Claims (44)
1. Блок теплообменника для охлаждения газообразного технологического потока, причем блок (100, 200, 300) теплообменника содержит:1. A heat exchanger unit for cooling a gaseous process stream, wherein the heat exchanger unit (100, 200, 300) comprises:
емкость (2) теплообменника, причем емкость (2) теплообменника содержит совокупность трубопроводов (12, 14) для технологического потока, выполненных с возможностью приема газообразного технологического потока (10) и выпуска охлажденного технологического потока (18), и совокупность трубопроводов (46, 48, 49) для хладагента, выполненных с возможностью приема по меньшей мере части предварительно охлажденного потока (58) смешанного хладагента и выпуска по меньшей мере одного охлажденного потока (72, 82) смешанного хладагента;tank (2) of the heat exchanger, and the tank (2) of the heat exchanger contains a set of pipelines (12, 14) for the process stream, made with the possibility of receiving a gaseous process stream (10) and releasing a cooled process stream (18), and a set of pipelines (46, 48 , 49) for the refrigerant, configured to receive at least a portion of the pre-cooled mixed refrigerant stream (58) and discharge at least one refrigerated mixed refrigerant stream (72, 82);
по меньшей мере одно расширительное устройство (74, 84), выполненное с возможностью приема по меньшей мере части охлажденного потока (72, 82) смешанного хладагента и выпуска дополнительно охлажденного потока (76, 86) смешанного хладагента, причем дополнительно охлажденный поток (76, 86) смешанного хладагента подсоединен к по меньшей мере одному из третьего впускного отверстия (77) для хладагента и четвертого впускного отверстия (87) для хладагента емкости (2) теплообменника для обеспечения охлаждения трубопроводов (12, 14) для технологического потока и трубопроводов (46, 48, 49) для хладагента;at least one expansion device (74, 84) configured to receive at least a portion of the cooled mixed refrigerant stream (72, 82) and to discharge an additionally cooled mixed refrigerant stream (76, 86), wherein the additionally cooled mixed refrigerant stream (76, 86) ) mixed refrigerant is connected to at least one of the third refrigerant inlet (77) and the fourth refrigerant inlet (87) of the tank (2) of the heat exchanger to provide cooling of pipelines (12, 14) for the process stream and pipelines (46, 48 , 49) for the refrigerant;
емкость (110) для отвода хладагента, выполненную с возможностью приема первого отделенного потока (112) хладагента из охлажденного потока (72, 82) смешанного хладагента и приема второго отделенного потока (114) хладагента из предварительно охлажденного потока смешанного хладагента;a refrigerant withdrawal vessel (110) configured to receive a first separated refrigerant stream (112) from the cooled mixed refrigerant stream (72, 82) and to receive a second separated refrigerant stream (114) from the pre-cooled mixed refrigerant stream;
причем емкость (110) для отвода хладагента содержит выпускное отверстие (116) для отвода для выпуска отводимого потока (118) и выпускное отверстие (120) для рециркуляции для выпуска рециркулируемого потока (122), причем выпускное отверстие для рециркуляции соединено по текучей среде с по меньшей мере одним из третьего впускного отверстия (77) для хладагента и четвертого впускного отверстия (87) для хладагента емкости (2) теплообменника.moreover, the refrigerant outlet (110) contains an outlet (116) for outlet for the outlet of the outlet stream (118) and an outlet (120) for recirculation for the outlet of the recirculated stream (122), moreover, the outlet for recirculation is connected in fluid medium with at least one of the third refrigerant inlet (77) and the fourth refrigerant inlet (87) of the heat exchanger tank (2).
2. Блок теплообменника по п. 1, в котором второй отделенный поток (114) хладагента соединен с предварительно охлажденным потоком смешанного хладагента перед впускным отверстием (70, 80) для хладагента совокупности трубопроводов (46, 48, 49) для хладагента.2. The heat exchanger unit of claim 1, wherein the second separated refrigerant stream (114) is connected to the pre-cooled mixed refrigerant stream before the refrigerant inlet (70, 80) of the refrigerant conduit (46, 48, 49) set.
3. Блок теплообменника по п. 1, в котором 3. The heat exchanger unit according to claim 1, in which
совокупность трубопроводов для хладагента содержит первые трубопроводы (46) для хладагента и вторые трубопроводы (48, 49) для хладагента, the set of pipelines for the refrigerant contains the first pipelines (46) for the refrigerant and the second pipelines (48, 49) for the refrigerant,
блок (100) основного криогенного теплообменника содержит сепаратор (44) хладагента, выполненный с возможностью приема предварительно охлажденного потока (58) смешанного хладагента и подачи предварительно охлажденного потока (60) тяжелого смешанного хладагента и предварительно охлажденного потока (62) легкого смешанного хладагента, the block (100) of the main cryogenic heat exchanger contains a refrigerant separator (44) configured to receive a pre-cooled mixed refrigerant stream (58) and supply a pre-cooled heavy mixed refrigerant stream (60) and a pre-cooled light mixed refrigerant stream (62),
причем первые трубопроводы (46) для хладагента соединены по текучей среде с первым выпускным отверстием (45) сепаратора (44) хладагента для приема предварительно охлажденного потока (60) тяжелого смешанного хладагента и для подачи охлажденного потока (72) тяжелого смешанного хладагента, а wherein the first refrigerant lines (46) are fluidly connected to the first outlet (45) of the refrigerant separator (44) to receive the pre-cooled heavy mixed refrigerant stream (60) and to supply the cooled heavy mixed refrigerant stream (72), and
вторые трубопроводы (48, 49) для хладагента соединены по текучей среде со вторым выпускным отверстием (47) сепаратора (44) хладагента для приема предварительно охлажденного потока (62) легкого смешанного хладагента и для подачи охлажденного потока (82) легкого смешанного хладагента.the second refrigerant lines (48, 49) are fluidly connected to the second outlet (47) of the refrigerant separator (44) to receive the pre-cooled light mixed refrigerant stream (62) and to supply the cooled light mixed refrigerant stream (82).
4. Блок теплообменника по п. 3, в котором второй отделенный поток (114) хладагента соединен с контуром (30) хладагента после сепаратора (44) хладагента.4. Heat exchanger unit according to claim 3, wherein the second separated refrigerant stream (114) is connected to the refrigerant circuit (30) after the refrigerant separator (44).
5. Блок теплообменника по п. 4, в котором второй отделенный поток (114) хладагента соединен с контуром (30) хладагента перед емкостью (2) теплообменника.5. A heat exchanger unit according to claim 4, wherein the second separated refrigerant stream (114) is connected to the refrigerant circuit (30) before the heat exchanger vessel (2).
6. Блок теплообменника по п. 3, в котором второй отделенный поток (114) хладагента происходит из промежуточной секции (140) вторых трубопроводов (48, 49) для хладагента.6. The heat exchanger unit of claim 3, wherein the second separated refrigerant stream (114) originates from the intermediate section (140) of the second refrigerant conduits (48, 49).
7. Блок теплообменника по любому из пп. 3-6, в котором первый отделенный поток (112) хладагента соединен с охлажденным потоком (72) тяжелого смешанного хладагента.7. Block heat exchanger according to any one of paragraphs. 3-6, wherein the first separated refrigerant stream (112) is connected to the cooled heavy mixed refrigerant stream (72).
8. Блок теплообменника по любому из предшествующих пунктов, содержащий первый регулирующий клапан (130) для управления массовым расходом первого отделенного потока (112) хладагента и/или второй регулирующий клапан (132) для управления массовым расходом второго отделенного потока (114) хладагента.8. Heat exchanger unit according to any one of the preceding claims, comprising a first control valve (130) for controlling the mass flow of the first separated refrigerant stream (112) and/or a second control valve (132) for controlling the mass flow of the second separated refrigerant stream (114).
9. Блок теплообменника по п. 8, содержащий третий регулирующий клапан (134) для управления одним или большим количеством значений давления в емкости (110) для отвода хладагента и/или массового расхода отводимого потока (118).9. A heat exchanger unit as claimed in claim 8, comprising a third control valve (134) for controlling one or more pressures in the refrigerant bleed tank (110) and/or a mass flow rate of the bleed stream (118).
10. Блок теплообменника по п. 8 или 9, содержащий четвертый регулирующий клапан (136) для управления массовым расходом рециркулируемого потока (122).10. A heat exchanger unit according to claim 8 or 9, comprising a fourth control valve (136) for controlling the mass flow rate of the recycle stream (122).
11. Способ охлаждения газообразного технологического потока, включающий этапы:11. The method of cooling a gaseous process stream, including the steps:
обеспечение емкости (2) теплообменника, причем емкость (2) теплообменника содержит совокупность трубопроводов (12, 14) для технологического потока, совокупность трубопроводов (46, 48, 49) для хладагента, третье впускное отверстие (77) для хладагента и четвертое впускное отверстие (87) для хладагента;providing a heat exchanger tank (2), wherein the heat exchanger tank (2) contains a set of pipelines (12, 14) for the process stream, a set of pipelines (46, 48, 49) for the refrigerant, a third inlet (77) for the refrigerant and a fourth inlet ( 87) for refrigerant;
прием газообразного технологического потока (10) в трубопроводах (12, 14) для технологического потока и выпуск охлажденного технологического потока (18) из трубопроводов (12, 14) для технологического потока, receiving a gaseous process stream (10) in the pipelines (12, 14) for the process stream and the release of the cooled process stream (18) from the pipelines (12, 14) for the process stream,
прием по меньшей мере части предварительно охлажденного потока (58) смешанного хладагента в совокупности трубопроводов (46, 48, 49) для хладагента и выпуск по меньшей мере одного охлажденного потока (72, 82) смешанного хладагента из совокупности трубопроводов (46, 48, 49) для хладагента;receiving at least a portion of the pre-cooled mixed refrigerant stream (58) in the refrigerant conduit (46, 48, 49) and discharging at least one pre-cooled mixed refrigerant stream (72, 82) from the refrigerant conduit (46, 48, 49) for refrigerant;
прием по меньшей мере одного из по меньшей мере одного охлажденного потока (72, 82) смешанного хладагента в по меньшей мере одном расширительном устройстве (74, 84), причем по меньшей мере одного расширительное устройство (74, 84) выпускает по меньшей мере один дополнительно охлажденный поток (76, 86) смешанного хладагента, receiving at least one of at least one cooled mixed refrigerant stream (72, 82) in at least one expansion device (74, 84), wherein at least one expansion device (74, 84) discharges at least one additional cooled mixed refrigerant stream (76, 86),
подача по меньшей мере одного дополнительно охлажденного потока (76, 86) смешанного хладагента к по меньшей мере одному из третьего впускного отверстия (77) для хладагента и четвертого впускного отверстия (87) для хладагента емкости (2) теплообменника для обеспечения охлаждения трубопроводов (12, 14) для технологического потока и трубопроводов (46, 48, 49) для хладагента;supplying at least one additionally cooled mixed refrigerant stream (76, 86) to at least one of the third refrigerant inlet (77) and the fourth refrigerant inlet (87) of the tank (2) of the heat exchanger to provide cooling of pipelines (12, 14) for the process stream and pipelines (46, 48, 49) for the refrigerant;
прием первого отделенного потока (112) хладагента из охлажденного потока (72, 82) смешанного хладагента в емкости (110) для отвода хладагента,receiving the first separated refrigerant stream (112) from the cooled mixed refrigerant stream (72, 82) in the refrigerant outlet tank (110),
прием второго отделенного потока (114) хладагента из предварительно охлажденного потока смешанного хладагента в емкости (110) для отвода хладагента;receiving a second separated refrigerant stream (114) from the pre-cooled mixed refrigerant stream in a refrigerant outlet tank (110);
выпуск отводимого потока (118) из выпускного отверстия (116) для отвода емкости (110) для отвода хладагента; иthe release of the discharge stream (118) from the outlet (116) for the removal of the tank (110) for the removal of the refrigerant; And
выпуск рециркулируемого потока (122) из выпускного отверстия (120) для рециркуляции емкости (110) для отвода хладагента, причем выпускное отверстие для рециркуляции соединено по текучей среде с по меньшей мере одним из третьего впускного отверстия (77) для хладагента и четвертого впускного отверстия (87) для хладагента емкости (2) теплообменника.outlet of the recirculation stream (122) from the recirculation outlet (120) of the refrigerant outlet container (110), wherein the recirculation outlet is fluidly connected to at least one of the third refrigerant inlet (77) and the fourth inlet ( 87) for the refrigerant tank (2) of the heat exchanger.
12. Способ по п. 11, в котором этап приема второго отделенного потока (114) хладагента из предварительно охлажденного потока смешанного хладагента в емкости (110) для отвода хладагента включает:12. The method of claim 11, wherein the step of receiving the second separated refrigerant stream (114) from the pre-cooled mixed refrigerant stream in the refrigerant withdrawal vessel (110) comprises:
смешивание второго отделенного потока (114) хладагента из предварительно охлажденного потока смешанного хладагента с первым отделенным потоком (112) хладагента; иmixing the second separated refrigerant stream (114) from the pre-cooled mixed refrigerant stream with the first separated refrigerant stream (112); And
подачу смеси первого отделенного потока (112) хладагента и второго отделенного потока (114) хладагента в емкость (110) для отвода хладагента.supplying a mixture of the first separated refrigerant stream (112) and the second separated refrigerant stream (114) to the container (110) for removing the refrigerant.
13. Способ по п. 11 или 12, включающий:13. The method according to claim 11 or 12, including:
разделение предварительно охлажденного потока (58) смешанного хладагента на предварительно охлажденный поток (60) тяжелого смешанного хладагента и предварительно охлажденный поток (62) легкого смешанного хладагента, separating the pre-cooled mixed refrigerant stream (58) into a pre-cooled heavy mixed refrigerant stream (60) and a pre-cooled light mixed refrigerant stream (62),
причем этап приема по меньшей мере части предварительно охлажденного потока (58) смешанного хладагента в совокупность трубопроводов (46, 48, 49) для хладагента включает:wherein the step of receiving at least a portion of the pre-cooled mixed refrigerant stream (58) into the refrigerant conduit (46, 48, 49) comprises:
прием предварительно охлажденного потока (60) тяжелого смешанного хладагента в первых трубопроводах (46) для хладагента и выпуск охлажденного потока (72) тяжелого смешанного хладагента, receiving the pre-cooled heavy mixed refrigerant stream (60) in the first refrigerant lines (46) and discharging the cooled heavy mixed refrigerant stream (72),
прием предварительно охлажденного потока (62) легкого смешанного хладагента во вторых трубопроводах (48, 49) для хладагента и выпуск охлажденного потока (82) легкого смешанного хладагента.receiving the pre-cooled light mixed refrigerant stream (62) in the second refrigerant conduits (48, 49) and discharging the cooled light mixed refrigerant stream (82).
14. Способ по п. 13, включающий этап:14. The method according to p. 13, including the step:
получение первого отделенного потока (112) хладагента из охлажденного потока (72) тяжелого смешанного хладагента.obtaining a first separated refrigerant stream (112) from the cooled heavy mixed refrigerant stream (72).
15. Способ по п. 13 или 14, включающий этап:15. The method according to p. 13 or 14, including the step:
получение второго отделенного потока (114) хладагента из предварительно охлажденного потока (60) тяжелого смешанного хладагента.obtaining a second separated refrigerant stream (114) from the pre-cooled heavy mixed refrigerant stream (60).
16. Способ по любому из пп. 11-15, включающий этап:16. The method according to any one of paragraphs. 11-15, including the step:
управление температурой и/или давлением первого отделенного потока (112) хладагента путем регулирования второго расхода второго отделенного потока (114) хладагента относительно первого расхода первого отделенного потока (112) хладагента.controlling the temperature and/or pressure of the first separated refrigerant stream (112) by adjusting the second flow rate of the second separated refrigerant stream (114) relative to the first flow rate of the first separated refrigerant stream (112).
17. Способ по п. 11, в котором отводимый поток (118) представляет собой паровой поток, при этом способ включает этап по меньшей мере частичной конденсации отводимого потока с использованием конденсирующей среды.17. The method of claim 11 wherein the effluent (118) is a vapor stream, the method comprising the step of at least partially condensing the effluent using a condensing medium.
18. Способ по п. 17, включающий этап отделения конденсирующего потока (150) от охлажденного потока (82) легкого смешанного хладагента и использования конденсирующего потока в качестве конденсирующей среды.18. The method of claim 17, comprising the step of separating the condensing stream (150) from the cooled light mixed refrigerant stream (82) and using the condensing stream as the condensing medium.