effektenhet, dvs. høyere effektivitet og følgelig mindre C02-utslipp,
- høyere driftsfaktor (timer drift pr. år),
- lavere investeringer og lavere driftskostnader.
Som driver i et representativt anlegg ifølge oppfinnelsen, som eksempelvis kan ha en kapasitet på 4 - 5 GSm<3>/år, kan det hensiktsmessig benyttes en gassturbin av typen "General Electric Frame 7" som felles driver, i stedet for tre "Frame 5" gassturbiner. På grunn av de ovennevnte fordeler resulterer dette i en kostnadsbesparelse av størrelsesorden 250 mill. kroner. Løsningen ifølge oppfinnelsen kan benyttes både for større og mindre gassturbiner.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførelseseksempel under henvisning til tegningen hvis ene figur viser et forenklet flytskjema av et LNG-anlegg ifølge oppfinnelsen.
Det på tegningen viste anlegg omfatter en forkjølekrets 1 og en hovedkjølekrets 2 for nedkjøling av renset naturgass (fødegass) som tilføres til anlegget via en rørledning 3 for behandling i anlegget slik som nærmere beskrevet nedenfor. Gassen kan eksempelvis tilføres i en mengde på ca. 490 tonn pr. time. Slik det fremgår, er forkjølekretsen og hovedkjølekretsen separate, lukkede kretser for sirkulasjon av respektive kjøle-medier. Temperaturen (i °C) på kjølemediene og fødegassen på forskjellige steder i systemet er på tegningen angitt i rektan-gelsymboler, mens kjølemedienes og fødegassens trykk (i bar a) på forskjellige steder er angitt i sirkelsymboler.
Forkjølekretsen 1 forutsettes i det viste tilfelle å benytte propan som kjølemedium, men kjølemediet kan også bestå av en blanding av forskjellige gasser. Kretsen inneholder i den viste utførelse en to-trinns kompressor (C3K) 4 for kompresjon av kjølemediet. Fra kompressoren 4 fører en ledning 5 via en varmeveksler 6 til en plate-finne-varmeveksler (PFW) 7, og fra denne varmeveksler fører to ledninger 8, 9 tilbake til kompressoren 4.
Under komprimeringen i kompressoren 4 oppvarmes kjølemediet, og det avkjøles derfor i varmeveksleren 6 ved hjelp av kjølevann (KV). I varmeveksleren 7 ekspanderes mediet og kjøles dermed sterkt ned. Mediet avgir kulde i varmeveksleren og absorberer derved varme fra fødegassen som tilføres via rørled-ningen 3 og ledes gjennom varmeveksleren i egne kanaler. Fødegassen avkjøles derved fra ca. +25 °C til ca. -35 "C. Det oppvarmede kjølemedium føres tilbake til kompressoren 4 via ledningene 8, 9 for å komprimeres på nytt.
•Slik det fremgår av tegningen, er det ved innløpene 10, 11 til kompressoren 4 mellom ledningene 8 og 9 anordnet en
omføringsventil 12, og mellom innløpet 10 og kompressorens utløp 13 er det likeledes anordnet en omføringsventil 14. Formålet med disse ventiler skal beskrives nærmere senere.
Hovedkjølekretsen 2 omfatter en lavtrykkskompressor (HKK LT) 15 og en høytrykkskompressor (HKK HT) 16 for kompresjon av kjølemediet. Lavtrykkskompressoren 15 har et innløp 17 og et utløp 18, mens høytrykkskompressoren 16 har et innløp 19 og et utløp 20. Fra lavtrykkskompressorens utløp 18 fører en ledning 21 via en varmeveksler 22 til høytrykkskompressorens innløp 19. Fra dennes utløp 20 fører en ledning 23 via en varmeveksler 24 til plate-finne-varmeveksleren 7. Fra denne varmeveksler fortsetter kretsløpet via en ledning 25 til en separator 26. Denne har to utløp fra hvilke respektive ledninger 27, 28 fører til en hovedvarmeveksler (HHV) 29 via respektive ventiler 30, 31. Fra hovedvarmeveksleren fører en ledning 32 tilbake til lavtrykkskompressorens 15 innløp 17.
Kjølemediet i hovedkjølekretsen består av en tilpasset blanding av gasser (f.eks. metan, etan og propan) med forskjellig kokepunkt for å få en godt fordelt varmeoverføring. Etter en første komprimering i lavtrykkskompressoren 15 nedkjøles det oppvarmede medium i varmeveksleren 22 ved hjelp av kjølevann (KV). Etter en ytterligere komprimering i høytrykkskompressoren 16 avkjøles det oppvarmede medium på nytt i varmeveksleren 24 ved hjelp av kjølevann (KV). Deretter tilføres mediet til plate-finne-varmeveksleren 7 hvor det nedkjøles ytterligere og derved gjøres delvis flytende. Blandingen av gass og væske separeres i separatoren 26 og føres videre til hovedvarmeveksleren 29 i to strømmer via ledningene 27, 28. Etter delvis nedkjøling i en første del av hovedvarmeveksleren 29 føres kjølemediumstrømmene via respektive av ventilene 30 og 31 inn i en andre del av varmeveksleren hvor strømmene ekspanderer og dermed blir ytterligere sterkt nedkjølt. De nedkjølte kjølemediumstrømmer sprøytes ut inne i varmeveksleren og forårsaker en sterk nedkjøling av fødegassen som passerer hovedvarmeveksleren i egne kanaler.
På liknende måte som for kompressoren 4 i forkjølekret-sen er en omføringsventil 33 anordnet mellom lavtrykkskompressorens 15 innløp 17 og utløp 18. En liknende omføringsventil 34 er anordnet mellom høytrykkskompressorens 16 innløp 19 og utløp 20. Formålet med disse ventiler skal beskrives nærmere senere.
I det viste anlegg kan kompressoren i forkjølekretsen f.eks. være en sentrifugalkompressor med en effekt på ca. 21 500 kW. Lavtrykkskompressoren i hovedkjølekretsen kan være en aksialkompressor med en effekt på ca. 38 000 MW, mens høytrykks-kompressoren kan være en sentrifugalkompressor med en effekt på ca. 27 000 kW.
Når det gjelder fødegassen, avkjøles denne som nevnt i varmeveksleren 7 og føres videre derfra via en ledning 35 til en kondensatutskiller 36. I denne enhet utskilles kondensat som tilføres via en ledning 37 til et kondensatlager (ikke vist). Fra kondensatutskilleren 36 tilføres fødegassen til hovedvarmeveksleren 29 via en ledning 38. På grunn av den sterke nedkjøling av fødegassen når denne passerer hovedvarmeveksleren, går den over i flytende form, men er fremdeles under trykk. Fra hovedvarmeveksleren tilføres fødegassen via en ledning 39 til en
nitrogenutskiller 40. Fødegassen ekspanderes inn i nitrogenut-s skilleren hvor nitrogenet (N2) i gassen utskilles ved avdamping,
samtidig som den flytende gass avkjøles ytterligere slik at den er i flytende form ved atmosfæretrykk. Den flytende naturgass (LNG) har da en temperatur på -162 °C. Den flytende gass tilføres
til lagertanker 41, i det viste eksempel i en mengde på ca. 450 tonn pr. time, for deretter å bli pumpet om bord i spesial tankere for transport til de aktuelle bestemmelsessteder.
Slik det fremgår av tegningen, er de foran omtalte kompressorer 4, 15 og 16 koplet i serie og er i overensstemmelse
med oppfinnelsen innrettet til å drives av en eneste, felles driver i form av en gassturbin 42. Gassturbinen er vist å ha to inntak 43, 44 for tilførsel av henholdsvis luft og gass ved drift av turbinen, og et utløp for avgass som avgis via en enhet 45 gjennom hvilken det sirkulerer varm olje.
Gassturbinen kan hensiktsmessig være en enakslet gassturbin som yter effekt først ved et høyt turtall, og bare innen et begrenset turtallsområde. Det er derfor nødvendig å benytte en starter- eller hjelpemotor 46 for å bringe gassturbinen opp på det nødvendige turtall før den kan belastes. Gassturbinen kan i det viste eksempel være av typen "General Electric Frame 7", som har en effekt på 85 000 kW og et turtall på 3 600 ± 5 % omdreininger pr. minutt. I det viste eksempel benyttes en elektrisk hjelpemotor på 8 MW med variabelt turtall fra 0 til 3 600 omdr. pr. min. Under vanlig drift benyttes motoren som en hjelper for gassturbinen, for på denne måte å øke effekten og derved øke produksjonen. Det kan hensiktsmessig benyttes en enda større motor (f.eks. på 10 MW) for å ha ekstra effekt på varme dager da gassturbinen gir en redusert effekt.
Hele den beskrevne enhet bestående av de tre kompressorer, gassturbinen og hjelpemotoren, er fast sammenkoplet, og kan i det viste eksempel ha en total vekt på ca. 450 tonn og en total lengde på ca. 45 m. Hele enheten er således meget stor og representerer en vesentlig del av anleggets investering. Det er derfor meget viktig at oppstarting av enheten skjer på en forsvarlig måte. Avlastningsmuligheter for utstyret under igangsetting av enheten er absolutt nødvendig. Dersom oppstartingen ikke utføres på riktig måte, vil belastningen på motoren og gassturbinen kunne bli for stor og resultere i at hele enheten stanser under oppstartsekvensen. Dette vil kunne resultere i at motoren går varm og at skader kan påføres både på motor og gassturbin.
Oppstarting av enheten, og de nødvendige forberedelser
i denne forbindelse, skal beskrives nedenfor.
Hele den fast sammenkoplede enhet må bringes opp på et tilstrekkelig turtall ved hjelp av elektromotoren før luft og gass bringes inn i gassturbinens brennkammer og turbinen oppnår den nødvendige effekt for å få i gang prosessen. Ved selve igangkjøringen må derfor all motstand reduseres til et minimum.
For å kunne sette i gang den store utstyrsenhet, må således motstanden i kjølekretsene reduseres til et minimum. Dette gjøres ved å åpne kompressorenes omføringsventiler 12, 14, 33 og 34, og også ventilene 30 og 31. Man må også passe på at andre ventiler (ikke vist) i kjølekretsene er slik innstilt at de gir minst mulig motstand i begge kretser. Videre må kjølevann tilføres til varmevekslerne 6, 22, 24 som har vann som kjøle-medium.
Motoren 46 startes og trekker i gang gassturbinen og de fast tilkoplede kompressorer inntil hele enheten er kommet opp på et turtall hvor gassturbinen utvikler tilstrekkelig egen effekt. Alle ventiler på kompressorenes sugeside er lukket. Deretter startes gassturbinen. Når gassturbinen yter tilstrekkelig egen effekt, åpnes ventiler i anlegget, slik at fødegass i begrenset mengde kan ledes gjennom plate-finne-varmeveksleren 7 og hovedvarmeveksleren 29. Gassen føres til anleggets fakkel-system og avbrennes.
Ved trykksettingen av anlegget trykksettes først forkjølekretsen. Omføringsventilene 12 og 14 stenges og justerin-ger av andre ventiler og utstyr foretas, slik at den komprimerte gass først avkjøles i varmeveksleren 6 og deretter kan ekspandere i varmeveksleren 7 og kjøle ned fødegassen.
Når forkjølekretsen er gjort operativ, kan hovedkjøle-kretsen trykksettes. Dennes omføringsventiler stenges, og deretter justeres ventilene 30 og 31 og annet utstyr for å oppnå det riktige trykkfall og ekspansjon av kjølemediet. Kjølemediet nedkjøles i kjølevannsvarmevekslerne 22 og 24 og nedkjøles ytterligere i varmeveksleren 7.
Når begge kjølekretser' er operative, innstilles avbrenningen av fødegass via fakkelen, og fødegassen gjøres flytende. Anlegget er dermed i drift.

Claims (4)

1. Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass, omfattende en forkjølekrets (1) og en hovedkjølekrets (2) som inneholder kjølemedium for nedkjøling av naturgassen, idet hver av kjølekretsene (1, 2) omfatter minst én kompressor (4 hhv. 15, 16) for komprimering av kretsens kjølemedium, og minst én gassturbin (42) for drift av kompressorene, KARAKTERISERT VED at kompressorene (4, 15, 16) i forkjølekretsen (1) og hovedkjøle-kretsen (2) er mekanisk sammenkoplet og er innrettet til å drives av eneste, felles gassturbin (42).
2. Anlegg ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at gassturbinen (42) er en enakslet turbin med et i hovedsaken fast turtall under drift, idet en hjelpemotor (46) er anordnet for oppstarting av gassturbinen (42) og kompressorene (4, 15, 16), og for eventuelt å assistere gassturbinen under drift.
3. Anlegg ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at forkjølekretsen (1) inneholder en to-trinns kompressor (4) og hovedkjølekretsen (2) inneholder en lavtrykkskompressor (15) og en høytrykkskompressor (16).
4. Anlegg ifølge ett av kravene 1-3, KARAKTERISERT VED at det mellom hver kompressors (4 hhv. 15 hhv. 16) innløp (11 hhv. 17 hhv. 19) og utløp (13 hhv. 18 hhv. 20) er innkoplet omføringsventiler (12, 14 hhv. 33 hhv. 34) som er innrettet til å åpnes under oppstarting av anlegget, for å avlaste hjelpemotoren (46) og gassturbinen (42) under oppstartingen.
NO960911A 1996-03-06 1996-03-06 Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass NO960911A (no)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO960911A NO960911A (no) 1996-03-06 1996-03-06 Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass
AU21067/97A AU717114C (en) 1996-03-06 1997-03-03 An installation for producing liquefied natural gas
PCT/NO1997/000062 WO1997033131A1 (en) 1996-03-06 1997-03-03 An installation for producing liquefied natural gas
MYPI97000864A MY117996A (en) 1996-03-06 1997-03-04 An installation for producing liquefied natural gas
IDP970663A ID16118A (id) 1996-03-06 1997-03-04 Instalasi untuk memproduksi gas alam cair

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO960911A NO960911A (no) 1996-03-06 1996-03-06 Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO960911D0 NO960911D0 (no) 1996-03-06
NO300293B1 true NO300293B1 (no) 1997-05-05
NO960911A NO960911A (no) 1997-05-05

Family

ID=19899118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO960911A NO960911A (no) 1996-03-06 1996-03-06 Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU717114C (no)
ID (1) ID16118A (no)
MY (1) MY117996A (no)
NO (1) NO960911A (no)
WO (1) WO1997033131A1 (no)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6446465B1 (en) * 1997-12-11 2002-09-10 Bhp Petroleum Pty, Ltd. Liquefaction process and apparatus
GB9726297D0 (en) * 1997-12-11 1998-02-11 Bhp Petroleum Pty Ltd Liquefaction process and apparatus
TW421704B (en) * 1998-11-18 2001-02-11 Shell Internattonale Res Mij B Plant for liquefying natural gas
US6332336B1 (en) * 1999-02-26 2001-12-25 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for maximizing the productivity of a natural gas liquids production plant
TW480325B (en) * 1999-12-01 2002-03-21 Shell Int Research Plant for liquefying natural gas
US6658892B2 (en) 2002-01-30 2003-12-09 Exxonmobil Upstream Research Company Processes and systems for liquefying natural gas
US6647744B2 (en) 2002-01-30 2003-11-18 Exxonmobil Upstream Research Company Processes and systems for liquefying natural gas
WO2004031669A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-15 Bp Corporation North America Inc. Reduced carbon dioxide emission system and method for providing power for refrigerant compression and electrical power for a light hydrocarbon gas liquefaction process
EP1546622A1 (en) 2002-09-30 2005-06-29 BP Corporation North America Inc. A reduced carbon dioxide emission system and method for providing power for refrigerant compression and electrical power for a light hydrocarbon gas liquefaction process using cooled air injection to the turbines
US7069733B2 (en) 2003-07-30 2006-07-04 Air Products And Chemicals, Inc. Utilization of bogdown of single-shaft gas turbines to minimize relief flows in baseload LNG plants
JP5097951B2 (ja) 2005-11-24 2012-12-12 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 流れの冷却方法及び装置、特に天然ガスなどの炭化水素流の冷却方法及び装置
US7691028B2 (en) * 2006-05-02 2010-04-06 Conocophillips Company Mechanical soft-start system for rotating industrial equipment
US9400134B2 (en) * 2006-08-02 2016-07-26 Shell Oil Company Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream
NO326634B1 (no) 2006-09-12 2009-01-26 Aker Engineering & Technology Fremgangsmate og system for start og drift av en elektrisk drevet last
US8591199B2 (en) 2007-01-11 2013-11-26 Conocophillips Company Multi-stage compressor/driver system and method of operation
AU2009228000B2 (en) * 2008-09-19 2013-03-07 Woodside Energy Limited Mixed refrigerant compression circuit
AU2009316236B2 (en) * 2008-11-17 2013-05-02 Woodside Energy Limited Power matched mixed refrigerant compression circuit
US20100147024A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Air Products And Chemicals, Inc. Alternative pre-cooling arrangement
EP2426452A1 (en) 2010-09-06 2012-03-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR768875A (fr) * 1933-02-20 1934-08-14 Brown Appareil à chauffer le vent ou dispositif d'échange de chaleur analogue dans lequel l'un au moins des agents utilisés est un gaz
GB1072048A (en) * 1963-12-07 1967-06-14 Dowty Technical Dev Ltd Refrigeration systems
JPS4921699B1 (no) * 1970-11-28 1974-06-03
GB2149902B (en) * 1983-11-18 1987-09-03 Shell Int Research A method and a system for liquefying a gas in particular a natural gas
FR2714722B1 (fr) * 1993-12-30 1997-11-21 Inst Francais Du Petrole Procédé et appareil de liquéfaction d'un gaz naturel.

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997033131A1 (en) 1997-09-12
AU2106797A (en) 1997-09-22
NO960911D0 (no) 1996-03-06
MY117996A (en) 2004-08-30
AU717114C (en) 2005-09-01
NO960911A (no) 1997-05-05
ID16118A (id) 1997-09-04
AU717114B2 (en) 2000-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO300293B1 (no) Anlegg for fremstilling av flytendegjort naturgass
EP2629035B1 (en) Liquefaction device and floating liquefied gas production equipment comprising the device
TWI608206B (zh) 藉由預冷卻天然氣供給流以增加效率的液化天然氣(lng)生產系統
KR101060381B1 (ko) 천연가스 액화용 모터 구동 압축기 시스템
WO2012043274A1 (ja) ボイルオフガス再液化装置
CN1172149C (zh) 一种组装后用于将压缩蒸气再液化的装置
AU674813B2 (en) Process and apparatus for producing liquefied natural gas
CN101495828B (zh) 蒸汽再液化的方法和设备
JP5709793B2 (ja) 天然ガス液化方法及び装置、そのコンピューターシミュレーション処理、液化天然ガス生成物
EP2426452A1 (en) Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream
RU2436024C2 (ru) Способ и устройство для обработки потока углеводородов
KR101617177B1 (ko) 탄화수소 스트림을 냉각 및 액화시키기 위한 방법 및 장치
US7131272B2 (en) Reduced carbon dioxide emission system and method for providing power for refrigerant compression and electrical power for a light hydrocarbon gas liquefaction process using cooled air injection to the turbines
RU2719258C2 (ru) Система и способ обработки газа, полученного при испарении криогенной жидкости
RU2659858C2 (ru) Единый каскадный процесс испарения и извлечения остатка сжиженного природного газа в применении, связанном с плавучими резервуарами
AU752201B2 (en) Liquefaction process and apparatus
CN115711360B (zh) 一种深冷式蒸发气体再液化系统
WO2024104237A1 (zh) 一种用于流体的具有可变工况调节功能的冷却系统
MXPA05003333A (es) Sistema y metodo de emision reducida de dioxido de carbono para proporcionar energia para compresion de refrigerantes y energia electrica para un proceso de licuefaccion de gas.
JPH06123553A (ja) 液化天然ガス冷熱発電設備を組込んだ空気分離方法および装置
JP3211942B2 (ja) 石炭ガス化複合サイクルシステムの駆動方法及び装置
WO2020228986A1 (en) Compressor train with combined gas turbine and steam turbine cycle
EP2426451A1 (en) Method and apparatus for cooling a gaseous hydrocarbon stream

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees