NO314960B1 - Fremgangsmåte for kondensering av en flerkomponent naturgasström inneholdende minst en frysbar komponent - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Denne oppfinnelsen vedrører en prosess for kondensering av naturgass og mer spesifikt en prosess for å produsere en trykksatt flytende naturgass (PLNG, "pressurized liquid natural gas").

Oppfinnelsen omhandler en fremgangsmåte ved fremstilling av trykksatt væske som er rik på metan fra en flerkomponent fødestrøm inneholdende metan, og en frysbar komponent som har en relativ flyktighet lavere enn metan. Videre er oppfinnelsen særpreget ved de trekk som går frem av krav l's karakteriserende del. Videre omhandler oppfinnelsen en fremgangsmåte ved separasjon av en flerkomponent fødestrøm omfattende minst metan, og minst en frysbar komponent som har en relativ flyktighet lavere enn metan for å produsere et væskeprodukt rik på metan. Videre er oppfinnelsen særpreget ved de trekk som går frem av krav 17's karakteriserende del. Oppfinnelsen omhandler også en fremgangsmåte ved fremstilling av kondensert naturgass med et trykk over ca. 1380 kPa fra en flerkomponent fødestrøm inneholdende metan og en frysbar komponent som har en relativ flyktighet lavere enn metan. Videre er oppfinnelsen særpreget ved de trekk som er særpreget ved de trekk som går frem av krav 27's karakteriserende del. I tillegg omhandler oppfinnelsen en fremgangsmåte ved kondensering av en flerkomponent strøm omfattende metan og minst én frysbar komponent for å gi en metanrik væske som har en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væsken er ved eller under dens boblepunkt. Videre er oppfinnelsen særpreget ved de trekk som går frem av krav 28's karakteriserende del.

Bakgrunn

Grunnet de rene forbrenningskvalitetene og anvendeligheten er naturgass i løpet av de senere årene anvendt i stor grad. Mange naturgasskiIder er lokalisert i fjerne områder, i stor avstand fra ethvert kommersielt marked for gassen. Noen ganger er en rørledning tilgjengelig for transport av den produserte naturgassen til et kommersielt marked. Dersom en rørledning ikke er mulig, prosesseres naturgassen ofte over i kondensert naturgass (som kalles LNG, "liquid natural gas") for transport til markedet.

Ett av de trekkene som skiller et LNG-anlegg fra andre er den store kapitalinvesteringen som er nødvendig for anleg-get . Utstyret som nyttes ved kondensering av naturgass er vanligvis relativt kostbart. Kondenseringsanlegget er byg-get opp av flere basissystemer, inkluderende gassbehandling for å fjerne urenheter, kondensering, kjøling, kraftenhe-ter, og lagrings- og skipslasteanlegg. Kostnadene for et LNG-anlegg varierer stort avhengig av plassering av anleg-get, og et typisk konvensjonelt LNG-anlegg kan koste fra US$ 5 mrd til US$ 10 mrd, inkluderende kostnader ved felt-utvikling. Anleggets kjølesystem kan stå for opptil 30 % av kostnadene.

LNG kjølesystemer er kostbare idet mye kjøleeffekt er påkrevet for å kondensere naturgass. En typisk naturgass introduseres i et LNG-anlegg ved trykk fra ca. 483 0 kPa til ca. 7600 kPa og ved temperaturer fra ca. 20°C til ca. 40°C. Naturgass, som hovedsaklig er metan, kan ikke kondenseres ved kun å øke trykket hvilket er tilfellet ved andre tyngre hydrokarboner anvendt i energiformål. Den kritiske temperaturen til metan er -82,5°C. Dette betyr at metan kun kan kondenseres under denne den temperaturen uavhengig av trykket. Siden naturgass er en blanding av gasser, kondenseres den over et område av temperaturer. Den kritiske temperaturen til naturgass er mellom ca. -85°C og -62°C. Naturgass-komposisjoner kondenserer typisk i temperaturområdet fra ca. -165°C og -155°C ved atmosfærisk trykk. Siden kjøleut-styr er en så vesentlig del av LNG anleggskostnadene, er stor innsats lagt ned for å redusere kjølekostnadene.

I mange tidligere systemer for kondensering av naturgass ledes gassen sekvensielt ved et elevert trykk gjennom et flertall av kjøletrinn der gassen kjøles til suksessivt lavere temperaturer til gassen kondenserer. Konvensjonell kondensering kjøler gassen til en temperatur på ca. -160°C ved eller nært atmosfærisk trykk. Kjølingen gjennomføres vanligvis gjennom varmeveksling med ett eller flere kjøle-medier så som propan, propen, etan, eten, og metan. Av de mange kjølesykluser som har blitt anvendt ved kondensering av naturgass er de tre mest vanlige typene som anvendes i LNG-anlegg idag: 1) kaskadesyklus, hvilken anvender flere enkeltkomponent kjølemedier i varmevekslere som er arran-gert til progressivt å redusere temperaturen i gassen til en kondenseringstemperatur, 2)ekspansjonssyklus, hvilken ekspanderer gass fra høyt trykk til lavt trykk med korre-sponderende reduksjon i temperatur, og 3) flerkomponent kjølesyklus, hvilken anvender et flerkomponent kjølemedium i spesielt konstruerte varmevekslere. De fleste konden-seringssykluser for naturgass nytter variasjoner eller kombinasjoner av disse tre basistypene.

I konvensjonelle LNG-anlegg må vann, karbondioksid, svovel-inneholdende forbindelser så som hydrogensulfid og andre sure gasser, n-pentan og tyngre hydrokarboner inkluderende bensen i vesentlig grad fjernes fra naturgassprosessen ned til ppm-nivå. Noen av disse forbindelsene vil fryse og forårsake problemer med plugging i prosessutstyret. Andre forbindelser, så som de inneholdende svovel, fjernes typisk for å møte salgsspesifikasjoner. I et konvensjonelt LNG-anlegg er utstyr for gassbehandling påkrevet for å fjerne karbondioksid og sure gasser. Gassbehandlingsutstyret nytter typisk en kjemisk og/eller fysikalsk løsningsmiddel re-generativ prosess og krever omfattende kapitalinvestering-er. Driftskostnadene er også høye. Tørrsjikt dehydratorer, så som molekylsikter, er nødvendig for å fjerne vanndampen. En skrubberkolonne og fraksjoneringsutstyr nyttes vanligvis for å fjerne de hydrokarbonene som tendenserer å forårsake problemer med plugging. Kvikksølv blir også fjernet i et konvensjonelt LNG-anlegg da det kan forårsake Bkader på utstyr laget av aluminium. En stor del av nitrogenet som kan finnes i naturgass fjernes i tillegg etter prosessering siden nitrogen ikke forblir i væskefase under transport av konvensjonell LNG og siden nitrogengass i LNG-beholderne ved levering av LNG er uønsket.

I industrien er det et stadig behov for en forbedret prosess for kondensering av naturgass hvilken minimerer mengden nødvendig utstyr for behandling.

Sammendrag

Oppfinnelsen vedrører generelt en prosess for å produsere trykksatt kondensert naturgass (PLNG, "pressurized lique-fied natural gas") der naturgass fødestrømmen inneholder en frysbar komponent. Den frysbare komponenten kan være enhver komponent som potensielt kan danne fast stoff i separasjonssystemet, selv om den typisk er C02, H2S, eller en annen syr gass.

I prosessen i denne oppfinnelsen introduseres en flerkomponent fødestrøm inneholdende metan og en frysbar komponent, som har lavere flyktighet enn metan, til et separasjonssystem som har en fryseseksjon som drives ved et trykk over ca. 1380 kPa og under faststoffdannende betingelser for den frysbare komponenten, og en destillasjonsseksjon under fryseseksjonen. Separasjonssystemet, som har en kontrollert frysesone (CFZ, "controlled freezing zone"), produserer en dampstrøm som er rik på metan og en væskestrøm som er rik på den frysbare komponenten. Minst en del av dampstrømmen kjøles for å produsere en kondensert strøm som er rik på metan og som har en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under dets boblepunkt. En første del av den kondenserte strømmen tas ut fra prosessen som en trykksatt, kondensert produktstresm (PLNG). En andre del av den kondenserte strømmen returneres til separasjonssystemet for å tilveiebringe kjøleytelse til separasjonssystemet.

I en utforming tas en dampstrøm fra en øvre del av separasjonssystemet og komprimeres til et høyere trykk og kjøles. Den kjølte, komprimerte strømmen ekspanderes deretter i en ekspansjonsanordning for å gi en altoverveiende væskestrøm. En første del av væskestrømmen fødes som en tilbakeløps-strøm til separasjonssystemet for derved å tilveiebringe åpen-krets kjøling til separasjonssystemet, og en andre del av væskestrømmen tas ut som en produktstrøm med temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under dets boblepunkt.

I en annen utforming tas en dampstrøm ut fra en øvre del av separasjonssystemet og kjøles i et lukket-krets kjølesystem for å kondensere den metanrike dampstrømmen og gi en væske-strøm som har en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under dets boblepunkt.

Fremgangsmåten i foreliggende oppfinnelse kan anvendes både ved den første kondenseringen av naturgass ved tilførsels-kilden for lagring eller transport, og for å re-kondensere naturgassdamper avgitt under lagring og skipslasting. I samsvar med dette er et mål ved denne oppfinnelsen å tilveiebringe et forbedret, integrert kondenserings- og C02-fjerningsanlegg for kondensering eller re-kondensering av naturgass med høye C02-konsentrasjoner (høyere enn ca. 5%) . Et annet mål ved denne oppfinnelsen er å tilveiebringe et forbedret kondenseringssystem hvori vesentlig mindre kom-presjonskraft er krevet enn i kjente systemer. Enda et mål ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en mer virksom kondenseringsprosess ved å holde prosesstemperaturen for hele prosessen over ca. -112°C for derved å muliggjøre at prosessutstyret kan lages av mindre kostbare materialer enn i en konvensjonell LNG-prosess der minst en del av prosessen drives ved temperaturer ned mot ca. -160°C. Den lave kjøletemperaturen i den konvensjonelle LNG-prosessen er meget kostbar sammenlignet med de relativt lave kjølebe-hovene nødvendig ved produksjon av PLNG i følge utførelsen av denne oppfinnelsen.

Kort beskrivelse av figurene

Foreliggende oppfinnelse og dennes fordeler forstås bedre ved henvisning til den følgende detaljerte beskrivelsen og de vedlagte figurene hvilke er skjematiske flytdiagrammer av representative utforminger av denne oppfinnelsen. Figur 1 er en skjematisk presentasjon av en kryogensk CFZ-prosess som generelt illustrerer en lukket-krets kjølesyk-lus for produksjon av PLNG i samsvar med prosessen i denne oppfinnelsen. Figur 2 er en skjematisk presentasjon av en kryogensk CFZ-prosess som generelt illustrerer en åpen-krets kjølesyklus for produksjon av PLNG i samsvar med prosessen i denne oppfinnelsen. Figur 3 er en skjematisk presentasjon av enda en annen utforming av foreliggende oppfinnelse hvori karbondioksid og metan separeres ved destillasjon i en destillasjonskolonne som har en CFZ der én topproduktstrøm er PLNG og en annen topproduktstrøm er produkt-salgsgass.

Flytdiagrammene illustrert i figurene er ulike utforminger for utførelse av prosessen av denne oppfinnelsen. Figurene er ikke ment å utelukke andre utforminger fra oppfinnelsen hvilke er resultat av alminnelige og forventede modifikasjoner av disse spesifikke utformingene. Ulike nødvendige undersystemer, så som pumper, ventiler, flytstrømnings-blandere, reguleringssystemer, og sensorer er utelatt fra figurene for forenkling og for å lette presentasjonen.

Beskrivelse av de foretrukne utformingene

Prosessen i denne oppfinnelsen separerer ved destillasjon i et separasjonssystem en flerkomponent strøm som inneholder metan og minst én frysbar komponent med en relativ flyktighet lavere enn metan der separasjonssystemet har en kontrollert frysesone (CFZ). Separasjonssystemet produserer en toppdampstrøm som er rik på metan og et bunnprodukt som er rikt på den frysbare komponenten. Minst en del av topp-dampstrømmen kondenseres deretter for å gi et kondensert naturgassprodukt med en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under boblepunktet. Dette produktet betegnes av og til i denne beskrivelsen som trykksatt flytende naturgass (PLNG). En annen del av den kondenserte toppstrømmen returneres til separasjonssystemet som en tilbakeløpsstrøm.

Med boblepunkt menes den temperatur og det trykket der væsken begynner å gå over til gass. Dersom et gitt volum PLNG holdes ved konstant trykk mens temperaturen økes vil boblepunktet være den temperaturen der bobler begynner å dannes i PLNG. Tilsvarende vil boblepunktet til et gitt volum PLNG være det trykket der bobler begynner å dannes når temperaturen holdes konstant mens trykket reduseres. Ved boblepunktet er blandingen en mettet væske. Det fore-trekkes at PLNG ikke kun kondenseres til dets boblepunkt, men at det kjøles ytterligere for å underkjøle væsken. Underkjøling reduserer mengden avdampede gasser ved lagring, transport og håndtering.

Før denne oppfinnelsen var det velkjent blant fagpersoner at CFZ kunne fjerne uønsket C02. Det var ikke forstått at CFZ-prosessen kunne integreres i en kondenseringsprosess for å produsere PLNG.

Prosessen i denne oppfinnelsen er mer økonomisk å benytte idet den krever mindre kraft for å kondensere naturgassen i forhold til tidligere prosesser, og utstyret som anvendes i denne prosessen kan fremstilles av mindre kostbare materialer. For sikker drift krever til sammenlikning tidligere prosesser som produserer LNG ved atmosfærisk trykk med temperaturer så lave som -160°C prosessutstyr som lages av kostbare materialer.

Ved utførelsen av denne oppfinnelsen reduseres nødvendig energi for å kondensere naturgass som inneholder store konsentrasjoner av en frysbar forbindelse, så som C02, vesentlig i forhold til en konvensjonell prosess for produksjon av LNG fra slik naturgass. Reduksjon i nødvendig kjøleenergi i prosessen i foreliggende oppfinnelse gir stor reduksjon i kapitalkostnader, proporsjonale lavere drifts-kostnader, og økt virkningsgrad og pålitelighet, hvilke alle i stor grad fremmer økonomien ved produksjon av kondensert naturgass.

Ved rådende driftstrykk og -temperaturer i foreliggende oppfinnelse kan ca. 3,5 vekt% nikkelstål anvendes i rør og utstyr i den kaldeste delen av kondenseringsprosessen mens det mer kostbare 9 vekt% nikkel eller aluminium er nød-vendig i det samme utstyret i en konvensjonell LNG-prosess. Dette representerer en annen vesentlig kostreduksjon knyt-tet til prosessen i denne oppfinnelsen sammenliknet med tidligere LNG-prosesser.

Den første vurderingen i kryogensk prosessering av naturgass er kontaminering. Ubehandlet naturgassføde som er velegnet for prosessen i denne oppfinnelsen kan omfatte naturgass oppnådd fra en råoljebrønn (assosiert gass) eller fra en gassbrønn (ikke-assosiert gass). Sammensetningen av naturgass kan variere i stor grad. Som brukt heri inneholder en naturgasstrøm metan (Ci) som en hovedkomponent. Naturgassen vil typisk også inneholde etan (C2) , høyere hydrokarboner (C3+) , og mindre mengder av kontaminanter så som vann, karbondioksid, hydrogensulfid, nitrogen, butan, hydrokarboner med seks eller flere karbonatomer, smuss, jernsulfid, voks, og råolje. Løseligheten av disse kontami-nantene varierer med temperatur, trykk og sammensetning. Ved kryogenske temperaturer kan C02, vann og andre kontaminanter danne faste stoffer som kan tette kanaler i kryogenske varmevekslere. Disse potensielle problemene kan unn-gås ved å fjerne slike kontaminanter dersom betingelser som ligger innenfor fast fase temperatur-trykk fasegrensene for deres rene komponent forutses. I den følgende beskrivelsen av oppfinnelsen antas det at naturgassen inneholder C02. Dersom naturgassen inneholder tyngre hydrokarboner som kan fryse ut under kondenseringen vil disse tunge hydrokarbonene fjernes med C02.

En fordel med foreliggende oppfinnelse er at de høyere

driftstemperaturene tillater at naturgassen har høyere konsentrasjoner av frysbare komponenter enn mulig i en konvensjonell LNG-prosess. 1 et konvensjonelt LNG-anlegg som produserer LNG ved -160°C må for eksempel C02 være mindre enn

ca. 50 ppm for å unngå frysing. Ved å holde temperaturen over ca. -112°C kan naturgassen til sammenlikning inneholde opptil ca. 1,4 mol% C02 ved 112°C og ca. 4,2 % ved -95°C uten at fryseproblemer oppstår i kondenseringsprosessen i denne oppfinnelsen.

Moderate mengder nitrogen i naturgassen trenger heller ikke fjernes i denne prosessen fordi nitrogen vil forbli i væskefase med de kondenserte hydrokarbonene ved drifts-trykkene og -temperaturene i foreliggende oppfinnelse. Muligheten for å redusere og i noen tilfeller å utelate utstyr for gassbehandling og nitrogenfjerning gir vesentlige tekniske og økonomiske fordeler. Disse og andre fordeler ved oppfinnelsen vil forstås bedre ved henvisning til kondenseringsprosessen illustrert i figurene.

I figur 1 kommer en naturgass fødestrøm 10 fortrinnsvis inn til kondenseringsanlegget ved et trykk over ca. 3100 kPa og mer fortrinnsvis over ca. 4800 kPa og temperaturer fortrinnsvis mellom ca. 0 og 40°C; andre trykk og temperaturer kan imidlertid anvendes om ønskelig og systemet kan modifiseres i samsvar med dette. Dersom gasstrømmen 10 er under ca. 1380 kPa kan den trykksettes ved anvendelse av egnede kompresjonsanordninger (ikke vist) som kan omfatte en eller flere kompressorer. I beskrivelsen av denne oppfinnelsen antas det at naturgasstrømmen 10 er passende behandlet for å fjerne vann ved anvendelse av konvensjonelle og velkjente prosesser (ikke vist i figur 1) for å gi en "tørr" naturgasstrøm.

Fødegasstrømmen 10 ledes gjennom kjøler 30. Kjøler 30 kan omfatte en eller flere konvensjonelle varmevekslere som kjøler naturgasstrømmen til kryogenske temperaturer, fortrinnsvis ned mot ca. -50°C til -70°C, og mer fortrinnsvis til temperaturer rett over frysetemperaturen til COa. Kjøleren 30 kan omfatte en eller flere varmevekslersystemer som kjøles av konvensjonelle kjølesystemer, én eller flere ekspansjonsanordninger som Joule-Thompson-ventiler eller turboekspansjonsanordninger, én eller flere varmevekslere som nytter væske fra den nedre seksjonen fra fraksjoneringskolonne 31 som kjølemedium, én eller flere varmevekslere som nytter bunnproduktstrømmen fra kolonne 31 som kjølemedium, eller enhver annen velegnet kjølekilde. Det foretrukne kjølesystemet vil avhenge av tilgjengelighet av kjølemediumkjøling, eventuelle plassbegrensninger, og miljø- og sikkerhetsvurderinger. Fagpersoner kan velge et passende kjølesystem ut fra driftsomstendigheter ved kondenseringsprosessen .

Den kjølte strømmen 11 som forlater fødekjøler 30 tran-sporteres inn i fraksjoneringskolonne 31 som har en CFZ, hvilken er en spesialseksjon som håndterer frysing og smelting av C02. CFZ-seksjonen har ikke pakkmateriale eller trau som i konvensjonelle destillasjonskolonner, men inneholder isteden én eller flere spraydyser og et smeltetrau. Fast C02 dannes i damprommet i destillasjonskolonnen og faller ned i væsken på smeltetrauet. Hovedsaklig alt fast-stoffet som dannes finnes i CFZ-seksjonen. Destillasjonskolonnen 31 har en konvensjonell destillasjonsdel under CFZ-seksjonen, og fortrinnsvis en annen destillasjonsdel over CFZ-seksjonen. Konstruksjon og drift av en fraksjoneringskolonne er kjent blant fagpersoner. Eksempler på CFZ-utforminger er illustrert i US patentnr. 4 533 372; 4 923 493; 5 062 270; 5 120 338; 5 265 428.

En COa-rik strøm 12 strømmer ut fra bunnen av kolonne 31. Væskebunnproduktet varmes i en fraksjoneringskoker 35 og en del returneres til den nedre seksjonen av kolonne 31 som fraksjonert damp. Den gjenværende delen (strøm 13) forlater prosessen som et C02-rikt produkt. En metanrik strøm 14 strømmer ut i toppen av kolonne 31 og ledes gjennom en varmeveksler 32 som kjøles av strøm 17 som er forbundet med et konvensjonelt lukket-krets kjølesystem 33. Et enkelt-, flerkomponent, eller kaskade kjølesystem kan nyttes. Et kaskadesystem vil omfatte minst to lukket-krets kjølesy-kluser. Lukket-krets kjølesystemet kan f. eks. anvende metan, etan, propan, butan, pentan, karbondioksid, hydrogensulfid, og nitrogen som kjølemedier. I lukket-krets kjølesystemet nyttes fortrinnsvis propan som hovedbestand-del av kjølemediet. Selv om det i figur kun vises en varmeveksler 32, kan flere varmevekslere anvendes ved utførelsen av denne oppfinnelsen for å kjøle dampstrømmen 14 i flere trinn. Varmeveksler 32 kondenserer fortrinnsvis nærmest all damp i dampstrøm 14 til væske. Strøm 19 som forlater varmeveksleren har en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under dets boblepunkt. En første del av væskestrømmen 19 ledes som strøm 20 til en velegnet lagringsanordning 34, så som en stasjonær lagringstank eller en frakter så som et PLNG-skip, -transportvogn, eller -jernbanevogn for oppbevaring av PLNG ved en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under dets boblepunkt. En andre del av væskestrømmen 19 returneres som strøm 21 til separasjonskolonne 31 for å gi kjøling til separasjonskolonnen 31. De relative andelene av strømmene 2 0 og 21 vil avhenge av sammensetningen av fødegassen 10, driftsbetingelser i separasjonskolonnen 31, og ønskede pro-duktspesifikasjoner .

Ved lagring, transportering, og behandling av kondensert naturgass kan det forekomme en stor del "avdamping" ("boil-off") der gassene skyldes fordamping av kondensert naturgass. Prosessen i denne oppfinnelsen kan eventuelt re-kondensere avdampet gass som er rik på metan. I figur 1 kan slik gass 16 eventuelt introduseres til dampstrøm 14 før kjøling i varmeveksler 32. Trykket i den avdampede gassen bør være det samme eller nært trykket til gasstrøm 14. Avhengig av trykket i den avdampede gassen kan det være at den avdampede gassen må trykkjusteres i en eller flere kompressorer eller ekspandere (ikke viBt i figurene) for å tilpasses trykket der den avdampede gassen kommer inn i kondenseringsprosessen.

En mindre del av dampstrømmen 14 kan eventuelt fjernes fra prosessen som brennstoff (strøm 15) som tilførsel av en del av den kraft som er nødvendig for å drive kompressorer og pumper i kondenseringsprosessen. Dette brennstoffet kan eventuelt anvendes som en kjølemediumkilde for å assistere kjølingen av fødestrøm 10.

Figur 2 viser skjematisk en annen utforming av denne oppfinnelsen der åpen-krets kjøling anvendes for å skaffe kjø-ling til separasjonskolonne 51 og for å produsere PLNG. I figur 2 fødes en flerkomponent gasstrøm 50 som inneholder metan og karbondioksid og som er dehydrert og avkjølt ved enhver form for kjøling (ikke vist i figur 2) til en CFZ-kolonne 51 som altoverveiende har samme konstruksjon som separasjonskolonne 31 i figur l. Denne utformingen håndterer effektivt den mulige dannelsen av faste stoffer i kondenseringsprosessen ved å føde strøm 64 direkte til CFZ-kolonnen 51.

Temperaturen til gassen som fødes til CFZ-kolonne 51 er fortrinnsvis over COa-frysetemperaturen. En metananriket dampstrøm 52 forlater toppen av kolonne 51 og en karbondi-oksidanriket strøm 53 forlater bunnen av kolonne 51. Væskebunnproduktet varmes i en fraksjoneringskoker 65 og en del returneres til den nedre delen av CFZ-kolonne 51 som fraksjonert damp. Den gjenværende delen (strøm 54) forlater prosessen som et C02-anriket væskeprodukt.

En første del av toppstrømmen 52 tilbakeføres til CFZ-kolonnen 51 som strøm 64 for å gi åpen-krets kjøling til CFZ-kolonnen. En andre del av toppstrømmen 52 tas ut (strøm 63) som en PLNG-produktstrøm med et trykk som er ved eller nært driftstrykket i kolonne 51 og ved en temperatur over ca. -112°C. En tredje del av toppstrømmen 52 kan eventuelt tas ut (strøm 59) for bruk som salgsgass eller for videre prosessering.

De vesentlige komponentene i åpen-krets kjøling i denne utformingen omfatter å komprimere toppstrømmen 52 som strøm-mer ut i toppen av kolonne 51 i én eller flere kompressorer 57, å kjøle den komprimerte gassen i en eller flere kjølere 58, å lede minst en del av den kjølte gassen (strøm 61) til en eller flere ekspansjonsanordninger 62 for å redusere trykket i gassen og kjøle den, og å føde en del (strøm 64) av den kjølte, ekspanderte strømmen til CFZ-kolonnen 51. Det å tilbakeløpskjøle en del av toppstrømmen 52 i denne prosessen gir en åpen-krets kjøling til CFZ-kolonne 51. Strøm 60 kjøles fortrinnsvis i varmeveksler 55 som også varmer toppstrøm 52. Trykket i strøm 64 reguleres fortrinnsvis ved å styre mengden kompresjon i kompressor 57 for å sikre at trykket i fluidstrømmene 60, 61 og 64 er tilstrekkelig høyt til å hindre dannelse av faste stoffer. Det å returnere minst en del av toppdampstrøm 52 til den øvre delen av kolonne 51 som væske kondensert ved åpen-krets kjøling, sørger også for tilbakeløp til kolonne 51.

CFZ-kolonne 51 har en konvensjonell destillasjonsdel under CFZ-seksjonen og kan ha en annen destillasjonsdel over CFZ-seksjonen. CFZ-seksjonen håndterer enhver dannelse og smelting av C02-faststoffer. Under oppstart kan hele strøm 64 ledes direkte til CFZ-seksjonen. Etter hvert som strøm 64 inneholder mindre av stoffene som kan stivne, kan mer av strøm 64 fødes til destillasjonsdelen i kolonnen over CFZ-seksjonen.

Figur 3 illustrerer skjematisk en annen utforming av denne oppfinnelsen der det i prosessen i oppfinnelsen produseres både PLNG og salgsgass som produktstrømmer. I denne utformingen er topproduktstrømmene 50 % PLNG (strøm 126) og 50 % salgsgass (strøm 110). Ytterligere PLNG opp til 100 kan imidlertid produseres ved å tilveiebringe ekstra kjø-ling enten fra varmevekslere med kaldere fluid eller ekstra trykkfall ved ekspansjonsanordningen gjennom installasjon av flere kompressorer og etterkjølere. Likeledes kan mindre PLNG produseres ved å anvende mindre kjøling.

I figur 3 antas det at naturgassfødestrøm 101 inneholder over 5 mol% C02 og at den er nærmest fri for vann for å hindre frysing og hydratdannelse i prosessen. Etter dehy-drering kjøles, trykkavlastes, og fødes fødestrømmen destillasjonskolonne 190 som drives ved et trykk i området fra ca. 1379 kPa til ca. 4482 kPa. Destillasjonskolonne 190, som har en CFZ-seksjon tilsvarende separasjonskolonne 31 i figur l, separerer fødestrømmen i et metanrikt damp-topprodukt og et karbondioksidrikt væskebunnprodukt. I utførelsen av denne oppfinnelsen har destillasjonskolonne 190 minst to, fortrinnsvis 3, atskilte seksjoner: en destillasjonsseksjon 193, en kontrollert frysesone (CFZ) 192 over destillasjonsseksjon 193, og eventuelt en øvre destillasjonsseksjon 191.

I dette eksempelet introduseres føden til den øvre delen av destillasjonsseksjon 193 via strøm 105 der den gjennomgår typisk destillasjon. Destillasjonsseksjonene 191 og 193 inneholder trau og/eller pakkmateriale og sørger for den nødvendige kontakten mellom fallende væske og stigende damp. De lettere dampene forlater destillasjonsseksjon 193 og kommer inn i kontrollert frysesone 192. idet dampene kommer inn i sone 192 kommer den i kontakt med væske (sprayet frysesone væsketilbakeløp) som strømmer ut av dyser eller væskestrålemontasjer 194. Dampene fortsetter deretter opp gjennom den øvre destillasjonsseksjonen 191. For virksom separasjon av C02 fra naturgassen i kolonne 190, er det nødvendig med kjøling for å tilveiebringe "væsketrafikk" i den øvre delen av kolonne 190. Ved ut-førelse av denne utformingen tilføres kjøling til den øvre delen av kolonne 190 gjennom åpen-krets kjøling.

I utformingen i figur 3 deles den innkomne fødegassen i to strømmer, strøm 102 og 103. Strøm 102 kjøles i en eller flere varmevekslere. I dette eksempelet nyttes tre varmevekslere 13 0, 131, og 132 for å kjøle strøm 102 og for å tjene som fraksjoneringskokere for å tilveiebringe varme til destillasjonsdelen 193 i kolonne 190. Strøm 103 kjøles av én eller flere varmevekslere som varmeveksler med en av bunnproduktstrømmene fra kolonne 190. Figur 3 viser to varmevekslere 133 og 141 som varmer bunnproduktet som forlater kolonne 190. Antallet varmevekslere som sørger for kjøling av fødestrøm vil imidlertid avhenge av et antall faktorer inkluderende, men ikke begrenset til, strømnings-rate av innløpsgass, sammensetning av innløpsgass, fødetem-peratur, og varmevekslingsbehov. Fødestrøm 101 kan eventuelt kjøles av en prosesstrøm som forlater kolonne 190 selv om dette ikke er vist i figur 3. Som en annen mulighet kan fødestrøm 101 kjøles minst delvis i konvensjonelle kjølesystemer så som lukket-krets, enkeltkomponent eller flerkomponent kj ølesystemer.

Strømmene 102 og 103 rekombineres og den kombinerte strømm-en ledes gjennom en passende ekspansjonsanordning, så som en Joule-Thompson-ventil 150, til omtrent driftstrykket i separasjonskolonne 190. En turboekspander kan eventuelt nyttes istedenfor Joule-Thompson-ventilen 150. Flash-ekspansjonen i ventil 150 gir en kald-ekspandert strøm 105 som føres til den øvre delen av destillasjonsseksjon 193 ved et punkt der temperaturen fortrinnsvis er høy nok til å unngå frysing av C02.

Toppdampstrøm 106 fra separasjonskolonne 190 ledes gjennom varmeveksler 145 som varmer dampstrøm 106. Den oppvarmede dampstrømmen (strøm 107) rekomprimeres ved ett-trinns kompresjon eller i et flertrinn kompressortog. I dette eksempelet strømmer strøm 107 suksessivt gjennom to konvensjonelle kompressorer 160 og 161. Etter hvert kompresjons-trinn kjøles strøm 107 i etterkjølere 138 og 139 som fortrinnsvis anvender omgivende luft eller vann som kjøleme-dium. Komprimeringen og kjølingen av strøm 107 gir en gass som kan selges til en naturgassrørledning eller prosesseres videre. Komprimeringen av dampstrøm 107 vil normalt være til et trykk som er i overensstemmelse med rørledningskrav.

En del av strøm 107 kan etter at den har strømmet gjennom kompressor eventuelt tas ut (strøm 128) for anvendelse som brennstoff i gassprosesseringsanlegget. En annen del av strøm 107 tas ut (strøm 110) som salgsgass etter at den har strømmet gjennom etterkjøler 139. Den gjenværende delen av strøm 107 ledes som strøm 108 til varmevekslerne 140, 136, og 137. Strøm 108 kjøles i varmevekslerne 136 og 137 med kalde fluid fra strøm 124 som kommer ut i bunnen av kolonne 190. Strøm 108 kjøles deretter ytterligere i varmeveksler 145 gjennom varmeveksling med toppdampstrøm 106, noe som fører til oppvarming av strøm 106. Strøm 108 trykkekspan-deres deretter i en passende ekspansjonsanordning, så som ekspansjonsenhet 158, til omtrent driftstrykket i kolonne 190. Strøm 108 deles deretter, og én del ledes som PLNG-produkt (strøm 126) med en temperatur over ca. -112°C og et trykk over ca. 1380 kPa til lagring eller transport. Den andre delen (strøm 109) strømmer inn i separasjonskolonne 190. Utløpstrykket fra kompressor 161 styres for å gi et trykk som er høyt nok til at trykkfallet over ekspansjonsenhet 158 gir nok kjøling til å sikre at strøm 109 og 126 hovedsaklig er metananriket væske. For å produsere ytterligere PLNG (strøm 126) kan ekstra kompresjonsytelse installeres etter kompressor 160 og før varmeveksler 136. For å starte prosessen fødes fortrinnsvis strøm 109 gjennom linje 109A og sprøytes direkte inn i CFZ-seksjonen 192 gjennom spraydyse 194. Etter oppstart kan strøm 109 fødes (strøm 109B) til den øvre seksjonen 191 av separasjonskolonne 190.

En C02-anriket væskeproduktstrøm 115 forlater bunnen av kolonne 190. Strøm 115 splittes i to strømmer, strøm 116 og strøm 117. Strøm 116 ledes gjennom en passende ekspansjonsanordning, så som en Joule-Thompson-ventil 153, til et lavere trykk. Strøm 124 som forlater ventil 153 varmes deretter i varmeveksler 136 og ledes gjennom en annen Joule-Thompson-ventil 154 og enda en annen varmeveksler 137. Den resulterende strømmen 125 blandes deretter med dampstrøm 120 fra separator 181.

Strøm 117 ekspanderes i en passende ekspansjonsanordning så som ekspansjonsventil 151 og ledes gjennom varmeveksler 133 for derved å kjøle fødestrøm 103. Strøm 117 føres deretter til separator 180, som er en konvensjonell gass-væske separasjonsanordning. Damp fra separator 180 (strøm 118) strøm-mer gjennom én eller flere kompressorer og høytrykkspumper for å øke trykket. Figur 3 viser en serie av to kompressorer 164, 165 og pumpe 166 med konvensjonelle kjølere 143 og 144. Produktstrøm 122 som forlater pumpe 166 i serien har et trykk og en temperatur velegnet for injeksjon i en underjordisk formasjon.

Væskeprodukter som forlater separator 180 i strøm 119 ledes gjennom en ekspansjonsanordning, så som ekspansjonsventil 152 og føres deretter gjennom varmeveksler 141 som varmeveksler med fødestrøm 103 for derved ytterligere å kjøle strøm 103. Strøm 119 føres deretter til separator 181, som er en konvensjonell gass-væske separasjonsanordning. Damp fra separator 181 ledes (strøm 120) til en kompressor 163 som etterfølges av en konvensjonell etterkjøler 142. Strøm 120 blandes deretter med strøm 118. Ethvert tilgjengelig kondensat i strøm 121 kan gjenvinnes ved konvensjonelle flash- eller stabiliseringsprosesser og kan deretter selges, forbrennes, eller nyttes som brennstoff.

Selv om separasjonssystemene illustrert i figurene 1-3 kun har én destillasjonskolonne (kolonne 31 i figur 1, kolonne 51 i figur 2, og kolonne 190 i figur 3), kan separasjonssystemet i denne oppfinnelsen omfatte to eller flere de-stillas jonskolonner. For å redusere høyden på kolonne 190 i figur 3 kan det for eksempel være ønskelig å dele kolonnen i to eller flere kolonner (ikke vist i figurene). Den før-ste kolonnen har to deler, en destillasjonsdel og en kontrollert frysesone over destillasjonsdelen, og den andre kolonnen har en destillasjonsdel som utfører de samme funk-sjonene som seksjon 191 i figur 3. En flerkomponent føde-strøm fødes til den første destillasjonskolonnen. Væske-bunnstrømmen fra den andre kolonnen fødes til frysesonen i den første kolonnen. Damptoppstrømmen fra den første kolonnen fødes til den nedre regionen i den andre kolonnen. Den andre kolonnen har den samme åpen-krets kjølesyklusen som den vist i figur 3 for kolonne 190. En dampstrøm fra den andre destillasjonskolonnen tas ut, kjøles, og en del av den tilbakeføres til den øvre delen av den andre sepa-rasj onskolonnen.

Eksempler

Simulerte masse- og energibalanser ble utført for å illu-strere utformingene vist i figurene 1 og 3, og resultatene er vist i henholdsvis tabellene 1 og 2 under. For dataene i tabell 1 ble det antatt at topproduktstrømmen var 100 % PLNG (strøm 20 i figur 1) og at kjølesystemet var et kaskade propan-etensystem. For dataene i tabell 4 ble det antatt at topproduktstrømmene var 50 % PLNG (strøm 126 i figur 3) og 50 % salgsgass (strøm 110 i figur 3).

Dataene ble oppnådd ved anvendelse av et kommersielt tilgjengelig prosessimuleringsprogram med navn HYSYS<®> (tilgjengelig fra Hyprotech Ltd., Calgary, Canada), men andre kommersielt tilgjengelige prosessimuleringsprogrammer kan anvendes for å utvikle dataene, for eksempel HYSIM<®>, PROII<®>, og ASPEN PLUS<®>, hvilke alle er kjent blant fagpersoner. Data presentert i tabellene er gitt for å gi bedre forståelse av utformingene vist i figurene 1 og 3, men oppfinnelsen skal ikke tolkes slik at den begrenses til disse. Temperaturene og strømningsratene er ikke ment å være begrensende for oppfinnelsen hvilken kan ha mange variasjoner i temperatur og strømningsrater ut fra beskrivelsene heri.

En ytterligere prosessimulering ble utført ved anvendelse av basis flytskjemaet vist i figur 1 (ved anvendelse av samme fødestrømsammensetning og temperatur som benyttet for å oppnå data i tabell l) for å produsere LNG ved nært atmosfærisk trykk og en temperatur på -161°C. Ved en CFZ/- konvensjonell LNG-prosess er det behov for vesentlig mer kjøling enn CFZ/PLNG-prosessen vist i figur 1. For å frem-skaffe nødvendig kjøling for produksjon av LNG med en temperatur på -161°C, må kjølesystemet utvides fra et propan/eten kaskadesystem til et propan/eten/metan kaskadesystem. I tillegg vil det være nødvendig å kjøle strøm 20 ytterligere ved anvendelse av metan samtidig som at pro-dukttrykket reduseres ved anvendelse av en væskeekspan-sjonsanordning eller Joule-Thompson-ventil for å gi et LNG-produkt med eller nært atmosfærisk trykk. På grunn av de lave temperaturene må C02 i LNG reduseres til ca. 50 ppm for å unngå driftsproblemer forbundet med frysing av C02 i prosessen istedenfor 2 % C02 som kan tillates i CFZ/PLNG-prosessen vist i figur 1.

Tabell 3 viser en sammenlikning av kjølemediumkompresjons-behovene i en konvensjonell LNG-prosess og PLNG-prosessen beskrevet i simuleringseksempelet i det foregående av-snittet. Som vist i tabell 3 var den totale nødvendige kompresjonskraften 67 % høyere ved produksjon av konvensjonell LNG sammenliknet med produksjon av PLNG i samsvar med utførelsen av denne oppfinnelsen.

En fagperson, og især en som har fordelen av beskrivelsene i dette patentet, vil se flere modifikasjoner og variasjoner i de spesifikke prosessene presentert over. Mange temperaturer og trykk kan for eksempel anvendes ifølge oppfinnelsen avhengig av totalkonstruksjonen til systemet og sammensetningen av fødegassen. Kjøletoget for fødegass kan også suppleres eller re-konfigureres avhengig av totalkon-struksjonsbehovene for å oppnå optimal og virksomme varme-vekslingskrav. I tillegg kan enkelte prosesstrinn fullføres ved å legge til anordninger som er ombyttbare med det viste utstyret. Separering og kjøling kan for eksempel oppnås i en enkelt anordning.

Claims (30)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av trykksatt væske 20 som er rik på metan fra en flerkomponent fødestrøm 10 inneholdende metan og en frysbar komponent som har en relativ flyktighet lavere enn metan karakterisert ved at den omfatter trinnene : a) å introdusere flerkomponent fødestrømmen 10 til et separasjonssystem 31 med en fryseseksjon som drives ved et trykk på ca. 1380 kPa og under faststoffdannende betingelser for den frysbare komponenten, og en destillasjonsseksjon posisjonert under fryseseksjonen, der separasjonssystemet produserer en dampstrøm 14 som er rik på metan og en væskestrøm 12 som er rik på den frysbare komponenten; b) å kjøle 32 minst en del av dampstrømmen for å gi en kondensert strøm rik på metan med en temperatur over ca. - 112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under dets boblepunkt; c) å ta ut en første del 2 0 av den kondenserte strømmen fra trinn b) som en kondensert produktstrøm rik på metan,-og d) å introdusere en andre del 21 av den kondenserte strømmen fra trinn b) til separasjonssystemet 31 for å tilveiebringe kjøling til separasjonssystemet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 karakterisert ved å introdusere den kondenserte produktstrømmen til en lagringsanordning 34 for lagring ved en temperatur over -112°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kjøletrinnet b) videre omfatter trinnene å komprimere 57 dampstrømmen 52 til en høytrykksstrøm, å kjøle minst en del 60 av den komprimerte strømmen i en varmeveksler 55, og å ekspandere 62 den kjølte, komprimerte strømmen til et lavere trykk hvorved den komprimerte strømmen kjøles ytterligere for å gi en kondensert strøm 63 rik på metan som har en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under dets boblepunkt.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at kjølingen 55 av den komprimerte strømmen i varmeveksleren 55 er ved indirekte varmeveksling med dampstrømmen 52 fra trinn a).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 karakterisert ved at den videre omfatter å kjøle væskestrømmen 115 produsert i separasjonssystemet gjennom trykkekspansjon 153 og anvende den ekspanderte, kjølte væskestrømmen til å kjøle den komprimerte strømmen 108 ved indirekte varmeveksling 136 og 137.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3 karakterisert ved at den videre omfatter å regulere trykket i den komprimerte strømmen og trykket i den ekspanderte strømmen for å hindre dannelse av faste stoffer i den kondenserte strømmen 109 som introduseres til separasjonssystemet 190.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at separasjonssystemet i trinn a) omfatter en første og en andre destillasjonskolonne, hvilken første kolonne omfatter en destillasjonsdel og en frysesone over destillasjonsdelen og hvilken andre kolonne omfatter en destillasjonsdel, som omfatter trinnene å introdusere flerkomponent fødestrømmen fra trinn a) til den første destillasjonskolonnen, å føde en damp-toppstrøm fra frysesonen til en nedre region i den andre destillasjonskolonnen, å ta ut en dampstrøm fra den andre destillasjonskolonnen og kjøle denne ifølge trinn b), å føde den andre delen av den kondenserte strømmen i trinn d) til den øvre delen av den andre separasjonskolonnen, å ta ut en væskebunnstrøm fra den andre destillasjonskolonnen, og å føde væskebunnstrømmen til frysesonen i den første destillasj onskolonnen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at separasjonssystemet 190 omfatter en første destillasjonsdel 191, en andre destillasjonsdel 193 under den første destillasjonsdelen, og en frysesone 192 mellom den første og den andre destillasjonsdelen, og hvor den andre delen av den kondenserte strømmen 109B i trinn d) introduseres til den første destillasjonsdelen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kjølingen av damp-strømmen 14 i trinn b) effektueres i en varmeveksler 32 som kjøles av et lukket-krets kjølesystem 33.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det lukkede-krets kjølesystemet har propan som dominerende kjølemedium.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det lukkede-krets kjølesystemet har et kjølemedium omfattende metan, etan, propan, butan, pentan, karbondioksid, hydrogensulfid, og nitrogen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav l karakterisert ved at den før trinn b) videre omfatter å lede avdampet gass 16, som skyldes fordamping av kondensert gass som er rik på metan, til prosessen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kondenseringen av gasstrømmen utføres ved anvendelse av to lukket-krets kjø-lesykluser i kaskadeutførelse.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at flerkomponent gass-strømmen fra trinn b) har et trykk over 3100 kPa.

15. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at den frysbare komponenten er karbondioksid.

16. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at kjølingen i trinn b) videre omfatter trinnene å komprimere 57 dampstrømmen 52 til en komprimert strøm, å kjøle minst en del av den komprimerte strømmen i en varmeveksler 58, å ta ut en første del 59 av den kjølte, komprimerte strømmen som en produkt-gasstrøm, og å ekspandere 62 en andre del av den kjølte, komprimerte strømmen til et lavere trykk hvorved strømmen kjøles ytterligere for å gi en kondensert strøm rik på metan med en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væskeproduktet er ved eller under dets boblepunkt.

17. Fremgangsmåte ved separasjon av en flerkomponent føde-strøm 50 omfattende minst metan og minst en frysbar komponent som har en relativ flyktighet lavere enn metan for å produsere et væskeprodukt rik på metan karakterisert ved at den omfatter trinnene : a) å introdusere fødestrømmen 50 til et separasjonssystem 51 der separasjonssystemet drives ved faststoffdannende betingelser for den frysbare komponenten; b) å ta ut en dampstrøm 52 fra en øvre region av separa-sjonssysternet; c) å komprimere 57 dampstrømmen til en strøm med høyere trykk; d) å kjøle 55 minst en del av den komprimerte strømmen ved å nytte den tilgjengelige kjølekapasiteten i dampstrøm-men fra trinn b); e) å ekspandere 62 den kjølte, komprimerte strømmen for ytterligere å kjøle den komprimerte strømmen hvilken ekspanderte strøm hovedsaklig er væske; f) å føde 64 minst en del av den ekspanderte strømmen til en øvre region i separasjonssystemet 51 for å tilveiebringe kjøling til separasjonssystemet; og g) å gjenvinne en væskeproduktstrøm anriket på metan fra den ekspanderte strømmen 63.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17 karakterisert ved at den videre omfatter å gjenvinne en del 59 av den komprimerte dampstrømmen fra trinn c) og å kjøle den gjenværende delen av dampstrømmen i samsvar med trinn d).

19. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at dampstrømmen 52 fra trinn b) varmes 55 før komprimering i trinn c).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at separasjonssystemet 190 omfatter en første destillasjonsdel 191, en andre destillasjonsdel 193 under den første destillasjonsdelen, og en frysesone 192 mellom den første og den andre destillasjonsdelen, der den ekspanderte væskestrømmen introduseres til den første destillasjonsdelen.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 17 og 20, karakterisert ved at flerkomponent føde-strømmen 101 introduseres under den første destillasjonsdelen 191.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 17 karakterisert ved at den videre omfatter å fjerne væske 115 fra separasjonssystemet 190, å kjøle væsken ved en trykkekspansjonsanordning 153, og minst delvis å fordampe væsken ved varmeveksling 136 og 137 med den komprimerte strømmen 108 fra trinn c).

23. Fremgangsmåte ifølge krav 17 karakterisert ved at den videre omfatter å fjerne væske 115 anriket med den frysbare komponenten fra separasjonssystemet, å kjøle væsken anriket med den frysbare komponenten i en trykkekspansjonsanordning 151, og å kjøle flerkomponent fødestrømmen 101 før den kommer inn i separasjonssystemet 190 gjennom varmeveksling 133 med den ekspanderte væsken som er anriket med den frysbare komponenten .

24. Fremgangsmåte ifølge krav 17 karakterisert ved at den videre omfatter å kjøle flerkomponentstrømmen 101 i en trykkekspansjonsanordning 150 før den kommer inn i separasjonssystemet 190.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at trykket i strømmen med høyere trykk 108 fra trinn c) og i den ekspanderte strømmen 109 fra trinn e) reguleres for å hindre dannelse av faste stoffer i strømmen 109B som fødes til separasjonssystemet 190 i trinn f).

26. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at den gjenvunne væs-keproduktstrømmen fra trinn g) har et trykk over ca. 1380 kPa.

27. Fremgangsmåte ved fremstilling av kondensert naturgass med et trykk over ca. 1380 kPa fra en flerkomponent føde-strøm 101 inneholdende metan og en frysbar komponent som har en relativ flyktighet lavere enn metan karakterisert ved at den omfatter føl-gende trinn: a) å introdusere flerkomponent fødestrømmen 101 til et separasjonssystem 190 som drives ved faststoffdannende betingelser for den frysbare komponenten; b) å ta ut en dampstrøm 106 fra en øvre region i separa-sj onssystemet; c) å komprimere 160 dampstrømmen til en strøm med høyere trykk; d) å kjøle 145 minst en del 108 av den komprimerte damp-strømmen ved å nytte tilgjengelig kjølekapasitet i damp-strømmen 106 fra trinn b); e) å ekspandere 158 den kjølte, komprimerte strømmen for ytterligere å kjøle den komprimerte strømmen og hvilken ekspanderte strøm hovedsaklig er væske ved et trykk over ca. 1380 kPa. f) å føde minst en del 109 av den ekspanderte strømmen til en øvre del i separasjonssystemet 191 for å tilveiebringe kjøling til separasjonssystemet; og g) å gjenvinne en væskeproduktstrøm 126 anriket med metan ved et trykk over ca. 1380 kPa fra den ekspanderte strøm-men.

28. Fremgangsmåte ved kondensering av en flerkomponent strøm omfattende metan og minst én frysbar komponent for å gi en metanrik væske som har en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væsken er ved eller under dens boblepunkt karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) å introdusere fødestrømmen med et trykk over ca. 1380 kPa til et separasjonssystem 31 som drives under faststoffdannende betingelser for den frysbare komponenten for å gi en metanrik dampstrøm 14 og en væskestrøm 12 som er rik på komponenten som fryser i separasjonssystemet; b) å kondensere dampstrømmen 14 ved et lukket-krets kjø-lesystem 33 for å gi en metanrik væske som har en temperatur over ca. -112°C og et trykk tilstrekkelig til at væsken er ved eller under dens boblepunkt; og c) å introdusere den metanrike væsken til en lagringsbe-holder 34 for lagring ved en temperatur over -112°C.

29. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at kondensering av fødestrømmen 10 under trinn b) utføres med et lukket-krets kjølesystem 33.

30. Fremgangsmåte ifølge krav 28 karakterisert ved at den videre omfatter, før fødestrømmen 10 kondenseres, å kombinere en avdampet gass 16, som skyldes fordamping av kondensert gass, med dampstrømmen 14 fra separasjonssystemet 31.