RU2436024C2 - Procedure and device for treatment of flow of hydrocarbons - Google Patents
Procedure and device for treatment of flow of hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436024C2 RU2436024C2 RU2008150385/06A RU2008150385A RU2436024C2 RU 2436024 C2 RU2436024 C2 RU 2436024C2 RU 2008150385/06 A RU2008150385/06 A RU 2008150385/06A RU 2008150385 A RU2008150385 A RU 2008150385A RU 2436024 C2 RU2436024 C2 RU 2436024C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- cooling
- refrigerant
- compressors
- compressor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 37
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 35
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 100
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 84
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 claims description 21
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 18
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 16
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 7
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 4
- -1 C 4 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical class CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013844 butane Nutrition 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical class CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- GBXQPDCOMJJCMJ-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[6-(trimethylazaniumyl)hexyl]azanium;bromide Chemical compound [Br-].C[N+](C)(C)CCCCCC[N+](C)(C)C GBXQPDCOMJJCMJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
- F25J1/008—Hydrocarbons
- F25J1/0087—Propane; Propylene
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes 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
- F25J1/0032—Processes 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 the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
- F25J1/0035—Processes 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 the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes 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
- F25J1/0032—Processes 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 the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
- F25J1/0042—Processes 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 the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes 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
- F25J1/0047—Processes 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
- F25J1/0052—Processes 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0211—Processes 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0211—Processes 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
- F25J1/0214—Processes 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0211—Processes 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
- F25J1/0214—Processes 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
- F25J1/0215—Processes 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
- F25J1/0216—Processes 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
- F25J1/0235—Heat exchange integration
- F25J1/0237—Heat exchange integration integrating refrigeration provided for liquefaction and purification/treatment of the gas to be liquefied, e.g. heavy hydrocarbon removal from natural gas
- F25J1/0239—Purification 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0281—Compression 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
- F25J1/0283—Gas turbine as the prime mechanical driver
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0285—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings
- F25J1/0287—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings including an electrical motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/029—Mechanically coupling of different refrigerant compressors in a cascade refrigeration system to a common driver
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes 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
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
- F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
- F25J2220/62—Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
- F25J2220/64—Separating heavy hydrocarbons, e.g. NGL, LPG, C4+ hydrocarbons or heavy condensates in general
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/20—Integrated compressor and process expander; Gear box arrangement; Multiple compressors on a common shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/30—Compression of the feed stream
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
- F25J2230/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being hydrocarbons or a mixture of hydrocarbons
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)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обработки потока углеводородов, например потока природного газа, в частности в процессе производства сжиженного природного газа.The present invention relates to a method and apparatus for treating a hydrocarbon stream, for example a natural gas stream, in particular during the production of liquefied natural gas.
Уровень техникиState of the art
Известны различные методы сжижения потока природного газа с получением в результате сжиженного природного газа (СПГ). Сжижение потока природного газа желательно по ряду причин. К примеру, природный газ легче хранить и транспортировать на большие расстояния в виде жидкости, а не в газообразном виде, поскольку он занимает меньший объем и не требуется хранить его при высоких давлениях.Various methods are known for liquefying a natural gas stream, resulting in liquefied natural gas (LNG). Liquefaction of a natural gas stream is desirable for a number of reasons. For example, natural gas is easier to store and transport over long distances in the form of a liquid, rather than in a gaseous form, since it takes up a smaller volume and does not need to be stored at high pressures.
Патентный документ US 6401486 В1 относится к способу и устройству для высокой степени извлечения углеводородных жидкостей из богатых метаном природных газов в связи с производством сжиженного природного газа. На фиг.1 в указанном патентном документе US 6401486 В1 иллюстрируется процесс предварительной обработки в установке для сжижения, в котором более легкий поток, отведенный из колонны извлечения СПГ, может быть подвергнут повторному сжатию посредством использования детандера и компрессора. Проблема схемы, показанной на фиг.1, заключается в том, что использование детандера и компрессора требует наличия для системы охлаждения наличия отдельного привода. Привод является дорогостоящим элементом как с точки зрения капитальных затрат, так и эксплуатационных затрат.Patent document US 6401486 B1 relates to a method and apparatus for a high degree of extraction of hydrocarbon liquids from methane-rich natural gases in connection with the production of liquefied natural gas. 1, said patent document US 6,401,486 B1 illustrates a pre-treatment process in a liquefaction plant in which the lighter flow diverted from the LNG recovery column can be re-compressed by using an expander and compressor. The problem with the circuit shown in FIG. 1 is that the use of an expander and compressor requires a separate drive for the cooling system. A drive is an expensive element in terms of both capital and operating costs.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача настоящего изобретения заключается в снижении капитальных и/или эксплуатационных затрат в установке сжижения, включающей устройство для сжижения.An object of the present invention is to reduce capital and / or operating costs in a liquefaction plant including a liquefaction device.
Еще одна задача изобретения заключается в обеспечении альтернативного способа и устройства для сжижения природного газа.Another objective of the invention is to provide an alternative method and device for liquefying natural gas.
Одна или более из указанных задач может быть решена посредством настоящего изобретения, обеспечивающего способ обработки потока углеводородов, например природного газа, содержащегося в сырьевом потоке, включающий, по меньшей мере, стадииOne or more of these problems can be solved by means of the present invention, providing a method of processing a stream of hydrocarbons, for example natural gas contained in a feed stream, comprising at least the stages
(а) прохождения сырьевого потока через ректификационную колонну с получением потока газа и потока жидкости С2 +;(a) passing the feed stream through a distillation column to obtain a gas stream and a C 2 + liquid stream;
(b) сжатия, по меньшей мере, части газового потока при прохождении через один или более компрессоров подачи для получения сжатого потока; и(b) compressing at least a portion of the gas stream while passing through one or more feed compressors to produce a compressed stream; and
(c) приведения в действие, по меньшей мере, одного из компрессоров подачи совместно с одним или более отдельных компрессоров хладагента, используемых в одном или большем количестве отдельных контуров циркуляции хладагента, за счет механического соединения указанных компрессоров.(c) actuating at least one of the supply compressors in conjunction with one or more separate refrigerant compressors used in one or more separate refrigerant circuits by mechanically connecting said compressors.
Контур (контуры) хладагента использует компрессоры большой производительности, которые могут приводиться в действие с помощью мощных приводов. Для привода компрессоров обычно используют газовые турбины, поскольку газовые турбины могут приводиться в действие за счет сжигания сырьевого газа и, в частности, метана, извлекаемого из сырьевого газа.The refrigerant circuit (s) uses high capacity compressors that can be driven by powerful drives. Gas turbines are usually used to drive compressors, since gas turbines can be driven by burning raw gas and, in particular, methane extracted from raw gas.
Обычным является также осуществление ряда предварительных процессов обработки сырьевого потока, таких как извлечение жидкости из потока природного газа перед его сжижением, включая отделение или извлечение фракций более тяжелых углеводородов. Для проведения многих из таких процессов предварительной обработки также требуется применение компрессоров, приводимых с помощью приводов, таких как газовые турбины.It is also common to carry out a number of preliminary processes for treating a feed stream, such as recovering a liquid from a natural gas stream before liquefying it, including separating or recovering fractions of heavier hydrocarbons. Many of these pretreatment processes also require the use of compressors driven by drives such as gas turbines.
Поскольку все без исключения газовые турбины или другие приводы, используемые в установке для сжижения, являются дорогостоящими элементами, они вносят значительный процентный вклад в общие капитальные и эксплуатационные затраты на охлаждение.Since, without exception, all gas turbines or other drives used in the liquefaction plant are expensive elements, they make a significant percentage contribution to the overall capital and operating costs of cooling.
Неожиданно было обнаружено, что капитальные затраты могут быть уменьшены за счет объединения привода, по меньшей мере, одного из компрессоров подачи и, по меньшей мере, одного из компрессоров для хладагента. Кроме того, было установлено, что результирующая величина подводимой мощности для компрессоров может быть выбрана ближе к оптимальной величине, что позволяет уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты.It has been unexpectedly discovered that capital costs can be reduced by combining the drive of at least one of the supply compressors and at least one of the refrigerant compressors. In addition, it was found that the resulting value of the input power for compressors can be selected closer to the optimal value, which allows to reduce capital and operating costs.
В уровне техники известны контуры циркуляции хладагента. Как правило, они включают одно или более количество теплообменников, одно или более количество расширительных устройств или машин и одно или более количество компрессоров. Хотя каждый контур хладагента может быть отделен от других контуров хладагента, одно или более количество элементов, образующих контур хладагента, может быть соединено или взаимосвязано с другим контуром (контурами) хладагента или, по меньшей мере, предусмотрены взаимосвязь их работы или объединение используемых материалов и/или циркулирующего потока с другим контуром (контурами).In the prior art, refrigerant circuits are known. Typically, they include one or more heat exchangers, one or more expansion devices or machines, and one or more compressors. Although each refrigerant circuit can be separated from other refrigerant circuits, one or more of the elements that make up the refrigerant circuit can be connected or interconnected with another refrigerant circuit (s) or at least provide for the interconnection of their work or the combination of materials used and / or circulating flow with another circuit (s).
Каждый контур хладагента отделен от канала для прохождения потока углеводорода и его видов, полученных в результате обработки и/или последовательного охлаждения и/или сжижения. Таким образом, конкретный или каждый хладагент не смешивается с потоком углеводородов или потоком, непосредственно полученным из этого потока углеводорода, и его последующими видами. То есть текучая среда, проходящая через конкретный или каждый соответствующий компрессор подачи, отличается от текучей среды, протекающей через конкретный или каждый совместно приводимый в действие компрессор хладагента.Each refrigerant circuit is separated from the channel for the passage of a stream of hydrocarbon and its species resulting from processing and / or sequential cooling and / or liquefaction. Thus, a particular or each refrigerant is not mixed with a hydrocarbon stream or a stream directly obtained from this hydrocarbon stream and its subsequent species. That is, the fluid flowing through the particular or each respective supply compressor is different from the fluid flowing through the particular or each co-operating refrigerant compressor.
Предпочтительно предложенный способ, кроме того, включает стадию охлаждения сжатого потока посредством прохождения сжатого потока в противотоке с одним или более хладагентов, находящихся в одном или более количестве контуров хладагента.Preferably, the proposed method also includes the step of cooling the compressed stream by passing the compressed stream in countercurrent with one or more refrigerants in one or more refrigerant circuits.
В одном воплощении настоящего изобретения способ обработки потока углеводородов, например природного газа, содержащегося в сырьевом потоке, включает, по меньшей мере, стадии (а) прохождения сырьевого потока через ректификационную колонну с получением потока газа и потока жидкости С2 +; (b) сжатия, по меньшей мере, части газового потока при прохождении через один или более компрессоров подачи с получением сжатого потока и (с) охлаждения сжатого потока за счет прохождения указанного сжатого потока в противотоке с одним или более хладагентов, находящихся в одном или более количестве контуров хладагента, содержащих один или более компрессоров для хладагента; при этом, по меньшей мере, один из компрессоров подачи на стадии (b) и, по меньшей мере, один из компрессоров хладагент на стадии (с) механически соединены друг с другом и установлены с возможностью приведения в действие с помощью общего привода.In one embodiment of the present invention, a method for treating a hydrocarbon stream, for example natural gas contained in a feed stream, comprises at least steps (a) passing the feed stream through a distillation column to produce a gas stream and a C 2 + liquid stream; (b) compressing at least a portion of the gas stream while passing through one or more supply compressors to produce a compressed stream; and (c) cooling the compressed stream by passing said compressed stream in countercurrent with one or more refrigerants in one or more the number of refrigerant circuits containing one or more refrigerant compressors; wherein at least one of the supply compressors in step (b) and at least one of the refrigerant compressors in step (c) are mechanically connected to each other and are mounted to be actuated by a common drive.
Хотя способ согласно настоящему изобретению применим к сырьевым потокам различных углеводородов, он в особенности является подходящим для охлаждаемых потоков природного газа и, в частности, сжижаемых. Поскольку специалист в данной области техники легко может представить себе, как осуществляется охлаждение и сжижение потока углеводорода, эти процессы далее здесь подробно не рассматриваются.Although the method according to the present invention is applicable to the feed streams of various hydrocarbons, it is particularly suitable for cooled flows of natural gas and, in particular, liquefied. Since a person skilled in the art can easily imagine how cooling and liquefaction of a hydrocarbon stream is carried out, these processes are not discussed in detail hereinafter.
Предпочтительно охлаждение сжатого потока предусматривает использование, по меньшей мере, двух ступеней охлаждения, каждая из которых включает, по меньшей мере, контур хладагента.Preferably, the cooling of the compressed stream involves the use of at least two cooling stages, each of which includes at least a refrigerant circuit.
Более предпочтительно охлаждение сжатого потока предусматривает использование одной ступени предварительного охлаждения и одной ступени основного охлаждения, при этом конкретный или любой компрессор подачи ступени (b) механически связан с компрессором хладагента контура хладагента предварительного охлаждения.More preferably, the cooling of the compressed stream involves the use of one pre-cooling stage and one main cooling stage, wherein a particular or any compressor of the supply stage (b) is mechanically connected to the refrigerant compressor of the pre-cooling refrigerant circuit.
Предварительное охлаждение сырьевого потока можно осуществлять для снижения его температуры до температуры ниже °С, например в интервале от 10 до -50°С. Предпочтительно сырьевой поток охлаждают выше по потоку от проведения стадии (а) в противотоке, по меньшей мере, с частью газового потока, полученного на стадии (а). Основное охлаждение предварительно охлажденного потока может быть проведено для дополнительного уменьшения его температуры ниже -100°С, например до температуры в интервале от 120 до -170°С.Pre-cooling of the feed stream can be carried out to lower its temperature to a temperature below ° C, for example in the range from 10 to -50 ° C. Preferably, the feed stream is cooled upstream from carrying out step (a) in countercurrent with at least a portion of the gas stream obtained in step (a). The main cooling of the pre-cooled stream can be carried out to further reduce its temperature below -100 ° C, for example, to a temperature in the range from 120 to -170 ° C.
Специалист в данной области техники легко может представить себе, что после сжижения сжиженный природный газ может быть при желании дополнительно обработан. В качестве примера может быть снижено давление произведенного СПГ посредством его прохождения через клапан Джоуля-Томпсона или через криогенный турбодетандер. Кроме того, между разделением газа и жидкости в ректификационной колонне и охлаждением могут быть осуществлены дополнительные промежуточные стадии обработки.One skilled in the art can easily imagine that after liquefaction, liquefied natural gas can be further processed if desired. As an example, the pressure of the produced LNG can be reduced by passing it through a Joule-Thompson valve or through a cryogenic turboexpander. In addition, between the separation of gas and liquid in the distillation column and cooling, additional intermediate processing steps can be carried out.
Потоком углеводородов может быть какой-либо подходящий сырьевой поток, подлежащий обработке, но обычно это поток природного газа, добытого из месторождений природного газа или нефти. В качестве альтернативы поток природного газа может быть также получен из другого источника, включающего, помимо того, искусственный источник, такой как процесс Фишера-Тропша.The hydrocarbon stream may be any suitable feed stream to be processed, but it is usually a stream of natural gas extracted from natural gas or oil fields. Alternatively, the natural gas stream can also be obtained from another source, including, in addition, an artificial source, such as the Fischer-Tropsch process.
Обычно поток природного газа состоит, главным образом, из метана. Предпочтительно сырьевой поток содержит, по меньшей мере, 60 мол.% метана, более предпочтительно, по меньшей мере, 80 мол.% метана.Typically, the natural gas stream consists mainly of methane. Preferably, the feed stream contains at least 60 mol% of methane, more preferably at least 80 mol% of methane.
В зависимости от источника природный газ может содержать различные количества углеводородов более тяжелых, чем метан, таких как этан, пропан, бутаны и пентаны, а также некоторые ароматические углеводороды. Поток природного газа, кроме того, может содержать неуглеводороды, например Н2О, N2, СО2, Н2S, и другие сернистые соединения, и тому подобные.Depending on the source, natural gas may contain different amounts of heavier hydrocarbons than methane, such as ethane, propane, butanes and pentanes, as well as some aromatic hydrocarbons. The natural gas stream may also contain non-hydrocarbons, for example H 2 O, N 2 , CO 2 , H 2 S, and other sulfur compounds, and the like.
При желании сырьевой поток, содержащий природный газ, перед его прохождением через ректификационный аппарат может быть подвергнут предварительной обработке. Эта предварительная обработка может включать удаление нежелательных компонент, таких как СО2, Н2S, или проведение других стадий, например, охлаждение, осуществляемое выше по ходу течения потока, предварительное сжатие или тому подобные процессы. Эти стадии хорошо известны специалистам и далее здесь рассматриваться не будут.If desired, the feed stream containing natural gas may be pretreated before passing through the distillation apparatus. This pre-treatment may include the removal of undesirable components, such as CO 2 , H 2 S, or other steps, for example, cooling carried out upstream, pre-compression, or the like. These stages are well known to specialists and will not be considered hereinafter.
В тех случаях, когда выше по ходу течения потока предусмотрено охлаждение, другое воплощение настоящего изобретения представляет собой способ обработки потока углеводородов, например природного газа, содержащегося в сырьевом потоке, включающий дополнительную стадию охлаждения сырьевого потока выше по ходу его течения от места проведения стадии (а), осуществляемую посредством прохождения сырьевого потока в противотоке с одним или более хладагентов, находящихся в одном или более контуров хладагента.In cases where cooling is provided upstream, another embodiment of the present invention is a method for treating a hydrocarbon stream, for example, natural gas contained in a feed stream, comprising an additional step of cooling the feed stream upstream from the location of the step (a ) carried out by passing the feed stream in countercurrent with one or more refrigerants in one or more refrigerant circuits.
Таким образом, настоящее изобретение, кроме того, обеспечивает способ обработки, включающий, по меньшей мере, стадииThus, the present invention further provides a processing method comprising at least the steps of
(а) охлаждения сырьевого потока в противотоке с одним или более хладагентами, находящимися в одном или более количестве контуров хладагента, содержащих одно или более количество компрессоров;(a) cooling the feed stream in countercurrent with one or more refrigerants located in one or more refrigerant circuits containing one or more compressors;
(b) прохождения охлажденного сырьевого потока через ректификационную колонну с получением потока газа и потока жидкости С2 +;(b) passing the cooled feed stream through a distillation column to obtain a gas stream and a C 2 + liquid stream;
(c) сжатия, по меньшей мере, части потока газа в одном или более количестве компрессоров с получением сжатого потока и(c) compressing at least a portion of the gas stream in one or more compressors to produce a compressed stream; and
(d) охлаждения сжатого потока;(d) cooling the compressed stream;
при этом, по меньшей мере, один из компрессоров подачи на стадии (с) и, по меньшей мере, один из компрессоров хладагента на стадии (а) механически соединены и установлены так, что они приводятся в действие посредством общего привода.wherein at least one of the supply compressors in step (c) and at least one of the refrigerant compressors in step (a) are mechanically connected and mounted so that they are driven by a common drive.
Термин «природный газ», используемый в этом описании, относится к какому-либо составу, содержащему углеводороды, который, по меньшей мере, включает, главным образом, метан. Указанный термин охватывает состав до проведения какой-либо обработки, например обработки, включающей очистку или промывку, а также любой состав, частично, в основном или полностью обработанный для уменьшения и/или удаления одного или более соединений или веществ, включающих, но не в качестве ограничения, серу, двуокись углерода, воду и углеводороды С2 +.The term "natural gas", as used in this description, refers to any composition containing hydrocarbons, which at least includes mainly methane. This term encompasses a composition prior to any treatment, for example, treatment including cleaning or washing, as well as any composition partially, substantially or completely processed to reduce and / or remove one or more compounds or substances including but not as restrictions, sulfur, carbon dioxide, water and C 2 + hydrocarbons.
Компрессоры механически соединены в том смысле, что между ними существует механическое соединение, которое устанавливает взаимосвязь вращений этих компрессоров. Предпочтительно указанные механически соединенные между собой компрессоры смонтированы на общем приводом валу, что позволяет, кроме того, уменьшить инфраструктуру используемых средств.Compressors are mechanically connected in the sense that there is a mechanical connection between them, which establishes a relationship between the rotations of these compressors. Preferably, said mechanically interconnected compressors are mounted on a common drive shaft, which further reduces the infrastructure of the means used.
Ректификационной колонной может быть любая колонна или аппарат, приспособленный для разделения сырьевого газа на поток газа, который будет, в основном, обогащен метаном, и поток жидкости С2+, который будет в основном содержать более 40 мол.% одного или более углеводородов, более тяжелых, чем метан, например этан, пропан, бутаны, пентаны, С6+, и т.п., а также обычно некоторую долю метана. По меньшей мере, часть потока более тяжелых углеводородов, как правило, используют для производства из природного газа жидкого продукта или продуктов, например обычно углеводородов С3, С4 и т.п.A distillation column can be any column or apparatus adapted to separate the feed gas into a gas stream, which will be mainly enriched in methane, and a C 2 + liquid stream, which will mainly contain more than 40 mol% of one or more hydrocarbons, more heavier than methane, for example ethane, propane, butanes, pentanes, C 6 +, etc., as well as usually a certain proportion of methane. At least a portion of the heavier hydrocarbon stream is typically used to produce a liquid product or products from natural gas, for example, typically C 3 , C 4 hydrocarbons, and the like.
Ректификационная колонна предпочтительно представляет собой колонну для извлечения жидкости из природного газа, обычно углеводородов С3 и С4, углеводородов С5+ (по усмотрению), и работает она, в основном, при низком давлении.The distillation column is preferably a column for recovering liquid from natural gas, usually C 3 and C 4 hydrocarbons, C 5 + hydrocarbons (optional), and it operates mainly at low pressure.
После разделения в ректификационной колонне, по меньшей мере, часть потока газа, а обычно весь поток газа подвергают сжатию. Указанное сжатие можно рассматривать как "повторное сжатие (восстановление давления)", которое приводит сырьевой газ в сжатое состояние. Сжатие или повторное сжатие потока газа желательно, поскольку сжижение природного газа легче осуществляется при высоком давлении.After separation in a distillation column, at least a portion of the gas stream, and usually the entire gas stream, is compressed. The specified compression can be considered as "re-compression (pressure recovery)", which brings the feed gas into a compressed state. Compression or re-compression of the gas stream is desirable since liquefying natural gas is easier to carry out at high pressure.
Сжатие газового потока может быть осуществлено с использованием одного или более количества компрессоров подачи, например с помощью поджимающих компрессоров для природного газа. В одном воплощении настоящего изобретения используют два компрессора подачи.The compression of the gas stream can be carried out using one or more of the supply compressors, for example using compression compressors for natural gas. In one embodiment of the present invention, two feed compressors are used.
Согласно другому воплощению настоящего изобретения один, обычно первый, компрессор подачи механически соединен с детандером, служащим для расширения сырьевого газа перед его прохождением через ректификационную колонну так, что этот компрессор частично, в основном, или полностью приводится в действие детандером. Это обеспечивает создание более эффективного устройства.According to another embodiment of the present invention, one, usually the first, feed compressor is mechanically connected to the expander, which serves to expand the feed gas before it passes through the distillation column so that this compressor is partially, mainly, or completely driven by the expander. This provides a more efficient device.
Приводы компрессора известны в уровне техники. Они могут быть выполнены в виде одного единственного генератора энергии или в виде комбинации генераторов. Генераторы энергии включают газовые турбины, паровые турбины, электрические двигатели, и такой генератор (или комбинация генераторов) может удовлетворять требованиям устройства, установки, схемы или системы, некоторые из которых содержат источник энергии для генератора, включающий один или более элементов, входящих в их состав. В одной схеме устройства используется вспомогательный двигатель, например электродвигатель, предназначенный для содействия запуску, и газовая турбина для основного применения в качестве привода.Compressor drives are known in the art. They can be made as a single energy generator or as a combination of generators. Power generators include gas turbines, steam turbines, electric motors, and such a generator (or a combination of generators) can satisfy the requirements of a device, installation, circuit or system, some of which contain a power source for the generator, including one or more of its constituent elements . In one design of the device, an auxiliary engine is used, for example an electric motor designed to facilitate starting, and a gas turbine for primary use as a drive.
В одном воплощении настоящего изобретения охлаждение сжатого потока включает сжижение сжатого потока с получением тем самым потока сжиженных углеводородов, таких как сжиженный природный газ.In one embodiment of the present invention, cooling the compressed stream includes liquefying the compressed stream, thereby obtaining a stream of liquefied hydrocarbons, such as liquefied natural gas.
Настоящее изобретение обеспечивает также способ сжижения потока углеводородов, таких как природный газ, содержащийся в сырьевом потоке, включающий, по меньшей мере, стадии:The present invention also provides a method for liquefying a hydrocarbon stream such as natural gas contained in a feed stream, comprising at least the steps of:
(a) сжижения сырьевого потока посредством охлаждения сырьевого потока в противотоке одним или более хладагентов, циркулирующих в одном или более количестве контуров, содержащих один или более компрессоров хладагента, для сжиженного сырьевого потока;(a) liquefying the feed stream by cooling the feed stream in countercurrent with one or more refrigerants circulating in one or more circuits containing one or more refrigerant compressors for the liquefied feed stream;
(b) прохождения сжиженного сырьевого потока через сосуд конечного разделения с получением конечного потока газа и конечного потока жидкости; и(b) passing the liquefied feed stream through a final separation vessel to obtain a final gas stream and a final liquid stream; and
(с) сжатия, по меньшей мере, части конечного газового потока при прохождении через один или большее количество конечных компрессоров для получения сжатого конечного газового потока;(c) compressing at least a portion of the final gas stream while passing through one or more final compressors to produce a compressed final gas stream;
при этом, по меньшей мере, один из компрессоров хладагента на стадии (а), по меньшей мере, один из конечных компрессоров на стадии (с) механически соединены и смонтированы так, что они приводятся в действие одним общим приводом.wherein at least one of the refrigerant compressors in step (a), at least one of the end compressors in step (c) are mechanically connected and mounted so that they are driven by one common drive.
Сырьевой поток может быть сжатым потоком, сжатие которого произведено посредством одного или более компрессоров подачи, как описано выше.The feed stream may be a compressed stream compressed by one or more feed compressors, as described above.
Сосудом конечного разделения может быть сосуд конечного мгновенного испарения.The final separation vessel may be a final flash vessel.
Сжижение потока углеводородов на стадии (а) может включать использование, по меньшей мере, одной ступени переохлаждения, при этом указанная ступень переохлаждения содержит контур хладагента переохлаждения, и указанный контур включает, по меньшей мере, один компрессор хладагента переохлаждения, при этом, по меньшей мере, один указанный компрессор хладагента переохлаждения может быть механически соединен, по меньшей мере, с одним конечным компрессором.The liquefaction of the hydrocarbon stream in step (a) may include the use of at least one subcooling stage, wherein said subcooling stage comprises a subcooling refrigerant circuit, and said circuit includes at least one subcooling refrigerant compressor, wherein at least one subcooling refrigerant compressor , one specified subcooling refrigerant compressor may be mechanically connected to at least one end compressor.
Этот способ имеет преимущества, одинаковые с отмеченными выше, в частности, более высокую эффективность технологического процесса и снижение капитальных и эксплуатационных затрат.This method has the same advantages as noted above, in particular, higher process efficiency and lower capital and operating costs.
Настоящее изобретение включает комбинацию любого или всех описанных выше способов и механическую связь более чем двух компрессоров с помощью общего привода.The present invention includes a combination of any or all of the methods described above and the mechanical coupling of more than two compressors using a common drive.
Настоящее изобретение, кроме того, включает устройство для обработки сырьевого потока углеводородов, например природного газа, по меньшей мере, содержащееThe present invention also includes a device for processing a feed stream of hydrocarbons, for example natural gas, at least containing
ректификационную колонну, имеющую вход для сырьевого потока, первый выход для газового потока и второй выход для потока жидкости С2+;a distillation column having an inlet for a feed stream, a first outlet for a gas stream and a second outlet for a C 2 + liquid stream;
одно или более количество компрессоров подачи для сжатия, по меньшей мере, часть газового потока иone or more supply compressors for compressing at least a portion of the gas stream and
общий привод, предназначенный для привода в действие одного или более количества компрессоров подачи совместно с одним или более количеством отдельных компрессоров хладагента для одного или более количества контуров хладагента.a common drive designed to drive one or more of the number of supply compressors together with one or more of the individual refrigerant compressors for one or more of the number of refrigerant circuits.
Предпочтительно устройство содержит систему охлаждения, которая может включать, по меньшей мере, одну ступень предварительного охлаждения, по меньшей мере, один контур хладагента и, по меньшей мере, один компрессор.Preferably, the device comprises a cooling system, which may include at least one pre-cooling stage, at least one refrigerant circuit and at least one compressor.
Предпочтительно система охлаждения также включает или содержит систему сжижения, более предпочтительно она способна обеспечить получение потока СПГ.Preferably, the cooling system also includes or comprises a liquefaction system, more preferably it is capable of producing an LNG stream.
По усмотрению, по меньшей мере, один компрессор контура предварительного охлаждения и один компрессор контура основного охлаждения также механически соединены и смонтированы для привода в действие общим приводом.At the discretion, at least one compressor of the pre-cooling circuit and one compressor of the main cooling circuit are also mechanically connected and mounted to drive a common drive.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Воплощения настоящего изобретения далее будут раскрыты посредством лишь примера и со ссылками на сопровождающие, не ограничивающие изобретение чертежи.Embodiments of the present invention will now be disclosed by way of example only and with reference to the accompanying, non-limiting drawings.
Фиг.1 - принципиальная схема процесса обработки в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения.Figure 1 is a schematic diagram of a processing process in accordance with one embodiment of the present invention.
Фиг.2 - принципиальная схема процесса обработки в соответствии с вторым воплощением настоящего изобретения.Figure 2 is a schematic diagram of a processing process in accordance with a second embodiment of the present invention.
Фиг.3 - принципиальная схема процесса обработки в соответствии с третьим воплощением настоящего изобретения.Figure 3 is a schematic diagram of a processing process in accordance with a third embodiment of the present invention.
Для целей настоящего описания один ссылочный номер будет использован для обозначения трубопровода и потока, транспортируемого через этот трубопровод. Одинаковые ссылочные номера позиции относятся к одинаковым элементам схемы.For the purposes of the present description, one reference number will be used to designate the pipeline and the flow transported through this pipeline. The same reference position numbers refer to the same elements of the scheme.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг.1 иллюстрируется процесс обработки сырьевого потока углеводородов, такой как процесс предварительной обработки потока природного газа, в котором содержание одного или более количества веществ или химических соединений, например серы, соединения серы, двуокиси углерода, и влаги или воды, уменьшается, и предпочтительно они полностью или в значительной степени извлекаются так, как это известно в уровне техники.Figure 1 illustrates a process for processing a raw hydrocarbon stream, such as a pre-treatment of a natural gas stream, in which the content of one or more substances or chemical compounds, such as sulfur, a sulfur compound, carbon dioxide, and moisture or water, is reduced, and preferably they are fully or substantially recoverable as is known in the art.
После проведения какой-либо предварительной обработки сырьевой поток 10 может быть подвергнут расширению при прохождении через паровой детандер 22, и затем через вход 52 поток поступает в ректификационную колонну 12, в которой осуществляется извлечение жидкости из природного газа и которая предпочтительно функционирует при температуре в интервале от 0 до -100°С и давлении, превышающем давление окружающей среды, например составляющем 10-30 бар. Детандер понижает давление сырьевого газа 10, и он может быть выполнен в виде турбины.After any pre-treatment, the
В ректификационной колонне 12 расширенный сырьевой поток 10а разделяют на газовый поток 20, который обычно обогащен метаном и отводится через первый выход 54, и поток 30 жидкости С2+, обычно представляющий собой поток, обогащенный более тяжелыми углеводородами, который отводится через второй выход 56.In the
Поток 20 газа из первого выхода 54 может быть затем повторно сжат для облегчения его последующего охлаждения, предпочтительно сжижения. Предпочтительно перед повторным сжатием газообразный поток 20 обменивается теплотой в противотоке с сырьевым потоком 10 (не показано) для охлаждения указанного сырьевого потока 10. Повторное сжатие может быть осуществлено до давления, такого же или подобного давлению сырьевого потока 10 перед его поступлением в детандер 22 или повторное сжатие может быть проведено до иного давления. В соответствии с фиг.1 повторное сжатие может быть реализовано в двух ступенях сжатия. Сначала поток 20 газа пропускают через первый компрессор 14 подачи. Этот первый компрессор 14 приводится в действие детандером 22 посредством соединительного приводного вала 24, за счет чего используется, по меньшей мере, некоторая часть энергии, генерируемой при прохождении сырьевого потока 10 через детандер 22.The
После этого сжатый до некоторой степени газообразный поток 20а пропускают через второй компрессор 16 подачи. Обычно второй компрессор 16 имеет большую мощный, чем первый компрессор 14 подачи.Thereafter,
До сих пор второй компрессор 16 подачи приводился в действие своим собственным, предназначенным лишь для него приводом, обычно представляющим собой газовую или паровую турбину, и обычно с использованием, кроме того, электрического пускового двигателя. Как было отмечено выше, каждый отдельный привод увеличивает в установке капитальные и эксплуатационные расходы. Конечно, тридцать или сорок процентов капитальных затрат в установке для сжижения природного газа приходится в установке охлаждение, отвечающее необходимым требованиям. Поэтому минимизация капитальных затрат на охлаждающее действие является, в особенности, выгодной.Until now, the
Преимущество настоящего изобретения заключается в наличии механической связи второго компрессора 16 подачи с компрессором 18 хладагента одного из контуров циркуляции хладагента, упомянутыми выше. Предпочтительно эти два соединенные друг с другом компрессора 16, 18 приводятся в действие общим приводом 28. Приводом 28 может быть газовая турбина, имеющая связанный с ней пусковой/вспомогательный двигатель.An advantage of the present invention is the mechanical coupling of the
В соответствии с одним воплощением настоящего изобретения, в котором предусмотрено использование двух или более компрессоров подачи, по меньшей мере, один из компрессоров подачи механически соединен, по меньшей мере, с одним из компрессоров хладагента. В том случае, если используются различные компрессоры подачи, и первый компрессор механически соединен с детандером, предназначенным для расширения сырьевого потока перед его разделением, предпочтительно именно самый мощный компрессор подачи приводится в действие совместно с компрессором хладагента.In accordance with one embodiment of the present invention, which provides for the use of two or more supply compressors, at least one of the supply compressors is mechanically connected to at least one of the refrigerant compressors. In the event that various feed compressors are used, and the first compressor is mechanically connected to an expander designed to expand the feed stream before separation, it is preferably the most powerful feed compressor that is driven in conjunction with the refrigerant compressor.
После восстановления давления потока газа 20 при прохождении через первый и второй компрессоры 14, 16 сжатый поток 40 по усмотрению сначала охлаждают с помощью одного или более количества водяных и/или воздушных охладителей (не показаны), известных в уровне техники, и затем производят охлаждение в противотоке с одним или более хладагентов так, как это описано ниже.After the pressure of the
Охлаждение сжатого потока 40 может осуществляться с помощью системы охлаждения, содержащей или включающей некоторое количество ступеней охлаждения. Одна обычная схема включает ступень предварительного охлаждения, первую ступень охлаждения и одну или более, но обычно одну ступень основного охлаждения. Каждая ступень охлаждения, как правило, включает, по меньшей мере, один хладагент или хладагенты, которые обычно циркулируют в контуре или контурах охлаждения. Каждая ступень охлаждения, кроме того, может включать одну или более шагов, уровней или секций, и, кроме того, может быть использована конечная ступень переохлаждения.The cooling of the compressed
В воплощении, иллюстрируемом на фиг.1, охлаждение представляет собой или включает сжижение сжатого потока 40 посредством системы сжижения, которая содержит одну или более ступеней охлаждения и/или сжижения. Система может содержать ступень 26 предварительного охлаждения и ступень 62 основного охлаждения. Ступень 26 предварительного охлаждения включает контур 32 хладагента предварительного охлаждения, в котором имеется, по меньшей мере, один отдельный компрессор 18 хладагента для сжатия хладагента до более высокого давления. Ниже по ходу движения потока от компрессора 18 размещен теплообменник, которым может быть одно или более количество воздушных охладителей или конденсаторов другого типа, служащий для охлаждения хладагента за счет теплообмена с охладителем, которым, как правило, служит воздух и/или вода.In the embodiment illustrated in FIG. 1, cooling is or includes liquefaction of the compressed
Хотя на фиг.1 в контуре 32 предварительного охлаждения показан единственный компрессор 18 хладагента, предусмотрена возможность использования двух или более отдельных или смонтированных в одном корпусе компрессоров, которые, по усмотрению, также могут быть механически соединены друг с другом, по усмотрению, смонтированными на общем приводном валу.Although a single
Компрессор 18 хладагента в схеме 32 предварительного охлаждения приводится газовой турбиной 28, которая может быть снабжена пусковым и/или вспомогательным двигателями. Второй (и основной) компрессор 16 подачи механически соединен с отдельным компрессором 18 хладагента в контуре 32 хладагента предварительного охлаждения, предпочтительно с их установкой на общем приводном валу, тем самым газовая турбина 28 приводит также в действие второй компрессор 16 подачи, что позволяет избежать необходимость использования двух отдельных газовых турбин или других приводов и связанных с ними капитальных и эксплуатационных затрат.The
Распределение энергии, получаемой от газовой турбины 28, между компрессором 18 предварительного охлаждения и вторым компрессором 16 подачи может быть выбрано свободным (без ограничения), за счет чего может быть достигнут оптимальный баланс энергии. В частности, желательно, чтобы входная мощность компрессора, получаемая от газовой турбины 28, была по возможности близкой к оптимальной величине, необходимой для сжижения, природного газа.The distribution of energy received from the gas turbine 28 between the
Известны мощные промышленные газовые турбины, которые способны обеспечить такую мощность и позволяют обеспечить переменную входную мощность для изменения нагрузок компрессоров в тех случаях, где имеют место нестационарные условия.Powerful industrial gas turbines are known that are capable of providing such power and allow providing variable input power to change compressor loads in those cases where unsteady conditions occur.
Как правило, система сжижения содержит также ступень 62 основного охлаждения, которая включает отдельный контур 64 хладагента и обычно, кроме того, одно или более количество отдельных компрессоров 66 хладагента. Не ограничивающим примером типичного основного хладагента может служить смесь соединений, имеющих различные температуры кипения для получения равномерно распределенной передачи теплоты. Одна смесь состоит из азота, этана и пропана. Подобно хладагенту контура 32 предварительного охлаждения, основной хладагент отделен от сырьевого потока 10, сжатого потока 40 и сжатого потока в состояния 50 предварительного охлаждения ниже по ходу его движения.Typically, the liquefaction system also includes a main cooling stage 62, which includes a separate refrigerant circuit 64 and typically, in addition, one or more individual refrigerant compressors 66. A non-limiting example of a typical primary refrigerant is a mixture of compounds having different boiling points to obtain a uniformly distributed heat transfer. One mixture consists of nitrogen, ethane and propane. Like the refrigerant in the pre-cooling circuit 32, the main refrigerant is separated from the
Ступень 62 основного охлаждения может содержать два или более компрессоров для сжатия основного хладагента. Основной хладагент затем может быть направлен в теплообменник, где он охлаждается посредством теплообмена с охладителем, например с водой. Основной хладагент после этого может быть дополнительно охлажден посредством теплообмена с хладагентом контура 32 хладагента предварительного охлаждения. В конкретном или любом теплообменнике ступени 62 основного охлаждения прохождение основного хладагента дополнительно охлаждает и, по усмотрению, сжижает предварительно охлажденный поток 50, выходящий из процесса предварительного охлаждения, посредством теплообмена с получением дополнительно охлажденного, предварительно сжиженного потока 60 продуктаThe main cooling stage 62 may comprise two or more compressors for compressing the main refrigerant. The main refrigerant can then be directed to a heat exchanger, where it is cooled by heat exchange with a chiller, such as water. The main refrigerant can then be further cooled by heat exchange with the refrigerant of the pre-refrigerant circuit 32. In a particular or any heat exchanger of the main cooling stage 62, the passage of the main refrigerant further cools and, optionally, liquefies the pre-cooled stream 50 exiting the pre-cooling process by heat exchange to obtain an additional cooled, pre-liquefied product stream 60
Возможно, что одно или более количество компрессоров 66 основного хладагента может быть механически соединено с компрессором 18 хладагента предварительного охлаждения контура 32 хладагента предварительного охлаждения, и/или с вторым компрессором 16 подачи таким образом, что они приводятся в действие общим приводом, причем, возможно, с размещением на общем приводном валу.It is possible that one or more of the main refrigerant compressors 66 may be mechanically connected to the
Фиг.2 иллюстрирует вторую схему обработки потока углеводородов перед каким-либо его охлаждением и/или сжижением. По сравнению со схемой, показанной на фиг.1, сырьевой поток 10 охлаждают перед расширением в детандере 22. Охлаждение может быть осуществлено посредством ступени 34 охлаждения, расположенной выше по потоку, при этом сырьевой поток 10 охлаждают в контуре 36 хладагента, находящемся выше по потоку. Контур 36 хладагента, находящийся выше по потоку, включает компрессор 38 для сжатия отдельного хладагента этого контура до более высокого давления.Figure 2 illustrates a second scheme for processing a hydrocarbon stream before any cooling and / or liquefaction thereof. Compared to the circuit shown in FIG. 1, the
Подобно фиг.1 в схеме на фиг.2 расширенный сырьевой газ 10а подают через вход 52 в ректификационную колонну 12, в которой в результате получают поток 20 газа, отводимый через первый выход 54, и поток 30 жидкости С2+, отводимый через второй выход 56. Поток 20 газа затем может быть повторно сжат при прохождении через первый компрессор 14 подачи и второй компрессор 16 подачи. Сжатый легкий поток 40 после этого может быть охлажден и/или сжижен известным в уровне техники способом, например, с использованием системы сжижения, показанной на фиг.1.Similarly to FIG. 1, in the circuit of FIG. 2, expanded
В схеме, иллюстрируемой на фиг.2, второй компрессор 16 подачи механически соединен с компрессором 38 расположенного выше по потоку контура 36 хладагента ступени 34 охлаждения, находящейся выше по потоку. Предпочтительно эти два компрессора 16 и 38 приводятся в действие общим приводом 42. Приводом 42 может служить газовая турбина, снабженная связанным с ней пусковым/вспомогательным двигателем.In the circuit illustrated in FIG. 2, the
Представленная на фиг.2 схема имеет преимущество, аналогичное присущему схеме, показанной на фиг.1, а именно исключается необходимость использования двух отдельных газовых турбин или других приводов для второго компрессора 16 подачи и расположенного выше по потоку компрессора 38 хладагента. Как и в случае схемы, показанной на фиг.1, распределение энергии от газовой турбины 42 между компрессорами 16 и 38 может быть выбрано без ограничений так, что может быть достигнут оптимальный баланс энергии.The circuit shown in FIG. 2 has an advantage similar to that of the circuit shown in FIG. 1, namely, the need to use two separate gas turbines or other drives for the
Сжиженный природный газ 60 из системы сжижения может быть направлен в конечный сепаратор, в котором могут быть извлечены пары для их использования в качестве топлива в установке, например для работы газовых турбин, приводящих в действие различные компрессоры, и полученный продукт в виде сжиженного природного газа может быть транспортирован в резервуар для хранения или в другое оборудование для хранения или транспортировки.Liquefied natural gas 60 from the liquefaction system can be sent to a final separator, in which vapors can be recovered for use as fuel in the installation, for example, for the operation of gas turbines driving various compressors, and the resulting product in the form of liquefied natural gas can be transported to a storage tank or other equipment for storage or transportation.
Фиг.1 и фиг.2 иллюстрируют примеры двух возможных схем согласно настоящему изобретению, использующих совместный привод, по меньшей мере, одного из компрессоров подачи с одним или более отдельных компрессоров хладагента для одного или более количества контуров с хладагентом.Figure 1 and Figure 2 illustrate examples of two possible circuits according to the present invention, using the joint drive of at least one of the supply compressors with one or more separate refrigerant compressors for one or more refrigerant circuits.
На фиг.3 представлена третья схема для обработки газового потока 100 углеводородного сырья, в частности обработки потока СПГ, включающей конечное мгновенное испарение. Один источник газового потока 100 углеводородного сырья представляет собой сжатый поток 40, показанный на фиг.1 и 2.Figure 3 presents the third scheme for processing the
Сжижение потока 100 углеводородов с помощью системы сжижения известно специалистам в данной области техники. Сжижение может быть осуществлено в ряде ступеней и в целях упрощения, фиг.3 иллюстрирует только конечную ступень 102 переохлаждения. Переохлажденный поток 110 может проходить через детандер 104 с получением потока 110а, затем через водяной и/или воздушный охладитель 106 с получением потока 110b, который проходит через вход 122 в сосуд 108 конечного разделения, который в данном случае является сосудом конечного мгновенного испарения, известным в уровне техники.The liquefaction of a stream of 100 hydrocarbons using a liquefaction system is known to those skilled in the art. Liquefaction can be carried out in a number of steps and for simplicity, FIG. 3 illustrates only the
В общем, система конечного испарения, например, представленная на фиг.3, может быть использована на находящемся ниже по потоку конце ступени 102 охлаждения для оптимизации производства сжиженного природного газа (СПГ). Обычно она включает конечный компрессор, приводимый в действие отдельным электрическим приводным двигателем. Энергия, необходимая для привода конечного компрессора, обычно меньше энергии, необходимой для компрессора, используемого для ступени переохлаждения.In general, a flash system, for example, shown in FIG. 3, can be used at the downstream end of the
Сосуд 108 конечного разделения имеет первый выход 124 для вывода потока 120 жидкости, такого как поток СПГ, который с помощью насоса 128 может образовать отводимый поток 130 конечного продукта - СПГ, предназначенный для хранения и/или транспортировки.The
Из второго выхода 126 сосуда 108 конечного разделения отводится конечный газовый поток 140, который может быть объединен, например, с потоком 150 известного в уровне техники отпарного газа СПГ-установки. Объединенный поток 160 может быть сжат в конечном компрессоре 114 с получением полезного потока 170, используемого, например, в качестве горючего газа.From the
Ступень 102 переохлаждения включает контур 132 хладагента, имеющий первый компрессор 116 хладагента. По усмотрению, контур 132 хладагента переохлаждения, кроме того, включает воздушный или водяной охладитель 117.The
В схеме, показанной на фиг.3, первый компрессор 116 хладагента механически соединен с конечным компрессором 14. Предпочтительно эти два компрессора 114 и 116 приводятся в действие общим приводом 134. Приводом 134 может быть газовая турбина, снабженная связанными с ней пусковым/вспомогательным двигателями.In the circuit shown in FIG. 3, the first
Схема, представленная на фиг.3, имеет преимущество подобное преимуществу схем, показанных на фиг.1 и 2, которое заключается в возможности исключения необходимости использования двух отдельных газовых турбин или других приводов для конечного компрессора 114 и первого компрессора 116 хладагента. Как и в случае схем согласно фиг.1 и 2, распределение энергии от привода 134 между компрессорами 114 и 116 может быть свободным, за счет чего может быть достигнут оптимальный баланс энергии.The circuit shown in FIG. 3 has an advantage similar to that of the circuits shown in FIGS. 1 and 2, which consists in eliminating the need for two separate gas turbines or other drives for the
Сжижение, иллюстрируемое на фиг.3, может включать использование других ступеней охлаждения, например ступени предварительного и основного охлаждения. Какая-либо или каждая такая ступень охлаждения процесса сжижения может включать одно или более количество контуров хладагента, и содержать один или более компрессоров хладагента. Возможно, что одно или более количество компрессоров других контуров с хладагентом, используемых при сжижении из любой его ступени, может быть механически соединено с концевым компрессором 114 так, что они приводятся в действие одним общим приводом, возможно, с размещением на общем приводном валу.The liquefaction illustrated in FIG. 3 may include the use of other cooling stages, for example, the preliminary and main cooling stages. Any or every such cooling stage of the liquefaction process may include one or more refrigerant circuits, and comprise one or more refrigerant compressors. It is possible that one or more compressors of other refrigerant circuits used in liquefaction from any of its stages can be mechanically connected to end
В приведенной ниже таблице представлены примеры температуры, давления, расхода и фазового состояния для воплощения настоящего изобретения, иллюстрируемого на фиг.1.The table below shows examples of temperature, pressure, flow, and phase state for the embodiment of the present invention illustrated in FIG.
барPressure
bar
кмол/секConsumption
kmol / s
Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено многими различными путями без выхода за пределы объема изобретения, охарактеризованного в приложенных пунктах формулы.One skilled in the art will appreciate that the present invention can be practiced in many different ways without going beyond the scope of the invention described in the appended claims.
Claims (21)
(a) прохождения сырьевого потока (10) через ректификационную колонну (12) с получением потока (20) газа и потока (30) жидкости ;
(b) сжатие, по меньшей мере, части газового потока (20) при прохождении через один или более компрессоров подачи с получением сжатого потока (40); и
(c) совместного приведения в действие, по меньшей мере, одного из компрессоров подачи с одним или большим количеством отдельных компрессоров хладагента, служащих для одного или большего количества отдельных контуров циркуляции хладагента, посредством механического соединения указанных компрессоров.1. A method of processing a hydrocarbon stream, for example, a natural gas stream contained in a feed stream (10), comprising at least the steps of:
(a) passing the feed stream (10) through a distillation column (12) to obtain a gas stream (20) and a liquid stream (30) ;
(b) compressing at least a portion of the gas stream (20) while passing through one or more feed compressors to produce a compressed stream (40); and
(c) co-operating at least one of the supply compressors with one or more separate refrigerant compressors serving for one or more separate refrigerant circuits by mechanically connecting said compressors.
ректификационную колонну (12), имеющую вход (52) для сырьевого потока (10), первый выход (54) для потока (20) газа и второй выход (56) для потока (30) жидкости ;
один или большее количество компрессоров (14, 16) подачи, предназначенных для сжатия, по меньшей мере, части газового потока (20); и
общий привод для привода в действие одного или большего количества компрессоров (14, 16) подачи вместе с одним или большим количеством отдельных компрессоров хладагента для одного или большего количества отдельных контуров хладагента.13. A device for processing a stream of hydrocarbons, for example a stream of liquefied natural gas in a feed stream (10), containing at least
distillation column (12) having an inlet (52) for a feed stream (10), a first outlet (54) for a gas stream (20) and a second outlet (56) for a liquid stream (30) ;
one or more feed compressors (14, 16) for compressing at least a portion of the gas stream (20); and
a common drive for driving one or more supply compressors (14, 16) together with one or more separate refrigerant compressors for one or more separate refrigerant circuits.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP06114194.1 | 2006-05-19 | ||
EP06114194 | 2006-05-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008150385A RU2008150385A (en) | 2010-06-27 |
RU2436024C2 true RU2436024C2 (en) | 2011-12-10 |
Family
ID=37102991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008150385/06A RU2436024C2 (en) | 2006-05-19 | 2007-05-16 | Procedure and device for treatment of flow of hydrocarbons |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090301131A1 (en) |
AU (1) | AU2007253406B2 (en) |
GB (1) | GB2450666B (en) |
RU (1) | RU2436024C2 (en) |
WO (1) | WO2007135062A2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711374C2 (en) * | 2018-10-22 | 2020-01-16 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Natural gas liquefaction method and installation |
RU2711888C2 (en) * | 2018-10-22 | 2020-01-23 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Method of liquefying a gaseous evaporation stream occurring in a liquefied natural gas stream storage system |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100071409A1 (en) * | 2007-01-04 | 2010-03-25 | Sander Kaart | Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream |
US8534094B2 (en) * | 2008-04-09 | 2013-09-17 | Shell Oil Company | Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream |
DE102010062050A1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Liquefied natural gas plant has gas liquefaction plant with flash drum for decompression of gaseous natural gas by higher pressurization level to liquefied natural gas on lower pressurization level |
WO2013083156A1 (en) | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Blue Wave Co S.A. | Scavenging system |
GB201313307D0 (en) * | 2013-07-25 | 2013-09-11 | Corac Energy Technologies Ltd | System, method and apparatus |
JP6225049B2 (en) * | 2013-12-26 | 2017-11-01 | 千代田化工建設株式会社 | Natural gas liquefaction system and method |
US10393431B2 (en) * | 2016-08-05 | 2019-08-27 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method for the integration of liquefied natural gas and syngas production |
US11268754B2 (en) | 2018-09-28 | 2022-03-08 | Southwest Research Institute | Natural gas processing using supercritical fluid power cycles |
US12050057B2 (en) | 2019-05-03 | 2024-07-30 | Shell Usa, Inc. | Method and system for controlling refrigerant composition in case of gas tube leaks in a heat exchanger |
AU2021225308B2 (en) | 2020-02-25 | 2023-11-30 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method and system for production optimization |
EP3943851A1 (en) | 2020-07-22 | 2022-01-26 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method and system for natural gas liquefaction with improved removal of heavy hydrocarbons |
JP2023537492A (en) * | 2020-08-12 | 2023-09-01 | クライオスター・ソシエテ・パール・アクシオンス・サンプリフィエ | Simple cryogenic refrigeration system |
DE102020006394A1 (en) * | 2020-10-17 | 2022-04-21 | Linde Gmbh | Process and plant for producing a liquified hydrocarbon product |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL196122A (en) * | 1951-11-30 | 1900-01-01 | ||
GB997802A (en) * | 1964-04-08 | 1965-07-07 | Conch Int Methane Ltd | Cold separation of gas mixtures |
GB1069331A (en) * | 1965-02-19 | 1967-05-17 | Couch Internat Methane Ltd | A process for the partial liquefaction of a gas mixture |
JPS4921699B1 (en) * | 1970-11-28 | 1974-06-03 | ||
US5139548A (en) * | 1991-07-31 | 1992-08-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Gas liquefaction process control system |
FR2714722B1 (en) * | 1993-12-30 | 1997-11-21 | Inst Francais Du Petrole | Method and apparatus for liquefying a natural gas. |
FR2714720B3 (en) * | 1993-12-30 | 1996-05-03 | Inst Francais Du Petrole | Method and apparatus for liquefying a 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 |
US6401486B1 (en) * | 2000-05-18 | 2002-06-11 | Rong-Jwyn Lee | Enhanced NGL recovery utilizing refrigeration and reflux from LNG plants |
US6367286B1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-04-09 | Black & Veatch Pritchard, Inc. | System and process for liquefying high pressure natural gas |
FR2818365B1 (en) * | 2000-12-18 | 2003-02-07 | Technip Cie | METHOD FOR REFRIGERATION OF A LIQUEFIED GAS, GASES OBTAINED BY THIS PROCESS, AND INSTALLATION USING THE SAME |
DE10226596A1 (en) * | 2002-06-14 | 2004-01-15 | Linde Ag | Process for liquefying a hydrocarbon-rich stream with simultaneous recovery of a C3 + -rich fraction with high yield |
US6945075B2 (en) * | 2002-10-23 | 2005-09-20 | Elkcorp | Natural gas liquefaction |
FR2855526B1 (en) * | 2003-06-02 | 2007-01-26 | Technip France | METHOD AND INSTALLATION FOR THE SIMULTANEOUS PRODUCTION OF A NATURAL GAS THAT CAN BE LIQUEFIED AND A CUTTING OF NATURAL GAS LIQUIDS |
US20080006053A1 (en) * | 2003-09-23 | 2008-01-10 | Linde Ag | Natural Gas Liquefaction Process |
-
2007
- 2007-05-16 GB GB0819580A patent/GB2450666B/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-16 RU RU2008150385/06A patent/RU2436024C2/en active
- 2007-05-16 WO PCT/EP2007/054772 patent/WO2007135062A2/en active Application Filing
- 2007-05-16 AU AU2007253406A patent/AU2007253406B2/en active Active
- 2007-05-16 US US12/301,182 patent/US20090301131A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711374C2 (en) * | 2018-10-22 | 2020-01-16 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Natural gas liquefaction method and installation |
RU2711888C2 (en) * | 2018-10-22 | 2020-01-23 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Method of liquefying a gaseous evaporation stream occurring in a liquefied natural gas stream storage system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008150385A (en) | 2010-06-27 |
GB0819580D0 (en) | 2008-12-03 |
WO2007135062A3 (en) | 2008-03-27 |
US20090301131A1 (en) | 2009-12-10 |
WO2007135062A2 (en) | 2007-11-29 |
AU2007253406A1 (en) | 2007-11-29 |
GB2450666B (en) | 2011-05-04 |
GB2450666A (en) | 2008-12-31 |
AU2007253406B2 (en) | 2010-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2436024C2 (en) | Procedure and device for treatment of flow of hydrocarbons | |
RU2395765C2 (en) | Plant and device for liquefaction of natural gas | |
US9625208B2 (en) | Method and apparatus for liquefying a gaseous hydrocarbon stream | |
RU2443952C2 (en) | Method and device for liquefaction of hydrocarbons flow | |
AU2007274267B2 (en) | Method and apparatus for cooling a hydrocarbon stream | |
AU2009228000B2 (en) | Mixed refrigerant compression circuit | |
WO2015098124A1 (en) | Natural gas liquefying system and liquefying method | |
JP2020507736A (en) | Precooling of natural gas by high pressure compression and expansion | |
RU2452908C2 (en) | Method of and device for generation of cooled hydrocarbon flow | |
EA020215B1 (en) | Method for producing liquid and gaseous nitrogen streams, a helium-rich gaseous stream, and a denitrogened hydrocarbon stream, and associated plant | |
JP2012098023A (en) | Improved driver and compressor system for natural gas liquefaction | |
US20100071409A1 (en) | Method and apparatus for liquefying a hydrocarbon stream | |
KR20120040700A (en) | Method for treating a multi-phase hydrocarbon stream and an apparatus therefor | |
JP2010516994A (en) | Method and apparatus for cooling hydrocarbon streams | |
US11815308B2 (en) | Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion | |
KR20080109090A (en) | Method and apparatus for liquefying a natural gas stream | |
JP2009544923A (en) | Method and apparatus for liquefying hydrocarbon streams | |
RU2463535C2 (en) | Method for liquefaction of hydrocarbon flows and device for its realisation | |
RU2455595C2 (en) | Hydrocarbon flow cooling method and device | |
US11806639B2 (en) | Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion | |
JP5615543B2 (en) | Method and apparatus for liquefying hydrocarbon streams | |
RU2702441C1 (en) | Complex for processing and liquefaction of natural gas (embodiments) |