Claims (16)
1. Способ охлаждения углеводородного потока в теплообменнике, включающий по меньшей мере следующие стадии:1. A method of cooling a hydrocarbon stream in a heat exchanger, comprising at least the following stages:
(a) подача углеводородного потока;(a) the supply of a hydrocarbon stream;
(b) теплообмен углеводородного потока в первом теплообменнике с по меньшей мере одним потоком хладагента, характеризующимся определенной скоростью потока хладагента, в результате чего получают охлажденный углеводородный поток, характеризующийся определенной скоростью углеводородного потока, и по меньшей мере один возвратный поток хладагента;(b) heat transfer of a hydrocarbon stream in a first heat exchanger with at least one refrigerant stream having a specific refrigerant flow rate, resulting in a cooled hydrocarbon stream having a certain hydrocarbon stream velocity and at least one refrigerant return stream;
(c) ввод первого заданного значения для скорости потока хладагента; и(c) entering a first setpoint for a refrigerant flow rate; and
(d) доводка скорости потока хладагента и скорости углеводородного потока до достижения заданного значения, в котором:(d) adjusting the refrigerant flow rate and the hydrocarbon flow rate to a predetermined value in which:
(d1) если первое заданное значение больше скорости потока хладагента, то скорость углеводородного потока повышают прежде чем повысить скорость потока хладагента;(d1) if the first predetermined value is greater than the refrigerant flow rate, then the hydrocarbon flow rate is increased before the refrigerant flow rate is increased;
(d2) если первое заданное значение меньше скорости потока хладагента, то скорость потока хладагента понижают прежде чем понизить скорость углеводородного потока; и(d2) if the first predetermined value is less than the flow rate of the refrigerant, then the flow rate of the refrigerant is reduced before lowering the speed of the hydrocarbon stream; and
(d3) если скорость углеводородного потока снижается, то уменьшают скорость потока хладагента.(d3) if the hydrocarbon flow rate decreases, then the refrigerant flow rate is reduced.
2. Способ по п.1, в котором доводка скорости потока хладагента и скорости углеводородного потока на стадии (d) осуществляется автоматически.2. The method according to claim 1, in which the refinement of the flow rate of the refrigerant and the speed of the hydrocarbon stream in stage (d) is carried out automatically.
3. Способ по п.1, в котором отношение [скорость потока хладагента]/[скорость углеводородного потока] на стадии (d) поддерживается на заданном уровне или ниже его.3. The method according to claim 1, wherein the ratio [refrigerant flow rate] / [hydrocarbon flow rate] in step (d) is maintained at or below a predetermined level.
4. Способ по п.1, в котором:4. The method according to claim 1, in which:
- скорость потока хладагента измеряется с помощью регулятора скорости потока хладагента, который генерирует сигнал скорости потока хладагента, который передается на высокоуровневый селектор, причем указанный регулятор скорости потока хладагента управляет клапаном, регулирующим скорость потока хладагента;- the refrigerant flow rate is measured using a refrigerant flow rate controller that generates a refrigerant flow rate signal that is transmitted to a high-level selector, said refrigerant flow rate controller controlling a valve controlling the flow rate of the refrigerant;
- скорость углеводородного потока измеряется с помощью регулятора скорости углеводородного потока, который генерирует сигнал скорости углеводородного потока, который передается на низкоуровневый селектор, причем указанный регулятор скорости углеводородного потока управляет клапаном, регулирующим скорость углеводородного потока;- the hydrocarbon flow rate is measured using a hydrocarbon flow velocity controller that generates a hydrocarbon flow velocity signal, which is transmitted to a low level selector, said hydrocarbon flow velocity controller controlling a valve controlling the hydrocarbon flow rate;
- первое заданное значение вводится в задатчик скорости потока, который генерирует сигнал заданного значения, который передается на низкоуровневый селектор и на высокоуровневый селектор;- the first setpoint is entered into the flow rate adjuster, which generates a setpoint signal, which is transmitted to the low-level selector and to the high-level selector;
- низкоуровневый селектор, передающий наиболее низкий сигнал заданного значения и сигнал скорости углеводородного потока на регулятор скорости потока хладагента; и- a low-level selector that transmits the lowest setpoint signal and hydrocarbon flow rate signal to the refrigerant flow rate controller; and
- высокоуровневый селектор передающий наиболее высокий сигнал заданного значения и сигнал скорости потока хладагента на регулятор скорости углеводородного потока.- a high-level selector transmitting the highest setpoint signal and a refrigerant flow rate signal to a hydrocarbon flow rate regulator.
5. Способ по п.1, в котором поток хладагента выбирают из группы, содержащей поток тяжелого смешанного хладагента и поток легкого смешанного хладагента, предпочтительно поток хладагента представляет собой поток тяжелого смешанного хладагента.5. The method according to claim 1, wherein the refrigerant stream is selected from the group consisting of a heavy mixed refrigerant stream and a light mixed refrigerant stream, preferably the refrigerant stream is a heavy mixed refrigerant stream.
6. Способ по п.1, дополнительно включающий на стадии (b) теплообмен углеводородного потока со вторым потоком хладагента, характеризующимся определенной скоростью второго потока хладагента, в первом теплообменнике.6. The method according to claim 1, further comprising in step (b) heat exchange of the hydrocarbon stream with a second refrigerant stream, characterized by a certain speed of the second refrigerant stream, in the first heat exchanger.
7. Способ по п.6, в котором скорость второго потока хладагента определяется в пропорции к скорости потока хладагента.7. The method according to claim 6, in which the speed of the second refrigerant stream is determined in proportion to the flow rate of the refrigerant.
8. Способ по п.6, дополнительно включающий:8. The method according to claim 6, further comprising:
- регулятор скорости второго потока хладагента, который управляет клапаном, регулирующим скорость второго потока хладагента; и- a speed controller of the second refrigerant stream, which controls a valve that controls the speed of the second refrigerant stream; and
- регулятор хладагента, который принимает наиболее низкий сигнал заданного значения и сигнал скорости охлажденного углеводородного потока от низкоуровневого селектора и подстраивает скорость второго потока хладагента относительно скорости потока хладагента путем передачи сигнала регулятора хладагента на регулятор скорости второго потока хладагента.- a refrigerant regulator that receives the lowest setpoint signal and the cooled hydrocarbon stream velocity signal from the low level selector and adjusts the speed of the second refrigerant stream relative to the refrigerant flow rate by transmitting the signal of the refrigerant regulator to the speed regulator of the second refrigerant stream.
9. Способ по п.6, в котором второй поток хладагента представляет собой поток легкого смешанного хладагента, когда поток хладагента представляет собой поток тяжелого смешанного хладагента, или второй поток хладагента представляет собой поток тяжелого смешанного хладагента, когда поток хладагента представляет собой поток легкого смешанного хладагента.9. The method of claim 6, wherein the second refrigerant stream is a light mixed refrigerant stream when the refrigerant stream is a heavy mixed refrigerant stream, or the second refrigerant stream is a heavy mixed refrigerant stream when the refrigerant stream is a light mixed refrigerant stream .
10. Способ по п.1, дополнительно включающий стадии:10. The method according to claim 1, further comprising the steps of:
(i) охлаждение входящего потока хладагента в первом теплообменнике для создания охлажденного потока хладагента;(i) cooling the refrigerant inlet stream in the first heat exchanger to create a cooled refrigerant stream;
(ii) расширение охлажденного потока хладагента в детандере хладагента для создания расширенного потока хладагента;(ii) expanding the cooled refrigerant stream in a refrigerant expander to create an expanded refrigerant stream;
(iii) пропускание расширенного потока хладагента через клапан хладагента для создания потока хладагента; и(iii) passing an expanded refrigerant stream through the refrigerant valve to create a refrigerant stream; and
(iv) направление потока хладагента ко второму выходу первого теплообменника.(iv) the direction of the flow of refrigerant to the second outlet of the first heat exchanger.
11. Способ по п.10, дополнительно включающий стадии:11. The method according to claim 10, further comprising the steps of:
(v) подача возвратного потока хладагента в компрессор хладагента для создания сжатого потока хладагента;(v) supplying a refrigerant return stream to a refrigerant compressor to create a compressed refrigerant stream;
(vi) охлаждение сжатого потока хладагента в холодильнике для создания охлажденного сжатого потока хладагента; и(vi) cooling the compressed refrigerant stream in a refrigerator to create a cooled compressed refrigerant stream; and
(vii) разделение охлажденного сжатого потока хладагента в сепараторе, в результате чего образуется по меньшей мере один входящий поток хладагента.(vii) separating the cooled compressed refrigerant stream in a separator, resulting in at least one refrigerant inlet stream.
12. Способ по п.11, в котором в результате разделения охлажденного сжатого потока хладагента на стадии (vii), дополнительно образуется второй входящий поток хладагента, причем этот способ включает следующие стадии:12. The method according to claim 11, in which, as a result of separation of the cooled compressed refrigerant stream in step (vii), a second inlet refrigerant stream is additionally formed, the method comprising the following steps:
(viii) охлаждение второго входящего потока хладагента в первом теплообменнике для создания охлажденного второго потока хладагента;(viii) cooling the second refrigerant inlet stream in a first heat exchanger to create a cooled second refrigerant stream;
(ix) расширение охлажденного второго потока хладагента в детандере хладагента для создания расширенного второго потока хладагента;(ix) expanding the cooled second refrigerant stream in a refrigerant expander to create an expanded second refrigerant stream;
(х) пропускание расширенного второго потока хладагента через клапан второго хладагента для создания второго потока хладагента; и(x) passing an expanded second refrigerant stream through a second refrigerant valve to create a second refrigerant stream; and
(xi) направление второго потока хладагента к третьему выходу первого теплообменника.(xi) the direction of the second refrigerant stream to the third outlet of the first heat exchanger.
13. Способ по п.1 в котором по меньшей мере один возвратный поток хладагента выводят из первого теплообменника в виде газообразного хладагента и который включает:13. The method according to claim 1 in which at least one return flow of refrigerant is removed from the first heat exchanger in the form of gaseous refrigerant and which includes:
- сжатие газообразного хладагента с получением сжатого потока хладагента;- compression of the gaseous refrigerant to produce a compressed refrigerant stream;
- частичную конденсацию сжатого потока хладагента с получением охлажденного сжатого потока хладагента;- partial condensation of the compressed refrigerant stream to produce a cooled compressed refrigerant stream;
- подачу охлажденного сжатого потока хладагента в газожидкостной сепаратор;- supply of a cooled compressed stream of refrigerant to a gas-liquid separator;
- разделение охлажденного сжатого потока хладагента на поток тяжелого смешанного хладагента в жидкой форме и головной поток легкого смешанного хладагента в парообразной форме,- separation of the cooled compressed refrigerant stream into a stream of heavy mixed refrigerant in liquid form and a head stream of light mixed refrigerant in vapor form,
причем по меньшей мере один поток хладагента представляет собой указанный поток тяжелого смешанного хладагента.wherein at least one refrigerant stream is said heavy mixed refrigerant stream.
14. Способ по любому из пп.1-13, в котором углеводородный поток представляет собой поток природного газа и охлажденный углеводородный поток представляет собой поток сжиженного природного газа (СПГ).14. The method according to any one of claims 1 to 13, in which the hydrocarbon stream is a natural gas stream and the cooled hydrocarbon stream is a liquefied natural gas (LNG) stream.
15. Устройство для управления теплообменником, включающее в себя по меньшей мере:15. A device for controlling a heat exchanger, including at least:
- первый теплообменник, имеющий первый вход для углеводородного потока и первый выход для охлажденного углеводородного потока, по меньшей мере второй вход для по меньшей мере одного потока хладагента и второй выход для возвратного потока хладагента;- a first heat exchanger having a first inlet for a hydrocarbon stream and a first outlet for a cooled hydrocarbon stream, at least a second inlet for at least one refrigerant stream and a second outlet for a return refrigerant stream;
- регулятор скорости потока хладагента для измерения сигнала, пропорционального скорости потока хладагента для по меньшей мере одного потока хладагента для создания сигнала скорости потока хладагента, который передается на высокоуровневый селектор, причем указанный регулятор скорости потока хладагента управляет клапаном, регулирующим скорость потока хладагента;a refrigerant flow rate regulator for measuring a signal proportional to the refrigerant flow rate for at least one refrigerant flow to generate a refrigerant flow rate signal that is transmitted to the high-level selector, said refrigerant flow rate regulator controlling a valve controlling the flow rate of the refrigerant;
- регулятор скорости охлажденного углеводородного потока для измерения сигнала, пропорционального скорости охлажденного углеводородного потока для создания сигнала скорости охлажденного углеводородного потока, который передается на низкоуровневый селектор, причем указанный регулятор скорости охлажденного углеводородного потока управляет клапаном, регулирующим скорость охлажденного углеводородного потока;a chilled hydrocarbon stream speed controller for measuring a signal proportional to the chilled hydrocarbon stream speed to generate a chilled hydrocarbon stream speed signal that is transmitted to the low level selector, said chilled hydrocarbon stream speed controller controlling a valve controlling the speed of the chilled hydrocarbon stream;
- задатчик скорости потока для ввода заданного значения для создания сигнала заданного значения, который передается на низкоуровневый селектор и на высокоуровневый селектор;- a flow rate adjuster for entering a setpoint to create a setpoint signal that is transmitted to a low level selector and a high level selector;
- низкоуровневый селектор, передающий наиболее низкий сигнал заданного значения и сигнал скорости углеводородного потока на регулятор скорости потока хладагента; и- a low-level selector that transmits the lowest setpoint signal and hydrocarbon flow rate signal to the refrigerant flow rate controller; and
- высокоуровневый селектор, передающий наиболее высокий сигнал заданного значения и сигнал скорости потока хладагента на регулятор скорости углеводородного потока.- a high-level selector that transmits the highest setpoint signal and a refrigerant flow rate signal to a hydrocarbon flow rate regulator.
16. Устройство по п.15, дополнительно включающее:16. The device according to clause 15, further comprising:
- третий вход для второго потока хладагента в первом теплообменнике;- a third inlet for a second refrigerant stream in a first heat exchanger;
- регулятор скорости второго потока хладагента, который управляет клапаном, регулирующим скорость второго потока хладагента; и- a speed controller of the second refrigerant stream, which controls a valve that controls the speed of the second refrigerant stream; and
- регулятор хладагента, который принимает наиболее низкий сигнал заданного значения и сигнал скорости охлажденного углеводородного потока от низкоуровневого селектора и подстраивает скорость второго потока хладагента относительно скорости потока хладагента путем передачи сигнала регулятора хладагента на регулятор скорости второго потока хладагента.
- a refrigerant regulator that receives the lowest setpoint signal and the cooled hydrocarbon stream velocity signal from the low level selector and adjusts the speed of the second refrigerant stream relative to the refrigerant flow rate by transmitting the signal of the refrigerant regulator to the speed regulator of the second refrigerant stream.