RU2503900C2 - Method and device for cooling and liquefaction of hydrocarbon flow - Google Patents

Method and device for cooling and liquefaction of hydrocarbon flow Download PDF

Info

Publication number
RU2503900C2
RU2503900C2 RU2010122953/06A RU2010122953A RU2503900C2 RU 2503900 C2 RU2503900 C2 RU 2503900C2 RU 2010122953/06 A RU2010122953/06 A RU 2010122953/06A RU 2010122953 A RU2010122953 A RU 2010122953A RU 2503900 C2 RU2503900 C2 RU 2503900C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refrigerant
compressors
cooling
streams
energy
Prior art date
Application number
RU2010122953/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010122953A (en
Inventor
Виллем Дам
Петер Мари ПАУЛУС
Йохан Ян Баренд ПЕК
Давид Бертил РУНБАЛК
Тор ФРЕТТЕ
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of RU2010122953A publication Critical patent/RU2010122953A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2503900C2 publication Critical patent/RU2503900C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/007Primary atmospheric gases, mixtures thereof
    • F25J1/0072Nitrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F25J1/0216Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0217Processes 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 at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0217Processes 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 at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0218Processes 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 at least a three level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one or more SCR cycles, e.g. with a C3 pre-cooling cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235Heat exchange integration
    • F25J1/0242Waste heat recovery, e.g. from heat of compression
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0275Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
    • F25J1/0277Offshore use, e.g. during shipping
    • F25J1/0278Unit being stationary, e.g. on floating barge or fixed platform
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0282Steam turbine as the prime mechanical driver
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0284Electrical motor as the prime mechanical driver
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0289Use of different types of prime drivers of at least two refrigerant compressors in a cascade refrigeration system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/66Separating acid gases, e.g. CO2, SO2, H2S or RSH
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/22Compressor driver arrangement, e.g. power supply by motor, gas or steam turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30Compression of the feed stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/60Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being hydrocarbons or a mixture of hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/80Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/70Steam turbine, e.g. used in a Rankine cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/80Hot exhaust gas turbine combustion engine
    • F25J2240/82Hot exhaust gas turbine combustion engine with waste heat recovery, e.g. in a combined cycle, i.e. for generating steam used in a Rankine cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: method for bringing into action of two or more compressors for cooling agent during hydrocarbon cooling process. In such a hydrocarbon cooling process the initial hydrocarbon flow can be passed in a counterflow with partially evaporated cooling agent flows. At least partially evaporated above cooling agent flows are compressed in cooling agent compressors. In order to obtain electric energy and hot gas, one ore more gas turbines are brought into action. Hot gas is passed through one or more steam generating heat exchangers so that water vapour energy is obtained, which is used to bring into action one or more steam turbines bringing into action at least one of the cooling agent compressors. Electric energy is used for bringing at least the other one cooling agent compressor into action.
EFFECT: higher safety.
16 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к плавучему основанию или морской платформе, содержащей устройство для охлаждения и сжижения потока углеводородов, и к способу охлаждения и сжижения потока углеводородов, осуществляемому на указанной плавучем основании или морской платформе.The present invention relates to a floating base or offshore platform comprising a device for cooling and liquefying a hydrocarbon stream, and to a method for cooling and liquefying a hydrocarbon stream carried out on said floating base or offshore platform.

Уровень техникиState of the art

Обычный поток углеводородов, подлежащий охлаждению и/или сжижению, включает, или в основном содержит природный газ.A typical hydrocarbon stream to be cooled and / or liquefied includes, or mainly contains natural gas.

Известны различные способы получения 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, чем в газообразном состоянии, поскольку он занимает меньший объем, и отсутствует необходимость его хранения при высоком давлении.Various methods are known for producing 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 than in a gaseous state, since it occupies a smaller volume and there is no need to store it at high pressure.

В патентном документе US 4041721 описано судно, снабженное средствами для сжижения природного газа, которые образованы большим числом автономных модульных агрегатов для сжижения, каждый из которых размещен в отдельном отсеке для сжижения. Указанные модули для сжижения включают агрегаты, содержащие компрессор и турбинный привод, в которых газовая турбина находится в непосредственной близости от компрессора. Следовательно, газовая турбина образует источник воспламенения, находящийся вблизи запасов углеводородов, например, запасов хладагента.US Pat. No. 4,041,721 describes a vessel equipped with means for liquefying natural gas, which are formed by a large number of autonomous modular units for liquefaction, each of which is located in a separate compartment for liquefaction. Said liquefaction modules include units containing a compressor and a turbine drive, in which the gas turbine is in close proximity to the compressor. Therefore, a gas turbine forms an ignition source located close to hydrocarbon reserves, for example, refrigerant reserves.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Настоящее изобретение представляет собой попытку избежать нахождения газовых турбин вблизи от значительных запасов углеводородов или, по меньшей мере, уменьшить количество газовых турбин, находящихся вблизи запасов углеводородов.The present invention is an attempt to avoid the presence of gas turbines in the vicinity of significant hydrocarbon reserves or to at least reduce the number of gas turbines in the vicinity of hydrocarbon reserves.

Настоящее изобретение обеспечивает способ охлаждения и сжижения потока природного газа на плавучем основании или на морской платформе, включающий, по меньшей мере, следующие стадии:The present invention provides a method for cooling and liquefying a natural gas stream on a floating base or on an offshore platform, comprising at least the following steps:

(a) пропускание исходного потока углеводородов в противотоке с двумя или большим количеством потоков хладагента с получением охлажденного и сжиженного потока углеводородов и двух или большего количества, по меньшей мере, частично испаренных потоков хладагента;(a) passing an initial hydrocarbon stream in countercurrent with two or more refrigerant streams to produce a cooled and liquefied hydrocarbon stream and two or more at least partially vaporized refrigerant streams;

(b) сжатие, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, частично испаренных потоков углеводородов при их прохождении через, по меньшей мере, один или большее число первых компрессоров для хладагента;(b) compressing at least one of the at least partially vaporized hydrocarbon streams as they pass through at least one or more of the first refrigerant compressors;

(c) сжатие, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, частично испаренных потоков углеводородов при прохождении через, по меньшей мере, один или больше число вторых компрессоров для хладагента;(c) compressing at least one of the at least partially vaporized hydrocarbon streams while passing through at least one or more of the number of second refrigerant compressors;

(d) привод в действие одной или большего числа газовых турбин для получения:(d) driving one or more gas turbines to produce:

(i) электрической энергии и (ii) горячего газа;(i) electrical energy; and (ii) hot gas;

(e) пропускание горячего газа стадии (d) (ii) через один или большее число паровых (парогенерирующих) теплообменников для получения энергии водяного пара;(e) passing the hot gas of step (d) (ii) through one or more steam (steam generating) heat exchangers to produce water vapor energy;

(f) использование электрической энергии для привода, по меньшей мере, одного из вторых компрессоров для хладагента; и(f) using electrical energy to drive at least one of the second refrigerant compressors; and

(g) использование энергии пара для привода в действие одной или большего числа паровых турбин, приводящих в действие, по меньшей мере, один из первых компрессоров для хладагента;(g) using steam energy to drive one or more steam turbines driving at least one of the first refrigerant compressors;

при этом способ осуществляют на плавучем основании или морской платформе, содержащей один или больше количество резервуаров для хранения сжиженных углеводородов и/или сжиженных компонент для хладагентов, причем одна или большее число газовых турбин приводятся в действие в зоне размещения турбинных агрегатов, находящейся на или внутри плавучего основания или морской платформы и расположенной на удалении от первого и второго компрессоров для хладагента и от одного или большего количества резервуаров для хранения.the method is carried out on a floating base or offshore platform containing one or more tanks for storing liquefied petroleum hydrocarbons and / or liquefied components for refrigerants, moreover, one or more gas turbines are driven in the zone of placement of the turbine units located on or inside the floating a base or offshore platform and located away from the first and second refrigerant compressors and from one or more storage tanks.

Настоящее изобретение, кроме того, обеспечивает плавучее основание или морскую платформу, содержащую устройство для охлаждения и сжижения потока углеводородов, находящееся на или внутри указанного плавучего основания, при этом указанное устройство содержит:The present invention further provides a floating base or an offshore platform comprising a device for cooling and liquefying a hydrocarbon stream located on or inside said floating base, said device comprising:

две или большее число ступеней охлаждения, через которые проходит исходный (сырьевой) поток углеводородов в противотоке с двумя или большим количеством потоков хладагента с получением охлажденного и сжиженного потока углеводородов и двух или большего количества, по меньшей мере, частично испаренных потоков углеводородов;two or more cooling stages through which the initial (raw) hydrocarbon stream passes in countercurrent with two or more refrigerant streams to produce a cooled and liquefied hydrocarbon stream and two or more at least partially vaporized hydrocarbon streams;

один или большее число первых компрессоров для хладагента, предназначенных для сжатия, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, частично испаренных потоков хладагента;one or more first refrigerant compressors for compressing at least one of the at least partially vaporized refrigerant streams;

один или большее число вторых компрессоров для хладагента, предназначенных для сжатия, по меньшей мере, другого одного из, по меньшей мере, частично испаренных потоков хладагента;one or more second refrigerant compressors for compressing at least another one of the at least partially vaporized refrigerant streams;

одну или большее количество газовых турбин для получения:one or more gas turbines to produce:

(i) электрической энергии для привода в действие, по меньшей мере, одного из вторых компрессоров для хладагента; и(i) electrical energy for driving at least one of the second refrigerant compressors; and

(ii) горячего газа;(ii) hot gas;

один или большее количество паровых теплообменников, предназначенных для получения водяного пара за счет теплоты горячего газа;one or more steam heat exchangers designed to produce water vapor due to the heat of the hot gas;

одну или большее количество паровых турбин, приводимых в действие энергией водяного пара, используемого для привода, по меньшей мере, одного из первых компрессоров для хладагента;one or more steam turbines driven by steam energy used to drive at least one of the first refrigerant compressors;

один или большее количество резервуаров для хранения сжиженных углеводородов и/или компонент для хладагентов, при этом одна или большее число газовых турбин приводятся в действие в зоне размещения турбинных агрегатов, находящейся удалении от первого и второго компрессоров для хладагента и от одного или большего количества резервуаров для хранения.one or more reservoirs for storing liquefied petroleum hydrocarbons and / or a component for refrigerants, wherein one or more gas turbines are driven in a turbine unit placement area located at a distance from the first and second refrigerant compressors and from one or more reservoirs for storage.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Далее будут раскрыты воплощения настоящего изобретения с помощью 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 - первая схема осуществления охлаждения углеводородов в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения.Figure 1 is a first diagram of the implementation of the cooling of hydrocarbons in accordance with one embodiment of the present invention.

Фиг.2 - расширенная схема осуществления охлаждения углеводородов.Figure 2 is an expanded diagram of the implementation of the cooling of hydrocarbons.

Фиг.3 - более детальная схема, иллюстрирующая различные воплощения настоящего изобретения и согласованная с фиг.1 и фиг.2.Figure 3 is a more detailed diagram illustrating various embodiments of the present invention and is consistent with figure 1 and figure 2.

Фиг.4 - схематическое изображение плавучего основания, иллюстрирующее другое воплощение настоящего изобретения.Figure 4 is a schematic illustration of a floating base illustrating another embodiment of the present invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 представлена общая схема 1 осуществления процесса охлаждения углеводородов, обычно включающего охлаждение потока углеводородов, например, природного газа.Figure 1 presents the General scheme 1 of the process of cooling hydrocarbons, usually including cooling the flow of hydrocarbons, for example, natural gas.

Раскрытые в этом описании способы и устройства включают способ и/или устройство для привода двух или большего числа компрессоров для хладагента в процессе охлаждения углеводородов. В частности, способ включает, по меньшей мере, стадии:The methods and devices disclosed herein include a method and / or device for driving two or more compressors for a refrigerant in a hydrocarbon cooling process. In particular, the method comprises at least the steps of:

привода в действие одной или большего числа газовых турбин для получения:drive one or more gas turbines to produce:

(i) электрической энергии;(i) electrical energy;

(ii) горячего газа;(ii) hot gas;

пропускание нагретого газа через один или большее число паровых теплообменников с получением энергии водяного пара;passing heated gas through one or more steam heat exchangers to produce water vapor energy;

использование электрической энергии для привода, по меньшей мере, одного из компрессоров для хладагента; иthe use of electrical energy to drive at least one of the refrigerant compressors; and

использование энергии водяного пара для привода одной или большего числа паровых турбин с целью приведения в действие, по меньшей мере, другого одного компрессора для хладагента из числа имеющихся компрессоров для хладагента.the use of water vapor energy to drive one or more steam turbines to operate at least one other refrigerant compressor from among the available refrigerant compressors.

Эти стадии могут быть осуществлены как часть способа охлаждения и сжижения потока углеводородов или в береговой установке или в морской зоне на плавучем основании или морской платформе. Однако при проведении указанных стадий на морской платформе или плавучем основании, снабженном одним или большим количеством резервуаров для хранения сжиженных углеводородов и/или компонент для хладагентов, указанный способ выгодным образом позволяет приводить в действие одну или большее число газовых турбин, находящихся на или внутри морской платформы или плавучего основания в зоне размещения турбинных агрегатов, удаленной от первого и второго компрессоров для хладагента и от одного или большего количества резервуаров для хранения.These steps can be carried out as part of a process for cooling and liquefying a stream of hydrocarbons in either an onshore installation or in an offshore zone on a floating base or offshore platform. However, when carrying out these stages on an offshore platform or floating base equipped with one or more tanks for storing liquefied petroleum hydrocarbons and / or a component for refrigerants, this method advantageously allows you to operate one or more gas turbines located on or inside the offshore platform or a floating base in the area where the turbine units are located, remote from the first and second refrigerant compressors and from one or more storage tanks .

Это делает рассматриваемый технологический процесс значительно более экономичным, поскольку газовые турбины теперь можно размещать вне зоны непосредственной близости от запасов углеводородов, находящихся в компрессорах и емкостях для хранения, например, СПГ и хладагентов.This makes the process in question significantly more economical since gas turbines can now be placed outside the immediate vicinity of hydrocarbon reserves in compressors and storage tanks, for example, LNG and refrigerants.

Дополнительное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что может быть сэкономлен объем, необходимый для проведения процесса.An additional advantage of the present invention is that the amount necessary for carrying out the process can be saved.

Кроме того, раскрытые здесь воплощения иллюстрируют улучшенные способ и устройство для охлаждения потока углеводородов, например, природного газа, которым свойственна большая гибкость в отношении потребности в энергии.In addition, the embodiments disclosed herein illustrate an improved method and apparatus for cooling a stream of hydrocarbons, for example, natural gas, which are characterized by greater flexibility with respect to energy requirements.

Следует отметить, что в патентном документе US 6691531 описана система для сжижения природного газа, в которой используют единственные первую и вторую газовые турбины (обозначенные на фиг.1 позициями 700 и 702) для привода первого и второго пропанового и этиленового компрессоров. Горячие выхлопные газы, выходящие из газовых турбин, направляют в теплообменник (802) косвенного теплообмена, и пароводяной поток, протекающий по трубопроводу (804), направляют к первой и второй паровым турбинам (704, 706), которые приводят в действие метановые компрессоры. Помимо использования горячих выхлопных газов, выходящих из газовых турбин, известная система, кроме того, имеет две газовых турбины, размещенные непосредственно вблизи пропанового и этиленового компрессоров, что создает внутреннюю угрозу безопасности, которую настоящее изобретение стремится избежать.It should be noted that in patent document US 6691531 describes a system for liquefying natural gas, which uses a single first and second gas turbine (indicated in figure 1 by 700 and 702) to drive the first and second propane and ethylene compressors. Hot exhaust gases leaving gas turbines are directed to an indirect heat exchanger (802), and a steam-water stream flowing through a pipe (804) is directed to the first and second steam turbines (704, 706), which drive methane compressors. In addition to using hot exhaust gases from gas turbines, the known system also has two gas turbines located directly adjacent to propane and ethylene compressors, which poses an internal safety risk that the present invention seeks to avoid.

Газовые турбины известны в уровне техники и включают турбины на базе авиационного двигателя. Такие газовые турбины, как правило, включают в себя систему для сжатия воздуха и работают за счет сжигания легких газообразных углеводородов, обычно представляющих собой один или большее число газов из группы, включающей метан, этан, пропан и т.п.Gas turbines are known in the art and include aircraft engine turbines. Such gas turbines typically include a system for compressing air and operate by burning light gaseous hydrocarbons, typically one or more gases from the group consisting of methane, ethane, propane, and the like.

Паровые (парогенерирующие) теплообменники, предназначенные для получения энергии водяного пара за счет использования теплоты горячего газа, полученного при работе газовых турбин, также хорошо известны в уровне техники. Они могут извлекать тепловую энергию, содержащуюся в горячем газе, и включают какие-либо типы или формы парогенераторов, например, утилизатор отходящего тепла.Steam (steam generating) heat exchangers designed to produce water vapor energy by utilizing the heat of the hot gas obtained from gas turbines are also well known in the art. They can extract the thermal energy contained in the hot gas and include any types or forms of steam generators, such as a waste heat recovery unit.

Два или больше количество потоков стадии (а) способа, соответствующего настоящему изобретению, могут протекать в отдельных контурах циркуляции хладагента, или они могут быть отдельными фракциями или частями единственного контура с хладагентом, например, показанного в патентном документе WO 96/33379 A1.Two or more flows of step (a) of the method of the present invention may occur in separate refrigerant circuits, or they may be separate fractions or parts of a single refrigerant circuit, for example, as shown in patent document WO 96/33379 A1.

Первый и второй компрессоры для хладагента могут находиться в отдельных контурах с хладагентом, или они могут быть включены в один и тот же контур, например, в вышеупомянутый единственный контур с хладагентом. В том случае, когда первый и второй компрессоры для хладагента включены в один и тот же контур, возможно, что два или больше количество, по меньшей мере, частично испаренных потоков проходит через один или большее число одинаковых компрессоров для хладагента.The first and second refrigerant compressors may be in separate refrigerant circuits, or they may be included in the same circuit, for example, in the aforementioned single refrigerant circuit. In the case where the first and second refrigerant compressors are included in the same circuit, it is possible that two or more of the at least partially vaporized streams pass through one or more of the same refrigerant compressors.

Настоящее изобретение может включать две или большее количество ступеней охлаждения, при этом каждая ступень имеет один или большее количество шагов, элементов и т.п. Например, каждая ступень охлаждения может включать от одного до пяти теплообменников, например, два или три теплообменника. Каждый теплообменник может быть соединен с соответствующим компрессором для хладагента. При этом каждая ступень по усмотрению включает один или большее число потоков хладагента и один или большее число компрессоров для хладагента, по усмотрению, как элементов одного и того же или отдельного контура циркуляции хладагента.The present invention may include two or more cooling steps, each step having one or more steps, elements, and the like. For example, each cooling stage may include from one to five heat exchangers, for example, two or three heat exchangers. Each heat exchanger can be connected to a corresponding refrigerant compressor. Moreover, each stage at its discretion includes one or more refrigerant flows and one or more compressors for the refrigerant, at its discretion, as elements of the same or separate refrigerant circuit.

В одном воплощении настоящего изобретения процесс охлаждения углеводородов включает использование двух или трех ступеней охлаждения. Первая ступень охлаждения предпочтительно предназначена для уменьшения температуры исходного потока углеводородов до температуры ниже 0°C, обычно в интервале от -20°C до -70°C. Такую ступень охлаждения иногда называют также ступенью «предварительного охлаждения».In one embodiment of the present invention, a hydrocarbon cooling process comprises the use of two or three cooling stages. The first cooling stage is preferably designed to reduce the temperature of the initial hydrocarbon stream to a temperature below 0 ° C, usually in the range from -20 ° C to -70 ° C. This cooling stage is also sometimes called the “pre-cooling” stage.

Вторая ступень охлаждения предпочтительно отделена от первой ступени охлаждения. То есть, вторая ступень охлаждения включает один или большее количество теплообменников, использующих второй хладагент, циркулирующий во втором контуре охлаждения, хотя поток второго хладагента может проходить также через один или большее количество теплообменников первой ступени охлаждения, предпочтительно через все теплообменники первой ступени охлаждения. Такую вторую ступень охлаждения иногда называют также ступенью «основного охлаждения».The second cooling stage is preferably separated from the first cooling stage. That is, the second cooling stage includes one or more heat exchangers using a second refrigerant circulating in the second cooling circuit, although the second refrigerant stream can also pass through one or more heat exchangers of the first cooling stage, preferably through all heat exchangers of the first cooling stage. This second cooling stage is sometimes also called the “main cooling” stage.

Предпочтительно, по меньшей мере, один из компрессоров для хладагента указанной второй ступени представляет собой криогенный компрессор для хладагента, который более предпочтительно приводится в действие с помощью электрической энергии, вырабатываемой посредством газовой турбины (турбин).Preferably, at least one of the refrigerant compressors of said second stage is a cryogenic refrigerant compressor, which is more preferably driven by electric energy generated by a gas turbine (s).

Предпочтительно, по меньшей мере, один из компрессоров для хладагента первой ступени является компрессором для хладагента предварительного охлаждения, который предпочтительно приводится в действие с помощью паровой турбины (турбин) (к которым энергия подводится с водяным паром, полученным за счет теплоты горячего газа, отведенного из газовой турбины (турбин)). Если используют два или большее число первых компрессоров для хладагента, то предпочтительно все первые компрессоры для хладагента являются компрессорами для хладагента предварительного охлаждения. Предпочтительно все компрессоры для хладагента первой ступени являются компрессорами для хладагента предварительного охлаждения.Preferably, at least one of the compressors for the first stage refrigerant is a compressor for pre-cooling refrigerant, which is preferably driven by a steam turbine (s) (to which the energy is supplied with water vapor obtained from the heat of the hot gas removed from gas turbine (s)). If two or more of the first refrigerant compressors are used, preferably all of the first refrigerant compressors are pre-refrigerant compressors. Preferably, all the compressors for the first stage refrigerant are compressors for the pre-cooling refrigerant.

Таким образом, прохождение исходного потока углеводородов в противотоке с двумя или большим числом потоков для хладагента на стадии (a), с получением охлажденного и сжиженного потока углеводородов и двух или большего числа, по меньшей мере, частично испаренных потоков хладагента, предпочтительно включает использование первой ступени охлаждения, где исходный поток углеводородов предпочтительно охлаждают в противотоке с одним или большим количеством потоков первого хладагента для получения охлажденного потока углеводородов и одного или большего количества, по меньшей мере, частично испаренных потоков первого хладагента, который сжимают с помощью первого компрессора (компрессоров) для хладагента, приводимого в действие с помощью паровой турбины (турбин), и использование второй ступени охлаждения, отделенной от первой ступени охлаждения, в которой температуру охлажденного потока углеводородов снижают посредством одного или большего количества потоков второго хладагента, которые сжимают с помощью вторых компрессоров для хладагента, приводимых в действие электрической энергией.Thus, passing the initial hydrocarbon stream in countercurrent with two or more refrigerant streams in step (a) to produce a cooled and liquefied hydrocarbon stream and two or more at least partially vaporized refrigerant streams, preferably involves the use of the first stage cooling, where the initial hydrocarbon stream is preferably countercurrently cooled with one or more first refrigerant streams to produce a cooled hydrocarbon stream and one sludge and more at least partially vaporized streams of the first refrigerant, which are compressed by the first compressor (s) for refrigerant driven by a steam turbine (s), and the use of a second cooling stage, separated from the first cooling stage, in wherein the temperature of the cooled hydrocarbon stream is reduced by one or more second refrigerant streams, which are compressed by second electric refrigerant compressors th energy.

Даже в случае применения не на расстоянии от берега, т.е. не на плавучем основании или на плавучей платформе, а, например, на береговой установке, предложенное использование компрессоров с электрическим приводом для второй ступени охлаждения способствует более легкому и эффективному началу проведения процесса, по сравнению с процессом, в котором вторые компрессоры приводятся в действие с помощью водяного пара, а первые компрессоры - с помощью электрической энергии, поскольку обычно необходимо, чтобы первая ступень охлаждения была приведена в действие до начала функционирования второй ступени охлаждения, и получение водяного пара более легко обеспечивают с использованием дополнительных средств генерирования пара (например, некоторое количество паровых котлов) до завершения запуска газовых турбин для выработки электрической энергии.Even in the case of use not offshore, i.e. not on a floating base or on a floating platform, but, for example, on a coastal installation, the proposed use of compressors with an electric drive for the second cooling stage contributes to an easier and more efficient start of the process, compared to the process in which the second compressors are driven by water vapor, and the first compressors - with the help of electric energy, since it is usually necessary that the first cooling stage be activated before the second stage starts functioning cooling and receiving the steam is more easily provided using additional steam generating means (e.g., a number of steam boilers) before the completion of startup gas turbines to generate electric power.

В одном воплощении настоящего изобретения один или большее количество других источников энергии пара или электрической энергии или обоих указанных видов энергии может быть обеспечено для получения дополнительной мощности привода одного или большего числа компрессоров для хладагента, в частности, для особенных или пиковых нагрузок, или в тех случаях, когда происходит снижение мощности или прекращается работа одной или большего числа газовых турбин или паровых турбин для проведения технического обслуживания, ремонта или для других целей. Такие дополнительные другие источники обеспечивают, по возможности, непрерывное проведение процесса охлаждения углеводородов.In one embodiment of the present invention, one or more other sources of steam or electric energy, or both of these types of energy, can be provided to provide additional drive power for one or more compressors for the refrigerant, in particular for special or peak loads, or in those cases when a decrease in power occurs or the operation of one or more gas turbines or steam turbines stops for maintenance, repair, or for other purposes her. Such additional other sources provide, as far as possible, a continuous process for the cooling of hydrocarbons.

Настоящее изобретение является, в частности, подходящим в том случае, когда существует ограничение имеющегося в распоряжении объема (площадей) для проведения процесса охлаждения углеводородов, как независимого процесса или в качестве части более масштабного процесса или установки, например, процесса, включающего один или большее число процессов предварительной обработки, процессы, проводимые после сжижения, и/или накапливание потока сжиженного углеводорода, для которого требуется наличие одного или большего количества резервуаров для хранения.The present invention is particularly suitable when there is a limitation of the available volume (s) for carrying out the process of cooling hydrocarbons, as an independent process or as part of a larger process or installation, for example, a process comprising one or more pre-treatment processes, processes carried out after liquefaction, and / or accumulation of a stream of liquefied hydrocarbon, which requires the presence of one or more tanks for I am storing.

Таким образом, настоящее изобретение является, в частности, подходящим для размещения на плавучем основании, морской платформе или на понтоне. Плавучим основанием может служить какое-либо подвижное или постоянно закрепленное на якоре основание, обычно, имеющее, по меньшей мере, корпус, и обычно представляющее собой судно, например, танкер.Thus, the present invention is, in particular, suitable for placement on a floating base, offshore platform or on a pontoon. The floating base may be any movable or permanently fixed at anchor base, usually having at least a hull, and usually representing a ship, for example, a tanker.

Такие плавучие основания могут иметь любые размеры, но обычно они имеют удлиненную форму. Хотя море не ограничивает размеры плавучего основания, его размеры могут задавать находящиеся на плавучем основании сооружения и эксплуатационное оборудование. Так, в одном воплощении настоящего изобретения плавучее основание или морская платформа имеет длину менее 600 м, предпочтительно менее 550 м, например, около 500 м, и имеет бимс (поперечную балку, соединяющую борта судна) размером менее 100 м, обычно 85 м, с тем, чтобы она была приспособлена для существующих сооружений судна и эксплуатационного оборудования.Such floating bases can be of any size, but usually they are elongated. Although the sea does not limit the size of the floating base, its size can be set by buildings and operational equipment located on the floating base. Thus, in one embodiment of the present invention, the floating base or offshore platform has a length of less than 600 m, preferably less than 550 m, for example, about 500 m, and has a beam (transverse beam connecting the sides of the vessel) of less than 100 m, usually 85 m, s so that it is adapted to existing ship structures and operational equipment.

Морская платформа может быть также подвижной, но обычно она имеет более постоянное местонахождения, чем плавучее основание. Морская платформа может также плавать и может также иметь любые подходящие размеры.The offshore platform may also be mobile, but it usually has a more permanent location than a floating base. The offshore platform may also float and may also have any suitable dimensions.

В другом воплощении настоящего изобретения способ охлаждения и/или процесс охлаждения углеводородов представляет собой процесс сжижения или является его частью, обеспечивая получение сжиженного потока углеводородов, например, сжиженного природного газа. Предпочтительно сжиженный поток углеводородов накапливают в одном или большем количестве резервуаров для хранения, при этом указанные резервуары для хранения могут быть также размещены на или внутри какого-либо плавучего основания или морских платформ.In another embodiment of the present invention, the cooling method and / or the hydrocarbon cooling process is a liquefaction process or is part of it, providing a liquefied stream of hydrocarbons, for example, liquefied natural gas. Preferably, the liquefied hydrocarbon stream is stored in one or more storage tanks, which storage tanks can also be placed on or inside any floating base or offshore platforms.

Предпочтительно определенную или каждую газовую турбину размещают на расстоянии, по меньшей мере, равном 50 м, предпочтительно, по меньшей мере, 100 м, от первых и вторых компрессоров для хладагента. За счет размещения газовой турбины (турбин), используемой в настоящем изобретении, по меньшей мере, на некотором расстоянии от компрессоров для хладагента, любые нежелательные воздействия или происшествия, связанные с этой газовой турбине (турбинам), происходят, по меньшей мере, на некотором расстоянии от компрессоров для хладагента, и каких-либо других релевантных частей общего состава имеющихся средств, к которым обычно относятся какой-либо аппарат, оборудование, а также устройство, содержащее углеводороды, например, накопительная емкость, резервуар, емкость для хранения и т.п.Preferably, a particular or each gas turbine is placed at a distance of at least 50 m, preferably at least 100 m, from the first and second refrigerant compressors. By locating the gas turbine (s) used in the present invention at least at a distance from the refrigerant compressors, any undesirable effects or incidents associated with this gas turbine (s) occur at least at some distance from compressors for the refrigerant, and any other relevant parts of the total composition of available funds, which usually include any apparatus, equipment, as well as a device containing hydrocarbons, for example, storage tank tank, storage tank, etc.

В особенности желательно сохранять дистанцию между газовой турбиной (турбинами) и компрессорами для хладагента там, где существует вынужденная необходимость в том, чтобы они были расположены ближе друг к другу (например, на плавучем основании или морской платформе) по сравнению с иными обстоятельствами, когда не существует ограничения в части свободного пространства. Безопасные приводы в схеме расположения плавучих установок для сжижения природного газа описаны в статье с таким же названием, опубликованной в 2003 AICHe Spring National Meeting: LNC & Gas Transportation Sessions.It is particularly desirable to maintain the distance between the gas turbine (s) and refrigerant compressors where there is a compelling need for them to be located closer to each other (for example, on a floating base or offshore platform) compared to other circumstances when not there are restrictions in terms of free space. Safe drives in the layout of floating natural gas liquefaction plants are described in an article of the same name published in the 2003 AICHe Spring National Meeting: LNC & Gas Transportation Sessions.

Настоящее изобретение предпочтительно обеспечивает номинальную производительность сжиженного потока углеводородов в интервале от 1 до 10 миллион метрических тонн в год (МТРА). «Номинальную производительность» определяют по дневной производительности установки, умноженной на количество дней в году, в течение которых предусмотрено функционирование установки. Например, предусмотрено, что некоторые СПГ-установки функционируют в среднем 345 дней в году. Предпочтительно номинальная производительность процесса охлаждения углеводородов согласно настоящему изобретению находится в интервале от 3,5 до 7 МТРА.The present invention preferably provides a nominal productivity of a liquefied hydrocarbon stream in the range of 1 to 10 million metric tons per year (MTPA). "Nominal productivity" is determined by the daily productivity of the installation, multiplied by the number of days in a year during which the operation of the installation is provided. For example, it is envisaged that some LNG plants operate on average 345 days a year. Preferably, the nominal capacity of the hydrocarbon cooling process of the present invention is in the range of 3.5 to 7 MTPA.

Исходным (сырьевым) потоком углеводородов может быть любой подходящий охлаждаемый, предпочтительно сжижаемый, поток газа, но обычно это поток природного газа, добытого из месторождений природного газа и/или нефти. В качестве альтернативы поток природного газа может быть получен также из другого источника, включающего, кроме того, искусственный источник, такой, как процесс Фишера-Тропша.The source (feed) hydrocarbon stream may be any suitable cooled, preferably liquefied, gas stream, but it is usually a natural gas stream extracted from natural gas and / 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 содержит, главным образом, метан. Предпочтительно исходный поток углеводородов включает, по меньшей мере, 50 мол.% метана, более предпочтительно, по меньшей мере, 80 мол.% метана.Typically, the natural gas stream contains mainly methane. Preferably, the feed stream of hydrocarbons comprises at least 50 mol% of methane, more preferably at least 80 mol% of methane.

В зависимости от используемого источника природный газ может содержать различные количества более тяжелых углеводородов, чем метан, например, этан, пропан, бутаны и пентаны, а также некоторое количество ароматических углеводородов. Композиция изменяется в зависимости от вида и места добычи природного газа. Необходимо, чтобы углеводороды, более тяжелые, чем метан, были удалены из природного газа по различным причинам, например, ввиду того, что они имеют различные температуры замерзания и сжижения, вследствие чего могут блокировать элементы установки по сжижению метана. В качестве источника сжиженного природного газа могут быть использованы углеводороды C2-4.Depending on the source used, natural gas may contain different amounts of heavier hydrocarbons than methane, for example, ethane, propane, butanes and pentanes, as well as some aromatic hydrocarbons. The composition varies depending on the type and location of natural gas production. It is necessary that hydrocarbons heavier than methane should be removed from natural gas for various reasons, for example, because they have different freezing and liquefaction temperatures, as a result of which they can block the elements of the methane liquefaction plant. As a source of liquefied natural gas, C 2-4 hydrocarbons may be used.

Поток природного газа может также содержать неуглеводороды, такие, как H2O, N2, CO2, Hg, H2S и другие сернистые соединения.The natural gas stream may also contain non-hydrocarbons, such as H 2 O, N 2 , CO 2 , Hg, H 2 S and other sulfur compounds.

При желании исходный поток углеводородов, содержащий природный газ может быть предварительно обработан перед его использованием или в качестве элемента процесса охлаждения или отдельно. Эта предварительная обработка может включать снижение содержания или удаление неуглеводородов, таких, как CO2, H2S, или другие стадии, например, начальное охлаждение, предварительное повышение давления. Поскольку эти стадии специалисту в данной области техники хорошо известны, их механизмы действия далее здесь рассматриваться не будут.If desired, the hydrocarbon feed stream containing natural gas may be pre-treated before use, either as part of a cooling process or separately. This pretreatment may include reducing or removing non-hydrocarbons, such as CO 2 , H 2 S, or other steps, for example, initial cooling, pre-pressure boosting. Since these steps are well known to those skilled in the art, their mechanisms of action will not be further considered here.

Таким образом, термин «исходный поток» включает также композицию до проведения какой-либо обработки, например, обработки, включающей очистку, дегидратацию и/или промывку, а также композицию, частично, в основном или полностью обработанную для снижения содержания и/или удаления одного или большего числа соединений или веществ, включающих, но не в качестве ограничения, серу, сернистые соединения, двуокись углерода, воду и углеводороды С2+.Thus, the term "feed stream" also includes a composition prior to any treatment, for example, treatment including purification, dehydration and / or washing, as well as a composition that is partially, mainly or completely processed to reduce the content and / or removal of one or more compounds or substances, including, but not limited to, sulfur, sulfur compounds, carbon dioxide, water and C 2+ hydrocarbons.

Предпочтительно исходный поток углеводородов, которые предполагается использовать в настоящем изобретении, подвергают, по меньшей мере, минимальной предварительной обработке, необходимой для последующего сжижения потока углеводородов. Такое необходимое условие сжижения природного газа известно в уровне техники.Preferably, the initial hydrocarbon stream to be used in the present invention is subjected to at least the minimum pre-treatment necessary to subsequently liquefy the hydrocarbon stream. Such a necessary condition for liquefying natural gas is known in the art.

Какая-либо предварительная обработка может быть осуществлена вблизи места осуществления способа согласно настоящему изобретению или рядом с ним, или на удалении от этого места. Указанное удаление включает разделение на берегу/на море, или два различных местоположения на море.Any pre-treatment can be carried out near or near the place of implementation of the method according to the present invention, or at a distance from this place. Said removal includes shore / sea separation, or two different locations at sea.

Каждый поток хладагента, используемый в настоящем изобретении, может быть образован из единственной компоненты, такой, как пропан или азот, или это может быть смешанный хладагент, образованный из смеси двух или большего количества компонент, выбранных из группы, включающей: азот, метан, этан, этилен, пропан, пропилен, бутаны, пентаны и т.п.Each refrigerant stream used in the present invention may be formed from a single component, such as propane or nitrogen, or it may be a mixed refrigerant formed from a mixture of two or more components selected from the group consisting of: nitrogen, methane, ethane , ethylene, propane, propylene, butanes, pentanes, etc.

Различные ступени, участки или стадии какой-либо части процесса охлаждения углеводородов могут включать использование некоторым образом, известным специалисту в данной области техники, одинаковых или различных типов хладагента, и настоящее изобретение, следовательно, этим не ограничено.The various stages, sections or stages of any part of the hydrocarbon cooling process may include the use in some way known to a person skilled in the art of the same or different types of refrigerant, and the present invention, therefore, is not limited to this.

В одном воплощении настоящего изобретения, по меньшей мере, один из хладагентов, первый хладагент или второй хладагент, представляет собой смешанный хладагент. Предпочтительно и первый хладагент и второй хладагент являются смешанными хладагентами, включающими, по усмотрению, различные соотношения компонент в смеси и/или различные композиции.In one embodiment of the present invention, at least one of the refrigerants, the first refrigerant or the second refrigerant, is a mixed refrigerant. Preferably, both the first refrigerant and the second refrigerant are mixed refrigerants, including, if desired, various ratios of components in the mixture and / or various compositions.

Термин «компрессор для хладагента» включает любой агрегат, устройство или аппарат, способный повышать давление потока хладагента. Он включает компрессоры для хладагента, в которых осуществляют единственный процесс или единственную стадию сжатия, или компрессоры для хладагента с многоступенчатыми сжатиями или стадиями сжатия, в частности, многоступенчатые компрессоры для хладагента, размещенные в единственном корпусе или кожухе. Испаренные потоки хладагента, подвергаемые сжатию, могут быть направлены в компрессор при различных давлениях. Некоторые ступени или стадии процесса сжатия хладагента могут включать использование двух или большего числа компрессоров для хладагента, включенных последовательно или параллельно или последовательно-параллельно. Настоящее изобретение не ограничивается типом или конструкцией или размещением компрессора или компрессоров для хладагента, в частности, в каком-либо контуре с хладагентом.The term “refrigerant compressor” includes any unit, device or apparatus capable of increasing the pressure of a refrigerant stream. It includes refrigerant compressors in which a single process or a single compression step is carried out, or refrigerant compressors with multi-stage compressions or compression stages, in particular, multi-stage refrigerant compressors housed in a single housing or casing. The compressed refrigerant vaporized flows can be directed to the compressor at various pressures. Some stages or stages of the refrigerant compression process may include the use of two or more refrigerant compressors in series or in parallel or in series-parallel. The present invention is not limited to the type or design or arrangement of the compressor or compressors for the refrigerant, in particular in any refrigerant circuit.

Может быть также желательным осуществление сжатия исходного потока углеводородов до проведения какой-либо предварительной обработки или перед какой-либо основной ступенью охлаждения, или в обоих случаях одновременно. Компрессоры, иные, чем компрессоры для хладагента, обычно используют в одном или более процессах предварительной обработки или стадий, указанных выше.It may also be desirable to compress the initial hydrocarbon stream prior to any pretreatment or before any major cooling step, or both simultaneously. Compressors other than refrigerant compressors are typically used in one or more of the pretreatment processes or steps described above.

Таким образом, настоящее изобретение распространяется на использование электрической энергии или энергии пара или на использование обоих видов энергии, полученной за счет функционирования одной или большего числа газовых турбин, с целью приведения в действие одного или большего числа других компрессоров, в частности, в том случае, когда другие такие компрессоры являются частью процесса охлаждения углеводородов. Процесс охлаждения углеводородов может распространяться на любую обработку газового потока с целью его охлаждения перед прохождением потока углеводородов в противотоке, по меньшей мере, с одним из потоков хладагента. Этот процесс включает снижение содержания и/или удаление неуглеводородов из числа указанных выше, в частности, включающий использование аппарата для извлечения кислого газа. Кроме того, указанный процесс включает снижение содержания или удаление углеводородов более тяжелых, чем метан, перед какой-либо основной ступенью или стадией охлаждения.Thus, the present invention extends to the use of electric energy or steam energy, or to the use of both types of energy obtained through the operation of one or more gas turbines, in order to operate one or more other compressors, in particular, in the case when other such compressors are part of the hydrocarbon cooling process. The hydrocarbon cooling process can extend to any treatment of the gas stream in order to cool it before passing the hydrocarbon stream in countercurrent flow with at least one of the refrigerant streams. This process includes the reduction and / or removal of non-hydrocarbons from the above, in particular, involving the use of an acid gas recovery apparatus. In addition, this process includes reducing the content or removal of hydrocarbons heavier than methane, before any main stage or stage of cooling.

Кроме того, один или большее количество компрессоров, иных, чем компрессоры для хладагента, могут быть также использованы на одной или большем количестве стадий, использующих охлажденный поток углеводородов, например, для сжатия газа, испаряющегося из резервуара для хранения, для сжатия газа, отводимого из емкости мгновенного испарения, или любого другого процесса сжатия, производимого после охлаждения, или вторичного сжатия газов, таких, как метан, азот и т.п.In addition, one or more compressors other than refrigerant compressors can also be used in one or more stages using a chilled hydrocarbon stream, for example, to compress gas evaporating from a storage tank to compress gas discharged from containers for flash evaporation, or any other compression process produced after cooling, or secondary compression of gases such as methane, nitrogen, etc.

Таким образом, один или большее количество дополнительных компрессоров могут сжимать какой-либо газ или смесь газов, не ограниченных газами, богатыми метаном. Такие газы включают азот, двуокись углерода и т.п.Thus, one or more additional compressors can compress any gas or mixture of gases not limited to methane rich gases. Such gases include nitrogen, carbon dioxide and the like.

В одном воплощении настоящего изобретения энергию водяного пара используют для привода одного или большего числа, предпочтительно >50%, по усмотрению, всех таких дополнительных компрессоров. В процессе охлаждения и/или сжижения или в соответствующей установке, такие дополнительные компрессоры, как правило, имеют различные размеры и, следовательно, потребляют различные количества энергии, и энергия водяного пара имеет преимущество в том, что является эффективной независимо от размеров компрессора или потребляемой компрессором энергии.In one embodiment of the present invention, water vapor energy is used to drive one or more, preferably> 50%, optionally of all such additional compressors. During cooling and / or liquefaction or in an appropriate installation, such additional compressors typically have different sizes and therefore consume different amounts of energy, and the water vapor energy has the advantage that it is effective regardless of the size of the compressor or consumed by the compressor energy.

На фиг.1 показан исходный поток 10 углеводорода, проходящий через первую ступень 12 охлаждения, использующую поток 35 первого хладагента, циркулирующего в первом контуре 35 с хладагентом, с получением в результате охлажденного потока 20 углеводородов.1 shows a hydrocarbon feed stream 10 passing through a first cooling stage 12 using a first refrigerant stream 35 circulating in a first refrigerant circuit 35 to produce a cooled hydrocarbon stream 20.

В схеме, представленной на фиг.1, потоком 35 первого хладагента может быть какая-либо подходящая компонента или смесь компонент, предпочтительно включающая две или более компоненты из группы, включающей азот, метан, этан, этилен, пропан, пропилен, бутан, пентан и т.п.In the scheme of FIG. 1, the first refrigerant stream 35 may be any suitable component or mixture of components, preferably comprising two or more components from the group consisting of nitrogen, methane, ethane, ethylene, propane, propylene, butane, pentane, and etc.

Первая ступень 12 охлаждения может содержать один или большее количество теплообменников, включенных параллельно, последовательно или последовательно-параллельно, через которые проходит исходный поток 10 углеводородов.The first cooling stage 12 may comprise one or more heat exchangers connected in parallel, in series, or in series-in parallel through which the hydrocarbon feed stream 10 passes.

Предпочтительно первая ступень 12 охлаждения охлаждает исходный поток 10, предпочтительно до температуры ниже 0°C, например, в интервале от -20°C до -70°C, более предпочтительно или в интервале от -20°C до -45°C или в интервале от -40°C до -70°C, и обычно указанная температура зависит от типа процесса, проводимого в первой ступени охлаждения.Preferably, the first cooling stage 12 cools the feed stream 10, preferably to a temperature below 0 ° C, for example, in the range of -20 ° C to -70 ° C, more preferably in the range of -20 ° C to -45 ° C or the range from -40 ° C to -70 ° C, and usually the indicated temperature depends on the type of process carried out in the first cooling stage.

По меньшей мере, частично, обычно полностью, испаренный поток 35а первого хладагента проходит из первой ступени 12 охлаждения через один или большее количество первых компрессоров 34 для хладагента, через один или большее количество первых охладителей 42a, использующих окружающую среду, например, водяные и/или воздушные охладители, и перед повторным использованием проходит через один или большее число расширительных клапанов 44a.At least partially, usually completely, the vaporized first refrigerant stream 35a passes from the first cooling stage 12 through one or more first refrigerant compressors 34, through one or more first environmental coolers 42a, such as water and / or air coolers, and before reuse passes through one or more expansion valves 44a.

Охлажденный поток 20 углеводородов из первой ступени 12 охлаждения затем направляют во вторую ступень 14 охлаждения, использующую поток 37 второго хладагента, предпочтительно смешанного хладагента, описанного выше, циркулирующего во втором контуре 37 с хладагентом.The cooled hydrocarbon stream 20 from the first cooling stage 12 is then directed to a second cooling stage 14 using a second refrigerant stream 37, preferably the mixed refrigerant described above, circulating in the second refrigerant circuit 37.

Возможны различные схемы для охлажденного потока 20 углеводородов и второго контура 37 с хладагентом, поступающим во вторую ступень 14 охлаждения и проходящим через нее. Такие схемы хорошо известны в уровне техники. Они могут включать проведение одной или большего числа стадий, по усмотрению при различных уровнях давления, и по усмотрению в пределах одной емкости, например, основного криогенного теплообменника.Various schemes are possible for a cooled stream of 20 hydrocarbons and a second circuit 37 with refrigerant entering and passing through the second cooling stage 14. Such schemes are well known in the art. These may include conducting one or more stages, optionally at different pressure levels, and optionally within the same tank, for example, a primary cryogenic heat exchanger.

Вторая ступень 14 охлаждения может понижать температуру охлажденного потока 20 углеводородов с получением сжиженного потока 30 углеводородов, например, СПГ, при температуре приблизительно равной или меньшей, чем -130°C.The second cooling stage 14 may lower the temperature of the cooled hydrocarbon stream 20 to produce a liquefied hydrocarbon stream 30, for example LNG, at a temperature of approximately equal to or less than -130 ° C.

В упрощенной схеме, представленной на фиг.1, второй контур 37 хладагента обеспечивает прохождение выходящего (из второй ступени) испаренного потока 37a второго хладагента через один или большее число вторых компрессоров 36 для хладагента, через один или большее число вторых охладителей 42b, использующих окружающую среду, например, водяных и/или воздушных охладителей, и перед его повторным использованием (во второй ступени) - через один или большее число расширительных клапанов 44b. По усмотрению поток 37 второго хладагента, по меньшей мере, частично охлаждают посредством его пропускания через первую ступень 12 охлаждения, как это показано на фиг.1.In the simplified diagram of FIG. 1, the second refrigerant circuit 37 allows the effluent (from the second stage) of the second refrigerant vapor stream 37a to pass through one or more second refrigerant compressors 36 through one or more second environmental coolers 42b , for example, water and / or air coolers, and before its reuse (in the second stage) through one or more expansion valves 44b. Optionally, the second refrigerant stream 37 is at least partially cooled by passing it through the first cooling stage 12, as shown in FIG.

Фиг.1 иллюстрирует способ привода в действие первого и второго компрессоров 34 и 36 для хладагента.Figure 1 illustrates a method of driving the first and second refrigerant compressors 34 and 36.

В соответствии с фиг.1 имеется одна или большее количество газовых турбин 54, размещенных отдельно от процесса охлаждения углеводородов. Одна или большее количество газовых турбин 54 обеспечивают выработку электрической энергии с помощью первого электрического генератора 56 известным в уровне техники образом. Кроме того, горячий газ из одной или большего количества газовых турбин 54 проходит через трубопровод 57, отводящий отходящие газы, для их последующего пропускания через один или большее количество теплообменников 58 с целью извлечения в них теплоты известным в уровне техники образом. В парогенерирующий теплообменник 58 подают воду через водяной трубопровод 59 с получением холодных отходящих газов 61 и потока 72 водяного пара, который обладает энергией пара, используемой для привода в действие одной или большего количества паровых турбин известным в уровне техники образом.In accordance with FIG. 1, there is one or more gas turbines 54 located separately from the hydrocarbon cooling process. One or more gas turbines 54 generate electrical energy using the first electric generator 56 in a manner known in the art. In addition, hot gas from one or more gas turbines 54 passes through an exhaust gas pipe 57 for subsequent passage therethrough through one or more heat exchangers 58 in order to extract heat therein in a manner known in the art. Water is supplied to the steam-generating heat exchanger 58 through a water pipe 59 to produce cold exhaust gases 61 and a steam stream 72, which has steam energy used to drive one or more steam turbines in a manner known in the art.

Энергия пара из парового трубопровода 72 поступает в первую паровую турбину 82, которую используют для непосредственного привода в действие первого компрессора 34 для хладагента. Для этого паровую турбину 82 механически соединяют с компрессором 34 для хладагента, например, с помощью вала 85.The energy of the steam from the steam pipe 72 enters the first steam turbine 82, which is used to directly drive the first compressor 34 for the refrigerant. For this, the steam turbine 82 is mechanically connected to the compressor 34 for the refrigerant, for example, using the shaft 85.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что за счет привода в действие первого компрессора (компрессоров) для хладагента с помощью электрической энергии и второго компрессора (компрессоров) для хладагента - с помощью паровых турбин, использующих энергию пара, полученную с помощью горячего газа, выходящего из газовой турбины (турбин), повышается гибкость в подводе требуемого количества энергии к компрессорам для хладагента.An advantage of the present invention is that by driving the first compressor (s) for the refrigerant using electrical energy and the second compressor (s) for the refrigerant using steam turbines using steam energy generated by the hot gas leaving gas turbines (turbines), increases the flexibility in supplying the required amount of energy to the refrigerant compressors.

Другое преимущество настоящего изобретения заключается в некоторой экономии располагаемого объема, достигаемой за счет того, что больше не рассчитывают на использование всего оборудования, которое питалось бы электрической энергией, и тем самым обеспечивается процесс или установка, использующая настоящее изобретение, которая размещена и спроектирована более эффективно с точки зрения используемого пространства.Another advantage of the present invention is some saving in available volume, achieved by the fact that they no longer rely on the use of all equipment that would be powered by electric energy, and thereby provides a process or installation using the present invention, which is placed and designed more efficiently with point of view of used space.

Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно повышает безопасность и снижает факторы риска при проведении процесса или в установке, использующей настоящее изобретение, в ограниченном пространстве или на ограниченной площади, например, при нахождении на расстоянии от берега.Another advantage of the present invention is that it increases safety and reduces risk factors when carrying out the process or in an installation using the present invention in a limited space or in a limited area, for example, when located at a distance from the coast.

Паровая турбина 82 может быть любого подходящего типа. Это может быть, например, паровая турбина с противодавлением, которая обычно производит (на выходе) поток пара низкого давления, который может быть использован для удовлетворения требований в тепловой энергии где-нибудь в другом месте в или вблизи места проведения процесса, в или вблизи установки.Steam turbine 82 may be of any suitable type. This can be, for example, a backpressure steam turbine, which usually produces (at the outlet) a low-pressure steam stream that can be used to meet thermal energy requirements anywhere else in or near the process location, in or near the installation .

Однако в качестве альтернативы может быть использована конденсационная паровая турбина. Потребности установки в тепловой энергии могут быть удовлетворены, по меньшей мере, частично, например, за счет применения вместо пара низкого давления горячего нефтепродукта. Преимущество использования конденсационной паровой турбины заключается в том, что выработка удельной мощности в конденсационной паровой турбине является относительно высокой. Обычно она может быть до двух раз выше, чем в паровой турбине с противодавлением. Таким образом, для обеспечения одинакового выхода механической и/или электрической энергии необходимо меньшее количество водяного пара. Это, в особенности, является выгодным в случае недостатка обессоленной воды, например, в морской и/или плавучей технологической установке, в которой пар генерируют из морской воды, обработанной с помощью оборудования для обессоливания. Таким образом, конденсационная паровая турбина позволяет использовать меньше оборудования для обессоливания, обеспечивая тем самым экономию объема и капиталовложений.However, as an alternative, a condensing steam turbine may be used. The installation’s thermal energy needs can be met, at least in part, for example, by using a low oil pressure instead of steam. The advantage of using a condensing steam turbine is that the generation of specific power in the condensing steam turbine is relatively high. Usually it can be up to two times higher than in a backpressure steam turbine. Thus, to ensure the same yield of mechanical and / or electrical energy, less water vapor is needed. This is particularly advantageous in the event of a lack of demineralized water, for example, in an offshore and / or floating process plant in which steam is generated from seawater treated with desalination equipment. Thus, a condensing steam turbine allows the use of less equipment for desalination, thereby saving volume and investment.

Необходимость в воде для производства водяного пара может быть также уменьшена за счет рециркуляции, по меньшей мере, части воды, полученной из водяного пара и/или воды, удаленной из паровой турбины 82 после привода в действие указанной паровой турбины 82.The need for water to produce water vapor can also be reduced by recirculating at least a portion of the water obtained from water vapor and / or water removed from the steam turbine 82 after driving said steam turbine 82.

На фиг.2 представлена расширенная схема 2 осуществления процесса охлаждения углеводородов, обычно включающего охлаждение потока углеводородов, например, природного газа.Figure 2 presents an extended diagram 2 of the implementation of the process of cooling hydrocarbons, usually including cooling the flow of hydrocarbons, for example, natural gas.

В качестве части процесса охлаждения углеводородов и перед каким-либо основным охлаждением обрабатываемого потока исходный поток углеводородов, включающий природный газ, может быть предварительно очищен для отделения, по меньшей мере, некоторых более тяжелых углеводородов и неуглеводородных примесей, таких, как двуокись углерода, вода, ртуть, сера и сернистые соединения, включающие, но не как ограничение, кислые газы.As part of the hydrocarbon cooling process and before any major cooling of the treated stream, the initial hydrocarbon stream, including natural gas, can be pre-purified to separate at least some heavier hydrocarbons and non-hydrocarbon impurities such as carbon dioxide, water, mercury, sulfur and sulfur compounds, including, but not limited to, acid gases.

Фиг.2 показывает, например, исходный сырьевой поток 5 углеводородов, например, поступающий по магистральному трубопроводу из скважины или из устья скважины известным в уровне техники образом. Указанный исходный поток подвергают на входе разделению в аппарате 6, после чего по усмотрению следует сжатие в компрессоре 13 подачи. Затем осуществляют снижение содержания и/или удаление примесей при прохождении исходного потока через аппарат 11 для извлечения кислых газов (АИКГ) с получением потока 90 с пониженным содержанием примесей. Другие потоки из АИКГ 11, например, CO2, могут проходить по трубопроводу 115 для последующего сжатия с помощью компрессора 32 вторичного сжатия с получением, например, сжатого потока 120 CO2.Figure 2 shows, for example, an initial hydrocarbon feed stream 5, for example, coming through a main pipeline from a well or from a wellhead in a manner known in the art. The specified feed stream is subjected to separation at the inlet in the apparatus 6, after which, at the discretion, compression in the supply compressor 13 follows. Then carry out a reduction in the content and / or removal of impurities during the passage of the initial stream through the apparatus 11 for the extraction of acid gases (AIKG) to obtain a stream 90 with a reduced content of impurities. Other streams from AIKG 11, for example, CO 2 , can pass through line 115 for subsequent compression by means of a secondary compressor 32 to obtain, for example, a compressed stream of CO 2 120.

Поток 90 с пониженным содержанием примесей затем подвергают процессу извлечения природного газоконденсата с помощью одного или большего количества разделительных устройств, обычно с помощью одного или большего количества колонн 26 для фракционирования природного газоконденсата, в которых получают исходный поток 100 богатый метаном. Указанный богатый метаном исходный поток 100 может быть подвергнут сжатию посредством другого компрессора 28, если это желательно или необходимо для повышения давления исходного потока 10 углеводородов при последующем процессе охлаждения. Какое-либо остаточное количество метана, которое извлечено из потока (потоков) природного газоконденсата, может проходить по трубопроводу 110 и может быть подвергнуто сжатию с помощью другого компрессора 33 вторичного сжатия для повторного ввода в процесс основного охлаждения в качестве части исходного потока 10.The reduced impurity stream 90 is then subjected to a natural gas condensate recovery process using one or more separation devices, typically using one or more natural gas condensate fractionation columns 26, in which a methane rich feed stream 100 is obtained. Said methane-rich feed stream 100 may be compressed by another compressor 28, if desired or necessary to increase the pressure of the hydrocarbon feed stream 10 in a subsequent cooling process. Any residual amount of methane that is recovered from the natural gas condensate stream (s) may pass through conduit 110 and may be compressed by another secondary compression compressor 33 to re-enter the main cooling process as part of the feed stream 10.

Полученный таким образом исходный поток 10 углеводородов протекает через первую, ступень 12 охлаждения, использующую поток 35 первого хладагента, циркулирующий в первом контуре 35 с хладагентом, описанном выше. Фиг.2 иллюстрирует пример использования двух первых компрессоров 34a и 34b для хладагента в первом контуре 35 с хладагентом. Другие компоненты первого контура 35 с хладагентом на фиг.2 не показаны для упрощения схемы.The hydrocarbon feed stream 10 thus obtained flows through a first cooling stage 12 using a first refrigerant stream 35 circulating in the first refrigerant circuit 35 described above. FIG. 2 illustrates an example of the use of two first refrigerant compressors 34a and 34b in a first refrigerant circuit 35. Other components of the primary refrigerant circuit 35 of FIG. 2 are not shown to simplify the circuit.

В одном воплощении настоящего изобретения каждый теплообменник многоступенчатой первой ступени 12 охлаждения имеет различное давление первого хладагента. Расширенный хладагент из ступени каждого давления может быть сжат в одном или большем количестве первых компрессоров для хладагента, например, с использованием различных компрессоров для различных входных давлений хладагента.In one embodiment of the present invention, each heat exchanger of the multi-stage first cooling stage 12 has a different pressure of the first refrigerant. Expanded refrigerant from each pressure stage can be compressed in one or more of the first refrigerant compressors, for example, using different compressors for different refrigerant inlet pressures.

Охлажденный поток 20 углеводородов из первой ступени 12 охлаждения затем направляют во вторую ступень 14 охлаждения, использующую поток 37 второго хладагента предпочтительно смешанного хладагента, описанного выше, циркулирующего в описанном выше втором контуре 37 с хладагентом. Второй контур 37 с хладагентом обеспечивает прохождение выходящего (из теплообменника) испаренного потока 37а второго хладагента, например, через два вторых компрессора 36a и 36b для хладагента, при этом поток 37 второго хладагента, по меньшей мере, частично охлаждают с помощью первой ступени 12 охлаждения.The cooled hydrocarbon stream 20 from the first cooling stage 12 is then directed to a second cooling stage 14 using a second refrigerant stream 37, preferably the mixed refrigerant described above, circulating in the second refrigerant circuit 37 described above. The second refrigerant circuit 37 allows the vaporized second refrigerant stream 37a to exit (from the heat exchanger), for example, through two second refrigerant compressors 36a and 36b, while the second refrigerant stream 37 is at least partially cooled by the first cooling stage 12.

Дополнительное охлаждение исходного потока углеводородов, охлажденного и/или сжиженного потока углеводородов и/или потоков хладагента может быть обеспечено с помощью одного или большего количества других хладагентов или контуров циркуляции хладагентов в дополнение к охлаждению в первой и второй ступенях охлаждения, по усмотрению соединенных с другим элементом, используемым в способе и/или устройстве для сжижения потока углеводородов, описанном выше.Additional cooling of the initial hydrocarbon stream, the cooled and / or liquefied hydrocarbon stream and / or the refrigerant streams can be provided by one or more other refrigerants or refrigerant circuits in addition to cooling in the first and second cooling stages, optionally connected to another element used in the method and / or device for liquefying a hydrocarbon stream described above.

Например, сжиженный поток 30 затем может быть подвергнут прохождению через третью ступень 16 охлаждения (показана на схеме пунктирной линией), предпочтительно переохлаждения, с получением по усмотрению переохлажденного потока 40 Переохлажденный поток может быть получен за счет прохождения сжиженным потоком 30 одной или более стадий, на которых используют один или большее количество теплообменников для переохлаждения. При этом охлаждение в определенном или каждом теплообменнике для переохлаждения предпочтительно обеспечивают с помощью третьего хладагента, сжатого в другом компрессоре 38 для хладагента.For example, the liquefied stream 30 can then be subjected to passage through the third cooling stage 16 (shown by a dashed line in the diagram), preferably subcooling, to optionally obtain the supercooled stream 40. The supercooled stream can be obtained by passing through the liquefied stream 30 one or more stages, which use one or more heat exchangers for subcooling. In this case, cooling in a particular or each subcooling heat exchanger is preferably provided by a third refrigerant compressed in another refrigerant compressor 38.

Следует также отметить, что специалисту в данной области техники понятно, что после сжижения поток сжиженного природного газа может быть, при необходимости, дополнительно обработан. В качестве примера, давление полученного СПГ может быть понижено с помощью клапана Джоуля-Томпсона или посредством криогенного турбодетандера.It should also be noted that one skilled in the art will understand that after liquefaction, the liquefied natural gas stream can be further processed, if necessary. As an example, the pressure of the obtained LNG can be lowered using a Joule-Thompson valve or through a cryogenic turbo expander.

Например, на схеме 2 на фиг.2 показан дополнительно переохлажденный поток 40, поступающий в конечный газожидкостный сепаратор, например, конечную емкость 18 быстрого испарения, с получением отводимого снизу емкости жидкого потока 50 богатого метаном, который может быть направлен в резервуар 22 для хранения, и отводимого с верха емкости газового потока 60. В указанную конечную емкость 18 быстрого испарения может быть также добавлен какой-либо испарившийся газ 70 из резервуара 22 для хранения. Отведенный с верха емкости газовый поток 60 может быть сжат с помощью дополнительного компрессора 24 с получением потока 80, предназначенного для использования известным в уровне техники образом в качестве потока топлива, потока продукта или где-нибудь еще.For example, in Scheme 2 in FIG. 2, an additionally supercooled stream 40 is shown entering the final gas-liquid separator, for example, the final quick evaporation tank 18, to produce a methane-rich liquid stream 50 which is removed from the bottom and can be sent to the storage tank 22, and a gas stream 60 discharged from the top of the tank. Any evaporated gas 70 from the storage tank 22 may also be added to the indicated final flash tank 18. The gas stream 60 discharged from the top of the tank can be compressed using an additional compressor 24 to produce a stream 80 intended for use in a manner known in the art as a fuel stream, product stream, or elsewhere.

Схема 2 на фиг.2 иллюстрирует включение не только первых компрессоров 34a и 34b для хладагента, и вторых компрессоров 36a и 36b для хладагента, но, по усмотрению, и других компрессоров для хладагента, например, компрессора 38 для хладагента переохлаждения, и, по усмотрению, других компрессоров не для хладагента, например, указанных выше и обозначенных позициями 13, 24, 28, 32, 33.Scheme 2 in FIG. 2 illustrates the inclusion of not only the first refrigerant compressors 34a and 34b, and the second refrigerant compressors 36a and 36b, but also other refrigerant compressors, for example, supercooling compressor 38, and, at the discretion , other compressors are not for refrigerant, for example, those indicated above and indicated by 13, 24, 28, 32, 33.

Настоящее изобретение распространяется на использование каких-либо других компрессоров, которые могут быть включены в, отнесены к или взаимосвязаны со способом охлаждения потока углеводородов, процессом охлаждения углеводородов или любым сопутствующим процессом, предусматривающим предварительную обработку и обработку после сжижения, не рассмотренные в настоящем описании.The present invention extends to the use of any other compressors that may be included in, related to, or interconnected with a method for cooling a hydrocarbon stream, a process for cooling hydrocarbons, or any associated process involving pre-treatment and post-liquefaction processing not described herein.

Фиг.3 иллюстрирует более детально способ привода в действие компрессоров 34, 36 для хладагента, показанных на схемах 1, 2, представленных на фиг.1 и 2, а также другие воплощения настоящего изобретения.Figure 3 illustrates in more detail the method of driving compressors 34, 36 for the refrigerant shown in circuits 1, 2, shown in figures 1 and 2, as well as other embodiments of the present invention.

В соответствии с фиг.3 одна или большее количество газовых турбин 54 размещены в пределах зоны 52 нахождения турбинного агрегата, которая предпочтительно отделена от процесса охлаждения углеводородов, такого, как иллюстрируемый на фиг.1 и фиг.2. В зоне 52 размещения турбинного агрегата может быть установлена одна или большее число газовых турбин 54, которые снабжаются воздухом посредством входа 53 для воздуха. Воздух сначала сжимают, смешивают с топливом, например, метаном или другими газами, включающими легкие углеводороды, и затем сжигают.In accordance with FIG. 3, one or more gas turbines 54 are located within the area 52 of the turbine unit, which is preferably separated from the hydrocarbon cooling process, such as that illustrated in FIG. 1 and FIG. 2. In the area 52 of the placement of the turbine unit, one or more gas turbines 54 can be installed, which are supplied with air through the air inlet 53. The air is first compressed, mixed with fuel, for example methane or other gases, including light hydrocarbons, and then burned.

Одна или большее количество газовых турбин 54 обеспечивают получение электрической мощности с помощью электрического генератора 56 известным в уровне техники образом. Кроме того, горячий газ, выходящий из одной или большего количества газовых турбин 54, проходит по трубопроводу 57 для отходящего газа (который может быть, по усмотрению, обогащен дополнительным топливным (отходящим) газом, подводимым по трубопроводу 57а) и затем проходит через парогенерирующий теплообменник 58 известным в уровне техники образом. Воду, обычно находящуюся при высоком давлении, подают по водяному трубопроводу 59 в парогенерирующий теплообменник 58 с получением холодного отходящего газа 61 и потока 72 водяного пара обычно при высоком давлении, который обладает энергией пара, используемой для привода одной или большего количества паровых турбин известным в уровне техники образом.One or more gas turbines 54 provide electric power using an electric generator 56 in a manner known in the art. In addition, hot gas leaving one or more gas turbines 54 passes through a flue gas line 57 (which may optionally be enriched with additional fuel (flue) gas supplied through a pipe 57a) and then passes through a steam-generating heat exchanger 58 in a manner known in the art. The water, usually at high pressure, is fed through a water line 59 to a steam-generating heat exchanger 58 to produce a cold exhaust gas 61 and a steam stream 72, usually at a high pressure, which has the energy of steam used to drive one or more steam turbines known in the art technique way.

В схеме, представленной на фиг.3, электрическая энергия от электрического генератора 56 передается по линии 74 электропитания для питания электроэнергией одного или большего числа электрических моторов, приводящих в действие, по меньшей мере, один или большее количества компрессоров для хладагента. Например, на фиг.3 показана линия 74 электропередачи, подключенная к первому электрическому мотору 76, приводящему во вращение второй компрессор 36 для хладагента, например, один или оба вторых компрессора 36a, 36b для хладагента, показанных на фиг.2. Электрическая энергия на линии 74 питания может быть также использована для привода в действие одного или большего количества других электрических моторов 78, или другого электрического оборудования, для привода, например, насосов, вентиляторов и. других потребителей электрической энергии, в особенности, находящихся на удалении или в отведенном для них месте или условиях эксплуатации с самообеспечением, например, на плавучем основании или морской платформе.In the circuit shown in FIG. 3, electric energy from an electric generator 56 is transmitted through an electrical power line 74 to provide electric power to one or more electric motors driving at least one or more refrigerant compressors. For example, FIG. 3 shows a power line 74 connected to a first electric motor 76 driving a second refrigerant compressor 36, for example, one or both of the second refrigerant compressors 36a, 36b shown in FIG. The electrical energy on the power line 74 can also be used to drive one or more other electric motors 78, or other electrical equipment, to drive, for example, pumps, fans and. other consumers of electric energy, especially those located at a distance or in a place designated for them or operating conditions with self-sufficiency, for example, on a floating base or offshore platform.

Энергия водяного пара по паровому трубопроводу 72 поступает, по меньшей мере, в первую паровую турбину 82, которую используют для привода, по меньшей мере, одного первого компрессора 34 для хладагента, например, двух первых компрессоров 34a, 34b для хладагента, показанных на фиг.2. Некоторая часть энергии водяного пара по паровому трубопроводу 72 может быть также подведена к одной или большему числу других паровых турбин, показанных на фиг.3 как вторая паровая турбина 84, для привода одного или более других компрессоров, например, одного или большего числа компрессоров из обозначенных на фиг.2 позициями 13, 24, 28, 32, 33, 38. Некоторая часть энергии водяного пара по паровому трубопроводу 72 может быть также направлена к одной или большему количеству дополнительных паровых турбин, показанных на фиг.3 как третья паровая турбина 86, для привода в действие, например, второго электрического генератора 88 с тем, чтобы обеспечить выработку дополнительной электрической энергии, которая по линии 89 может быть подведена в линию 74 электропитания.The energy of water vapor through the steam line 72 is supplied to at least a first steam turbine 82, which is used to drive at least one first refrigerant compressor 34, for example, the first two refrigerant compressors 34a, 34b shown in FIG. 2. Some of the energy of the water vapor through the steam line 72 can also be connected to one or more other steam turbines, shown in FIG. 3 as the second steam turbine 84, for driving one or more other compressors, for example, one or more of the indicated in FIG. 2 at 13, 24, 28, 32, 33, 38. Some of the energy of the water vapor through the steam line 72 may also be directed to one or more additional steam turbines shown in FIG. 3 as the third steam turbine 86,to drive, for example, a second electric generator 88 so as to provide additional electrical energy that can be supplied via line 89 to power line 74.

Второй электрический генератор 88 в заявленном изобретении является примером дополнительного источника электрической энергии.The second electric generator 88 in the claimed invention is an example of an additional source of electrical energy.

На фиг.3 показан также паровой котел 62, в котором может быть использован топливный газ из топливного трубопровода 64 для получения дополнительного количества водяного пара, объединяемого с энергией водяного пара, протекающего по трубопроводу 72.FIG. 3 also shows a steam boiler 62, in which fuel gas from the fuel pipe 64 can be used to produce an additional amount of water vapor combined with the energy of the water vapor flowing through the pipe 72.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает использование одного или большего числа источников энергии водяного пара и источников электрической энергии или источников обоих видов энергии с тем того, чтобы оказывать содействие имеющимся одной или большему количеству газовых турбин 54.Thus, the present invention provides the use of one or more sources of energy of water vapor and sources of electrical energy or sources of both types of energy in order to assist the existing one or more gas turbines 54.

Использование дополнительной энергии пара, направляемого от одного или большего числа паровых котлов, таких, как показанный на фиг.3 паровой котел 62, также способствует началу проведения процесса охлаждения углеводородов, при котором, прежде всего, необходимо содействие предварительному охлаждению, в частности, работе первых компрессоров 34a, 34b для хладагента.The use of additional steam energy directed from one or more steam boilers, such as the steam boiler 62 shown in FIG. 3, also helps to start the hydrocarbon cooling process, in which, first of all, it is necessary to facilitate pre-cooling, in particular, the operation of the first refrigerant compressors 34a, 34b.

Настоящее изобретение обеспечивает гибкость в использовании, как электрической энергии, так и энергии водяного пара, в процессе охлаждения углеводородов и по усмотрению в других неразделимых или отдельных частях процесса технологической обработки исходного потока углеводородов и/или сжиженного потока продукта. Таким путем размеры, конструкция и совместное функционирование различных газовых турбин, паровых турбин и электрических генераторов могут быть использованы наиболее эффективным образом в соответствии с требованиями процесса охлаждения углеводородов и дополнительных процессов, стадий или ступеней. Настоящее изобретение не ограничивается такими силовыми приводами, как компрессор или компрессоры для хладагента.The present invention provides flexibility in the use of both electrical energy and water vapor energy in the process of cooling hydrocarbons and optionally in other inseparable or separate parts of the technological processing of the initial hydrocarbon stream and / or liquefied product stream. In this way, the dimensions, design and joint functioning of various gas turbines, steam turbines and electric generators can be used in the most efficient manner in accordance with the requirements of the hydrocarbon cooling process and additional processes, stages or steps. The present invention is not limited to power drives such as a compressor or refrigerant compressors.

Другие компрессоры, такие, как показаны на фиг.2, могут быть легко обеспечены энергией за счет согласования требований обычно более мощных компрессоров для хладагента с выходной мощностью одной или большего количества газовых турбин 54. Обычно предпочтительно использовать по возможности большую часть или всю энергию водяного пара, полученную за счет теплоты отходящих газов одной или большего количества газовых турбин 54 с тем, чтобы получить от них максимум энергии, которая в противном случае могла бы быть потеряна.Other compressors, such as those shown in FIG. 2, can be easily provided with energy by matching the requirements of typically more powerful refrigerant compressors with the output power of one or more gas turbines 54. It is generally preferable to use as much or as much of the water vapor energy as possible obtained due to the heat of the exhaust gases of one or more gas turbines 54 in order to get the maximum energy from them, which otherwise could be lost.

В результате настоящее изобретение, в частности, является подходящим в том случае, когда такая гибкость требуется в установках или при проведении процесса в ограниченном пространстве, например, на плавучем основании или морской платформе. Например, плавучее основание, на котором производят СПГ, имеет ограниченный объем (площади) для проведения процесса охлаждения углеводородов, и еще более ограниченный объем в том случае, когда осуществляют дополнительную обработку, например, стадии получения и извлечения примесей и/или более тяжелых углеводородов. В данной области техники известно, что в ситуациях с ограниченным объемом необходимо тщательное проектирование с учетом мер предосторожности, и настоящее изобретение обеспечивает, кроме того, повышенную безопасность, за счет удаленного расположения одной или большего числа газовых турбин, при повышенной гибкости использования располагаемой энергии, вырабатываемой одной или большим количеством газовых турбин.As a result, the present invention, in particular, is suitable when such flexibility is required in installations or when carrying out the process in a confined space, for example, on a floating base or offshore platform. For example, the floating base on which LNG is produced has a limited volume (area) for carrying out the process of cooling hydrocarbons, and an even more limited volume when additional processing is carried out, for example, the stage of production and recovery of impurities and / or heavier hydrocarbons. It is known in the art that in situations of limited volume, careful design is necessary taking into account safety precautions, and the present invention also provides increased safety due to the remote location of one or more gas turbines, with increased flexibility in the use of available energy generated one or more gas turbines.

Фиг.4 иллюстрирует пример плавучего основания 7, на котором размещена установка 2a для сжижения, содержащая, по меньшей мере, первую ступень 12 охлаждения и вторую ступень охлаждения 14, такие, как были рассмотрены выше. Одна или большее количество газовых турбин размещены в зоне 52 расположения турбинных агрегатов, которая находится на удалении от места проведения процесса сжижения, предпочтительно, по меньшей мере, на расстоянии 50 метров или предпочтительно, по меньшей мере, на расстоянии 100 метров. Исходный поток 10 углеводородов охлаждают с помощью первой и второй ступеней 12, 14 охлаждения с получением (непосредственно или после дополнительной обработки) сжиженного потока 50 углеводородов, который направляют в резервуар 22 для хранения. На плавучем основании 7, кроме того, могут находиться другие резервуары 23 для хранения других компонент, таких как пропан, в качестве запасенного продукта, такого, как СПГ, или для хранения компонент, необходимых для проведения процесса сжижения, например, компонент, используемых в процессе сжижения в качестве хладагентов. Кроме того, желательно обеспечить расстояние между зоной 52 размещения турбинных агрегатов и таким одним или большим количеством резервуаров 22, 23 для хранения.FIG. 4 illustrates an example of a floating base 7 on which a liquefaction plant 2a is located, comprising at least a first cooling stage 12 and a second cooling stage 14, such as those discussed above. One or more gas turbines are located in the area 52 of the location of the turbine units, which is located at a distance from the place of the liquefaction process, preferably at least 50 meters or preferably at least 100 meters. The hydrocarbon feed stream 10 is cooled using the first and second cooling stages 12, 14 to obtain (directly or after further processing) a liquefied hydrocarbon stream 50, which is sent to a storage tank 22. On the floating base 7, in addition, there may be other tanks 23 for storing other components, such as propane, as a stored product, such as LNG, or for storing the components necessary for the liquefaction process, for example, the components used in the process liquefaction as a refrigerant. In addition, it is desirable to provide a distance between the area 52 of the placement of turbine units and such one or more storage tanks 22, 23.

Схема, показанная на фиг.4, иллюстрирует еще одно преимущество настоящего изобретения. Настоящее изобретение позволяет повысить требования к безопасности и уменьшить факторы риска за счет разделения, предпочтительно настолько далеко, насколько это возможно в пределах конструктивных ограничений, процесса выработки энергии для проведения процесса охлаждения углеводородов, обычно с помощью одной или более газовых турбин, и основных пользователей энергии. Указанными пользователями энергии обычно являются компрессоры для хладагента, которые обычно размещают вблизи к или вслед за их пользователями, в частности, аппаратами или углеводородами (например, пропан), которые, как известно, имеют более высокий фактор риска, чем другие аппараты или углеводороды. Это, в особенности, имеет место в случае ограниченности или недостатка объема, например, на плавучем основании или на морской платформе.The diagram shown in FIG. 4 illustrates another advantage of the present invention. The present invention makes it possible to increase safety requirements and reduce risk factors by separating, preferably as far as possible, within the limits of design constraints, an energy production process for carrying out a hydrocarbon cooling process, typically with one or more gas turbines, and major energy users. The indicated energy users are usually refrigerant compressors, which are usually placed close to or following their users, in particular devices or hydrocarbons (e.g. propane), which are known to have a higher risk factor than other devices or hydrocarbons. This, in particular, takes place in case of limited or insufficient volume, for example, on a floating base or on an offshore platform.

В патентном документе US 7114351 И1 раскрыта система для сжижения природного газа, в которой все имеющееся оборудование питается электрической энергией. В указанном документе отмечено, что система и способ являются эффективными для получения достаточного количества электрической энергии, используемой для осуществления процесса сжижения.US 7114351 I1 discloses a system for liquefying natural gas in which all available equipment is powered by electric energy. In the specified document, it is noted that the system and method are effective for obtaining a sufficient amount of electrical energy used to carry out the liquefaction process.

Однако использование электрической энергии для проведения всех операций процесса сжижения требует значительного количества соответствующих трансформаторов, переключающего устройства и других электрических блоков и устройств, все требующие наличия значительного свободного объема. Таким образом, известные из US 7114351 система и способы являются не подходящими для проведения процессов и операций в ограниченном пространстве. Кроме того, известная система ограничена использованием только такого оборудования, которое приводится в действия электрической энергией, и не обеспечивает гибкость, достигаемую за счет использования оборудования, приводимого с помощью другого типа энергии.However, the use of electric energy for all operations of the liquefaction process requires a significant number of appropriate transformers, a switching device and other electrical units and devices, all requiring a significant free volume. Thus, the system and methods known from US 7114351 are not suitable for carrying out processes and operations in a limited space. In addition, the known system is limited to the use of only such equipment, which is driven by electric energy, and does not provide the flexibility achieved through the use of equipment driven by another type of energy.

В Таблице 1 приведены сравнительные данные по трем параметрам для трех различных систем снабжения энергией процесса охлаждения углеводородов, например, иллюстрируемого на фиг.1. Данные, представленные в Таблице 1, основаны на приводе в действие компрессоров для хладагента, одинакового количества, типа и устройства, служащих для охлаждения исходного углеводородсодержащего газа, имеющего одинаковую теплотворную способность,, и для производства с помощью каждой системы одинакового количества СПГ. Указанные в Таблице величины отнесены к величине «100%» для комбинированной системы.Table 1 shows comparative data on three parameters for three different energy supply systems for the hydrocarbon cooling process, for example, illustrated in FIG. The data presented in Table 1 are based on the operation of compressors for refrigerant, the same amount, type and device, used to cool the original hydrocarbon-containing gas having the same calorific value, and to produce the same amount of LNG with each system. The values shown in the table are assigned to the value “100%” for the combined system.

«Электрическая» система основана на использовании оборудования для охлаждения сырьевого газа, которое полностью питается электрической энергией, такого, как показано в патентном документе US 7114351 B2. Система «полностью паровая» основана на использовании оборудования, использующего только энергию водяного пара. «Комбинированная» система основана на настоящем изобретении, использующем для привода различных компрессоров для хладагента, как электрическую энергию, так и энергию водяного пара.The “electrical” system is based on the use of raw gas cooling equipment that is fully powered by electrical energy, such as shown in patent document US 7114351 B2. The “full steam” system is based on the use of equipment that uses only the energy of water vapor. The “combined” system is based on the present invention, which uses both electrical energy and water vapor energy to drive various refrigerant compressors.

Таблица 1Table 1 Объем, занятый электрическим оборудованием, %Volume occupied by electrical equipment,% Топливный газ, %Fuel gas% Двуокись углерода, %Carbon dioxide% КомбинированнаяCombined 100one hundred 100one hundred 100one hundred ЭлектрическаяElectric 130130 9191 9191 Полностью пароваяAll steam 6060 133133 133133

В колонке 1 Таблицы 1 приведены для сравнения относительные величины объемов, необходимых для размещения всего электрического оборудования, требуемого для трех сравниваемых систем. Как и ожидается, «электрическая» система требует наличия наибольшего объема, в то время как «полностью паровая» система требует наименьших, поскольку генераторы, трансформаторы и.т.п. оборудование не требуется.Column 1 of Table 1 shows for comparison the relative volumes of volumes needed to accommodate all the electrical equipment required for the three systems being compared. As expected, the “electrical” system requires the largest volume, while the “fully steam” system requires the smallest, since generators, transformers, etc. no hardware required.

В колонке 2 приведены для сравнения относительные количества топливного газа, необходимого для привода газовой турбины (турбин), используемых в трех системах. Если может быть видно, что топливный газ, необходимый для электрической системы, наименьший, в то время как топливный газ, требуемый для обеспечения такого же количества СПГ, используя для этого систему «полностью паровую», является на треть больше, чем «комбинированная» система, соответствующая настоящему изобретению.Column 2 shows for comparison the relative amounts of fuel gas required to drive the gas turbine (s) used in the three systems. If it can be seen that the fuel gas required for the electrical system is the smallest, while the fuel gas required to provide the same amount of LNG using the “fully steam” system is one third more than the “combined” system corresponding to the present invention.

Третья колонка в Таблице 1 показывает количество двуокиси углерода, производимой каждой из систем по отношению к такому же количеству произведенного СПГ. Таким образом, «электрическая» система производит наименьшее количество двуокиси углерода, в то время как «полностью паровая» система производит наибольшее количество двуокиси углерода.The third column in Table 1 shows the amount of carbon dioxide produced by each of the systems with respect to the same amount of LNG produced. Thus, an “electrical” system produces the smallest amount of carbon dioxide, while a “fully steam” system produces the largest amount of carbon dioxide.

Данные, представленные в Таблице 1, показывают, что настоящее изобретение обеспечивает подходящее соотношение между необходимым объемом, требованием в отношении топливного газа и произведенной двуокисью углерода. Эти факторы могут быть использованы для определения баланса между капитальными вложениями и/или производственными затратами для процесса охлаждения углеводородов, в частности, в установке для сжижения природного газа, и эффективностью такого процесса и/или установки, особенно, в местах или на участках с ограниченным располагаемым объемом.The data presented in Table 1 show that the present invention provides a suitable ratio between the required volume, the requirement for fuel gas and the carbon dioxide produced. These factors can be used to determine the balance between capital investments and / or production costs for the process of cooling hydrocarbons, in particular, in a plant for liquefying natural gas, and the effectiveness of such a process and / or plant, especially in places or areas with limited available volume.

Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено многими различными путями без выхода за пределы объема приложенных пунктов формулы изобретения.One skilled in the art will understand that the present invention can be practiced in many different ways without going beyond the scope of the attached claims.

Claims (16)

1. Способ охлаждения и сжижения потока углеводородов на плавучем основании или морской платформе, включающий, по меньшей мере, стадии:
(a) пропускания исходного потока углеводородов в противотоке с двумя или большим количеством потоков хладагента с получением охлажденного и сжиженного потока углеводородов и двух или большего количества, по меньшей мере, частично испаренных потоков хладагента;
(b) сжатия, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, частично испаренных потоков углеводородов при прохождении через, по меньшей мере, один или большее число первых компрессоров для хладагента;
(c) сжатия, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, частично испаренных потоков углеводородов при прохождении через, по меньшей мере, один или большее число вторых компрессоров для хладагента;
(d) привода в действие одной или большего числа газовых турбин для получения:
(i) электрической энергии и
(ii) горячего газа;
(e) пропускания горячего газа стадии (d) (ii) через один или большее число парогенерирующих теплообменников для получения энергии водяного пара;
(f) использования электрической энергии для привода, по меньшей мере, одного из вторых компрессоров для хладагента; и
(g) использования энергии пара для привода в действие одной или большего числа паровых турбин, приводящих в действие, по меньшей мере, один из первых компрессоров для хладагента;
при этом способ осуществляют на плавучем основании или морской платформе, содержащей один или большее количество резервуаров для хранения сжиженных углеводородов и/или сжиженных компонент для хладагентов, причем одна или большее число газовых турбин приводятся в действие в зоне размещения турбинных агрегатов, находящейся на или внутри плавучего основания или морской платформы и на удалении от первого и второго компрессоров для хладагента и от одного или большего количества резервуаров для хранения.
1. A method of cooling and liquefying a hydrocarbon stream on a floating base or offshore platform, comprising at least the steps of:
(a) passing an initial hydrocarbon stream in countercurrent with two or more refrigerant streams to produce a cooled and liquefied hydrocarbon stream and two or more at least partially vaporized refrigerant streams;
(b) compressing at least one of the at least partially vaporized hydrocarbon streams while passing through at least one or more of the first refrigerant compressors;
(c) compressing at least one of the at least partially vaporized hydrocarbon streams while passing through at least one or more second refrigerant compressors;
(d) driving one or more gas turbines to produce:
(i) electrical energy and
(ii) hot gas;
(e) passing the hot gas of step (d) (ii) through one or more steam generating heat exchangers to produce water vapor energy;
(f) using electrical energy to drive at least one of the second refrigerant compressors; and
(g) using steam energy to drive one or more steam turbines that drive at least one of the first refrigerant compressors;
the method is carried out on a floating base or offshore platform containing one or more reservoirs for storing liquefied petroleum hydrocarbons and / or liquefied components for refrigerants, moreover, one or more gas turbines are driven in the zone of placement of turbine assemblies located on or inside the floating a base or offshore platform and away from the first and second refrigerant compressors and from one or more storage tanks.
2. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, один из вторых компрессоров для хладагента представляет собой криогенный компрессор для хладагента.2. The method according to claim 1, in which at least one of the second compressors for the refrigerant is a cryogenic compressor for the refrigerant. 3. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, один из первых компрессоров для хладагента является компрессором для хладагента предварительного охлаждения.3. The method according to claim 1, in which at least one of the first compressors for the refrigerant is a compressor for pre-cooling refrigerant. 4. Способ по п.1, кроме того, включающий одну или большее количество дополнительных стадий обработки исходного потока углеводородов до проведения стадии (a) или охлажденного потока углеводородов стадии (a) или обоих указанных потоков, при этом такие дополнительные стадии обработки включают использование одного или большего числа дополнительных компрессоров, и электрическая энергия или энергия водяного пара или оба указанных вида энергии приводят в действие, по меньшей мере, один из дополнительных компрессоров.4. The method according to claim 1, further comprising one or more additional processing steps for the initial hydrocarbon stream prior to stage (a) or the cooled hydrocarbon stream of stage (a) or both of these streams, wherein such additional processing steps include using one or more additional compressors, and electrical energy or water vapor energy or both of these types of energy drive at least one of the additional compressors. 5. Способ по п.4, в котором, по меньшей мере, один из дополнительных компрессоров используют для сжатия одного или большего количества потоков, иных, чем, по меньшей мере, частично испаренные потоки хладагента стадии (b) и стадии (c).5. The method according to claim 4, in which at least one of the additional compressors is used to compress one or more streams other than at least partially vaporized refrigerant streams of stage (b) and stage (c). 6. Способ по п.1, кроме того, включающий один или большее число дополнительных источников энергии водяного пара или электрической энергии.6. The method according to claim 1, further comprising one or more additional energy sources of water vapor or electrical energy. 7. Способ по п.1, в котором находящийся на удалении означает расстояние, по меньшей мере, 50 м или предпочтительно, по меньшей мере, 100 м.7. The method according to claim 1, in which located at a distance means a distance of at least 50 m or preferably at least 100 m 8. Способ по п.1, в котором номинальная производительность сжиженного потока углеводородов находится в интервале от 1 до 10 миллион метрических тонн в год, предпочтительно в интервале от 3,5 до 7 миллион метрических тонн в год.8. The method according to claim 1, in which the nominal productivity of the liquefied hydrocarbon stream is in the range from 1 to 10 million metric tons per year, preferably in the range from 3.5 to 7 million metric tons per year. 9. Способ по п.1, включающий использование первой ступени охлаждения и второй ступени охлаждения, при этом потоки хладагентов для первой и второй ступеней охлаждения представляют собой смешанные хладагенты.9. The method according to claim 1, comprising the use of a first cooling stage and a second cooling stage, the flow of refrigerants for the first and second cooling stages are mixed refrigerants. 10. Способ по п.1, в котором одна из одной или большего количества паровых турбин является конденсационной паровой турбиной.10. The method according to claim 1, in which one of the one or more steam turbines is a condensing steam turbine. 11. Способ по п.1, в котором плавучее основание или морская платформа имеет длину менее 600 м и ширину менее 100 м.11. The method according to claim 1, in which the floating base or offshore platform has a length of less than 600 m and a width of less than 100 m 12. Способ по п.1, в котором стадия (a) включает первую ступень охлаждения, в которой исходный поток углеводородов предварительно охлаждают в противотоке с одним или большим количеством потоков первого хладагента с получением охлажденного потока углеводородов и одного или большего количества частично испаренных потоков первого хладагента, которые сжимают на стадии (b), и вторая ступень охлаждения отделена от первой ступени охлаждения, при этом температуру указанного охлажденного потока углеводородов понижают с помощью одного или большего количества потоков второго хладагента с получением сжиженного потока углеводородов и одного или большего количества, по меньшей мере, частично испаренных потоков второго хладагента, которые сжимают на стадии (c).12. The method according to claim 1, in which stage (a) includes a first cooling stage, in which the initial hydrocarbon stream is pre-cooled in countercurrent with one or more flows of the first refrigerant to obtain a cooled stream of hydrocarbons and one or more partially evaporated flows of the first refrigerant, which is compressed in step (b), and the second cooling stage is separated from the first cooling stage, wherein the temperature of said cooled hydrocarbon stream is lowered with one or more the number of streams of the second refrigerant to obtain a liquefied stream of hydrocarbons and one or more at least partially evaporated streams of the second refrigerant, which are compressed in stage (c). 13. Способ по любому из пп.1-12, в котором поток углеводородов включает или главным образом содержит природный газ.13. The method according to any one of claims 1 to 12, in which the hydrocarbon stream comprises or mainly contains natural gas. 14. Плавучее основание или морская платформа, содержащая устройство для охлаждения или сжижения потока углеводородов на или внутри указанного плавучего основания, при этом указанное устройство включает:
две или большее число ступеней охлаждения, через которые проходит исходный поток углеводородов в противотоке с двумя или большим количеством потоков хладагента с получением охлажденного и сжиженного потока углеводородов и двух или большего количества, по меньшей мере, частично испаренных потоков углеводородов;
один или большее число первых компрессоров для хладагента, предназначенных для сжатия, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, частично испаренных потоков хладагента;
один или большее число вторых компрессоров для хладагента, предназначенных для сжатия, по меньшей мере, другого одного из, по меньшей мере, частично испаренных потоков хладагента;
одну или большее количество газовых турбин для получения:
(i) электрической энергии для привода в действие, по меньшей мере, одного из вторых компрессоров для хладагента; и
(ii) горячего газа;
один или большее количество парогенерирующих теплообменников для получения энергии пара от горячего газа;
одну или большее количество паровых турбин, приводимых в действие за счет энергии водяного пара, предназначенных для привода в действие, по меньшей мере, одного из первых компрессоров для хладагента;
один или большее количество резервуаров для хранения сжиженных углеводородов и/или компонент для хладагентов;
при этом одна или большее число газовых турбин размещены в зоне нахождения турбинных агрегатов на удалении от первого и второго компрессоров для хладагента и от одного или большего количества резервуаров для хранения.
14. A floating base or offshore platform comprising a device for cooling or liquefying a hydrocarbon stream on or within said floating base, said device comprising:
two or more cooling stages through which the initial hydrocarbon stream passes in countercurrent flow with two or more refrigerant streams to produce a cooled and liquefied hydrocarbon stream and two or more at least partially vaporized hydrocarbon streams;
one or more first refrigerant compressors for compressing at least one of the at least partially vaporized refrigerant streams;
one or more second refrigerant compressors for compressing at least another one of the at least partially vaporized refrigerant streams;
one or more gas turbines to produce:
(i) electrical energy for driving at least one of the second refrigerant compressors; and
(ii) hot gas;
one or more steam generating heat exchangers for generating steam energy from the hot gas;
one or more steam turbines driven by steam energy, designed to drive at least one of the first refrigerant compressors;
one or more liquefied hydrocarbon storage tanks and / or a refrigerant component;
wherein one or more gas turbines are located in the zone of the turbine units at a distance from the first and second refrigerant compressors and from one or more storage tanks.
15. Плавучее основание или морская платформа по п.14, в которой «на удалении» означает расстояние, по меньшей мере, равное 50 м, предпочтительно, по меньшей мере, 100 м.15. The floating base or offshore platform according to 14, in which "at a distance" means a distance of at least 50 m, preferably at least 100 m 16. Плавучее основание по п.14 или 15, в котором используется один или большее число дополнительных компрессоров, обеспечивающих одну или большее количество дополнительных стадий обработки потока углеводородов, используемых для сжатия одного или большего количества потоков, иных, чем, по меньшей мере, частично испаренные потоки хладагента, где, по меньшей мере, один из дополнительных компрессоров приводится в действие с использованием электрической энергии или энергии потока. 16. The floating base of claim 14 or 15, wherein one or more additional compressors are used, providing one or more additional processing steps for the hydrocarbon stream used to compress one or more streams other than at least partially evaporated refrigerant streams, where at least one of the additional compressors is driven using electrical energy or flow energy.
RU2010122953/06A 2007-11-07 2008-11-05 Method and device for cooling and liquefaction of hydrocarbon flow RU2503900C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07120144 2007-11-07
EP07120144.6 2007-11-07
EP07120236.0 2007-11-08
EP07120236 2007-11-08
PCT/EP2008/064973 WO2009059985A2 (en) 2007-11-07 2008-11-05 Method and apparatus for cooling and liquefying a hydrocarbon stream

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010122953A RU2010122953A (en) 2011-12-20
RU2503900C2 true RU2503900C2 (en) 2014-01-10

Family

ID=40626252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010122953/06A RU2503900C2 (en) 2007-11-07 2008-11-05 Method and device for cooling and liquefaction of hydrocarbon flow

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100263406A1 (en)
KR (1) KR101617177B1 (en)
AU (1) AU2008324194B2 (en)
GB (1) GB2466891B (en)
RU (1) RU2503900C2 (en)
WO (1) WO2009059985A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749931C2 (en) * 2017-02-24 2021-06-21 Праксайр Текнолоджи, Инк. Natural gas liquefaction plant that uses mechanical cooling and liquid nitrogen cooling

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2708154A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Dresser-Rand Company Compressor system and method for gas liquefaction system
DE102010062044A1 (en) * 2010-11-26 2012-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Liquefied natural gas (LNG) plant has relaxation gas line that is extended from relaxation drum to relaxation gas unit and is isolated from gas liquefaction plant to conduct relaxation gas to relaxation gas unit
KR101227115B1 (en) * 2011-09-26 2013-01-28 서울대학교산학협력단 Apparatus and method for liquefying feed stream using mixture refrigerants, and system for transferring that apparatus
KR101195330B1 (en) * 2011-09-27 2012-10-31 서울대학교산학협력단 Apparatus and method for liquefying, and system for transferring that apparatus
JP5976951B2 (en) * 2014-04-07 2016-08-24 三菱重工コンプレッサ株式会社 Floating liquefied gas production facility
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
DE102016217886A1 (en) 2016-09-19 2018-03-22 Siemens Aktiengesellschaft Plant and process with a thermal power plant and a process compressor
CN106642985B (en) * 2016-12-01 2019-07-02 中国寰球工程有限公司 A kind of rapid Start-Up system and its starting method for floating natural gas liquefaction device
US10627158B2 (en) * 2017-03-13 2020-04-21 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Coproduction of liquefied natural gas and electric power with refrigeration recovery
KR20240034253A (en) 2018-06-01 2024-03-13 스틸헤드 엘엔지 (에이에스엘엔지) 엘티디. Liquefaction apparatus, methods, and systems
US11446587B2 (en) * 2021-02-05 2022-09-20 Next Carbon Solutions, Llc Liquid natural gas processing
US11827317B1 (en) * 2022-05-04 2023-11-28 Storeco2 Uk Limited Carbon dioxide transport and sequestration marine vessel

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3161492A (en) * 1961-08-25 1964-12-15 Hydrocarbon Research Inc Mobile gas liquefaction platform
US5025860A (en) * 1989-04-17 1991-06-25 Sulzer Brothers Limited Method and apparatus of obtaining natural gas from a maritime deposit
RU2141084C1 (en) * 1995-10-05 1999-11-10 Би Эйч Пи Петролеум ПТИ. Лтд. Liquefaction plant
US6640586B1 (en) * 2002-11-01 2003-11-04 Conocophillips Company Motor driven compressor system for natural gas liquefaction
US20040129020A1 (en) * 2002-09-30 2004-07-08 Richard Jones All electric LNG system and process
RU2300061C2 (en) * 2002-08-12 2007-05-27 Конокофиллипс Компани Method of liquefying natural gas

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4041721A (en) * 1975-07-07 1977-08-16 The Lummus Company Vessel having natural gas liquefaction capabilities
US4041720A (en) * 1976-02-02 1977-08-16 Lebourg Maurice P Method and apparatus for installing a spool between two misaligned pipe sections
MY118329A (en) * 1995-04-18 2004-10-30 Shell Int Research Cooling a fluid stream
JP3835850B2 (en) * 1995-07-05 2006-10-18 西田製凾株式会社 box
JPH0992082A (en) * 1995-09-25 1997-04-04 Sanshin Screen Kogyo Kk Flexible switch board and its manufacture
NO962776A (en) * 1996-07-01 1997-12-08 Statoil Asa Method and plant for liquefaction / conditioning of a compressed gas / hydrocarbon stream extracted from a petroleum deposit
TW480325B (en) * 1999-12-01 2002-03-21 Shell Int Research Plant for liquefying natural gas
CA2499577C (en) * 2002-09-30 2013-02-05 Bp Corporation North America Inc. Reduced carbon dioxide emission system and method for providing power for refrigerant compression and electrical power for a light hydrocarbon gas liquefaction process
US6691531B1 (en) * 2002-10-07 2004-02-17 Conocophillips Company Driver and compressor system for natural gas liquefaction

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3161492A (en) * 1961-08-25 1964-12-15 Hydrocarbon Research Inc Mobile gas liquefaction platform
US5025860A (en) * 1989-04-17 1991-06-25 Sulzer Brothers Limited Method and apparatus of obtaining natural gas from a maritime deposit
RU2141084C1 (en) * 1995-10-05 1999-11-10 Би Эйч Пи Петролеум ПТИ. Лтд. Liquefaction plant
RU2300061C2 (en) * 2002-08-12 2007-05-27 Конокофиллипс Компани Method of liquefying natural gas
US20040129020A1 (en) * 2002-09-30 2004-07-08 Richard Jones All electric LNG system and process
US6640586B1 (en) * 2002-11-01 2003-11-04 Conocophillips Company Motor driven compressor system for natural gas liquefaction

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749931C2 (en) * 2017-02-24 2021-06-21 Праксайр Текнолоджи, Инк. Natural gas liquefaction plant that uses mechanical cooling and liquid nitrogen cooling

Also Published As

Publication number Publication date
AU2008324194B2 (en) 2011-08-04
KR101617177B1 (en) 2016-05-02
RU2010122953A (en) 2011-12-20
GB201005406D0 (en) 2010-05-12
WO2009059985A2 (en) 2009-05-14
AU2008324194A1 (en) 2009-05-14
KR20100093074A (en) 2010-08-24
GB2466891A (en) 2010-07-14
US20100263406A1 (en) 2010-10-21
GB2466891B (en) 2012-07-11
WO2009059985A3 (en) 2010-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2503900C2 (en) Method and device for cooling and liquefaction of hydrocarbon flow
US11255602B2 (en) Method for liquefying natural gas and for recovering possible liquids from the natural gas, comprising two refrigerant cycles semi-open to the natural gas and a refrigerant cycle closed to the refrigerant gas
JP6923629B2 (en) Generation of low-pressure liquid carbon dioxide from power generation systems and methods
KR101060381B1 (en) Motor Driven Compressor System for Natural Gas Liquefaction
DK178654B1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR CONTINUOUSING A GASCAR CARBON HYDRAULIC CURRENT
CA2767369C (en) Method for treating a multi-phase hydrocarbon stream and an apparatus therefor
RU2436024C2 (en) Procedure and device for treatment of flow of hydrocarbons
JP2020507736A (en) Precooling of natural gas by high pressure compression and expansion
EA013234B1 (en) Semi-closed loop lng process
EA008625B1 (en) Method and a pretreatment system for natural gas liquefaction
KR20090105919A (en) System and method of production of liquefied natural gas
KR20190120776A (en) Polar cascade method for liquefying natural gas in high pressure cycle with precooling by ethane and auxiliary cooling by nitrogen and plant for its implementation
JP2021526625A (en) Pretreatment and precooling of natural gas by high pressure compression and expansion
WO2015140197A2 (en) A method for liquefaction of a pre-processed natural gas
KR20180085518A (en) VOC Recovery System and Method
CN102893108B (en) Method of fractionating a hydrocarbon stream and an apparatus therefor
RU2612974C2 (en) Method and apparatus for removing nitrogen from cryogenic hydrocarbon composition
KR20110121134A (en) Method and apparatus for liquefying natural gas
Choi LNG for petroleum engineers
US10393015B2 (en) Methods and systems for treating fuel gas
RU2423653C2 (en) Method to liquefy flow of hydrocarbons and plant for its realisation
US20210086099A1 (en) Pretreatment and Pre-Cooling of Natural Gas by High Pressure Compression and Expansion
WO2009103715A2 (en) Method and apparatus for cooling and separating a hydrocarbon stream
KR20170083969A (en) Reducing refrigeration duty on a refrigeration unit in a gas processing system

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20120112

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181106