RU2596764C2 - Natural gas liquefaction method - Google Patents
Natural gas liquefaction method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2596764C2 RU2596764C2 RU2014108880/05A RU2014108880A RU2596764C2 RU 2596764 C2 RU2596764 C2 RU 2596764C2 RU 2014108880/05 A RU2014108880/05 A RU 2014108880/05A RU 2014108880 A RU2014108880 A RU 2014108880A RU 2596764 C2 RU2596764 C2 RU 2596764C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- gas
- adsorption
- feed
- compressed
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 555
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 145
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 117
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 559
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 330
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 153
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 87
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 73
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 68
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 65
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 65
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 65
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 60
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 60
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 43
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 41
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 33
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 32
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 29
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 claims description 22
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 22
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims description 19
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 16
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 11
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 160
- 239000000047 product Substances 0.000 description 68
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 53
- 230000008569 process Effects 0.000 description 52
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 47
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 26
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 23
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 15
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 14
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000011799 hole material Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 4
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 3
- -1 cyclic terpenes Chemical class 0.000 description 3
- 238000011059 hazard and critical control points analysis Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XXRKRPJUCVNNCH-AMFJOBICSA-N 4-[[(2S,3S)-1-amino-3-[(2S,3R,4S,5R)-5-(aminomethyl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]oxy-3-[(2S,3S,4R,5R)-5-(2,4-dioxopyrimidin-1-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]-1-oxopropan-2-yl]amino]-N-[[4-[4-[4-(trifluoromethoxy)phenoxy]piperidin-1-yl]phenyl]methyl]butanamide Chemical compound NC[C@H]([C@H]([C@H]1O)O)O[C@H]1O[C@@H]([C@@H](C(N)=O)NCCCC(NCC(C=C1)=CC=C1N(CC1)CCC1OC(C=C1)=CC=C1OC(F)(F)F)=O)[C@H]([C@H]([C@H]1O)O)O[C@H]1N(C=CC(N1)=O)C1=O XXRKRPJUCVNNCH-AMFJOBICSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- DXHPZXWIPWDXHJ-UHFFFAOYSA-N carbon monosulfide Chemical compound [S+]#[C-] DXHPZXWIPWDXHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012229 microporous material Substances 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- JCVAWLVWQDNEGS-UHFFFAOYSA-N 1-(2-hydroxypropylamino)propan-2-ol;thiolane 1,1-dioxide;hydrate Chemical group O.O=S1(=O)CCCC1.CC(O)CNCC(C)O JCVAWLVWQDNEGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
- F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
- B01D53/0473—Rapid pressure swing adsorption
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
- F25J1/004—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by flash gas recovery
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
- F25J1/0042—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by liquid expansion with extraction of work
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
- F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
- F25J1/005—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by expansion of a gaseous refrigerant stream with extraction of work
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
- F25J1/007—Primary atmospheric gases, mixtures thereof
- F25J1/0072—Nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
- F25J1/008—Hydrocarbons
- F25J1/0082—Methane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
- F25J1/008—Hydrocarbons
- F25J1/0092—Mixtures of hydrocarbons comprising possibly also minor amounts of nitrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0203—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0208—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle in combination with an internal quasi-closed refrigeration loop, e.g. with deep flash recycle loop
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
- F25J1/0219—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle in combination with an internal quasi-closed refrigeration loop, e.g. using a deep flash recycle loop
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
- F25J1/0245—Different modes, i.e. 'runs', of operation; Process control
- F25J1/0249—Controlling refrigerant inventory, i.e. composition or quantity
- F25J1/025—Details related to the refrigerant production or treatment, e.g. make-up supply from feed gas itself
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
- F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
- F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
- F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
- F25J1/0275—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines adapted for special use of the liquefaction unit, e.g. portable or transportable devices
- F25J1/0277—Offshore use, e.g. during shipping
- F25J1/0278—Unit being stationary, e.g. on floating barge or fixed platform
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/104—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/20—Organic adsorbents
- B01D2253/202—Polymeric adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
- B01D2256/245—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/304—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/306—Organic sulfur compounds, e.g. mercaptans
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
- B01D2259/4141—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
- B01D2259/4145—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/416—Further details for adsorption processes and devices involving cryogenic temperature treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4566—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for use in transportation means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
- F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
- F25J2220/62—Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
- F25J2220/66—Separating acid gases, e.g. CO2, SO2, H2S or RSH
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
- F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
- F25J2220/68—Separating water or hydrates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
Description
Перекрестная ссылка на родственную заявкуCross reference to related application
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 61/521657, поданной 09 августа 2011 г. и озаглавленной «Способ сжижения природного газа», которая во всей своей полноте включается в настоящий документ посредством ссылки.This application claims the priority of provisional patent application US No. 61/521657, filed August 9, 2011 and entitled "Method of liquefying natural gas", which in its entirety is incorporated herein by reference.
Уровень техники, к которой относится изобретениеBACKGROUND OF THE INVENTION
Данный раздел предназначен для представления разнообразных аспектов техники, которые могут быть связаны с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения. Это обсуждение считается способствующим созданию основы для лучшего понимания конкретных аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что данный раздел лучше рассматривать в таком свете и необязательно как достижения предшествующего уровня техники.This section is intended to present a variety of technical aspects that may be associated with exemplary embodiments of the present invention. This discussion is considered to be helpful in creating the basis for a better understanding of specific aspects of the present invention. Accordingly, it should be understood that this section is best viewed in this light and not necessarily as achievements of the prior art.
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к переработке газообразных текучих сред. Более конкретно, настоящее изобретение относится к сжижению природного газа, в частности, газообразных углеводородов, добываемых в удаленных местах.The present invention relates to the processing of gaseous fluids. More specifically, the present invention relates to the liquefaction of natural gas, in particular gaseous hydrocarbons produced in remote locations.
Обсуждение технологииTechnology talk
По мере роста спроса на ископаемое топливо во всем мире энергетические компании вынуждены осуществлять разведку углеводородных ресурсов, расположенных в более удаленных и неблагоприятных областях мира, в том числе на побережье и в открытом море. Это включает разведку природного газа.As demand for fossil fuels grows around the world, energy companies are forced to explore hydrocarbon resources located in more remote and disadvantaged areas of the world, including on the coast and on the high seas. This includes natural gas exploration.
Вследствие своего качества чистого сгорания, природный газ стал широко использоваться в последние годы. Однако многие источники природного газа расположены в географических областях, которые находятся на огромных расстояниях от товарных рынков. В некоторых случаях трубопровод уже имеется или может быть сооружен, чтобы транспортировать добытый природный газ на товарный рынок. Однако когда отсутствует трубопровод для транспортировки, добытый природный газ часто транспортируют на океанских судах.Due to its clean combustion quality, natural gas has become widely used in recent years. However, many sources of natural gas are located in geographic areas that are vast distances from commodity markets. In some cases, a pipeline is already in place or may be constructed to transport the produced natural gas to the commodity market. However, when there is no pipeline for transportation, the produced natural gas is often transported by ocean vessels.
Чтобы максимально снизить объемы транспортируемого газа, зачастую газ подвергают процессу сжижения. Сжиженный природный газ (СПГ) получают, охлаждая очень легкие углеводороды, например, газы, содержащие метан, приблизительно до -160°C. Сжиженный газ можно хранить при давлении окружающей среды в специальных криогенных резервуарах, установленных на крупных судах. В качестве альтернативы, СПГ можно сжижать при повышенном давлении и при повышенной температуре, т.е. выше -160°C, и в таком случае используется известный термин «сжатый СПГ» (ССПГ). Для целей настоящего изобретения ССПГ и СПГ могут называться одним общим термином «СПГ».To minimize the volume of transported gas, often the gas is subjected to a liquefaction process. Liquefied natural gas (LNG) is obtained by cooling very light hydrocarbons, for example, gases containing methane, to about -160 ° C. Liquefied gas can be stored at ambient pressure in special cryogenic tanks installed on large vessels. Alternatively, LNG can be liquefied at elevated pressure and elevated temperature, i.e. above -160 ° C, and in this case, the well-known term "compressed LNG" (LNG) is used. For the purposes of the present invention, LNG and LNG may be referred to by the single general term “LNG”.
Согласно последним разработкам газ подвергают процессу сжижения в ближайшем месте к точке его добычи. Это означает, что необходимо сооружать крупные центры добычи и сжижения в странах-производителях. В качестве альтернативы, процесс сжижения можно осуществлять, используя морскую платформу или систему, такую как плавучая система добычи, хранения и отгрузки (ПСДХО). В настоящее время крупные сжижающие установки имеют Катар, Россия (остров Сахалин), Индонезия и другие страны. Несколько крупных терминалов СПГ находятся в процессе строительства или планируются в настоящее время для Австралии.According to recent developments, the gas is subjected to a liquefaction process in the closest place to its production point. This means that it is necessary to build large production and liquefaction centers in producing countries. Alternatively, the liquefaction process can be carried out using an offshore platform or system, such as a floating production, storage and shipping system (PSHO). Currently, large liquefaction plants have Qatar, Russia (Sakhalin Island), Indonesia and other countries. Several major LNG terminals are under construction or are currently planned for Australia.
После того как природный газ охлаждается до жидкого состояния, углеводородный продукт погружают на морские транспортные суда. Такие суда известны как танкеры СПГ. Охлаждение природного газа до сжиженного состояния обеспечивает транспортировку значительно большей массы газа.After the natural gas is cooled to a liquid state, the hydrocarbon product is loaded onto marine transport vessels. Such vessels are known as LNG tankers. The cooling of natural gas to a liquefied state ensures the transport of a significantly larger mass of gas.
При проектировании установки СПГ один из наиболее важных вопросов представляет собой способ превращения потока исходного природного газа в СПГ. В настоящее время наиболее распространены способы сжижения, использующие некоторую форму холодильной системы. Хотя для сжижения природного газа используется множество холодильных циклов, существуют три типа холодильных систем, наиболее часто используемых в установках СПГ.When designing an LNG plant, one of the most important issues is how to convert the feed stream of natural gas to LNG. Currently, the most common liquefaction methods using some form of refrigeration system. Although many refrigeration cycles are used to liquefy natural gas, there are three types of refrigeration systems most commonly used in LNG plants.
Система первого типа известна как «каскадный цикл». В каскадном цикле используется множество однокомпонентных холодильных агентов в последовательно установленных теплообменниках для уменьшения температуры газа до температуры сжижения. Холодильная система второго типа представляет собой «многокомпонентный холодильный цикл». В этой системе используется многокомпонентный холодильный агент в специально сконструированных теплообменниках. Система третьего типа представляет собой «детандерный цикл». Система детандерного цикла расширяет газ, уменьшая его давление от исходного до низкого давления и производя соответствующее уменьшение температуры согласно закону Бойля (Boyle). В большинстве циклов сжижения природного газа используют вариации или сочетания этих трех основных типов.A system of the first type is known as a cascade cycle. In a cascade cycle, many one-component refrigerants are used in series-mounted heat exchangers to reduce the gas temperature to the liquefaction temperature. The refrigeration system of the second type is a “multi-component refrigeration cycle”. This system uses a multi-component refrigerant in specially designed heat exchangers. The third type of system is an “expander cycle”. The expander cycle system expands the gas, decreasing its pressure from the original to low pressure and producing a corresponding decrease in temperature according to Boyle's law. Most natural gas liquefaction cycles use variations or combinations of these three main types.
Современный вариант детандерного цикла представляет собой детандерный цикл высокого давления. В этой системе осуществляется процесс сжижения, который является более эффективным и компактным, чем описанные выше циклы. В результате он представляет собой привлекательный вариант для применения на удаленных или морских установках.The modern version of the expander cycle is a high pressure expander cycle. In this system, a liquefaction process is carried out, which is more efficient and compact than the cycles described above. As a result, it is an attractive option for use in remote or offshore installations.
Ограничение использования любой системы сжижения представляет собой присутствие загрязняющих веществ в потоке природного газа. Неочищенный природный газ, добываемый из подземных пластов, как правило, содержит компоненты, которые являются нежелательными в процессе СПГ. Такие компоненты включают воду, диоксид углерода и сероводород. Воду и CO2 следует отделять, потому что они замерзают при температурах сжижения и закупоривают сжижающее оборудование. H2S следует отделять, поскольку он может вызывать неблагоприятное воздействие на безопасность или может неблагоприятно влиять на характеристики продукта СПГ. Таким образом, добываемый природный газ, как правило, обрабатывают перед сжижением для отделения нежелательных компонентов или загрязняющих веществ.Limiting the use of any liquefaction system is the presence of contaminants in the natural gas stream. Unrefined natural gas produced from underground formations typically contains components that are undesirable in the LNG process. Such components include water, carbon dioxide and hydrogen sulfide. Water and CO 2 should be separated because they freeze at liquefaction temperatures and clog the liquefaction equipment. H 2 S should be separated as it may cause an adverse safety effect or may adversely affect the characteristics of the LNG product. Thus, the produced natural gas is typically treated before liquefaction to separate undesired components or contaminants.
Когда H2S и CO2 добывают в качестве части потока газообразных углеводородов (таких как метан или этан), поток неочищенного газа иногда называется термином «содержащий серу газ». H2S и CO2 часто называются общим термином «кислые газы». Разработаны способы отделения кислых газов от потока неочищенного природного газа. В некоторых случаях используют криогенную переработку газа. Она включает охлаждение потока газа в большом криогенном резервуаре таким образом, что компоненты CO2 и H2S выпадают в виде твердых осадков. Углеводородные компоненты дистиллируются из резервуара. Для этого способа, как правило, необходимо, чтобы поток неочищенного газа подвергался обезвоживанию перед криогенным разделением.When H 2 S and CO 2 are produced as part of a gaseous hydrocarbon stream (such as methane or ethane), the crude gas stream is sometimes referred to as the “sulfur containing gas” term. H 2 S and CO 2 are often referred to by the generic term acidic gases. Methods have been developed for separating acid gases from a crude natural gas stream. In some cases, cryogenic gas processing is used. It involves cooling the gas stream in a large cryogenic tank so that the components of CO 2 and H 2 S precipitate as solid precipitation. Hydrocarbon components are distilled from the tank. For this method, as a rule, it is necessary that the crude gas stream is dehydrated before cryogenic separation.
В качестве альтернативы, поток газообразных углеводородов можно обрабатывать растворителем. Растворители могут включать химические растворители, такие как амины. Примеры аминов, используемых в обработке содержащего серу газа, включают моноэтаноламин (MEA), диэтаноламин (DEA) и метилдиэтаноламин (MDEA). Вместо аминных растворителей иногда используются физические растворители. Примеры физических растворителей включают Selexol® и Rectisol™. В некоторых случаях используют гибридные растворители, т.е. смеси физических и химических растворителей. Пример представляет собой Sulfinol®. Однако наиболее распространенным является использование растворителей на основе аминов для отделения кислых газов. В любом случае, экстракцию растворителем, как правило, осуществляют с использованием большой толстостенной противоточной контактной колонны.Alternatively, the gaseous hydrocarbon stream may be treated with a solvent. Solvents may include chemical solvents such as amines. Examples of amines used in the treatment of a sulfur-containing gas include monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA) and methyldiethanolamine (MDEA). Instead of amine solvents, physical solvents are sometimes used. Examples of physical solvents include Selexol® and Rectisol ™. In some cases, hybrid solvents are used, i.e. mixtures of physical and chemical solvents. An example is Sulfinol®. However, the most common is the use of amine-based solvents to separate acid gases. In any case, solvent extraction is usually carried out using a large thick-walled countercurrent contact column.
В способе экстракции растворителем для поглощения нежелательных веществ используют растворитель на водной основе. По этой причине в обработанном газе сохраняется вода, которую необходимо отделять, чтобы предотвращать замерзание и закупоривание сжижающего оборудования.In a solvent extraction method, an aqueous solvent is used to absorb unwanted substances. For this reason, water is stored in the treated gas, which must be separated to prevent freezing and clogging of the fluidizing equipment.
Независимо от того, удаляют ли воду до или после отделения кислых газов, процесс удаления воды, как правило, осуществляют в несколько стадий, чтобы выполнять требования предельно низкого содержания воды в газе, подлежащем сжижению. Разрабатывается процесс на основе системы обезвоживания с использованием гликолей для отделения объемной воды, после которого следуют несколько слоев молекулярных сит в качестве стадий заключительной очистки. Таким образом, для стадии экстракции растворителем требуются несколько предметов крупного и тяжелого оборудования, которые являются чувствительными к влаге. Такое оборудование является непривлекательным для морских установок, где имеют значение объем и масса, и неизбежным является движение волн.Regardless of whether water is removed before or after acid gas separation, the water removal process is typically carried out in several stages to fulfill the requirements of an extremely low water content in the gas to be liquefied. A process is being developed based on a dehydration system using glycols to separate bulk water, followed by several layers of molecular sieves as stages of final purification. Thus, for the solvent extraction step, several items of large and heavy equipment that are moisture sensitive are required. Such equipment is unattractive for offshore installations where volume and mass matter, and wave movement is inevitable.
Помимо воды, из потока газа можно также удалять азот. Азот следует удалять, поскольку он не обладает теплотворной способностью и, соответственно, неблагоприятно влияет на качество топлива. Азот, как правило, удаляют после того, как осуществляют отделение кислых газов и сжижение. Азот удаляют, используя дистилляционную колонну, известную как установка удаления азота (УУА). УУА является чувствительной к движению волн. Кроме того, УУА, как правило, включает несколько крупных и тяжелых предметов теплообменного оборудования, которые не являются особенно подходящими для применения на морских установках.In addition to water, nitrogen can also be removed from the gas stream. Nitrogen should be removed because it does not have a calorific value and, accordingly, adversely affects the quality of the fuel. Nitrogen is typically removed after acid gas separation and liquefaction are carried out. Nitrogen is removed using a distillation column known as a nitrogen removal unit (ASU). ASA is sensitive to the movement of waves. In addition, ASA, as a rule, includes several large and heavy items of heat-exchange equipment, which are not particularly suitable for use in offshore installations.
Существуют и другие неблагоприятные воздействия от присутствия азота в потоке неочищенного газа. Например, удаление азота после, а не до стадии сжижения повышает энергопотребление для сжижения газа. В данном отношении азот увеличивает количество газа, подлежащего сжижению. Кроме того, присутствие азота снижает температуру сжижения смеси, поскольку азот имеет меньшую температуру кипения, чем метан.There are other adverse effects from the presence of nitrogen in the crude gas stream. For example, removing nitrogen after, rather than before, the liquefaction stage increases energy consumption for liquefying the gas. In this regard, nitrogen increases the amount of gas to be liquefied. In addition, the presence of nitrogen reduces the liquefaction temperature of the mixture, since nitrogen has a lower boiling point than methane.
Вследствие строгих технических условий установки СПГ для предварительной обработки сырья являются большими, тяжелыми и дорогостоящими. Например, согласно одной идее плавучей установки СПГ при номинальных уровнях загрязняющих веществ (например, вода до насыщения, 1% CO2, 4% N2) в исходном газе устройства для отделения этих загрязняющих веществ составляют приблизительно 20% суммарной массы палубной установки. Для технологий, предусматривающих переработку исходного газа с высокими уровнями загрязняющих веществ (например, вода до насыщения плюс от 50% до 70% содержания CO2 и H2S), устройства для отделения загрязняющих веществ могут составлять более чем 50% массы палубной установки. Кроме того, большие вертикальные резервуары высокого давления или колонны, которые, как правило, используются для отделения загрязняющих веществ, могут производить нежелательное воздействие на устойчивость плавучей конструкции.Due to the strict technical conditions, LNG plants for the pre-treatment of raw materials are large, heavy and expensive. For example, according to an idea of a floating LNG plant at nominal levels of contaminants (e.g., water up to saturation 1% CO 2, 4% N 2) gas in the source device for the separation of these contaminants account for approximately 20% of the total weight of the deck installation. For technologies involving the processing of feed gas with high levels of pollutants (e.g. water to saturation plus 50% to 70% CO 2 and H 2 S), devices for separating pollutants can comprise more than 50% of the weight of the deck installation. In addition, large vertical pressure vessels or columns, which are typically used to separate contaminants, can have an undesirable effect on the stability of a floating structure.
Таким образом, существует потребность в усовершенствованной установке, перерабатывающей природный газ для сжижения, которая является менее чувствительной к движению волн и производит незначительное воздействие на устойчивость плавучей конструкции. Кроме того, существует потребность в более компактной, легкой и экономичной в энергопотреблении системе СПГ, которую можно использовать для морской платформы. Кроме того, существует потребность в способе эффективной переработки природного газа для сжижения, которая является совместимой с холодильной системой с циклом детандера высокого давления.Thus, there is a need for an improved plant that processes natural gas for liquefaction, which is less sensitive to the movement of waves and has little effect on the stability of the floating structure. In addition, there is a need for a more compact, lightweight and energy efficient LNG system that can be used for an offshore platform. In addition, there is a need for a method for efficiently processing natural gas for liquefaction, which is compatible with a refrigeration system with a high pressure expander cycle.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Во-первых, предложена газоперерабатывающая установка для сжижения потока исходного природного газа. Данная установка имеет более компактную конструкцию и является более эффективной, чем традиционная установка СПГ. Таким образом, установка, предлагаемая в настоящем документе, идеально приспособлена в качестве установки СПГ, которая находится в море или в удаленном месте. Например, эта газоперерабатывающая установка может быть расположена на плавучей платформе или гравитационной платформе в море.Firstly, a gas processing plant for liquefying a stream of a source of natural gas has been proposed. This unit has a more compact design and is more efficient than a traditional LNG plant. Thus, the installation proposed in this document is ideally suited as an LNG installation located at sea or in a remote location. For example, this gas processing facility may be located on a floating platform or gravity platform at sea.
Прежде всего, установка включает газоразделительный блок, имеющий по меньшей мере один фракционирующий резервуар. Фракционирующий резервуар служит для отделения загрязняющих веществ от газообразного метана. Для этой цели каждый резервуар имеет газовый впуск для приема смеси природного газа. Кроме того, согласно одному варианту осуществления, каждый резервуар включает адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5. Таким образом, загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом. Кроме того, каждый резервуар включает газовый выпуск. Газовый выпуск выпускает поток обогащенного метаном газа.First of all, the installation includes a gas separation unit having at least one fractionation tank. The fractionation tank serves to separate contaminants from methane gas. For this purpose, each tank has a gas inlet for receiving a mixture of natural gas. In addition, according to one embodiment, each reservoir includes an adsorption material that has a kinetic selectivity in favor of pollutants with respect to methane of more than 5. Thus, the pollutants are kinetically adsorbed adsorption material. In addition, each tank includes a gas outlet. The gas outlet releases a stream of methane-enriched gas.
В резервуаре используют один или несколько адсорбционных слоев для адсорбционного кинетического разделения. Адсорбционные слои выпускают поток обогащенного метаном исходного газа. Согласно одному аспекту, используют единый резервуар, имеющий множество адсорбционных слоев, расположенных последовательно. Например, по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке может представлять собой резервуар, содержащий множество адсорбционных слоев, расположенных последовательно, таким образом, что:One or more adsorption layers are used in the reservoir for adsorption kinetic separation. The adsorption layers release a stream of methane-rich feed gas. According to one aspect, a single reservoir is used having multiple adsorption layers arranged in series. For example, at least one fractionation tank in the gas separation unit may be a tank containing a plurality of adsorption layers arranged in series, such that:
первый адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения воды и других жидких компонентов от потока обезвоженного исходного природного газа;the first adsorption layer is mainly intended to separate water and other liquid components from the dehydrated natural gas feed stream;
второй адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения влагопоглотителя от потока обезвоженного исходного природного газа; иthe second adsorption layer is mainly intended for separating the desiccant from the dehydrated natural gas feed stream; and
третий резервуар включает адсорбционный слой, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.the third reservoir includes an adsorption layer, mainly for separating the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
Можно устанавливать дополнительные резервуары для адсорбции и отделения азота и различных содержащих серу газов.Additional tanks can be installed to adsorb and separate nitrogen and various sulfur-containing gases.
Согласно другому аспекту используют множество установленных последовательно резервуаров, причем каждый резервуар выпускает поток газообразного метана, постепенно очищаемый от серы. Например,According to another aspect, a plurality of tanks installed in series are used, each tank discharging a stream of methane gas, gradually purged of sulfur. For example,
в первом резервуаре используется адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;in the first tank, an adsorption layer is used to separate the water remaining in the dehydrated natural gas feed stream;
во втором резервуаре используется адсорбционный слой, предназначенный для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; иin the second tank, an adsorption layer is used to separate the desiccant from the dehydrated stream of the source natural gas; and
в третьем резервуар используется адсорбционный слой, предназначенный для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.in the third tank, an adsorption layer is used to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
Кислый газообразный компонент может представлять собой одно или несколько соединений серы. В качестве альтернативы, кислый газообразный компонент может представлять собой диоксид углерода.The acidic gaseous component may be one or more sulfur compounds. Alternatively, the acidic gaseous component may be carbon dioxide.
По меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД). Кроме того, по меньшей мере один фракционирующий резервуар может работать в режиме адсорбции при переменной температуре (АПТ) или короткоцикловой адсорбции при переменной температуре (КЦАПТ). В любой конфигурации фракционирующие резервуары предназначены, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны или их сочетания.At least one fractionation tank in the gas separation unit operates in the mode of adsorption at variable pressure (APD) or short-cycle adsorption at variable pressure (KCAPD). In addition, at least one fractionation tank can operate in a variable temperature adsorption (APT) or variable temperature short-cycle adsorption (CAPT). In any configuration, fractionation tanks are designed to adsorb CO 2 , H 2 S, H 2 O, heavy hydrocarbons, volatile organic compounds (VOCs), mercaptans, or combinations thereof.
Установка также включает холодильную систему с детандерным циклом высокого давления. Холодильная система включает первый компрессорный блок. Первый компрессорный блок предназначен для приема существенной части потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока и для сжатия потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа). Таким образом, получается поток сжатого исходного газа.The installation also includes a refrigeration system with a high pressure expander cycle. The refrigeration system includes a first compressor unit. The first compressor unit is designed to receive a substantial portion of the methane-rich gas stream from the gas separation unit and to compress the methane-rich gas stream to an absolute pressure of more than about 1000 psi (6895 kPa). Thus, a stream of compressed feed gas is obtained.
Холодильная система также охлаждает поток обогащенного метаном исходного газа в одном или нескольких холодильниках и затем расширяет поток охлажденного исходного газа, образуя поток сжиженного продукта. Для этой цели система включает первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа, и первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта.The refrigeration system also cools the methane-rich feed gas stream in one or more refrigerators and then expands the chilled feed gas stream to form a liquefied product stream. For this purpose, the system includes a first cooler designed to cool the compressed feed gas stream and produce a compressed compressed chilled feed gas stream, and a first expander designed to expand the compressed chilled feed gas stream and produce a product stream.
В потоке продукта содержатся жидкая фракция и небольшая остаточная паровая фракция. Предпочтительно газоперерабатывающая установка также включает жидкостный разделительный резервуар. Этот разделительный резервуар предназначен для разделения жидкой фракции и остаточной паровой фракции. Паровая фракция все же является очень холодной, и ее можно улавливать как мгновенно выделяющийся газ и циркулировать в качестве части первого контура охлаждения. Первый контур охлаждения включает по меньшей мере один теплообменник, который служит в качестве первого холодильника. Первый холодильник принимает паровую фракцию из первого детандера и выпускает (i) поток сжатого охлажденного исходного газа и (ii) поток частично нагретого пара после теплообмена с потоком сжатого исходного газа.The product stream contains a liquid fraction and a small residual vapor fraction. Preferably, the gas processing unit also includes a liquid separation tank. This separation tank is designed to separate the liquid fraction and the residual vapor fraction. The vapor fraction is still very cold, and it can be trapped as an instantaneous gas and circulated as part of the first cooling circuit. The first cooling circuit includes at least one heat exchanger that serves as a first refrigerator. The first refrigerator receives the vapor fraction from the first expander and releases (i) a stream of compressed cooled feed gas and (ii) a stream of partially heated steam after heat exchange with a stream of compressed feed gas.
Холодильная система с детандерным циклом высокого давления может включать отдельный теплообменник, который предназначен для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа. Это осуществляют, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена между потоком холодильного агента (вместе с частью потока пара) и потоком сжатого обогащенного метаном исходного газа. Отдельный теплообменник представляет собой второй холодильник. Кроме того, холодильная система включает также второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока сжатого холодильного агента из второго холодильника и расширения потока сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.A refrigeration system with a high pressure expander cycle may include a separate heat exchanger that is designed to further cool the compressed feed gas stream. This is done, at least in part, by indirect heat exchange between the refrigerant stream (together with part of the vapor stream) and the compressed methane-rich feed gas stream. A separate heat exchanger is a second refrigerator. In addition, the refrigeration system also includes a second refrigeration circuit having (i) a second compressor unit for re-compressing the refrigerant stream after the refrigerant stream has passed through the second refrigerator, and (ii) a second expander for receiving the compressed stream refrigerant from the second refrigerator and expanding the compressed refrigerant stream before returning to the second refrigerator.
Второй холодильник может переохлаждать поток охлажденного исходного газа после того, как поток охлажденного исходного газа выходит из первого холодильника. В качестве альтернативы, которая оказывается более предпочтительной, второй холодильник предварительно охлаждает поток сжатого исходного газа перед тем, как поток сжатого исходного газа поступает в первый холодильник. Для этой цели второй холодильник принимает поток частично нагретого пара из первого холодильника для дополнительного теплообмена с потоком сжатого исходного газа, и выпускает нагретый поток пара продукта в третий компрессорный блок для завершения первого контура охлаждения.The second refrigerator may subcool the chilled feed gas stream after the chilled feed gas stream exits the first cooler. As an alternative, which is more preferred, the second refrigerator pre-cools the compressed feed gas stream before the compressed feed gas stream enters the first refrigerator. For this purpose, the second refrigerator receives a partially heated steam stream from the first refrigerator for additional heat exchange with the compressed feed gas stream, and discharges the heated product steam stream into the third compressor unit to complete the first cooling circuit.
В любом случае, первый контур охлаждения предпочтительно возвращает паровую часть продукта обратно в первый компрессорный блок. Для этой цели первый контур охлаждения может включать третий компрессорный блок для сжатия потока частично нагретого пара после теплообмена с потоком сжатого исходного газа и линию для объединения потока сжатого частично нагретого пара и потока сжатого обогащенного метаном исходного газа. Это завершает первый контур охлаждения.In any case, the first cooling circuit preferably returns the steam portion of the product back to the first compressor unit. For this purpose, the first cooling circuit may include a third compressor unit for compressing the partially heated steam stream after heat exchange with the compressed source gas stream and a line for combining the compressed partially heated steam stream and the compressed methane-rich source gas stream. This completes the first cooling circuit.
Газоперерабатывающая установка предпочтительно включает дополнительно обезвоживающий резервуар. Обезвоживающий резервуар предназначен для приема потока исходного природного газа и для отделения существенной части воды от потока исходного природного газа. Обезвоживающий блок затем выпускает поток обезвоженного исходного природного газа в газоразделительный блок.The gas processing unit preferably further includes a dewatering tank. The dewatering tank is designed to receive a stream of natural gas feed and to separate a substantial portion of the water from the natural gas feed stream. The dewatering unit then releases a dehydrated natural gas feed stream to the gas separation unit.
Кроме того, в настоящем документе предлагается способ сжижения потока исходного природного газа. В данном способе адсорбционное кинетическое разделение используют для получения потока обогащенного метаном газа. Кроме того, в данном способе используют холодильную систему с детандерным циклом высокого давления для охлаждения метана и получения товарного СПГ. Товарный СПГ предпочтительно производят в море на плавучей платформе или гравитационной платформе.In addition, this document provides a method for liquefying a stream of feed natural gas. In this method, adsorption kinetic separation is used to produce a methane-rich gas stream. In addition, this method uses a refrigeration system with a high pressure expander cycle to cool methane and produce commercial LNG. Commercial LNG is preferably produced at sea on a floating platform or gravity platform.
Во-первых, способ включает прием потока исходного природного газа в газоразделительном блоке. Газоразделительный блок включает по меньшей мере один фракционирующий резервуар. Фракционирующие резервуары сконструированы в соответствии с описанным выше фракционирующим резервуаром согласно его разнообразным вариантам осуществления. Фракционирующие резервуары предпочтительно работают в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД) для регенерации последовательности из адсорбционных слоев. Адсорбционные слои предназначены, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны, азот или их сочетания.Firstly, the method includes receiving a feed of natural gas in a gas separation unit. The gas separation unit includes at least one fractionation tank. The fractionation tanks are constructed in accordance with the fractionation tank described above in accordance with its various embodiments. The fractionation tanks preferably operate in a pressure swing adsorption (APD) or variable pressure short cycle adsorption (HACCP) mode to regenerate a sequence of adsorption layers. Adsorption layers are designed to adsorb CO 2 , H 2 S, H 2 O, heavy hydrocarbons, volatile organic compounds (VOCs), mercaptans, nitrogen, or combinations thereof.
Способ также включает существенное отделение метана от загрязняющих веществ в потоке исходного природного газа. Это осуществляют посредством использования адсорбционных слоев в одном или нескольких фракционирующих резервуарах. В результате способ также включает выпуск потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока. Согласно одному аспекту, отделение метана от загрязняющих веществ осуществляют посредством газоразделительного блока при абсолютном давлении, составляющем по меньшей мере приблизительно 500 фунтов на квадратный дюйм (3447,5 кПа).The method also includes substantial separation of methane from pollutants in the feed stream of natural gas. This is accomplished through the use of adsorption layers in one or more fractionation tanks. As a result, the method also includes discharging a stream of methane-rich gas from the gas separation unit. In one aspect, methane is separated from contaminants by a gas separation unit at an absolute pressure of at least about 500 psi (3447.5 kPa).
Кроме того, способ включает направление потока обогащенного метаном газа в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления. Холодильная система, как правило, сконструирована в соответствии с описанной выше холодильной системой согласно ее разнообразным вариантам осуществления. Таким образом, холодильная система предпочтительно включает первый контур охлаждения для рециркуляции паровой части продукта и ее использования в качестве холодильного агента в первом холодильнике и второй контур охлаждения для рециркуляции азотсодержащего газа в качестве холодильного агента во втором холодильнике.In addition, the method includes directing the flow of methane-enriched gas into a refrigeration system with a high pressure expander cycle. A refrigeration system is generally constructed in accordance with the refrigeration system described above in accordance with its various embodiments. Thus, the refrigeration system preferably includes a first cooling circuit for recirculating the steam portion of the product and its use as a refrigerant in the first refrigerator and a second cooling circuit for recycling nitrogen-containing gas as a refrigerant in the second refrigerator.
Способ также включает сжатие потока обогащенного метаном газа. Поток газа сжимают до абсолютного давления, которое составляет более чем приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа. Кроме того, способ включает охлаждение потока сжатого исходного газа посредством второго и первого холодильников для получения потока сжатого охлажденного исходного газа.The method also includes compressing the methane-rich gas stream. The gas stream is compressed to an absolute pressure of more than about 1000 psi (6895 kPa) in order to obtain a compressed feed gas stream. In addition, the method includes cooling the compressed feed gas stream by means of the second and first refrigerators to produce a compressed cooled feed gas stream.
Способ также включает расширение потока сжатого охлажденного исходного газа. При этом образуется поток продукта СПГ, в котором содержатся жидкая фракция и остаточная паровая фракция.The method also includes expanding the compressed chilled feed gas stream. In this case, a LNG product stream is formed, which contains the liquid fraction and the residual vapor fraction.
Холодильная система с детандерным циклом высокого давления предпочтительно включает жидкостный разделительный резервуар. Кроме того, способ дополнительно включает разделение жидкой фракции и остаточной паровой фракции.The high pressure expansion cycle refrigeration system preferably includes a liquid separation tank. In addition, the method further comprises separating the liquid fraction and the residual vapor fraction.
Кроме того, в настоящем документе предлагается способ сжижения потока исходного природного газа. Как и в способе, описанном выше, в данном способе использует адсорбционное кинетическое разделение для получения потока обогащенного метаном газа. Кроме того, в способе дополнительно используется холодильная система с детандерным циклом высокого давления для охлаждения метана и получения товарного СПГ. Товарный СПГ предпочтительно производят в море на плавучей платформе или гравитационной платформе.In addition, this document provides a method for liquefying a stream of feed natural gas. As in the method described above, this method uses adsorption kinetic separation to produce a methane-rich gas stream. In addition, the method additionally uses a refrigeration system with a high pressure expander cycle to cool methane and produce commercial LNG. Commercial LNG is preferably produced at sea on a floating platform or gravity platform.
Во-первых, способ включает прием потока исходного природного газа в газоперерабатывающей установке. Газоперерабатывающая установка включает обезвоживающий резервуар. Кроме того, способ включает пропускание потока исходного природного газа через обезвоживающий резервуар. Он служит для отделения существенной части воды от потока исходного природного газа. Поток обезвоженного исходного природного газа затем выпускают в газоразделительный блок в качестве потока обезвоженного исходного природного газа.Firstly, the method includes receiving a stream of natural gas in a gas processing plant. The gas processing plant includes a dewatering tank. In addition, the method includes passing a stream of source natural gas through a dewatering tank. It serves to separate a substantial part of the water from the flow of the source natural gas. The dehydrated natural gas feed stream is then discharged into the gas separation unit as a dehydrated natural gas feed stream.
Газоразделительный блок включает по меньшей мере один фракционирующий резервуар. Фракционирующие резервуары сконструированы в соответствии с описанным выше фракционирующим резервуаром согласно его разнообразным вариантам осуществления. Фракционирующие резервуары предпочтительно работают в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД) для регенерации последовательности адсорбционных слоев.The gas separation unit includes at least one fractionation tank. The fractionation tanks are constructed in accordance with the fractionation tank described above in accordance with its various embodiments. The fractionation tanks preferably operate in a pressure swing adsorption (APD) or variable pressure short cycle adsorption (HACCP) mode to regenerate a sequence of adsorption beds.
Кроме того, способ включает пропускание потока обезвоженного исходного природного газа через последовательность адсорбционных слоев. Они служат для отделения газообразного метана от загрязняющих веществ в потоке обезвоженного исходного природного газа. В слоях используется адсорбционное кинетическое разделение. Адсорбционные слои предназначены, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны, азот или их сочетания.In addition, the method includes passing a stream of dehydrated feed natural gas through a sequence of adsorption layers. They serve to separate methane gas from contaminants in a dehydrated natural gas feed stream. The layers use adsorption kinetic separation. Adsorption layers are designed to adsorb CO 2 , H 2 S, H 2 O, heavy hydrocarbons, volatile organic compounds (VOCs), mercaptans, nitrogen, or combinations thereof.
Согласно одному аспекту используют единый резервуар, содержащий множество последовательно расположенных адсорбционных слоев.According to one aspect, a single reservoir is used comprising a plurality of successive adsorption layers.
Согласно другому аспекту используют множество последовательно расположенных резервуаров, причем эти резервуары установлены в направлении движения потока обезвоженного исходного природного газа. Каждый резервуар выпускает поток газообразного метана, последовательно очищаемый от соединений серы.According to another aspect, a plurality of tanks are arranged in series, these tanks being installed in the direction of flow of the dehydrated natural gas feed stream. Each tank releases a stream of methane gas, sequentially purified from sulfur compounds.
В результате пропускания потока обезвоженного исходного природного газа через адсорбционные слои производится поток обогащенного метаном газа. Способ включает выпуск потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока. Поток обогащенного метаном газа затем направляется в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления.As a result of passing a stream of dehydrated feed natural gas through the adsorption layers, a stream of methane-enriched gas is produced. The method includes discharging a stream of methane-enriched gas from a gas separation unit. The methane-rich gas stream is then sent to the refrigeration system with a high pressure expander cycle.
Холодильная система, в основном, сконструирована в соответствии с описанной выше холодильной системой согласно ее разнообразным вариантам осуществления. Таким образом, холодильная система предпочтительно включает первый контур охлаждения для рециркуляции паровой части продукта для использования в качестве холодильного агента в первом холодильнике и второй контур охлаждения для рециркуляции азотсодержащего газа в качестве холодильного агента во втором холодильнике.The refrigeration system is basically constructed in accordance with the refrigeration system described above in accordance with its various embodiments. Thus, the refrigeration system preferably includes a first refrigeration circuit for recycling the steam portion of the product for use as a refrigerant in the first refrigerator and a second refrigeration circuit for recycling the nitrogen-containing gas as a refrigerant in the second refrigerator.
Способ также включает сжатие потока обогащенного метаном газа. Поток газа сжимают до абсолютного давления, которое составляет более чем приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа. Кроме того, способ включает охлаждение потока сжатого исходного газа для получения потока сжатого охлажденного исходного газа.The method also includes compressing the methane-rich gas stream. The gas stream is compressed to an absolute pressure of more than approximately 1000 psi (6895 kPa) in order to obtain a compressed feed gas stream. In addition, the method includes cooling a stream of compressed feed gas to produce a stream of compressed cooled feed gas.
Способ дополнительно включает расширение потока сжатого охлажденного исходного газа. При этом образуется поток продукта СПГ, в котором содержатся жидкая фракция и небольшая остаточная паровая фракция. Согласно одному аспекту, расширение потока сжатого охлажденного исходного газа включает уменьшение давления потока сжатого охлажденного исходного газа до абсолютного давления, составляющего от 50 фунтов на квадратный дюйм (345 кПа) до 450 фунтов на квадратный дюйм (3103 кПа).The method further includes expanding the stream of compressed chilled feed gas. In this case, a LNG product stream is formed, which contains a liquid fraction and a small residual vapor fraction. In one aspect, expanding the compressed chilled feed gas stream includes reducing the pressure of the compressed chilled feed gas stream to an absolute pressure of 50 psi (345 kPa) to 450 psi (3103 kPa).
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Чтобы сделать настоящее изобретение более понятным, к данному описанию прилагаются определенные иллюстрации, чертежи и/или технологические блок-схемы. Следует отметить, однако, что данные чертежи иллюстрируют только выбранные варианты осуществления настоящего изобретения, и, таким образом, их не следует рассматривать как ограничивающие его объем, поскольку для настоящего изобретения могут быть допустимыми и другие в равной степени эффективные варианты осуществления и приложения.To make the present invention more clear, certain illustrations, drawings, and / or process flow diagrams are attached to this description. It should be noted, however, that these drawings illustrate only selected embodiments of the present invention, and therefore, should not be construed as limiting its scope, since other equally effective embodiments and applications may be valid for the present invention.
Фиг. 1 представляет технологическую блок-схему установки для производства СПГ в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Данная установка включает газоразделительный блок, который производит поток обогащенного метаном газа, и холодильную систему с детандерным циклом высокого давления для производства товарного СПГ.FIG. 1 is a flowchart of an LNG plant in accordance with one embodiment of the present invention. This installation includes a gas separation unit, which produces a stream of methane-enriched gas, and a refrigeration system with a high pressure expander cycle for the production of commercial LNG.
Фиг. 2 представляет вид в перспективе резервуара для адсорбции при переменном давлении, который можно использовать в установке на фиг. 1, согласно одному варианту осуществления. Данный резервуар также представляет собой кинетический фракционатор согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 2 is a perspective view of a variable pressure adsorption tank that can be used in the installation of FIG. 1, according to one embodiment. This reservoir is also a kinetic fractionator according to one embodiment of the present invention.
Фиг. 3A представляет вид в перспективе адсорбционного слоя и проточные каналы резервуара для адсорбции при переменном давлении, изображенного на фиг. 2, согласно одному варианту осуществления. Главные проточные каналы видны между адсорбционными стержнями вдоль главной оси адсорбционного слоя.FIG. 3A is a perspective view of the adsorption layer and flow channels of the variable pressure adsorption tank shown in FIG. 2, according to one embodiment. The main flow channels are visible between the adsorption rods along the main axis of the adsorption layer.
Фиг. 3B представляет покомпонентное изображение адсорбционного слоя, проиллюстрированного на фиг. 3A. Фиг. 3B представляет открытое для обзора изображение необязательного второго газового выпуска. Представлен поперечный проточный канал, проходящий в резервуар и служащий в качестве вспомогательного проточного канала.FIG. 3B is an exploded view of the adsorption layer illustrated in FIG. 3A. FIG. 3B is an open view of an optional second gas outlet. A transverse flow channel is shown extending into the reservoir and serving as an auxiliary flow channel.
Фиг. 3C представляет продольный вид в разрезе адсорбционного слоя, изображенного на фиг. 3A, согласно альтернативному варианту осуществления. Данный разрез сделан через линию C-C на фиг. 3A. Здесь виден ряд ступенчатых поверхностей вдоль адсорбционных стержней, которые служат в качестве вспомогательных проточных каналов.FIG. 3C is a longitudinal sectional view of the adsorption layer shown in FIG. 3A, according to an alternative embodiment. This section is taken through line C-C in FIG. 3A. Here you can see a series of stepped surfaces along the adsorption rods, which serve as auxiliary flow channels.
Фиг. 4 представляет вид в перспективе адсорбционного слоя и проточные каналы резервуара для адсорбции при переменном давлении, проиллюстрированного на фиг. 2, согласно модифицированной конфигурации. Видны главные проточные каналы между адсорбционными стержнями вдоль главной оси адсорбционного слоя. Поперечные проточные каналы, которые видны в разнесенных на изображении частях адсорбционного слоя, служат в качестве вспомогательных проточных каналов.FIG. 4 is a perspective view of an adsorption layer and flow channels of a pressure swing adsorption tank illustrated in FIG. 2, according to a modified configuration. The main flow channels between the adsorption rods along the main axis of the adsorption layer are visible. The transverse flow channels, which are visible in the parts of the adsorption layer spaced apart in the image, serve as auxiliary flow channels.
Фиг. 5 представляет технологическую блок-схему холодильной системы с детандерным циклом высокого давления согласно одному варианту осуществления. Данная холодильная система принимает поток обогащенного метаном газа и производит товарный СПГ. В проиллюстрированной холодильной системе используется вторичный охлаждающий контур, который представляет собой замкнутый контур, в котором используется газообразный азот или обогащенный азотом газ или часть потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока.FIG. 5 is a flow chart of a high pressure expansion cycle refrigeration system according to one embodiment. This refrigeration system receives a stream of methane-enriched gas and produces commercial LNG. The illustrated refrigeration system uses a secondary cooling circuit, which is a closed loop that uses gaseous nitrogen or a nitrogen-enriched gas or part of a methane-enriched gas stream from a gas separation unit.
Фиг. 6 представляет последовательность технологических операций, иллюстрируя стадии сжижения потока неочищенного природного газа.FIG. 6 is a flowchart illustrating the steps of liquefying a crude natural gas stream.
Фиг. 7 представляет последовательность технологических операций, иллюстрируя стадии отделения загрязняющих веществ от потока неочищенного природного газа с использованием адсорбционного кинетического разделения.FIG. 7 is a flowchart illustrating the steps of separating contaminants from a crude natural gas stream using adsorption kinetic separation.
Подробное описание определенных вариантов осуществленияDetailed Description of Certain Embodiments
ОпределенияDefinitions
При использовании в настоящем документе термин «углеводород» означает органическое соединение, которое включает, главным образом, если не исключительно, такие элементы, как водород и углерод. Углеводороды, как правило, разделяют на два класса: алифатические или прямоцепочечные углеводороды и циклические или содержащие замкнутые кольца углеводороды, в том числе циклические терпены. Примеры содержащих углеводороды материалов включают любую форму природного газа, нефть, уголь и битум, которые можно использовать в качестве топлива или перерабатывать в топливо.As used herein, the term “hydrocarbon” means an organic compound that includes, mainly, if not exclusively, elements such as hydrogen and carbon. Hydrocarbons, as a rule, are divided into two classes: aliphatic or straight-chain hydrocarbons and cyclic or ring containing hydrocarbons, including cyclic terpenes. Examples of hydrocarbon-containing materials include any form of natural gas, oil, coal, and bitumen that can be used as fuel or processed into fuel.
При использовании в настоящем документе термин «текучая среда» означает газы, жидкости и сочетания газов и жидкостей, а также сочетания газов и твердых материалов и сочетания жидкостей и твердых материалов.As used herein, the term “fluid” means gases, liquids and combinations of gases and liquids, as well as combinations of gases and solid materials and combinations of liquids and solid materials.
При использовании в настоящем документе термин «углеводородные текучие среды» означает углеводороды или смеси углеводородов, которые представляют собой газы или жидкости. Например, углеводородные текучие среды могут включать углеводороды или смеси углеводородов, которые представляют собой газы или жидкости в условиях пласта, в условиях переработки или в условиях окружающей среды, т.е. при 15°C и атмосферном давлении (0,1 МПа). Углеводородные текучие среды могут включать, например, нефть, природный газ, метан угольных пластов, сланцевое масло, пиролизное масло, пиролизный газ, продукт пиролиза угля и другие углеводороды, которые находятся в газообразном или жидком состоянии.As used herein, the term “hydrocarbon fluids” means hydrocarbons or mixtures of hydrocarbons that are gases or liquids. For example, hydrocarbon fluids may include hydrocarbons or mixtures of hydrocarbons, which are gases or liquids under formation conditions, processing conditions, or environmental conditions, i.e. at 15 ° C and atmospheric pressure (0.1 MPa). Hydrocarbon fluids may include, for example, oil, natural gas, coalbed methane, shale oil, pyrolysis oil, pyrolysis gas, coal pyrolysis product, and other hydrocarbons that are in a gaseous or liquid state.
При использовании в настоящем документе термин «кислый газ» означает любой газ, который растворяется в воде, образуя кислый раствор. Неограничительные примеры кислых газов включают сероводород (H2S), диоксид углерода (CO2), диоксид серы (SO2), сероуглерод (CS2), сероксид углерода (COS), меркаптаны или их смеси.As used herein, the term “acid gas” means any gas that dissolves in water to form an acidic solution. Non-limiting examples of acid gases include hydrogen sulfide (H 2 S), carbon dioxide (CO 2 ), sulfur dioxide (SO 2 ), carbon disulfide (CS 2 ), carbon sulfide (COS), mercaptans, or mixtures thereof.
При использовании в настоящем документе термин «подземный» означает геологический пласт, находящийся под земной поверхностью.As used herein, the term "underground" means a geological formation below the earth's surface.
Термин «морское дно» означает дно морской среды. Морская среда может представлять собой океан или море или любой другой водоем, в котором возникают волны, ветры и/или течения.The term "seabed" means the bottom of the marine environment. The marine environment may be an ocean or sea or any other body of water in which waves, winds and / or currents arise.
Термин «морская среда» означает любой морской объект. Морской объект может находиться в мелких водах или в глубоких водах. Морская среда может представлять собой океан, залив, большое озеро, устье реки, море или пролив.The term "marine environment" means any marine object. A marine object may be in shallow waters or in deep waters. The marine environment may be an ocean, bay, large lake, estuary, sea or strait.
Термин «приблизительно» предназначен для разрешения некоторого отклонения в математической точности за счет допусков, которые являются приемлемыми в технике. Соответственно, любые малые отклонения в сторону увеличения или уменьшения от значения, перед которым используется термин «приблизительно», следует рассматривать как определенно соответствующие указанному значению.The term "approximately" is intended to resolve some deviation in mathematical accuracy due to tolerances that are acceptable in the art. Accordingly, any small deviations in the direction of increasing or decreasing from the value before which the term “approximately” is used should be considered as definitely corresponding to the specified value.
Термин «процесс переменной адсорбции» включает такие процессы, как адсорбция при переменном давлении (АПД), адсорбция при переменной температуре (АПТ), и адсорбция при переменном парциальном давлении или вытеснительном продувании (АППД), включая сочетания данных процессов. Эти процессы переменной адсорбции можно осуществлять с короткими циклами, и в таком случае они называются следующими терминами: короткоцикловая адсорбция при переменном давлении (КЦАПД), короткоцикловая адсорбция при переменной температуре (КЦАПТ) и короткоцикловая адсорбция при переменном парциальном давлении или вытеснительном продувании (КЦАППД). Термин «переменная адсорбция» также включает эти короткоцикловые процессы.The term “variable adsorption process” includes processes such as variable pressure adsorption (APD), variable temperature adsorption (APT), and adsorption at variable partial pressure or pressure flushing (APPD), including combinations of these processes. These processes of variable adsorption can be carried out with short cycles, and in this case they are called the following terms: short-cycle adsorption at variable pressure (CACAP), short-cycle adsorption at variable temperature (CACAP) and short-cycle adsorption at variable partial pressure or pressure flushing (CACAP). The term “variable adsorption” also includes these short cycle processes.
При использовании в настоящем документе термин «адсорбция при переменном давлении» следует рассматривать как объединяющий все данные процессы, т.е. АПД, АППД, КЦАПД и КЦАППД, включая сочетания данных процессов, в которых используется изменение давления для цикла продувания.When used in this document, the term "pressure swing adsorption" should be considered as combining all these processes, i.e. APD, APPD, KTSAPD and KTSAPD, including combinations of these processes in which pressure change is used for a purge cycle.
При использовании в настоящем документе термин «буровая скважина» означает отверстие в подземном пласте, изготовленное путем бурения или вставки трубы в подземный пласт. Буровая скважина может иметь практически круглое поперечное сечение или другие формы поперечного сечения. При использовании в настоящем документе термин «скважина», когда он обозначает отверстие в пласте, можно использовать взаимозаменяемым образом с термином «буровая скважина».As used herein, the term “borehole” means a hole in an underground formation made by drilling or inserting a pipe into an underground formation. A borehole may have a substantially circular cross-section or other cross-sectional shapes. As used herein, the term “borehole” when used to denote a hole in a formation can be used interchangeably with the term “borehole”.
Термин «платформа» означает любую платформа или поверхность, размеры и конфигурация которой подходят, чтобы устанавливать оборудование для переработки текучей среды.The term “platform” means any platform or surface whose dimensions and configuration are suitable for installing fluid processing equipment.
Описание конкретных вариантов осуществленияDescription of specific embodiments
Фиг. 1 представляет схематическое изображение газоперерабатывающей установки 100 для производства СПГ в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Термин «СПГ» означает природный газ, который был подвергнут сжижению в процессе охлаждения. Газоперерабатывающая установка 100 своим действием принимает неочищенный природный газ, отделяет определенные нежелательные компоненты, производя поток очищенного от соединений серы газа, который соответствует установленным техническим условиям, и затем охлаждает поток очищенного от соединений серы (обогащенного метаном) потока газа, производя практически жидкую фазу, готовую для транспортировки.FIG. 1 is a schematic representation of a
В конфигурации, проиллюстрированной на фиг. 1, установка 100 принимает текучие среды, добытые из пластового резервуара. Пластовый резервуар представлен на схеме номером 110. Пластовый резервуар 110 представляет собой подземный пласт, в котором содержатся углеводородные текучие среды в приемлемых для промышленности количествах. Углеводородные текучие среды существуют на месте добычи, главным образом, в газовой фазе.In the configuration illustrated in FIG. 1,
Добываемые текучие среды получают через множество буровых скважин. Одна иллюстративная буровая скважина 112 представлена на фиг. 1. Однако следует понимать, что множество буровых скважин 112 можно бурить через земную поверхность в подземный пластовый резервуар 110. Настоящее изобретение не ограничивается числом буровых скважин или способом, которым осуществляется заканчивание буровых скважин.Produced fluids are obtained through a variety of boreholes. One
Буровая скважина 112 переносит углеводородные текучие среды из пластового резервуара 110 на земную поверхность 115. Земная поверхность 115 может находиться на суше. Более предпочтительная для настоящего изобретения земная поверхность 115 представляет собой морское дно. В этом последнем случае устье скважины (не представлено на чертеже) находится на дне морской среды. Подводные соединительные линии и/или трубопроводы направляют добываемые текучие среды в коллектор (не представлен на чертеже), который затем доставляет текучие среды на океанскую поверхность через один или несколько эксплуатационных стояков.The borehole 112 carries hydrocarbon fluids from the
На фиг. 1 представлена линия 112′ для транспортировки углеводородных текучих сред. Линия 112′ может представлять собой трубопровод на суше. Более предпочтительная линия 112′ представляет собой эксплуатационный стояк в морской среде. В любом случае добываемые текучие среды поступают в сепаратор 120.In FIG. 1 shows a
При поступлении в сепаратор 120 добываемые текучие среды представляют собой смесь неочищенного природного газа. Добываемые текучие среды содержат метан или природный газ. Добываемые текучие среды могут также содержать так называемые «тяжелые углеводороды», представляющие собой этан и, возможно, пропан. Наиболее вероятно, добываемые текучие среды также содержат воду (или солевой раствор), а также азот. Кроме того, добываемые текучие среды могут содержать сероводород, диоксид углерода и другие так называемые «содержащие серу газообразные компоненты». Наконец, добываемые текучие среды могут содержать бензол, толуол или другие органические соединения.Upon entering the
Сепаратор 120 обеспечивает общее разделение жидкостей и газов. Как правило, это осуществляется при эксплуатационном давлении. Сепаратор 120 может представлять собой гравитационный сепаратор, имеющий толстые стальные стенки. Сепаратор 120 служит для фильтрования примесей, таких как солевой раствор и буровые текучие среды. Он может также отделять по меньшей мере часть любых конденсированных углеводородов. Может происходить также фильтрование некоторых частиц.The
Более предпочтительный сепаратор 120 служит в качестве обезвоживающего резервуара. В обезвоживающем резервуаре используется влагопоглотитель, такой как этиленгликоль, чтобы абсорбировать воду и выпускать газофазные текучие среды. Жидкости выпускаются из нижней части сепаратора 120, в то время как газы выпускаются из верхней части.A more
На фиг. 1 линия 121 представляет собой жидкостную линию. Текучие среды в линии 121 представляют собой, главным образом, воду и, возможно, некоторые тяжелые углеводороды. Тяжелые углеводороды в линии 121 содержат небольшое количество этана и, возможно, незначительное количество пропана и бутана. Дополнительное разделение можно осуществлять посредством гравитационного разделения, термической обработки или других способов, известных в технике для улавливания ценных жидких углеводородов.In FIG. 1
Линия 122 представляет собой газовую линию. Текучие среды в линии 122 представляют собой, главным образом, метан, а также присутствуют в некотором количестве этан и другие «тяжелые углеводороды». Кроме того, текучие среды в линии 122 содержат загрязняющие вещества. Они могут включать «кислые» компоненты, такие как сероводород и диоксид углерода. Они могут также включать воду в форме пара. Кроме того, загрязняющие вещества могут включать азот. В паре могут быть суспендированы определенные металлические загрязняющие вещества, такие как мышьяк, кобальт, молибден, ртуть или никель. Наконец, могут присутствовать следы органических соединений, таких как бензол, толуол или ксилол.
Оказывается желательным отделение разнообразных компонентов таким образом, чтобы получался поток текучей среды, практически представляющей собой метан. Для международной торговли технические условия СПГ могут требовать, чтобы природный газ имел следующее содержание примесей:It turns out to be desirable to separate the various components in such a way that a fluid stream is obtained that is essentially methane. For international trade, LNG specifications may require that natural gas have the following impurity content:
Для обеспечения технических условий СПГ, представленных в таблице 1, необходимо осуществлять обработку газа. На фиг. 1 схематически представлен газоразделительный блок 130. Газоразделительный блок 130 может также называться термином «селективная система разделения компонентов» (ССРК). В газоразделительном блоке 130 используется последовательность адсорбционных слоев с применением адсорбционного кинетического разделения (АКР).To ensure the technical conditions of LNG, presented in table 1, it is necessary to carry out gas processing. In FIG. 1 is a schematic representation of a
АКР представляет собой способ, в котором используется относительно новый класс твердых адсорбентов, и который основан на скорости, с которой определенные вещества адсорбируются на структурированном материале по сравнению с другими веществами. Структурированный материал иногда называется термином «адсорбционный слой». Принцип работы адсорбционных слоев заключается в том, что различные молекулы могут иметь различное сродство к адсорбции. Это обеспечивает механизм, посредством которого адсорбент различает разнообразные газы и, таким образом, осуществляет их разделение.AKP is a method in which a relatively new class of solid adsorbents is used, and which is based on the rate at which certain substances are adsorbed on a structured material compared to other substances. The structured material is sometimes referred to as the “adsorption layer”. The principle of operation of the adsorption layers is that different molecules can have different affinity for adsorption. This provides a mechanism by which the adsorbent distinguishes between various gases and, thus, carries out their separation.
Чтобы осуществлять разделение, используются адсорбционные слои с высоко пористой микроструктурой. Молекулы газов селективно прикрепляются к площади поверхности, которой обладают поры. Газ, адсорбированный на внутренних поверхностях микропористого материала, может представлять собой слой, толщину которого составляют лишь несколько молекул. Микропористый материал может также иметь удельную поверхность, составляющую несколько сот квадратных метров на грамм. Такие технические условия обеспечивают адсорбцию газа значительной частью массы адсорбента.To carry out the separation, adsorption layers with a highly porous microstructure are used. The gas molecules selectively attach to the surface area that the pores possess. The gas adsorbed on the inner surfaces of the microporous material may be a layer whose thickness is only a few molecules. The microporous material may also have a specific surface area of several hundred square meters per gram. Such specifications provide gas adsorption a significant part of the mass of the adsorbent.
Известны различные типы адсорбционных слоев. Типичные адсорбенты включают вещества на основе активированного угля, геля диоксида кремния, оксида алюминия, а также цеолиты. В некоторых случаях можно использовать полимерный материал в качестве адсорбционного материала. В любом случае адсорбционный слой предпочтительно адсорбирует легкоадсорбируемый компонент (известный как «тяжелый» газ) по сравнению с трудноадсорбируемым компонент (известным как «легкий» газ) из газовой смеси.Various types of adsorption layers are known. Typical adsorbents include activated carbon, silica gel, alumina, and zeolites. In some cases, a polymeric material can be used as an adsorption material. In any case, the adsorption layer preferably adsorbs an easily adsorbed component (known as a "heavy" gas) compared to a hardly adsorbed component (known as a "light" gas) from a gas mixture.
Помимо своего сродства к различным газам, цеолиты и некоторые типы активированного угля, так называемые «углеродные молекулярные сита», могут использовать свои характеристики молекулярного сита для исключения или замедления диффузии молекул некоторых газов в свою структуру. Это обеспечивает механизм селективной адсорбции на основании размера молекул. В данном случае адсорбционный слой ограничивает адсорбционную способность более крупных молекул и, таким образом, позволяет газу селективно заполнять микропористую структуру адсорбционного материала одним или несколькими веществами из многокомпонентной газовой смеси.In addition to their affinity for various gases, zeolites and certain types of activated carbon, the so-called “carbon molecular sieves,” can use their molecular sieve characteristics to exclude or slow the diffusion of certain gas molecules into their structure. This provides a selective adsorption mechanism based on the size of the molecules. In this case, the adsorption layer limits the adsorption capacity of larger molecules and, thus, allows the gas to selectively fill the microporous structure of the adsorption material with one or more substances from a multicomponent gas mixture.
Известны различные технологии адсорбции для разделения газов. Одну технологию адсорбции представляет собой адсорбция при переменном давлении (АПД). Процессы АПД основаны на том, что под давлением газообразные загрязняющие вещества склонны к адсорбции в пористой структуре адсорбционного материала или в свободном объеме полимерного материала в различной степени. Чем выше давление в адсорбционном резервуаре, тем больше газа адсорбируется. В случае природного газа смесь природного газа можно пропускать под давлением через адсорбционный резервуар. Поры полимерного или микропористого адсорбента заполняются сероводородом и диоксидом углерода в более высокой степени, чем метаном. Таким образом, основная или даже вся масса H2S и CO2 будет оставаться в адсорбционном слое, в то время как газ, поступающий из резервуара, будет обогащен метаном. Любая остаточная вода и, возможно, некоторые тяжелые углеводороды будут также задерживаться адсорбентами. Кроме того, любые летучие органические соединения, такие как бензол, толуол или другие, будут задерживаться адсорбентами.Various adsorption techniques for gas separation are known. One adsorption technology is pressure swing adsorption (APD). APD processes are based on the fact that, under pressure, gaseous pollutants are prone to adsorption in the porous structure of the adsorption material or in the free volume of the polymer material to varying degrees. The higher the pressure in the adsorption tank, the more gas is adsorbed. In the case of natural gas, the natural gas mixture can be passed under pressure through an adsorption tank. The pores of the polymer or microporous adsorbent are filled with hydrogen sulfide and carbon dioxide to a higher degree than methane. Thus, the bulk or even the entire mass of H 2 S and CO 2 will remain in the adsorption layer, while the gas coming from the reservoir will be enriched in methane. Any residual water and possibly some heavy hydrocarbons will also be retained by adsorbents. In addition, any volatile organic compounds, such as benzene, toluene or others, will be delayed by adsorbents.
Система адсорбции при переменном давлении может представлять собой короткоцикловую систему адсорбции при переменном давлении. В так называемых «короткоцикловых» процессах продолжительность цикла может быть очень короткой, составляя лишь несколько секунд. Блок короткоцикловой АПД (КЦАПД) может оказаться особенно преимущественным, поскольку такой блок является компактным по сравнению с обычными устройствами АПД. Кроме того, контакторы КЦАПД могут обеспечивать значительное повышение интенсивности процесса (например, повышение частоты работы и скорости потока газа) по сравнению с традиционной АПД.The pressure swing adsorption system may be a short cycle pressure swing adsorption system. In the so-called “short cycle” processes, the cycle time can be very short, amounting to only a few seconds. A short-cycle ADF (KCAPD) block may be especially advantageous, since such a block is compact compared to conventional ADF devices. In addition, KACAPD contactors can provide a significant increase in the intensity of the process (for example, an increase in the frequency of operation and gas flow rate) in comparison with traditional APD.
Когда в адсорбционном слое заканчивается способность адсорбции загрязняющих веществ, его можно регенерировать путем уменьшения давления. Это вызывает выход адсорбированных компонентов из резервуара. Таким образом, поток концентрированных загрязняющих веществ выпускается отдельно от потока газообразного метана. Таким способом можно регенерировать адсорбционный слой для последующего повторного использования.When the adsorption of contaminants in the adsorption layer ends, it can be regenerated by reducing the pressure. This causes the adsorbed components to exit from the reservoir. Thus, the concentrated pollutant stream is discharged separately from the methane gas stream. In this way, the adsorption layer can be regenerated for subsequent reuse.
В большинстве случаев АПД уменьшение давления в находящейся под давлением камере до давления окружающей среды приводит к тому, что основная масса сероводорода и других загрязняющих веществ выпускается из адсорбционного слоя. В некоторых случаях системе адсорбции при переменном давлении может способствовать использование вакуумной камеры для создания давления ниже давления окружающей среды в потоке концентрированных загрязняющих веществ. В условиях пониженного давления содержащие серу компоненты, диоксид углерода и тяжелые углеводороды, будут в большей степени десорбироваться с твердой матрицы, составляющей адсорбционный слой.In most cases, the pressure drop in the pressure chamber to the ambient pressure leads to the fact that the bulk of the hydrogen sulfide and other pollutants are discharged from the adsorption layer. In some cases, a variable pressure adsorption system may be facilitated by the use of a vacuum chamber to create pressure below ambient pressure in a stream of concentrated pollutants. Under reduced pressure, sulfur-containing components, carbon dioxide and heavy hydrocarbons will be more desorbed from the solid matrix constituting the adsorption layer.
Родственную технологию разделения газов представляет собой адсорбция при переменной температуре (АПТ). Процессы АПТ также основаны на том, что под давлением газы в различной степени склонны к адсорбции в пористой структуре микропористых адсорбционных материалов или в свободном объеме полимерного материала. Когда повышается температура адсорбционного слоя в резервуаре, адсорбированные молекулы газа выпускаются или десорбируются. Это осуществляют в регенерационном нагревателе, в котором используется нагретый сухой газ. Сухой газ включает, главным образом, метан, но может также включать азот и гелий. За счет циклического изменения температуры адсорбционных слоев в резервуаре процессы АПТ можно использовать для разделения газов в смеси.Related technology for gas separation is adsorption at a variable temperature (APT). APT processes are also based on the fact that, under pressure, gases are prone to varying degrees to adsorption in the porous structure of microporous adsorption materials or in the free volume of a polymer material. When the temperature of the adsorption layer in the tank rises, the adsorbed gas molecules are released or desorbed. This is carried out in a regeneration heater in which heated dry gas is used. Dry gas mainly includes methane, but may also include nitrogen and helium. Due to the cyclical changes in the temperature of the adsorption layers in the tank, APT processes can be used to separate gases in a mixture.
Когда используется процесс АПТ, может быть предусмотрен набор клапанов для создания пульсирующего потока нагревающих или охлаждающих текучих сред, которые входят в резервуар и выходят из него. Можно также использовать электрическую нагревающую или охлаждающую рубашку для создания температурных колебаний. Необязательно для блока адсорбции в переменных условиях используется способ частичного вытеснительного продувания под давлением. В этом случае используется клапан или набор клапанов для пульсации продувающего вытеснительного потока в адсорбционный слой. Адсорбционный слой находится в резервуаре высокого давления. Необязательно этот резервуар и связанная с ним система клапанов находятся во вторичном резервуаре высокого давления. Этот вторичный резервуар высокого давления предназначен для снижения значимости утечек через уплотнения в клапанах в блоке адсорбции в переменных условиях. Это может оказаться особенно важным при использовании поворотных клапанов.When the APT process is used, a set of valves may be provided to create a pulsating flow of heating or cooling fluids that enter and exit the tank. You can also use an electric heating or cooling jacket to create temperature fluctuations. Optionally, for the adsorption unit under variable conditions, a partial pressure displacement blowing method is used. In this case, a valve or a set of valves is used to pulsate the purge displacement flow into the adsorption bed. The adsorption layer is located in the pressure vessel. Optionally, this reservoir and its associated valve system are located in a secondary high pressure reservoir. This secondary pressure vessel is designed to reduce the significance of leaks through seals in valves in the adsorption unit under variable conditions. This can be especially important when using rotary valves.
Можно использовать сочетание регенерации при переменном давлении и регенерации при переменной температуре. В любом случае, в газоперерабатывающей установке 130 используется последовательность адсорбционных слоев, каждый из которых предназначен для задерживания одного или нескольких компонентов и одновременного выпуска остальных компонентов потока газа.You can use a combination of regeneration at variable pressure and regeneration at variable temperature. In any case, the
Адсорбционный материал или слой находится в резервуаре высокого давления. Фиг. 2 представляет вид в перспективе иллюстративного резервуара для адсорбции при переменном давлении 200. Резервуар 200 работает для цели приема смеси природного газа и разделения этой смеси по меньшей мере на два компонента.The adsorption material or layer is in a pressure vessel. FIG. 2 is a perspective view of an illustrative adsorption tank at a variable pressure of 200. The
Резервуар 200 представляет собой удлиненный корпус с повышенным давлением. Резервуар 200 включает оболочку 205. Предпочтительно оболочка 205 изготовлена из железа или стали. В конфигурации на фиг. 2 резервуар 200 находится на поверхности 201 в практически горизонтальной ориентации. Однако резервуар 200 может, в качестве альтернативы, работать и в вертикальной ориентации. В любом случае резервуар 200 может включать разнообразные опорные ножки или подставки 215.The
Резервуар 200 способен работать при высоких давлениях таким образом, чтобы выдерживать впускные давления, возникающие в процессе переработки природного газа. Например, такие впускные манометрические давления могут превышать 200 фунтов на квадратный дюйм (1379 кПа), причем чаще они составляют более чем приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа). Это позволяет эксплуатировать резервуар 200 при давлении, равном пластовому давлению или близком к нему. Для измерения внутреннего давления резервуар 200 включает манометры или другие устройства для измерения давления. Примерный манометр обозначен номером 250 на фиг. 2. Разумеется, следует понимать, что современные другие устройства для измерения давления работают, главным образом, как цифровые системы, которые взаимодействуют с клапанами, таймерами и регулирующим работу программным обеспечением.The
Резервуар 200 имеет первый край, обозначенный номером 202, и второй край, обозначенный номером 204. Газовый впуск 210 находится на первом краю 202, в то время как первый газовый выпуск 230 находится на втором краю 204. Необязательный второй газовый выпуск 220 находится между первым краем 202 и вторым краем 204 или между газовым впуском 210 и первым газовым выпуском 230.The
В процессе работы резервуар 200 служит в качестве кинетического фракционатора или адсорбционного контактора. Смесь природного газа или исходный поток поступает в резервуар 200 через газовый впуск 210. Стрелка I показывает движение текучей среды в резервуар 200. Природный газ вступает в контакт в резервуаре 200 с адсорбционным слоем (не представлен на фиг. 2). В адсорбционном слое используется кинетическая адсорбция для улавливания загрязняющих веществ. При этом адсорбционный слой выпускает поток обогащенного метаном газа через первый газовый выпуск 230. Движение потока обогащенного метаном газа из резервуара 200 показано стрелкой O1.In operation, the
Следует понимать, что резервуар 200 представляет собой часть более крупного газоразделительного блока 130. Газоразделительный блок 130 включает клапаны, резервуары и измерительные приборы, которые необходимы для осуществления регенерации адсорбционного слоя в резервуаре 200 и улавливания отделенных газообразных компонентов. Кроме того, когда используется короткоцикловая АПД, резервуар включает поворотный клапан с вращающимся коллектором для быстрой рециркуляции смеси природного газа. В связи с этим, резервуары для короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД) можно конструировать с поворотной клапанной системой, которая упрощает движение газа через поворотный адсорбционный модуль, в котором содержится ряд отдельных отсеков или трубок адсорбционных слоев, каждый из которых последовательно проходит цикл стадий сорбции и десорбции, когда поворотный модуль осуществляет циклическую работу.It should be understood that the
Поворотный адсорбционный модуль обычно включает множество трубок, находящихся между двумя уплотнительными пластинами на каждом краю поворотного адсорбционного модуля, причем данные уплотнительные пластины находятся в контакте со статором, состоящим из отдельных коллекторов. Впускаемый газ поступает в трубки КЦАПД и перерабатывается в очищенный товарный газ, а остаточный концентрированный газ, выходящий из трубок КЦАПД, выводится из поворотного адсорбционного модуля. За счет подходящей конфигурации уплотнительных пластин и коллекторов некоторые отдельные отсеки или трубки могут проходить через характерные стадии полного цикла в любое заданное время. С другой стороны, в случае традиционной АПД при изменениях потока и давления, которые требуются для цикла сорбции/десорбции КЦАПД, изменяется число отдельных инкрементов порядка нескольких секунд на цикл, что сглаживает пульсации давления и скорости потока, вызываемые сжимающим и клапанным оборудованием. В данной форме модуль КЦАПД включает клапанные элементы, распределенные по углам вдоль круглого пути, который проходит поворотный адсорбционный модуль, таким образом, что каждый отсек последовательно проходит путь потока газа при соответствующем направлении и давлении для достижения одной из последовательных ступеней давления/направления потока в полном цикле КЦАПД.The rotary adsorption module typically includes a plurality of tubes located between two sealing plates at each edge of the rotary adsorption module, the sealing plates being in contact with a stator consisting of separate collectors. The inlet gas enters the KCAPD tubes and is processed into purified commercial gas, and the residual concentrated gas exiting the KCAPD tubes is discharged from the rotary adsorption module. Due to the suitable configuration of the sealing plates and manifolds, some individual compartments or tubes can pass through the characteristic stages of the complete cycle at any given time. On the other hand, in the case of traditional APD, when the flow and pressure changes are required for the SACAPD sorption / desorption cycle, the number of individual increments of the order of several seconds per cycle changes, which smoothes out the pressure pulsations and flow velocities caused by the compression and valve equipment. In this form, the KCAPD module includes valve elements distributed at angles along the circular path that the rotary adsorption module passes, so that each compartment sequentially passes the gas flow path with the corresponding direction and pressure to achieve one of the successive stages of pressure / flow direction in full KCAPD cycle.
В любой конфигурации в резервуаре 200 используется адсорбционный слой для улавливания загрязняющих веществ на поверхности микропористого адсорбционного материала и в поровых пространствах, присутствующих в нем. Фиг. 3A представляет вид в перспективе адсорбционного слоя 300 согласно одному варианту осуществления. Здесь иллюстративный адсорбционный слой 300 имеет полое адсорбционное кольцо 305. Размер адсорбционного кольца 305 соответствует внутреннему диаметру оболочки 205 резервуара 200.In any configuration, an adsorption layer is used in the
Внутри адсорбционного кольца 305 находится множество адсорбционных стержней 315. Адсорбционные стержни 315 проходят практически по всей длине адсорбционного слоя 300. Это означает, что стержни 315 проходят, по существу, от первого края 302 до второго края 304 резервуара 300. Адсорбционное кольцо 305 и адсорбционные стержни 315 изготовлены из материала, который предпочтительно адсорбирует нежелательный газ. Нежелательный газ может представлять собой водяной пар, CO2, H2S, меркаптаны, тяжелые углеводороды в газовой фазе или их сочетания.There are
В качестве адсорбционного материала предпочтительно выбирают восьмичленные цеолиты, у которых соотношение Si:Al составляет от приблизительно 1:1 до приблизительно 1000:1, или предпочтительно от приблизительно 10:1 до приблизительно 500:1, или предпочтительнее от приблизительно 50:1 до приблизительно 300:1. Термин «соотношение Si:Al» при использовании в настоящем документе означает молярное соотношение диоксида кремния и оксида алюминия в цеолитной структуре. Более предпочтительные восьмичленные цеолиты для улавливания содержащего серу газа включают DDR, Sigma-1 и ZSM-58. Цеолитные материалы, имеющие поры соответствующих размеров для отделения тяжелых углеводородов, включают MF1, фожазит, MCM-41 и бета-цеолит. Соотношение Si:Al в цеолитах, используемых для отделения тяжелых углеводородов, составляет предпочтительно от приблизительно 20:1 до приблизительно 1000:1 и предпочтительно от приблизительно 200:1 до приблизительно 1000:1, чтобы предотвращать чрезмерное загрязнение адсорбента.As the adsorption material, eight-membered zeolites are preferably selected in which the Si: Al ratio is from about 1: 1 to about 1000: 1, or preferably from about 10: 1 to about 500: 1, or more preferably from about 50: 1 to about 300 :one. The term “Si: Al ratio” as used herein means the molar ratio of silica to alumina in a zeolite structure. More preferred eight-membered zeolites for trapping sulfur-containing gas include DDR, Sigma-1 and ZSM-58. Zeolite materials having appropriate sized pores for separating heavy hydrocarbons include MF1, faujasite, MCM-41, and beta zeolite. The Si: Al ratio in the zeolites used to separate heavy hydrocarbons is preferably from about 20: 1 to about 1000: 1, and preferably from about 200: 1 to about 1000: 1, to prevent excessive adsorbent contamination.
Цеолит может присутствовать в адсорбционном кольце 305 и адсорбционных стержнях 315 в любой подходящей форме. Например, цеолитный материал может присутствовать в форме гранул, которые упаковывают, образуя адсорбционный материал. В технике известны гранулы или крупные зерна адсорбента для процессов переменной адсорбции, которые могут иметь любую подходящую форму, в том числе сферическую или неправильную. Крупные зерна адсорбента могут образовываться при скреплении микропористых цеолитных кристаллов с помощью связующих материалов. Микропоры существуют вследствие кристаллической структуры цеолита, в данном случае это предпочтительно восьмичленные цеолиты. Связующий материал, как правило, представляет собой плотный материал, у которого отсутствуют адсорбционные свойства, но который используют для соединения цеолитных кристаллов. Для эффективного функционирования размер частиц связующего материала должен быть меньше, чем размер отдельных цеолитных кристаллов.Zeolite may be present in the
Согласно одному варианту осуществления адсорбционного слоя 300 в адсорбционные стержни 315 можно внедрять магнитный материал. Например, каждый стержень 315 может иметь внутреннее высверленное отверстие, и магнитный материал можно помещать в это внутреннее высверленное отверстие. Стержни 315 можно затем подвергать воздействию магнитного или электромагнитного поля в процессе упаковки. Магнитное поле заставляет стержни 315 отталкиваться друг от друга, и в результате этого обеспечивается одинаковое расстояние между стержнями 315. Равномерная упаковка стержней 315 является особенно важной для процессов кинетической и короткоцикловой адсорбции и для того, чтобы газообразные компоненты предпочтительно не проходили через один проточный канал 310 друг за другом. Приложение магнитного поля может дополнительно обеспечивать однородную ориентацию цеолитного материала. Необязательно магнитное поле можно прилагать во время самих циклов.According to one embodiment of the
Снова рассмотрим фиг. 3, на которой внутри полого адсорбционного кольца 305 и между адсорбционными стержнями 315 расположено множество проточных каналов. Проточные каналы обозначены номером 310. Проточные каналы 310 представляют собой главные проточные каналы, которые проходят вдоль главной оси адсорбционного слоя 300.Again, consider FIG. 3, on which a plurality of flow channels are located within the
Проточные каналы 310 образуют контактор типа структурированного адсорбента, который называется термином «параллельный канальный контактор». Параллельные канальные контакторы представляют собой подмножество адсорбционных контакторов, включающих структурированные (модифицированные) адсорбенты, в которых практически параллельные проточные каналы внедрены в структуру адсорбента. Проточные каналы 310 можно изготавливать разнообразными способами, причем некоторые из них описывает патентная публикация США № 2008/0282887, озаглавленная «Отделение CO2, N2 и H2S от содержащих их газовых смесей», которая включается в настоящий документ посредством ссылки.
Адсорбционный материал, составляющий полое кольцо 305 и стержни 315, отличает «кинетическая селективность» по отношению к двум или большему числу газообразных компонентов. При использовании в настоящем документе, термин «кинетическая селективность» определяется как соотношение однокомпонентных коэффициентов диффузии D (м2/с) двух различных материалов. Однокомпонентные коэффициенты диффузии, также известные как коэффициенты распространения диффузии Стефана-Максвелла (Stefan-Maxwell), которые измеряют для данного чистого газообразного компонента. Таким образом, например, кинетическая селективность конкретного адсорбента для компонента A по отношению к компоненту B будет равна DA/DB.The adsorption material constituting the
Коэффициенты однокомпонентной диффузии материала можно определять, используя исследования, известные в технике адсорбционных материалов. Предпочтительный способ измерения кинетических коэффициентов диффузии представляет собой исследование частотных характеристик, которое описали Reyes и др. в статье «Методы частотной модуляции для измерения диффузии и адсорбции в пористых твердых материалах», J. Phys. Chem. (Журнал физической химии), часть B, 1997 г., т. 101, с. 614-622, которая включается в настоящий документ посредством ссылки. Для кинетически контролируемого разделения в резервуаре 200 оказывается предпочтительным, чтобы кинетическая селективность (т.е. соотношение DA/DB) выбранного адсорбента в пользу первого компонента (например, CO2) по отношению ко второму компоненту (например, метану) составляла более чем 5.Coefficients of one-component diffusion of a material can be determined using studies known in the art of adsorption materials. A preferred method for measuring kinetic diffusion coefficients is a study of frequency characteristics as described by Reyes et al. In the article “Frequency Modulation Methods for Measuring Diffusion and Adsorption in Porous Solid Materials”, J. Phys. Chem. (Journal of Physical Chemistry), part B, 1997, v. 101, p. 614-622, which is incorporated herein by reference. For kinetically controlled separation in
Термин «селективность» при использовании в настоящем документе основан на двойном сравнении молярной концентрации компонентов в исходном потоке и суммарного числа молей этих компонентов, адсорбированных определенным адсорбентом во время стадии адсорбции технологического цикла при определенных условиях работы системы и составе исходного потока. Для потока исходного газа, в котором содержатся компонент A, компонент B и необязательные дополнительные компоненты, адсорбент, который имеет более высокую селективность в пользу компонента A, чем в пользу компонента B, будет иметь в конце стадии адсорбции технологического цикла переменной адсорбции соотношение:The term “selectivity” as used herein is based on a double comparison of the molar concentration of the components in the feed stream and the total number of moles of these components adsorbed by a particular adsorbent during the adsorption step of the process cycle under certain operating conditions of the system and composition of the feed stream. For the source gas stream, which contains component A, component B and optional additional components, an adsorbent that has a higher selectivity in favor of component A than in favor of component B will have at the end of the adsorption step of the process cycle a variable adsorption ratio:
UA = (суммарное число молей A в адсорбенте)/(молярная концентрация A в исходном материале)U A = (total number of moles A in the adsorbent) / (molar concentration A in the starting material)
которое является больше, чем соотношение:which is greater than the ratio:
UB = (суммарное число молей B в адсорбенте)/(молярная концентрация B в исходном материале)U B = (total number of moles of B in the adsorbent) / (molar concentration of B in the starting material)
где:Where:
UA представляет собой адсорбционное поглощение компонента A, иU A is the adsorption absorption of component A, and
UB представляет собой адсорбционное поглощение компонента B.U B is the adsorption absorption of component B.
Таким образом, для адсорбента, у которого селективность в пользу компонента A по отношению к компоненту B составляет более чем 1:Thus, for an adsorbent in which the selectivity in favor of component A with respect to component B is more than 1:
Селективность = UA/UB (где UA>UB).Selectivity = U A / U B (where U A > U B ).
При сравнении различных компонентов в потоке исходного природного газа компонент с минимальным соотношением суммарного числа молей, поглощенных в адсорбенте, и его молярной концентрации в исходном потоке представляет собой легчайший компонент в процессе переменной адсорбции. Легкий компонент является веществом или молекулярным компонентом, не поглощаемым предпочтительно адсорбентом в процессе адсорбции. Это означает, что молярная концентрация легчайшего компонента в потоке, выходящем во время стадии адсорбции, составляет более чем молярная концентрация этого легчайшего компонента в исходном потоке. Согласно настоящему изобретению, адсорбционный контактор 200 имеет селективность в пользу первого компонента (например, CO2) по отношению ко второму компоненту (например, метану), составляющую по меньшей мере 5; предпочтительная селективность в пользу первого компонента по отношению ко второму компоненту составляет по меньшей мере 10; и наиболее предпочтительная селективность в пользу первого компонента по отношению ко второму компоненту составляет по меньшей мере 25.When comparing various components in the feed of natural gas, the component with the minimum ratio of the total number of moles absorbed in the adsorbent and its molar concentration in the feed is the lightest component in the process of variable adsorption. The light component is a substance or molecular component, preferably not absorbed by the adsorbent during the adsorption process. This means that the molar concentration of the lightest component in the stream exiting during the adsorption step is more than the molar concentration of this lightest component in the feed stream. According to the present invention, the
Следует отметить, что возможно одновременное отделение двух или большего числа загрязняющих веществ; однако для удобства компонент или компоненты, которые подлежат отделению посредством селективной адсорбции, могут рассматриваться в настоящем документе в качестве единственного загрязняющего вещества или тяжелого компонента.It should be noted that the simultaneous separation of two or more pollutants; however, for convenience, the component or components that are to be separated by selective adsorption can be considered herein as the sole contaminant or heavy component.
Отделение легкого компонента может также характеризовать относительная скорость потока. Таким образом, отделение метана может определяться как усредненная по времени молярная скорость потока метана в потоке продукта (обозначенная O1 в первом выпуске 230), деленная на усредненную по времени молярную скорость потока метана в исходном потоке (обозначенном как газовый впуск 210). Аналогичным образом, отделение диоксида углерода и других тяжелых компонентов определяется как усредненная по времени молярная скорость потока тяжелых компонентов в потоке загрязняющих веществ (обозначенном O2 во втором газовом выпуске 220), деленная на усредненную по времени молярную скорость потока тяжелого компонента в исходном потоке (обозначенном как газовый впуск 210).The separation of the light component may also characterize the relative flow rate. Thus, methane separation can be defined as the time-averaged molar flow rate of methane in the product stream (denoted by O 1 in the first issue 230) divided by the time-averaged molar flow rate of methane in the feed stream (designated as gas inlet 210). Similarly, the separation of carbon dioxide and other heavy components is defined as the time-averaged molar flow rate of heavy components in a pollutant stream (designated O 2 in second gas outlet 220) divided by the time-averaged molar flow rate of a heavy component in the feed stream (indicated like gas inlet 210).
Дополнительную техническую информацию в отношении коэффициентов диффузии компонентов и кинетической селективности представляет вышеупомянутая патентная публикация США № 2008/0282887 того же заявителя.Further technical information regarding the diffusion coefficients of the components and kinetic selectivity is provided by the aforementioned US Patent Publication No. 2008/0282887 of the same applicant.
Для повышения эффективности газоразделительного процесса можно также предусмотреть вспомогательные проточные каналы в слое 300. Эти вспомогательные проточные каналы увеличивают активную площадь поверхности адсорбционного материала вдоль стержней 315.To increase the efficiency of the gas separation process, auxiliary flow channels in the
Фиг. 3B представляет покомпонентное изображение адсорбционного слоя 300, проиллюстрированного на фиг. 3A. Адсорбционный слой 300 показан в разрезе через необязательный второй газовый выпуск 220. Снова видны главные проточные каналы 310, проходящие через адсорбционный слой 300. Кроме того, имеется поперечный проточный канал, обозначенный номером 320. Поперечный проточный канал 320 служит в качестве вспомогательного проточного канала. Виден проточный канал 320, частично проходящий в адсорбционный слой 300. Однако поперечный проточный канал 320 может необязательно проходить наибольшую часть пути вокруг периметра полого адсорбционного кольца 305.FIG. 3B is an exploded view of the
В конфигурации на фиг. 3B представлен только один вспомогательный проточный канал 320. Однако адсорбционный слой 300 может иметь множество вспомогательных проточных каналов 320. Они могут быть необязательно разветвлены с объединением потока у второго газового выпуска 220.In the configuration of FIG. 3B, only one
Фиг. 3C представляет собой продольный вид в разрезе адсорбционного слоя 300, проиллюстрированного на фиг. 3A. Это вид в разрезе через линию C-C на фиг. 3A. На фиг. 3C видны продольные адсорбционные стержни 315. Кроме того, видны главные проточные каналы 310 между стержнями 315.FIG. 3C is a longitudinal sectional view of the
Видна последовательность ступенчатых поверхностей 325 вдоль адсорбционных стержней 315. Ступенчатые поверхности 325 также служат в качестве вспомогательных проточных каналов. Вместо ступенчатых поверхностей 325 могут присутствовать винтовые или спиральные поверхности 325. В любой конфигурации ступенчатые поверхности 325 можно использовать в качестве дополнения или замещения поперечного канала 320 для увеличения площади поверхности и повышения кинетической селективности без необходимости больших и дорогостоящих блоков теплопередачи.A sequence of stepped
Главный 310 и вспомогательные 320, 325 проточные каналы создают пути во фракционаторе 300, через которые может протекать газ. Как правило, проточные каналы 310, 320, 325 обеспечивают относительно низкое сопротивление текучей среде в сочетании с относительно высокой площадью поверхности. Длина проточных каналов должна быть достаточной для обеспечения желательной зоны массообмена, которая представляет собой, по меньшей мере, функцию скорости текучей среды и соотношения площади поверхности и объема каналов.The main 310 and
Проточные каналы 310, 320, 325 предпочтительно предназначены для снижения до минимума перепада давления в резервуаре 200. Таким образом, сокращаются до минимума или устраняются извилистые пути течения. Если возникает чрезмерно большой перепад давления в слое 300, то затрудняется достижение повышенной частоты циклов, такой как частота, превышающая 100 циклов в минуту. Кроме того, как отмечено выше, оказывается предпочтительным, чтобы стержни 315 были разделены одинаковыми промежутками таким образом, чтобы обеспечивать заданную степень однородности каналов.The
Согласно одному аспекту проточные каналы 310, как правило, распределены таким образом, что перекрестное течение является небольшим или отсутствует. В данном случае фракция потока текучей среды, которая поступает в канал 310 у первого края 302 фракционатора 200, не имеет значительного сообщения с какой-либо другой фракцией текучей среды, которая поступает в другой канал 310 у первого края 302, до тех пор, пока эти фракции не объединяются повторно при выходе у второго края 304. В данной конфигурации объемы главных проточных каналов 310 становятся практически равными, обеспечивая, что все из каналов 310 используются в полном объеме, и что присутствует практически равная зона массообмена, определенная внутренним объемом резервуара 200.In one aspect, the
Размеры проточных каналов 310 можно вычислять, принимая во внимание перепад давления вдоль контактного резервуара 200. Поточные каналы 310 имеют просвет каналов, составляющий предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 1000 мкм и предпочтительнее от приблизительно 50 до приблизительно 250 мкм. При использовании в настоящем документе термин «просвет» проточного канала 310 определяется как длина линии, проходящей по минимальному измерению проточного канала 310 при наблюдении перпендикулярно пути течения. Например, если проточный канал 310 имеет круглое поперечное сечение, то просвет канала представляет собой внутренний диаметр этого круга. Однако если канал имеет прямоугольное поперечное сечение, то просвет канала представляет собой длину диагональной линии, разделяющей канал пополам и проходящей через противоположные углы сечения.The dimensions of the
Следует отметить, что главные проточные каналы 310 могут иметь поперечное сечение любой конфигурации или геометрического профиля. На фиг. 3A и 3B главные проточные каналы 310 имеют форму звезды. Независимо от формы, соотношение объема адсорбционного материала и объем проточного канала в адсорбционном контакторе 200 составляет предпочтительно от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 100:1 и предпочтительнее от приблизительно 1:1 до приблизительно 50:1.It should be noted that the
В некоторых приложениях адсорбции при переменном давлении, в частности, в случае приложений КЦАПД, проточные каналы образуются, когда листы адсорбента ламинируют друг с другом. Проточные каналы в листах содержат прокладку или сетку, которая действует как прокладка. Однако прокладки занимают настолько много необходимого пространства, что использование ламинированных листов не является предпочтительным.In some variable pressure adsorption applications, in particular in the case of CCAPD applications, flow channels are formed when the adsorbent sheets are laminated to each other. The flow channels in the sheets contain a gasket or mesh that acts as a gasket. However, gaskets take up so much space that laminated sheets are not preferred.
Вместо ламинированных листов можно изготавливать множество мелких поперечных вспомогательных проточных каналов через адсорбционные стержни. Фиг. 4 представляет вид в перспективе адсорбционного слоя 400 резервуара для адсорбции при переменном давлении, проиллюстрированного на фиг. 2, в модифицированной конфигурации. Адсорбционный слой 400 имеет внешнюю поверхность 405. Внешняя поверхность 405 имеет такие размеры, чтобы соответствовать внутреннему диаметру оболочки 205 резервуара 200 на фиг. 2.Instead of laminated sheets, it is possible to produce many small transverse auxiliary flow channels through the adsorption rods. FIG. 4 is a perspective view of the
Главные проточные каналы 410 предусмотрены внутри монолитного адсорбционного материала 415. Главные проточные каналы 410 проходят вдоль главной оси адсорбционного слоя 400. Однако для дополнительного увеличения площади поверхности вдоль адсорбционных стержней предусмотрены мелкие поперечные каналы 420 через монолитный материал 415. Эти каналы служат в качестве вспомогательных проточных каналов 420.The
Вспомогательные проточные каналы 420 могут представлять собой очень мелкие трубчатые каналы, у которых диаметр составляет, например, менее чем приблизительно 25 мкм. Вспомогательные проточные каналы 420 не являются настолько крупными, чтобы полностью отделять адсорбционный стержень 415. Таким образом, исключается необходимость в опорных прокладках.
Необязательные вспомогательные проточные каналы 420 способствуют балансу давления между главными проточными каналами 410. Как производительность, так и чистота газа может пострадать, если существует чрезмерное несоответствие каналов. В связи с этим, если один проточный канал оказывается больше, чем соседний проточный канал, или принимает больший поток газа, чем другой канал, может происходить преждевременный прорыв продукта. Это, в свою очередь, приводит к снижению чистоты товарного газа до неприемлемых уровней чистоты. Кроме того, для устройств, работающих при частоте циклов, составляющей более чем приблизительно 50 циклов в минуту, требуется более высокая однородность проточных каналов и меньший перепад давления, чем для устройств, работающих при меньшем числе циклов в минуту.The optional
Далее рассмотрим снова фиг. 2 и 3, где резервуар 200, представленный на фиг. 2, имеет форму цилиндра, и представленные адсорбционные стержни 315 имеют трубчатую форму. Однако можно использовать и другие формы, которые являются подходящими для использования в оборудовании для процессов переменной адсорбции. Неограничительные примеры конфигураций резервуара включают монолиты разнообразных форм, имеющие множество практически параллельных каналов, проходящих от одного края монолита к другому; множество трубчатых деталей; уложенные слои из листов адсорбента с прокладками между каждой парой листов; многослойные спиральные рулоны или связки из полых волокон, а также связки практически параллельных твердых волокон.Next, we again consider FIG. 2 and 3, where the
Кроме того, можно использовать другие варианты осуществления для параллельного канального контактора. Такие варианты осуществления включают контакторы, представленные и описанные в связи с фиг. 1-9 патентной публикации США № 2008/0282887. Эта публикация во всей своей полноте снова включается в настоящий документ посредством ссылки.In addition, other embodiments for a parallel channel contactor may be used. Such embodiments include contactors provided and described in connection with FIG. 1-9 of US Patent Publication No. 2008/0282887. This publication in its entirety is hereby incorporated by reference again.
Снова рассмотрим фиг. 1, представляющую четыре иллюстративные ступени разделения. Это ступень 132′/132", ступень 134, ступень 136 и ступень 138. Каждая ступень представляет собой адсорбционный слой, причем ступени 132′/132", 134, 136, 138 расположены последовательно. Каждый из адсорбционных слоев предпочтительно находится в своем собственном резервуаре высокого давления, таком как резервуар 200 на фиг. 2. Однако в объем настоящей заявки входит вариант, согласно которому по меньшей мере некоторые из слоев находятся в одном резервуаре высокого давления, в то время как остальные ступени расположены последовательно.Again, consider FIG. 1, representing four illustrative stages of separation. This
Во-первых, ступень 132′ представляет собой отделение водяного пара от газа в линии 122. Таким образом, первый адсорбционный слой предусмотрен на ступени 132′ где адсорбционный материал предназначен для адсорбции водяного пара. Когда адсорбционный материал насыщается, в слое на ступени 132′ происходит десорбция, и водяной пар выпускается через линию 131′. Необязательно водяной пар объединяется с жидкостью в линии 121 из сепаратора 120, как показано в линии 125.Firstly, step 132 ′ is the separation of water vapor from gas in
Жидкости в линии 125 преимущественно представляют собой воду. Эти жидкости можно повторно вводить в пластовый резервуар в качестве части операции заводнения. В качестве альтернативы, воду можно обрабатывать и выпускать в окружающую морскую среду. В качестве еще одной альтернативы, воду можно обрабатывать и пропускать через процесс опреснения для использования в орошении или промышленного использования на берегу. В качестве еще одной альтернативы, как отмечено выше, жидкости в линии 125 можно подвергать дополнительному разделению для улавливания любых углеводородов.The fluids in
Оказывается предпочтительным, чтобы первая ступень 132′ представляла собой просто ступень заключительной очистки. Это означает, что основная масса воды уже была отделена или удалена предшествующим обезвоживающим резервуаром (таким как резервуар 120), и адсорбционный слой на ступени 132′ просто отделяет остаточный водяной пар.It turns out that the
Если используется обезвоживающий резервуар, текучие среды в линии 122 включают влагопоглотитель, такой как этиленгликоль. Таким образом, вспомогательная первая ступень 132" предусмотрена для отделения влагопоглотителя. На фиг. 1 влагопоглотитель удаляется из газоразделительного блока 130 через отдельный адсорбционный слой. Когда этот слой становится насыщенным, влагопоглотитель выпускают через линию 131". Влагопоглотитель можно регенерировать для использования в обезвоживающем резервуаре 120.If a dewatering tank is used, the fluids in
Фиг. 1 также представляет вторую ступень 134 отделения загрязняющих веществ. Иллюстративная вторая ступень 134 предназначена для отделения тяжелых углеводородов. Как отмечено выше, тяжелые углеводороды, главным образом, включают любой этан из исходного потока газа. Может также адсорбироваться некоторое количество пропана и бутана. Тяжелые углеводороды адсорбируются в адсорбционном слое, в то время как содержащий серу газ и легкие углеводороды выпускаются.FIG. 1 also represents a second
Оказывается возможным, что если содержание тяжелых углеводородов является очень малым, такие компоненты будут адсорбироваться на первой разделительной ступени 132′/132". Это также зависит от состава адсорбционных слоев на первой разделительной ступени 132′/132". Однако если содержание тяжелых углеводородов велико и превышает, например, уровень от 3 до 5 процентов, то оказывается желательной отдельная специальная ступень адсорбции 134. После насыщения тяжелые углеводороды выпускают через линию 133.It turns out that if the content of heavy hydrocarbons is very small, such components will be adsorbed on the
Оказывается предпочтительным, чтобы адсорбционный слой на ступени 134 представлял собой цеолитный материал. Неограничительные примеры цеолитов, имеющих поры соответствующих размеров для отделения тяжелых углеводородов, включают MF1, фожазит, MCM-41 и бета-цеолит. Оказывается предпочтительным, чтобы соотношение Si/Al в цеолитах, используемых для отделения тяжелых углеводородов в способе согласно варианту осуществления настоящего изобретения, составляло от приблизительно 20 до приблизительно 1000, предпочтительно от приблизительно 200 до приблизительно 1000 для цели предотвращения чрезмерного загрязнения адсорбента.It turns out that the adsorption layer at
Слои молекулярных сит, которые изготовлены из цеолита, могут оказаться наиболее эффективными для отделения компонентов, содержащих от 2 до 4 атомов углерода, в то время как слои геля диоксида кремния могут оказаться наиболее эффективными для отделения тяжелых углеводородов, содержащих 5 и более атомов углерода. Дополнительную техническую информацию об использовании адсорбционного кинетического разделения в случае отделения газообразных углеводородных компонентов представляет патентная публикация США № 2008/0282884, озаглавленная «Отделение тяжелых углеводородов от газовых смесей, содержащих тяжелые углеводороды и метан». Данная патентная публикация во всей своей полноте также включается в настоящий документ посредством ссылки.Layers of molecular sieves that are made of zeolite may be most effective for separating components containing from 2 to 4 carbon atoms, while silicon dioxide gel layers may be most effective for separating heavy hydrocarbons containing 5 or more carbon atoms. Additional technical information on the use of adsorption kinetic separation in the case of separation of gaseous hydrocarbon components is provided by US patent publication No. 2008/0282884, entitled "Separation of heavy hydrocarbons from gas mixtures containing heavy hydrocarbons and methane." This patent publication in its entirety is also incorporated herein by reference.
Как отмечено выше, отделенные тяжелые углеводороды выпускают через линию 133. Тяжелые углеводороды можно продавать как товарный топливный продукт. В качестве альтернативы, тяжелые углеводороды можно подвергать некоторому охлаждению для отделения путем конденсации более тяжелых компонентов и получения пара метана.As noted above, the separated heavy hydrocarbons are discharged via
Поток газа далее поступает на третью ступень 136. Третья ступень 136 обеспечивает отделение содержащих серу компонентов. Содержащие серу компоненты могут включать сероводород, диоксид серы и меркаптаны. Содержащие серу газообразные компоненты адсорбируются в адсорбционном слое, в то время как метан проходит на необязательную четвертую ступень 138. После насыщения содержащие серу компоненты выпускают через линию 135.The gas stream then enters the
Если обезвоженный поток газа содержит сероводород, может оказаться преимущественным вводить в адсорбент силикаты олова. В частности, восьмичленные цеолиты можно изготавливать с добавками силикатов олова. Кинетическая селективность восьмичленных материалов данного класса обеспечивает быстрое введение H2S в цеолитные кристаллы. После насыщения слой продувают. Следует понимать, что содержащие серу компоненты предпочтительно отделяются посредством последующего процесса извлечения серы.If the dehydrated gas stream contains hydrogen sulfide, it may be advantageous to introduce tin silicates into the adsorbent. In particular, eight-membered zeolites can be prepared with tin silicates. The kinetic selectivity of eight-membered materials of this class ensures the rapid introduction of H 2 S into zeolite crystals. After saturation, the layer is purged. It should be understood that sulfur-containing components are preferably separated by a subsequent sulfur recovery process.
В газоразделительном блоке 130 также предусмотрена необязательная четвертая ступень 138. Четвертая ступень 138 обеспечивает отделение диоксида углерода и азота от потока газа. CO2 и N2 адсорбируются в адсорбционном слое ступени 138, и одновременно выпускается поток очищенного от соединений серы газа. При продувании CO2 и N2 выходят из газоразделительного блока 130 через выпускную линию 137. При этом поток очищенного от соединений серы газа выпускается через линию 140.An optional
Следует понимать, что газоразделительный блок 130 может содержать менее или более чем четыре ступени. Число ступеней АКР зависит от состава потока неочищенного газа, который выходит через газовую линию 122. Например, если поток неочищенного газа в газовой линии 122 содержит менее чем 0,5 объемных ч/млн H2S, то, вероятно, стадия адсорбции для отделения содержащих серу компонентов не потребуется. С другой стороны, если поток неочищенного газа в газовой линии 122 содержит металлические загрязняющие вещества, такие как ртуть, то для их отделения будет добавлена специальная ступень АКР.It should be understood that the
Как отмечено выше, на каждой из ступеней 132′/132", 134, 136, 138 используется адсорбционный слой. Каждый адсорбционный слой может представлять собой систему адсорбционных слоев, в которой установлено множество параллельных слоев. Эти слои могут быть наполнены, например, активированным углеродом или молекулярными ситами. Первый слой в каждой системе используется для адсорбции. Он представляет собой работающий слой. Второй слой подвергается регенерации, например, посредством уменьшения давления, в то время как первый слой находится в процессе работы. Следующий третий слой, который уже прошел регенерацию, находится в резерве и предназначается для использования в адсорбционной системе, когда первый слой становится насыщенным в значительной степени. Таким образом, для более эффективной работы можно использовать минимум три параллельных слоя.As noted above, an adsorption layer is used on each of the 132 ′ / 132 ″, 134, 136, 138 steps. Each adsorption layer may be a system of adsorption layers in which a plurality of parallel layers are installed. These layers may be filled, for example, with activated carbon or molecular sieves. The first layer in each system is used for adsorption. It is a working layer. The second layer is regenerated, for example, by reducing pressure, while the first layer is in the process of Ota. Next a third layer which has already passed the regeneration, is in reserve and is intended for use in the adsorption system when the first layer becomes saturated to a great extent. Thus, for more efficient operation can use at least three parallel layers.
На каждой ступени 132′/132", 134, 136, 138 работающий слой может находиться в своем собственном отдельном резервуаре, причем резервуары каждой ступени установлены последовательно. В качестве альтернативы, работающие слои можно устанавливать последовательно в один или несколько объединенных резервуаров. Следует также отметить, что слои можно изготавливать из материалов, которые одновременно адсорбируют более чем один компонент. Например, единственный слой может быть предназначен для одновременного предпочтительного отделения содержащих серу компонентов и диоксида углерода. В качестве альтернативы, два отдельных резервуара могут быть установлены последовательно и предназначены для отделения практически одного и того же компонента. Например, если поток неочищенного газа в газовой линии 122 имеет высокое содержание CO2, то можно предусмотреть два слоя в последовательных резервуарах для предпочтительного отделения CO2.At each
Можно использовать сочетание адсорбционных слоев различных типов при переходе от одной ступени к другой. Использование сочетания адсорбционных слоев позволяет препятствовать тяжелым углеводородам оставаться в газовой фазе и, в конечном счете, соединяться с потоком обогащенного метаном газа 140. В любой конфигурации из газоразделительного блока 130 выходит обогащенный метаном газ 140.You can use a combination of adsorption layers of various types in the transition from one stage to another. Using a combination of adsorption layers prevents heavy hydrocarbons from remaining in the gas phase and, ultimately, is connected to the stream of methane-
Газоперерабатывающая установка 100 также обеспечивает сжижение природного газа. В настоящем контексте это означает, что охлаждается очищенный от соединений серы поток обогащенного метаном газа 140. На фиг. 1 сжижающая установка обозначена номером 150.The
Перед поступлением в сжижающую установку 150 поток обогащенного метаном газа 140 можно подвергать умеренному сжатию. Это является особенно актуальным в том случае, где существует расстояние между газоразделительным блоком 130 и сжижающей установкой 150. В установке 100 на фиг. 1 имеется необязательный компрессор, обозначенный номером 145. Компрессор 145 выпускает поток сжатого обогащенного метаном газа 142, который поступает в сжижающую установку 150.Before entering the
Согласно настоящему изобретению сжижающая установка 150 представляет собой установку высокого давления на основе детандера. Фиг. 5 представляет технологическую блок-схему холодильной системы с детандерным циклом высокого давления 150 согласно одному варианту осуществления.According to the present invention, the
Во-первых, холодильная система 150 включает первый компрессорный блок 515. После поступления в сжижающую установку 150 поток очищенного от соединений серы обогащенного метаном газа 140 (или 142) проходит через первый компрессорный блок 515. Первый компрессорный блок 515 может представлять собой, например, центробежный компрессор высокого давления с сухим уплотнением. Первый компрессорный блок 515 повышает давление потока обогащенного метаном газа 140 до абсолютного давления, составляющего более чем 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа). Таким образом, образуется поток сжатого исходного газа 517.First, the
Сжижающая установка 150 также включает один или несколько компактных теплообменников для охлаждения потока очищенного от соединений серы сжатого газа 517. В конфигурации на фиг. 5 представлены первый 525 и второй 535 теплообменники. В сжижающей установке 150 также используют один или несколько детандеров высокого давления для дополнительного охлаждения. На фиг. 5 детандер обозначен номером 540.The
Детандер 540 может относиться к нескольким типам. Например, можно использовать клапан Джоуля-Томпсона (Joule-Thompson). В качестве альтернативы, может быть установлен турбодетандер. Турбодетандер представляет собой центробежную или аксиальную турбину, через которую расширяется газ высокого давления. Турбодетандеры, как правило, используют для производства работы, которую можно использовать, например, для движения компрессора. В связи с этим турбодетандеры представляют собой источник механической работы для таких процессов, как сжатие или охлаждение. Согласно любому варианту осуществления, производится поток сжиженного природного газа (СПГ). Поток СПГ проходит в линии, обозначенной номером 542.
Как отмечено выше, сжижающая установка 150 включает первый теплообменник 525. Теплообменник 525 представляет собой часть первого контура охлаждения 520 и может называться термином «первый холодильник». Первый холодильник 525 принимает поток сжатого исходного газа 517 из первого компрессорного блока 515. Первый холодильник 525 затем охлаждает поток сжатого исходного газа 517 до значительно пониженной температуры. Например, температура может понижаться до -100°C (-148°F).As noted above, the
Первый холодильник 525 выпускает поток сжатого охлажденного исходного газа 522. Поток сжатого охлажденного исходного газа 522 направляется в первый детандер 540. Он служит для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа 517 до температуры, при которой происходит существенное сжижение метана. Таким образом, выпускается поток сжиженного продукта 542, температура которого составляет по меньшей мере приблизительно -162°C (-260°F).The
В потоке продукта 542 содержатся основная жидкая фракция и остаточная незначительная паровая фракция. Таким образом, оказывается предпочтительным, чтобы сжижающая установка 150 также включала жидкостный разделительный резервуар 550. Жидкостный разделительный резервуар 550 предназначен для разделения жидкой фракции и остаточной паровой фракции. Таким образом, поток жидкого метана 152 выпускается в одной линии как товарный продукт СПГ, и отдельный поток холодного пара 552 выпускается как верхняя фракция.
Поток холодного пара 552 можно использовать в качестве холодильного агента для первого холодильника 525 в первом контуре охлаждения 520. Как можно видеть на фиг. 5, поток холодного пара 552 поступает в первый холодильник 525, где происходит теплообмен с потоком сжатого исходного газа 517. Затем выпускается поток частично нагретого продукта 554.
Поток частично нагретого продукта 554 направляется обратно в начало первого контура охлаждения 520. Это означает, что поток частично нагретого продукта 554 снова объединяется с потоком обогащенного метаном газа 140 (или 142). Для осуществления этого предусмотрен третий компрессорный блок 555. Третий компрессорный блок 555 выпускает поток сжатого частично нагретого продукта 557. Поток сжатого частично нагретого продукта 557 предпочтительно пропускают через первый компрессорный блок 515 с потоком обогащенного метаном газа 142.The partially
Оказывается предпочтительным, чтобы газосжижающая установка 150 включала второй теплообменник. Второй теплообменник, который обозначен номером 535, представляет собой второй холодильник. Второй теплообменник 535 можно необязательно размещать на линии в первом контуре охлаждения 520 после первого холодильника 525. Таким образом, второй теплообменник 535 обеспечивает переохлаждение в исходном потоке сжатого охлажденного газа 522. Однако оказывается предпочтительным, чтобы второй теплообменник 535 был установлен на линии в первом контуре охлаждения 520 перед первым холодильником 525. Такая конфигурация представлена на фиг. 5.It is preferred that the
На фиг. 5 второй теплообменник 535 или второй холодильник принимает поток частично нагретого продукта 554 из первого холодильника 525. Затем происходит косвенный теплообмен между потоком частично нагретого продукта 554 и потоком сжатого исходного газа 517. Теплообменник 535 предварительно охлаждает поток сжатого исходного газа 517 перед тем, как поток сжатого исходного газа 517 поступает в первый холодильник 525. Второй теплообменник 535, таким образом, выпускает поток предварительно охлажденного сжатого исходного газа 532 в первый холодильник 525.In FIG. 5, the
Теплообменник 535 также выпускает нагретый поток продукта 556. В данной конфигурации нагретый поток продукта 556 поступает в третий компрессорный блок 555, и выпускается как поток сжатого и частично нагретого продукта 557, который объединяется с потоком обогащенного метаном газа 142.The
Чтобы обеспечивать эффективное предварительное охлаждение во втором холодильнике 535, оказывается желательным использование холодильного агента в дополнение к потоку частично нагретого продукта 554. Таким образом, также предусмотрен второй контур охлаждения 530. Во втором контуре охлаждения 530 используется холодильный агент, находящийся в линии под номером 534. Холодильный агент в линии 534 предпочтительно представляет собой газообразный азот или азотсодержащий газ. Использование азота в качестве холодильного агента расширяет температурный интервал предварительного охлаждения.In order to provide efficient pre-cooling in the
Снова рассмотрим фиг. 1, где можно видеть, что отделяется часть загрязняющих веществ со ступени 138. Они представляют собой N2 и, возможно, некоторое количество CO2 в линии 137. Азот поступает через линию 147 в газосжижающую установку 150. Кроме того, оператор может направлять часть потока обогащенного метаном газа 140 на использование в качестве холодильного агента 534. Это осуществляется через линию 141. В качестве альтернативы или дополнения, оператор может отбирать часть тяжелых углеводородов, отделяемых со ступени 136. Этан (или другие тяжелые углеводороды) отбирают из линии 133 через линию 143. Линии 141, 143 и 147, которые представлены как штриховые линии, показывают необязательные пересечения текучей среды.Again, consider FIG. 1, where it can be seen that separates the contaminants from
Газообразные компоненты в линиях 141, 143 и 147 селективно и необязательно отбирают из газоразделительного блока 130 и объединяют в линии 149. Это представлено на фиг. 1. Компоненты из линий 141, 143 и/или 147 затем направляют через линию 149 во второй контур охлаждения 530. Это представлено на фиг. 5. Виден клапан 501 для регулирования потока компонентов из линий 141, 143 и/или 147 через линию 149 во второй контур охлаждения 530. Клапан 501 можно также использовать для отвода части компонентов из линий 141, 143, 147 на сжигание в газовой турбине для производства электроэнергии или на регенерацию слоя в связи с АПТ.The gaseous components in
Разумеется, следует понимать, что дополнительная система клапанов (не представлены на чертеже) будет регулировать относительные объемы компонентов в линиях 141, 143, 147, которые поступают в линию 149. Кроме того, понятно, что оператор может отводить азот из заданного резервуара (не представлен на чертеже) в качестве холодильного агента через линию 534. В любой конфигурации холодильный агент выходит через линию 534 из теплообменника 535 в нагретом состоянии. Холодильный агент проходит через второй компрессорный блок 536 для повышения давления и затем отводится через детандер 538 для повторного охлаждения. Холодильный агент в линии 534 затем поступает обратно в теплообменник 535. Можно дополнительно устанавливать небольшой холодильник (не представлен на чертеже) во второй контур охлаждения 530 после детандера 538 для дополнительного охлаждения холодильного агента в линии 534.Of course, it should be understood that an additional valve system (not shown in the drawing) will regulate the relative volumes of the components in
Следует отметить, что теплообменник 535 может служить только в качестве холодильника для газосжижающей установки 150. В данной конфигурации первый холодильник 525 не используется. Кроме того, часть пара 552 предпочтительно используется затем в качестве по меньшей мере части холодильного агента для линии 534. Однако использование теплообменника 535 с детандером 538 во втором контуре охлаждения 530 повышает общую эффективность охлаждения первого контура детандера 520. В любом случае настоящее изобретение не ограничивается конкретной конфигурацией холодильников или контуров охлаждения, если другие условия четко не определены в формуле изобретения.It should be noted that the
Фиг. 6 представляет последовательность технологических операций, иллюстрируя стадии процесса 600 сжижения потока неочищенного природного газа. В процессе 600 используется адсорбционное кинетическое разделение для получения потока обогащенного метаном газа. Кроме того, в процессе 600 дополнительно используется холодильная система с детандерным циклом высокого давления для охлаждения метана и получения товарного СПГ. Товарный СПГ предпочтительно производится на плавучей платформе или гравитационной платформе в море.FIG. 6 is a flowchart illustrating the steps of a
Во-первых, процесс 600 включает прием потока исходного природного газа в газоразделительном блоке. Газоразделительный блок включает один или несколько фракционирующих резервуаров. Фракционирующие резервуары сконструированы в соответствии с описанными выше фракционирующими резервуарами согласно их разнообразным вариантам осуществления. Фракционирующие резервуары предпочтительно работают в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД) для регенерации последовательности адсорбционных слоев. Адсорбционные слои предназначены, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны, азот или их сочетания.First,
Процесс 600 также включает существенное отделение метана от загрязняющих веществ в потоке исходного природного газа. В качестве первой стадии разделения поток неочищенного исходного природного газа необязательно проходит через обезвоживающий резервуар. Это служит отделению существенной части воды и других жидкофазных компонентов от потока природного газа. Стадию отделения жидкофазных компонентов (главным образом, воды) от газофазных компонентов представляет блок 620. Поток обезвоженного исходного природного газа затем выпускают как поток обезвоженного исходного природного газа.
После этого газофазные загрязняющие вещества отделяют от потока обезвоженного неочищенного газа. Стадию отделение метана от газофазных загрязняющих веществ в потоке исходного природного газа представляет блок 630. Эту стадию осуществляют посредством использования адсорбционных слоев в одном или нескольких фракционирующих резервуарах. Согласно одному аспекту отделение метана от загрязняющих веществ осуществляют посредством газоразделительного блока при абсолютном давлении, составляющем по меньшей мере приблизительно 500 фунтов на квадратный дюйм (3447,5 кПа).After that, gas-phase contaminants are separated from the dehydrated crude gas stream.
Фиг. 7 представляет последовательность технологических операций, иллюстрирующих стадии 700 для отделения загрязняющих веществ от потока неочищенного природного газа. На этих стадиях используется адсорбционное кинетическое разделение для создания потока обогащенного метаном газа.FIG. 7 is a
Сначала адсорбируется вода из потока исходного природного газа. В связи с этим используется адсорбционный слой, имеющий свойства удерживания воды. Эту стадию представляет блок 710. Как отмечено выше, оказывается предпочтительным, чтобы стадия отделения представляла собой просто стадию заключительной очистки. Это означает, что основная масса воды уже была отделена или удалена посредством предшествующего обезвоживающего резервуара на стадии, которую представляет блок 620.First, water is adsorbed from the feed stream of natural gas. In this regard, an adsorption layer having water retention properties is used.
Если используется обезвоживающий резервуар, загрязняющие вещества в потоке газа включают влагопоглотитель, такой как этиленгликоль. Соответственно, следующая стадия отделения компонентов включает адсорбцию влагопоглотителя. Эту стадию представляет блок 720.If a dewatering tank is used, the contaminants in the gas stream include a desiccant such as ethylene glycol. Accordingly, the next step in separating the components involves adsorption of a desiccant. This step is
Как представлено на фиг. 7, можно осуществлять разнообразные дополнительные адсорбционные стадии для отделения загрязняющих веществ. Эти стадии могут включать отделение содержащих серу компонентов (блок 730), отделение диоксида углерода и/или азота (блок 740), отделение ртути или других металлических элементов (блок 750) и отделение тяжелых углеводородов (блок 760). В зависимости от конструкции адсорбционных слоев, некоторые из этих компонентов можно отделять на единой объединенной стадии. Кроме того, можно изменять последовательность отделения загрязняющих веществ, которое осуществляется на стадиях, обозначенных блоками 710-760, хотя оказывается в высокой степени предпочтительным отделение воды на первой стадии, которую представляет блок 710. Таким образом, процесс 600 не является ограниченным последовательностью, согласно которой загрязняющие вещества отделяются на стадиях 700, если другие условия не определены в формуле настоящего изобретения.As shown in FIG. 7, various additional adsorption steps can be carried out to separate contaminants. These steps may include separating sulfur-containing components (block 730), separating carbon dioxide and / or nitrogen (block 740), separating mercury or other metal elements (block 750), and separating heavy hydrocarbons (block 760). Depending on the design of the adsorption layers, some of these components can be separated in a single combined stage. In addition, it is possible to change the sequence of separation of pollutants, which is carried out at the stages indicated by blocks 710-760, although it turns out to be highly preferred to separate the water in the first stage, which is
Согласно одному аспекту используют единый резервуар, содержащий множество адсорбционных слоев, расположенных последовательно. Например, по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке может включать резервуар, содержащий множество адсорбционных слоев, расположенных последовательно, таким образом, что:According to one aspect, a single reservoir is used comprising a plurality of adsorption layers arranged in series. For example, at least one fractionation tank in the gas separation unit may include a tank containing a plurality of adsorption layers arranged in series, such that:
первый адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения воды и других жидких компонентов от потока обезвоженного исходного природного газа;the first adsorption layer is mainly intended to separate water and other liquid components from the dehydrated natural gas feed stream;
второй адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения влагопоглотителя от потока обезвоженного исходного природного газа; иthe second adsorption layer is mainly intended for separating the desiccant from the dehydrated natural gas feed stream; and
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.the third reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
Можно устанавливать дополнительные резервуары для адсорбции и отделения различных содержащий серу газов.You can install additional tanks for adsorption and separation of various sulfur-containing gases.
Согласно другому аспекту используют множество резервуаров, расположенных последовательно, причем эти резервуары расположены в направлении потока обезвоженного исходного природного газа. Каждый резервуар выпускает постепенно очищаемый от соединений серы поток газообразного метана. Например,According to another aspect, a plurality of tanks are used arranged in series, these tanks being located in the direction of flow of the dehydrated natural gas feed. Each tank releases a stream of methane gas that is gradually purified from sulfur compounds. For example,
в первом резервуаре используется адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;in the first tank, an adsorption layer is used to separate the water remaining in the dehydrated natural gas feed stream;
во втором резервуаре используется адсорбционный слой, предназначенный для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; иin the second tank, an adsorption layer is used to separate the desiccant from the dehydrated stream of the source natural gas; and
в третьем резервуаре используется адсорбционный слой, предназначенный для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.in the third tank, an adsorption layer is used to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
Кислый газообразный компонент может представлять собой один или несколько содержащих серу компонентов. В качестве альтернативы, кислый газообразный компонент может представлять собой диоксид углерода.The acidic gaseous component may be one or more sulfur containing components. Alternatively, the acidic gaseous component may be carbon dioxide.
В результате стадий адсорбции 700, представленных на фиг. 7, образуется поток обогащенного метаном газа. Этот поток выпускают из газоразделительного блока в качестве потока обезвоженного исходного природного газа. Соответственно, процесс 600 далее включает выпуск потока обезвоженного обогащенного метаном газа из газоразделительного блока. Это представляет блок 640.As a result of the adsorption steps 700 shown in FIG. 7, a stream of methane-rich gas is formed. This stream is discharged from the gas separation unit as a dehydrated natural gas feed stream. Accordingly,
Поток обогащенного метаном газа направляется в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления. Это представляет блок 650. Холодильная система сконструирована в соответствии с холодильной системой 150, представленной выше на фиг. 5, согласно описанию в любом из ее разнообразных вариантов осуществления. Таким образом, холодильная система предпочтительно включает первый контур охлаждения для рециркуляции паровой части продукта, который используется в качестве холодильного агента в первом холодильнике, и второй контур охлаждения для рециркуляции азотсодержащего газа в качестве холодильного агента во втором холодильнике. Во втором холодильнике можно использовать холодильный агент на основе азота и частично нагретый газообразный метан из первого холодильника в качестве рабочей текучей среды.A stream of methane-enriched gas is sent to a refrigeration system with a high pressure expander cycle. This represents
Процесс 600 также включает сжатие потока обогащенного метаном газа. Это представляет блок 660. Поток газа сжимают до абсолютного давления, составляющего более чем 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа.
Процесс 600 далее включает охлаждение потока сжатого исходного газа для получения потока сжатого охлажденного исходного газа. Это представляет блок 670. Стадия охлаждения, представленная блоком 670, предпочтительно включает отбор потока сжатого исходного газа через по меньшей мере один теплообменник в первом контуре охлаждения 520. Например, поток сжатого исходного газа можно предварительно охлаждать, используя теплообменник 535 (второй холодильник) на фиг. 5, и затем дополнительно охлаждать, используя первый холодильник 525 на фиг. 5. Необязательно теплообменник 535 (второй холодильник) можно устанавливать в первом контуре охлаждения 520 после первого холодильника 525. Таким образом, теплообменник 535 переохлаждает поток сжатого исходного газа 517 после того, как поток сжатого исходного газа 517 проходит через первый холодильник 525.
Первый контур охлаждения 520 рециркулирует холодильный агент через по меньшей мере один теплообменник (такой как холодильник 525) и затем направляет использованный (нагретый) холодильный агент (554 и/или 556) в компрессорный блок 555. В компрессорном блоке нагретый холодильный агент сжимается до абсолютного давления, составляющего приблизительно от 1500 до 3500 фунтов на квадратный дюйм (от 10342 до 24132 кПа). Предпочтительнее компрессорный блок сжимает поток нагретого продукта до абсолютного давления, составляющего приблизительно от 2500 до 3000 фунтов на квадратный дюйм (от 17237 до 20684 кПа).The
Второй холодильник 535 предпочтительно представляет собой часть второго контура охлаждения 530. Второй холодильник 535 предназначен для охлаждения потока сжатого исходного газа 517, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена между потоком холодильного агента 534 и потоком сжатого исходного газа. Второй контур охлаждения 530 может также включать компрессорный блок 536. Компрессорный блок 536 предназначен для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник 535. Кроме того, второй контур охлаждения также включают детандер. Детандер принимает поток повторно сжатого охлажденного холодильного агента и расширяет поток сжатого охлажденного холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник 535.The
Процесс 600 также включает расширение потока сжатого охлажденного исходного газа 522. Это представляет блок 680. Согласно одному аспекту, расширение потока сжатого охлажденного исходного газа 522 включает уменьшение давления потока сжатого охлажденного исходного газа до абсолютного давления, составляющего от 50 фунтов на квадратный дюйм (345 кПа) до 450 фунтов на квадратный дюйм (3103 кПа). При расширении потока охлажденного исходного газа 522 образуется поток продукта СПГ 542. В потоке продукта содержатся жидкая фракция и остаточная паровая фракция.
Холодильная система с детандерным циклом высокого давления предпочтительно включает жидкостный разделительный резервуар. Процесс затем дополнительно включает разделение жидкой фракции и остаточной паровой фракции. Жидкую фракцию можно затем загружать в транспортный резервуар. Это представляет блок 690 на фиг. 6.The high pressure expansion cycle refrigeration system preferably includes a liquid separation tank. The process then further includes separating the liquid fraction and the residual vapor fraction. The liquid fraction can then be loaded into a transport tank. This represents block 690 in FIG. 6.
Чтобы продемонстрировать использование процесса 600 и, в частности, стадии отделения азота с применением системы АКР, были получены определенные данные. Эти данные представлены в таблицах в связи с конкретными примерами, приведенными ниже.To demonstrate the use of
ПримерыExamples
Приведенные ниже таблицы представляют сравнения, полученные с использованием имитатора технологического процесса Aspen HYSYS® (версия 2006 г.), компьютерной программы от компании Aspen Technology, Inc. (Кембридж, штат Массачусетс). В связи с данными таблицами используется термин «ССРК». Данный термин представляет собой сокращение термина «система селективного разделения компонентов» и в данном контексте означает адсорбционную систему АКР.The following tables represent comparisons made using the Aspen HYSYS® Process Simulator (2006 version), a computer program from Aspen Technology, Inc. (Cambridge, Massachusetts). In connection with these tables, the term "SSRK" is used. This term is an abbreviation of the term "selective component separation system" and in this context means an adsorption system AKP.
Сначала таблица 2 иллюстрирует эффект отделения азота от потока природного газа перед его сжижением. Осуществляется сравнение с традиционным подходом, согласно которому азот отделяется после сжижения азотсодержащего природного газа с использованием дистилляционной колонны. Достигаемая экономия энергии (составляющая более чем 7%) приводит к сокращению производящего энергию оборудования. Это, в свою очередь, приводит к сокращению объема и массы, и в результате этого обеспечивается морское производство СПГ.Table 2 first illustrates the effect of separating nitrogen from a natural gas stream before liquefying it. A comparison is made with the traditional approach, according to which nitrogen is separated off after liquefying a nitrogen-containing natural gas using a distillation column. The energy savings achieved (more than 7%) result in a reduction in energy-generating equipment. This, in turn, leads to a reduction in volume and mass, and as a result, offshore LNG production is ensured.
Влияние отделения азота посредством ССРК на мощность сжиженияtable 2
Effect of Nitrogen Separation by SCR on Liquefaction Power
Следует отметить, что легко достигаются требуемые характеристики СПГ.It should be noted that the required LNG characteristics are easily achieved.
Далее представлена таблица 3, иллюстрирующая преимущество использования холодильной системы с детандерным циклом высокого давления в отношении эффективности процесса. Тепловая энергия, требуемая для производства СПГ при температуре окружающей среды, составляющей 100°F (37,78°C), уменьшается при увеличении давления исходного газа вплоть до 17% при абсолютном давлении, составляющем 4000 фунтов на квадратный дюйм (27580 кПа). Традиционные способы подготовки газа уменьшают абсолютное давление исходного газа ниже 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа). Таким образом, требуется сжимающее оборудование и связанная с ним сжимающая мощность, чтобы повышать давление исходного газа и использовать преимущество экономии тепловой энергии при повышенных давлениях. Это погашает преимущества от уменьшения мощности для сжижения.The following table 3 illustrates the advantage of using a refrigeration system with a high pressure expander cycle in relation to process efficiency. The thermal energy required to produce LNG at an ambient temperature of 100 ° F (37.78 ° C) decreases with increasing source gas pressure up to 17% at an absolute pressure of 4000 psi (27580 kPa). Conventional gas preparation methods reduce the absolute pressure of the feed gas below 1000 psi (6895 kPa). Thus, compressive equipment and associated compressive power are required in order to increase the pressure of the feed gas and take advantage of thermal energy savings at elevated pressures. This extends the benefits of reduced capacity for liquefaction.
Влияние повышения давления исходного газа на требуемую нагрузку охлажденияTable 3
The effect of increasing the pressure of the source gas on the required cooling load
Было обнаружено, что эксплуатация газоразделительного блока на основе АКР при повышенном давлении сохраняет и даже увеличивает эти преимущества.It has been found that operating the AKP gas separation unit at elevated pressure retains and even increases these advantages.
Таблица 4 представляет повышение эффективности за счет использования способа разделения согласно настоящему изобретению. При традиционном подходе преимущество повышенного давления исходного газа достигается путем дополнительного сжатия исходного газа: энергия, связанная с уменьшением давления от устья скважины, которое определяется традиционным способом обработки газа путем экстракции растворителем, как правило, теряется. Блок ССРК может быть предназначен для сохранения давления в устье скважины, и в результате этого предотвращается потеря энергии, которая возникает при традиционном подходе.Table 4 presents the increase in efficiency through the use of the separation method according to the present invention. In the traditional approach, the advantage of increased pressure of the source gas is achieved by additional compression of the source gas: the energy associated with the decrease in pressure from the wellhead, which is determined by the traditional method of gas treatment by solvent extraction, is usually lost. The SSRK block can be designed to maintain pressure at the wellhead, and as a result, the energy loss that occurs during the traditional approach is prevented.
Считается, что путем использования небольших легковесных сепараторов АКР для изготовления газоразделительного блока и путем использования холодильной системы с детандерным циклом высокого давления экологическое воздействие оборудования и масса установок для подготовки или обработки газа уменьшаются на 75%. Это может соответствовать уменьшению на 21% объема и массы плавучей установки для производства СПГ. В качестве альтернативы, можно использовать имеющиеся объем и массу для увеличения мощности плавучей установки для производства СПГ. Таким образом, данное уменьшение повышает экономическую жизнеспособность проекта промышленного производства газа.It is believed that by using small lightweight ACP separators for the manufacture of a gas separation unit and by using a refrigeration system with a high pressure expander cycle, the environmental impact of equipment and the weight of gas treatment or treatment plants are reduced by 75%. This may correspond to a 21% reduction in the volume and weight of the floating LNG plant. Alternatively, the available volume and mass can be used to increase the capacity of the floating LNG plant. Thus, this decrease increases the economic viability of the industrial gas production project.
Как можно видеть, предложена усовершенствованная газоперерабатывающая установка для сжижения потока природного газа. Согласно одному аспекту, установка включает:As can be seen, an improved gas processing plant for liquefying a natural gas stream is proposed. According to one aspect, the installation includes:
1. Газоразделительный блок, причем газоразделительный блок имеет по меньшей мере один фракционирующий резервуар, включающий:1. A gas separation unit, wherein the gas separation unit has at least one fractionation tank, including:
газовый впуск для приема природной газовой смеси, включающей метан,a gas inlet for receiving a natural gas mixture comprising methane,
адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5, таким образом, что загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом, иan adsorption material that has kinetic selectivity in favor of pollutants with respect to methane of more than 5, so that the pollutants are kinetically adsorbed by the adsorption material, and
газовый выпуск для выхода потока обогащенного метаном газа; иa gas outlet for exiting a stream of methane-enriched gas; and
холодильную систему с детандерным циклом высокого давления, включающую:refrigeration system with a high pressure expander cycle, including:
первый компрессорный блок, предназначенный для приема существенной части потока обогащенного метаном газа и для сжатия потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в результате чего получается поток сжатого исходного газа;a first compressor unit for receiving a substantial portion of the methane-enriched gas stream and for compressing the methane-enriched gas stream to an absolute pressure of more than about 1000 psi (6895 kPa), resulting in a compressed feed gas stream;
первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа; иa first refrigerator for cooling a stream of compressed feed gas and producing a stream of compressed chilled feed gas; and
первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию.the first expander designed to expand the flow of compressed chilled feed gas and obtain a product stream containing a liquid fraction and a residual vapor fraction.
2. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой:2. Gas processing plant according to claim 1, in which:
первый холодильник предназначен для приема части потока продукта из первого детандера, и использование часть потока продукта для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена.the first refrigerator is designed to receive a portion of the product stream from the first expander, and use a portion of the product stream to cool the compressed feed gas stream through heat transfer.
3. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой:3. The gas processing plant according to claim 1, in which:
первый холодильник предназначен для использования потока внешнего холодильного агента и охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена.the first refrigerator is designed to use an external refrigerant stream and to cool the compressed feed gas stream through heat exchange.
4. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:4. The gas processing plant according to claim 1, wherein the refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes:
жидкостный разделительный резервуар, предназначенный для разделения жидкой фракции и остаточной паровой фракции из первого детандера.a liquid separation tank for separating the liquid fraction and the residual vapor fraction from the first expander.
5. Газоперерабатывающая установка по п. 4, в которой:5. Gas processing plant according to claim 4, in which:
первый холодильник принимает по меньшей мере часть паровой фракции, и использует паровую фракцию для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена в качестве части первого контура охлаждения;the first refrigerator receives at least a portion of the vapor fraction, and uses the vapor fraction to cool the compressed feed gas stream through heat exchange as part of the first cooling circuit;
первый холодильник выпускает (i) поток охлажденного исходного газа, и (ii) поток частично нагретого продукта после теплообмена с потоком сжатого исходного газа; иthe first refrigerator discharges (i) a stream of chilled feed gas, and (ii) a stream of partially heated product after heat exchange with a stream of compressed feed gas; and
холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:The refrigeration system with high pressure expander cycle further includes:
второй холодильник, предназначенный для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена с потоком холодильного агента и паровой фракцией; иa second refrigerator designed to further cool the compressed feed gas stream, at least in part, by indirect heat exchange with the refrigerant stream and the vapor fraction; and
второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока повторно сжатого холодильного агента и расширения потока повторно сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.a second cooling circuit having (i) a second compressor unit for re-compressing the refrigerant stream after the refrigerant stream has passed through the second refrigerator, and (ii) a second expander for receiving the re-compressed refrigerant stream and expanding the stream again compressed refrigerant before returning to the second refrigerator.
6. Газоперерабатывающая установка по п. 5, в которой холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:6. The gas processing plant according to claim 5, in which the refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes:
третий компрессорный блок в первом контуре охлаждения для сжатия потока частично нагретого продукта после теплообмена с потоком сжатого исходного газа; иa third compressor unit in a first cooling circuit for compressing a partially heated product stream after heat exchange with a compressed source gas stream; and
линию для объединения потока сжатого частично нагретого продукта с потоком исходного газа и завершения первого контура охлаждения.a line for combining the compressed partially heated product stream with the feed gas stream and completing the first cooling circuit.
7. Газоперерабатывающая установка по п. 5, в которой второй холодильник переохлаждает поток охлажденного исходного газа после того, как поток охлажденного исходного газа выходит из первого холодильника.7. The gas processing plant of claim 5, wherein the second refrigerator subcooles the cooled feed gas stream after the cooled feed gas stream exits the first refrigerator.
8. Газоперерабатывающая установка по п. 5, в которой второй холодильник предварительно охлаждает поток сжатого исходного газа перед тем, как поток сжатого исходного газа поступает в первый холодильник.8. The gas processing plant of claim 5, wherein the second refrigerator pre-cools the compressed feed gas stream before the compressed feed gas stream enters the first refrigerator.
9. Газоперерабатывающая установка по п. 8, в которой:9. The gas processing plant according to claim 8, in which:
второй холодильник принимает поток частично нагретого продукта из первого холодильника для дополнительного теплообмена с потоком сжатого исходного газа; иthe second refrigerator receives a partially heated product stream from the first refrigerator for additional heat exchange with the compressed feed gas stream; and
выпускает нагретый поток продукта в третий компрессорный блок для завершения первого контура охлаждения.discharges the heated product stream into the third compressor unit to complete the first cooling circuit.
10. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой установка расположена на (i) плавучей платформе, (ii) гравитационной платформе или (iii) резервуаре судовой формы в море.10. The gas processing facility according to claim 1, wherein the installation is located on (i) a floating platform, (ii) a gravity platform, or (iii) a ship-shaped tank in the sea.
11. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД).11. The gas processing plant according to claim 1, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in the adsorption mode under variable pressure (APD) or short-cycle adsorption under variable pressure (KCAPD).
12. Газоперерабатывающая установка по п. 11, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар предназначен, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны или их сочетания.12. The gas processing plant of claim 11, wherein the at least one fractionation tank is designed to adsorb CO 2 , H 2 S, H 2 O, heavy hydrocarbons, volatile organic compounds (VOCs), mercaptans, or combinations thereof.
13. Газоперерабатывающая установка по п. 12, дополнительно включающая:13. The gas processing plant according to claim 12, further comprising:
обезвоживающий резервуар, предназначенный для приема потока исходного природного газа, отделения существенной части воды от потока исходного природного газа и выпуска обезвоженного потока исходного природного газа, по меньшей мере, в один фракционирующий резервуар.a dewatering tank for receiving a natural gas feed stream, separating a substantial portion of the water from the natural gas feed stream, and discharging the dehydrated natural gas feed stream to at least one fractionation tank.
14. Способ сжижения потока исходного природного газа, включающий:14. A method of liquefying a stream of source natural gas, including:
прием потока исходного природного газа в газоразделительном блоке, причем газоразделительный блок имеет по меньшей мере один фракционирующий резервуар, включающий:receiving a feed stream of natural gas in the gas separation unit, the gas separation unit having at least one fractionation tank, including:
газовый впуск для приема природной газовой смеси, включающей метан,a gas inlet for receiving a natural gas mixture comprising methane,
адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5, таким образом, что загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом, иan adsorption material that has kinetic selectivity in favor of pollutants with respect to methane of more than 5, so that the pollutants are kinetically adsorbed by the adsorption material, and
газовый выпуск, предназначенный для выхода потока обогащенного метаном газа;a gas outlet for discharging a stream of methane-enriched gas;
существенное отделение метана от загрязняющих веществ в потоке исходного природного газа;significant separation of methane from pollutants in the stream of the source of natural gas;
выпуск потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока;the release of a stream of methane-enriched gas from the gas separation unit;
направление потока обогащенного метаном газа в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления;directing the flow of methane-enriched gas into the refrigeration system with a high pressure expander cycle;
сжатие потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа;compressing the methane-enriched gas stream to an absolute pressure of more than 1000 psi (6895 kPa) in order to obtain a compressed feed gas stream;
охлаждение потока сжатого исходного газа для получения потока сжатого охлажденного исходного газа;cooling the compressed feed gas stream to obtain a compressed compressed feed gas stream;
расширение потока сжатого охлажденного исходного газа для получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию; иexpanding the compressed chilled feed gas stream to obtain a product stream containing a liquid fraction and a residual vapor fraction; and
отделение паровой фракции от жидкой фракции.separation of the vapor fraction from the liquid fraction.
15. Способ по п. 14, в котором холодильная система с детандерным циклом высокого давления включает:15. The method according to p. 14, in which the refrigeration system with an expander high pressure cycle includes:
первый компрессорный блок, предназначенный для приема существенной части потока обогащенного метаном газа и получения потока сжатого исходного газа;a first compressor unit for receiving a substantial portion of the methane-enriched gas stream and producing a compressed feed gas stream;
первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа; иa first refrigerator for cooling a stream of compressed feed gas and producing a stream of compressed chilled feed gas; and
первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта.the first expander designed to expand the flow of compressed chilled feed gas and obtain a product stream.
16. Способ по п. 15, в котором охлаждение потока сжатого исходного газа включает:16. The method of claim 15, wherein cooling the compressed feed gas stream comprises:
введение по меньшей мере части паровой фракции из потока продукта в первый холодильник в качестве части первого контура охлаждения; иintroducing at least a portion of the vapor fraction from the product stream into the first refrigerator as part of the first cooling circuit; and
теплообмен паровой фракции потока продукта с потоком сжатого исходного газа для охлаждения потока сжатого исходного газа.heat exchange of the vapor fraction of the product stream with the compressed feed gas stream to cool the compressed feed gas stream.
17. Способ по п. 16, в котором:17. The method according to p. 16, in which:
холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает жидкостный разделительный резервуар; иa refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes a liquid separation tank; and
отделение паровой фракции от жидкой фракции осуществляется с использованием жидкостного разделительного резервуара.the separation of the vapor fraction from the liquid fraction is carried out using a liquid separation tank.
18. Способ по п. 17, дополнительно включающий:18. The method according to p. 17, further comprising:
выпуск из первого холодильника (i) потока охлажденного исходного газа в качестве потока продукта и (ii) потока частично нагретого продукта в качестве рабочей текучей среды;the release from the first refrigerator (i) a stream of chilled feed gas as a product stream and (ii) a stream of partially heated product as a working fluid;
направление потока частично нагретого продукта в третий компрессорный блок; иthe direction of flow of the partially heated product to the third compressor unit; and
объединение потока сжатого частично нагретого продукта из третьего компрессорного блока с потоком обогащенного метаном газа для завершения первого контура охлаждения.combining the compressed partially heated product stream from the third compressor unit with the methane-rich gas stream to complete the first cooling circuit.
19. Способ по п. 18, в котором холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:19. The method according to p. 18, in which the refrigeration system with an expander high pressure cycle further includes:
второй холодильник, предназначенный для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена между потоком холодильного агента и паровой фракцией; иa second refrigerator designed to further cool the compressed feed gas stream, at least in part, by indirect heat exchange between the refrigerant stream and the vapor fraction; and
второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока сжатого холодильного агента и расширения потока сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.a second cooling circuit having (i) a second compressor unit for re-compressing the refrigerant stream after the refrigerant stream has passed through the second refrigerator, and (ii) a second expander for receiving the compressed refrigerant stream and expanding the compressed refrigerant stream agent before returning to the second refrigerator.
20. Способ по п. 19, в котором второй холодильник переохлаждает поток охлажденного исходного газа после того, как поток охлажденного исходного газа выходит из первого холодильника.20. The method according to p. 19, in which the second refrigerator cools the stream of chilled feed gas after the stream of chilled feed gas leaves the first refrigerator.
21. Способ по п. 19, в котором второй холодильник предварительно охлаждает поток сжатого исходного газа перед тем, как поток сжатого исходного газа поступает в первый холодильник.21. The method of claim 19, wherein the second refrigerator pre-cools the compressed feed gas stream before the compressed feed gas stream enters the first refrigerator.
22. Способ по п. 1, в котором установка расположена на (i) плавучей платформе, (ii) гравитационной платформе или (iii) резервуаре судовой формы в море.22. The method according to claim 1, in which the installation is located on (i) a floating platform, (ii) a gravity platform or (iii) a vessel-shaped vessel in the sea.
23. Способ по п. 22, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД).23. The method according to p. 22, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in the mode of adsorption at variable pressure (APD) or short-cycle adsorption at variable pressure (KCAPD).
24. Способ по п. 23, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар предназначен, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны или их сочетания.24. The method according to claim 23, wherein the at least one fractionation tank is designed to adsorb CO 2 , H 2 S, H 2 O, heavy hydrocarbons, volatile organic compounds (VOCs), mercaptans, or combinations thereof.
25. Способ по п. 22, дополнительно включающий:25. The method according to p. 22, further comprising:
пропускание потока исходного природного газа через обезвоживающий резервуар для отделения существенной части воды от потока исходного природного газа; иpassing a natural gas feed stream through a dewatering tank to separate a substantial portion of the water from the natural gas feed stream; and
выпуск потока обезвоженного исходного природного газа, по меньшей мере, в один фракционирующий резервуар для отделения загрязняющих веществ.discharging a dehydrated natural gas feed stream into at least one fractionation tank for separating contaminants.
26. Способ сжижения потока исходного природного газа, включающий:26. A method of liquefying a stream of a source of natural gas, including:
прием потока исходного природного газа в газоперерабатывающей установке;receiving a stream of natural gas in a gas processing plant;
пропускание потока исходного природного газа через обезвоживающий резервуар для отделения существенной части воды от потока исходного природного газа;passing a natural gas feed stream through a dewatering tank to separate a substantial portion of the water from the natural gas feed stream;
выпуск потока обезвоженного исходного природного газа в газоразделительный блок в качестве потока обезвоженного исходного природного газа;discharging a dehydrated natural gas feed stream to a gas separation unit as a dehydrated natural gas feed stream;
пропускание потока обезвоженного исходного природного газа в газоразделительном блоке через последовательность адсорбционных слоев для отделения газообразного метана от загрязняющих веществ в потоке обезвоженного исходного природного газа с использованием адсорбционного кинетического разделения;passing the dehydrated feed natural gas stream in the gas separation unit through a series of adsorption layers to separate methane gas from contaminants in the dehydrated feed natural gas stream using adsorption kinetic separation;
выпуск потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока;the release of a stream of methane-enriched gas from the gas separation unit;
направление потока обогащенного метаном газа в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления;directing the flow of methane-enriched gas into the refrigeration system with a high pressure expander cycle;
сжатие потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа;compressing the methane-enriched gas stream to an absolute pressure of more than 1000 psi (6895 kPa) in order to obtain a compressed feed gas stream;
охлаждение потока сжатого исходного газа для получения потока сжатого охлажденного исходного газа;cooling the compressed feed gas stream to obtain a compressed compressed feed gas stream;
расширение потока сжатого охлажденного исходного газа для получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию.expanding the compressed chilled feed gas stream to obtain a product stream containing a liquid fraction and a residual vapor fraction.
27. Способ по п. 26, в котором последовательность адсорбционных слоев включает:27. The method according to p. 26, in which the sequence of adsorption layers includes:
первый адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;a first adsorption layer for separating water remaining in the dehydrated natural gas feed stream;
второй адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; иa second adsorption layer, mainly intended to separate the desiccant from the dehydrated stream of the feed natural gas; and
третий адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.a third adsorption layer, primarily intended to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
28. Способ по п. 27, в котором каждый из адсорбционных слоев соединен с двумя дополнительными адсорбционными слоями, составляя три адсорбционных слоя, причем:28. The method according to p. 27, in which each of the adsorption layers is connected to two additional adsorption layers, comprising three adsorption layers, wherein:
первый из трех адсорбционных слоев находится в работе и адсорбирует выбранное загрязняющее вещество;the first of the three adsorption layers is in operation and adsorbs the selected contaminant;
второй из трех адсорбционных слоев находится в процессе регенерации; иthe second of the three adsorption layers is in the process of regeneration; and
третий из трех адсорбционных слоев находится в резерве для замены первого из трех адсорбционных слоев; иthe third of the three adsorption layers is in reserve to replace the first of the three adsorption layers; and
причем регенерация представляет собой часть процесса адсорбции при переменном давлении.moreover, regeneration is part of the adsorption process at variable pressure.
Как можно видеть, предложена еще одна усовершенствованная газоперерабатывающая установка для сжижения потока природного газа. Согласно одному аспекту, установка включает:As you can see, another advanced gas processing plant for liquefying a natural gas stream is proposed. According to one aspect, the installation includes:
1A. Газоперерабатывающая установка для сжижения потока исходного природного газа, причем данная установка включает:1A. A gas processing plant for liquefying a stream of a source of natural gas, the installation including:
газоразделительный блок, причем газоразделительный блок имеет по меньшей мере один фракционирующий резервуар, включающий:a gas separation unit, wherein the gas separation unit has at least one fractionation tank, including:
газовый впуск для приема природной газовой смеси, включающей метан,a gas inlet for receiving a natural gas mixture comprising methane,
адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5, таким образом, что загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом, иan adsorption material that has kinetic selectivity in favor of pollutants with respect to methane of more than 5, so that the pollutants are kinetically adsorbed by the adsorption material, and
газовый выпуск для выхода потока обогащенного метаном газа; иa gas outlet for exiting a stream of methane-enriched gas; and
холодильную систему с детандерным циклом высокого давления, включающую:refrigeration system with a high pressure expander cycle, including:
первый компрессорный блок, предназначенный для приема существенной части потока обогащенного метаном газа и для сжатия потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в результате чего получается поток сжатого исходного газа;a first compressor unit for receiving a substantial portion of the methane-enriched gas stream and for compressing the methane-enriched gas stream to an absolute pressure of more than about 1000 psi (6895 kPa), resulting in a compressed feed gas stream;
первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа; иa first refrigerator for cooling a stream of compressed feed gas and producing a stream of compressed chilled feed gas; and
первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию.the first expander designed to expand the flow of compressed chilled feed gas and obtain a product stream containing a liquid fraction and a residual vapor fraction.
2A. Газоперерабатывающая установка по п. 1A, в которой:2A. A gas processing plant according to claim 1A, wherein:
первый холодильник предназначен для приема части потока продукта из первого детандера, и использование части потока продукта для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена.the first refrigerator is designed to receive part of the product stream from the first expander, and use part of the product stream to cool the compressed feed gas stream through heat transfer.
3A. Газоперерабатывающая установка по п. 1A, в которой:3A. A gas processing plant according to claim 1A, wherein:
первый холодильник предназначен для использования потока внешнего холодильного агента и охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена.the first refrigerator is designed to use an external refrigerant stream and to cool the compressed feed gas stream through heat exchange.
4A. Газоперерабатывающая установка по п. 1A, в которой холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:4A. The gas processing plant of claim 1A, wherein the refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes:
жидкостный разделительный резервуар, предназначенный для разделения жидкой фракции и остаточной паровой фракции из первого детандера.a liquid separation tank for separating the liquid fraction and the residual vapor fraction from the first expander.
5A. Газоперерабатывающая установка по п. 4A, в которой:5A. A gas processing plant according to claim 4A, wherein:
первый холодильник принимает по меньшей мере часть паровой фракции, и использует паровую фракцию для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена в качестве части первого контура охлаждения;the first refrigerator receives at least a portion of the vapor fraction, and uses the vapor fraction to cool the compressed feed gas stream through heat exchange as part of the first cooling circuit;
первый холодильник выпускает (i) поток охлажденного исходного газа, и (ii) поток частично нагретого продукта после теплообмена с потоком сжатого исходного газа; иthe first refrigerator discharges (i) a stream of chilled feed gas, and (ii) a stream of partially heated product after heat exchange with a stream of compressed feed gas; and
холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:The refrigeration system with high pressure expander cycle further includes:
второй холодильник, предназначенный для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена с потоком холодильного агента и паровой фракцией; иa second refrigerator designed to further cool the compressed feed gas stream, at least in part, by indirect heat exchange with the refrigerant stream and the vapor fraction; and
второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока повторно сжатого холодильного агента и расширения потока повторно сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.a second cooling circuit having (i) a second compressor unit for re-compressing the refrigerant stream after the refrigerant stream has passed through the second refrigerator, and (ii) a second expander for receiving the re-compressed refrigerant stream and expanding the stream again compressed refrigerant before returning to the second refrigerator.
6A. Газоперерабатывающая установка по п. 5A, в которой холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:6A. The gas processing plant of claim 5A, wherein the refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes:
третий компрессорный блок в первом контуре охлаждения для сжатия потока частично нагретого продукта после теплообмена с потоком сжатого исходного газа; иa third compressor unit in a first cooling circuit for compressing a partially heated product stream after heat exchange with a compressed source gas stream; and
линию для объединения потока сжатого частично нагретого продукта с потоком исходного газа и завершения первого контура охлаждения.a line for combining the compressed partially heated product stream with the feed gas stream and completing the first cooling circuit.
7A. Газоперерабатывающая установка по п. 5A, в которой второй холодильник переохлаждает поток охлажденного исходного газа после того, как поток охлажденного исходного газа выходит из первого холодильника.7A. The gas processing plant of claim 5A, wherein the second refrigerator subcooles the cooled feed gas stream after the cooled feed gas stream exits the first refrigerator.
8A. Газоперерабатывающая установка по п. 5A, в которой второй холодильник предварительно охлаждает поток сжатого исходного газа перед тем, как поток сжатого исходного газа поступает в первый холодильник.8A. The gas processing plant of claim 5A, wherein the second refrigerator pre-cools the compressed feed gas stream before the compressed feed gas stream enters the first refrigerator.
9A. Газоперерабатывающая установка по п. 8A, в которой:9A. The gas processing plant of claim 8A, wherein:
второй холодильник принимает поток частично нагретого продукта из первого холодильника для дополнительного теплообмена с потоком сжатого исходного газа; иthe second refrigerator receives a partially heated product stream from the first refrigerator for additional heat exchange with the compressed feed gas stream; and
выпускает нагретый поток продукта в третий компрессорный блок для завершения первого контура охлаждения.discharges the heated product stream into the third compressor unit to complete the first cooling circuit.
10A. Газоперерабатывающая установка по п. 9A, в которой третий компрессорный блок сжимает нагретый поток продукта до абсолютного давления, составляющего приблизительно от 1500 до 3500 фунтов на квадратный дюйм (от 10342 до 24132 кПа).10A. The gas processing plant of claim 9A, wherein the third compressor unit compresses the heated product stream to an absolute pressure of about 1,500 to 3,500 psi (10342 to 24132 kPa).
11A. Газоперерабатывающая установка по п. 1A, в которой установка расположена на (i) плавучей платформе, (ii) гравитационной платформе или (iii) резервуаре судовой формы в море.11A. The gas processing facility of Claim 1A, wherein the installation is located on (i) a floating platform, (ii) a gravity platform, or (iii) a ship-shaped tank in the sea.
12A. Газоперерабатывающая установка по п. 5A, в которой:12A. The gas processing plant of claim 5A, wherein:
поток холодильного агента включает газ, выбранный из группы, которую составляют: газообразный азот, азотсодержащий газ, побочный поток от потока обогащенного метаном газа и остаточная паровая фракция, а также их сочетания; иthe refrigerant stream includes a gas selected from the group consisting of: gaseous nitrogen, a nitrogen-containing gas, a side stream from a methane-rich gas stream and a residual vapor fraction, as well as combinations thereof; and
поток холодильного агента во втором контуре охлаждения движется в замкнутом контуре.the refrigerant stream in the second cooling circuit moves in a closed circuit.
13A. Газоперерабатывающая установка по п. 1A, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД).13A. The gas processing plant according to claim 1A, wherein the at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in a pressure swing adsorption (APD) or variable pressure short cycle adsorption (CCAPD).
14A. Газоперерабатывающая установка по п. 13A, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке дополнительно работает в режиме адсорбции при переменной температуре (АПТ) или короткоцикловой адсорбции при переменной температуре (КЦАПТ).14A. The gas processing plant of Claim 13A, wherein the at least one fractionation tank in the gas separation unit further operates in a variable temperature adsorption (APT) or a variable cycle short-range adsorption (CCCAT).
15A. Газоперерабатывающая установка по п. 13A, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар предназначен, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны или их сочетания.15A. The gas processing facility of Claim 13A, wherein the at least one fractionation tank is designed to adsorb CO 2 , H 2 S, H 2 O, heavy hydrocarbons, volatile organic compounds (VOCs), mercaptans, or combinations thereof.
16A. Газоперерабатывающая установка по п. 13A, в которой каждый из по меньшей мере одного фракционирующего резервуара работает совместно с другими фракционирующими резервуарами, образуя систему адсорбции при переменном давлении, включающую:16A. The gas processing facility of Claim 13A, wherein each of the at least one fractionation tank operates in conjunction with other fractionation tanks to form a pressure swing adsorption system, including:
по меньшей мере один работающий слой, обеспечивающий адсорбцию,at least one working adsorption layer,
по меньшей мере один слой в процессе регенерации под действием пониженного давления, иat least one layer during regeneration under reduced pressure, and
по меньшей мере один регенерированный слой, находящийся в резерве и предназначенный для использования в адсорбционной системе, когда по меньшей мере один работающий слой становится насыщенным в значительной степени.at least one regenerated layer in reserve and intended for use in an adsorption system when at least one working layer becomes substantially saturated.
17A. Газоперерабатывающая установка по п. 13A, дополнительно включающая:17A. The gas processing plant of Claim 13A, further comprising:
обезвоживающий резервуар, предназначенный для приема потока исходного природного газа, отделения существенной части воды от потока исходного природного газа и выпуска обезвоженного потока исходного природного газа по меньшей мере в один фракционирующий резервуар.a dewatering tank for receiving a natural gas feed stream, separating a substantial portion of the water from the natural gas feed stream, and discharging the dehydrated natural gas feed stream to at least one fractionation tank.
18A. Газоперерабатывающая установка по п. 17A, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке включает множество резервуаров, расположенных последовательно, таким образом, что:18A. The gas processing plant of claim 17A, wherein the at least one fractionation tank in the gas separation unit includes a plurality of tanks arranged in series, such that:
первый резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;the first reservoir includes an adsorption layer designed to separate the water remaining in the dehydrated natural gas feed stream;
второй резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; иthe second reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the desiccant from the dehydrated stream of the feed natural gas; and
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.the third reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
19A. Газоперерабатывающая установка по п. 17A, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке включает резервуар, содержащий множество адсорбционных слоев, расположенных последовательно, таким образом, что:19A. The gas processing plant of claim 17A, wherein the at least one fractionation tank in the gas separation unit includes a tank containing a plurality of adsorption layers arranged in series, such that:
первый адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения воды и других жидких компонентов от потока обезвоженного исходного природного газа;the first adsorption layer is mainly intended to separate water and other liquid components from the dehydrated natural gas feed stream;
второй адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения влагопоглотителя от потока обезвоженного исходного природного газа; иthe second adsorption layer is mainly intended for separating the desiccant from the dehydrated natural gas feed stream; and
третий резервуар включает адсорбционный слой, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.the third reservoir includes an adsorption layer, mainly for separating the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
20A. Способ сжижения потока исходного природного газа, включающий:20A. A method of liquefying a stream of a source of natural gas, including:
прием потока исходного природного газа в газоразделительном блоке, причем газоразделительный блок имеет по меньшей мере один фракционирующий резервуар, включающий:receiving a feed stream of natural gas in the gas separation unit, the gas separation unit having at least one fractionation tank, including:
газовый впуск для приема природной газовой смеси, включающей метан,a gas inlet for receiving a natural gas mixture comprising methane,
адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5, таким образом, что загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом, иan adsorption material that has kinetic selectivity in favor of pollutants with respect to methane of more than 5, so that the pollutants are kinetically adsorbed by the adsorption material, and
газовый выпуск, предназначенный для выхода потока обогащенного метаном газа;a gas outlet for discharging a stream of methane-enriched gas;
существенное отделение метана от загрязняющих веществ в потоке исходного природного газа;significant separation of methane from pollutants in the stream of the source of natural gas;
выпуск потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока;the release of a stream of methane-enriched gas from the gas separation unit;
направление потока обогащенного метаном газа в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления;directing the flow of methane-enriched gas into the refrigeration system with a high pressure expander cycle;
сжатие потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа;compressing the methane-enriched gas stream to an absolute pressure of more than 1000 psi (6895 kPa) in order to obtain a compressed feed gas stream;
охлаждение потока сжатого исходного газа для получения потока сжатого охлажденного исходного газа;cooling the compressed feed gas stream to obtain a compressed compressed feed gas stream;
расширение потока сжатого охлажденного исходного газа для получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию; иexpanding the compressed chilled feed gas stream to obtain a product stream containing a liquid fraction and a residual vapor fraction; and
отделение паровой фракции от жидкой фракции.separation of the vapor fraction from the liquid fraction.
21A. Способ по п. 20A, в котором холодильная система с детандерным циклом высокого давления включает:21A. The method of claim 20A, wherein the high pressure expansion cycle refrigeration system includes:
первый компрессорный блок, предназначенный для приема существенной части потока обогащенного метаном газа и получения потока сжатого исходного газа;a first compressor unit for receiving a substantial portion of the methane-enriched gas stream and producing a compressed feed gas stream;
первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа; иa first refrigerator for cooling a stream of compressed feed gas and producing a stream of compressed chilled feed gas; and
первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта.the first expander designed to expand the flow of compressed chilled feed gas and obtain a product stream.
22A. Способ по п. 21A, в котором охлаждение потока сжатого исходного газа включает:22A. The method of claim 21A, wherein cooling the compressed feed gas stream comprises:
введение по меньшей мере части паровой фракции из потока продукта в первый холодильник в качестве части первого контура охлаждения; иintroducing at least a portion of the vapor fraction from the product stream into the first refrigerator as part of the first cooling circuit; and
теплообмен паровой фракции потока продукта с потоком сжатого исходного газа для охлаждения потока сжатого исходного газа.heat exchange of the vapor fraction of the product stream with the compressed feed gas stream to cool the compressed feed gas stream.
23A. Способ по п. 22A, в котором:23A. The method of claim 22A, wherein:
холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает жидкостный разделительный резервуар; иa refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes a liquid separation tank; and
отделение паровой фракции от жидкой фракции осуществляется с использованием жидкостного разделительного резервуара.the separation of the vapor fraction from the liquid fraction is carried out using a liquid separation tank.
24A. Способ по п. 23A, дополнительно включающий:24A. The method of claim 23A, further comprising:
выпуск из первого холодильника (i) потока охлажденного исходного газа в качестве потока продукта и (ii) потока частично нагретого продукта в качестве рабочей текучей среды;the release from the first refrigerator (i) a stream of chilled feed gas as a product stream and (ii) a stream of partially heated product as a working fluid;
направление потока частично нагретого продукта в третий компрессорный блок; иthe direction of flow of the partially heated product to the third compressor unit; and
объединение потока сжатого частично нагретого продукта из третьего компрессорного блока с потоком обогащенного метаном газа для завершения первого контура охлаждения.combining the compressed partially heated product stream from the third compressor unit with the methane-rich gas stream to complete the first cooling circuit.
25A. Способ по п. 24A, в котором холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:25A. The method of claim 24A, wherein the refrigeration system with a high pressure expander cycle further comprises:
второй холодильник, предназначенный для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена между потоком холодильного агента и паровой фракцией; иa second refrigerator designed to further cool the compressed feed gas stream, at least in part, by indirect heat exchange between the refrigerant stream and the vapor fraction; and
второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока сжатого холодильного агента и расширения потока сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.a second cooling circuit having (i) a second compressor unit for re-compressing the refrigerant stream after the refrigerant stream has passed through the second refrigerator, and (ii) a second expander for receiving the compressed refrigerant stream and expanding the compressed refrigerant stream agent before returning to the second refrigerator.
26A. Способ по п. 25A, в котором второй холодильник переохлаждает поток охлажденного исходного газа после того, как поток охлажденного исходного газа выходит из первого холодильника.26A. The method of claim 25A, wherein the second refrigerator cools the cooled feed gas stream after the cooled feed gas stream exits the first refrigerator.
27A. Способ по п. 25A, в котором второй холодильник предварительно охлаждает поток сжатого исходного газа перед тем, как поток сжатого исходного газа поступает в первый холодильник.27A. The method of claim 25A, wherein the second refrigerator pre-cools the compressed feed gas stream before the compressed feed gas stream enters the first refrigerator.
28A. Способ по п. 23A, в котором установка расположена на (i) плавучей платформе, (ii) гравитационной платформе или (iii) резервуаре судовой формы в море.28A. The method of claim 23A, wherein the installation is located on (i) a floating platform, (ii) a gravity platform, or (iii) a ship-shaped tank at sea.
29A. Способ по п. 23A, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД).29A. The method of claim 23A, wherein the at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in a pressure swing adsorption (APD) or pressure swing short cycle adsorption (CCAPD).
30A. Способ по п. 23A, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке дополнительно работает в режиме адсорбции при переменной температуре (АПТ) или короткоцикловой адсорбции при переменной температуре (КЦАПТ).30A. The method according to claim 23A, wherein the at least one fractionation tank in the gas separation unit further operates in a variable temperature adsorption (APT) or a variable temperature short cycle adsorption (CAPT).
31A. Способ по п. 30A, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар предназначен, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны или их сочетания.31A. The method of claim 30A, wherein the at least one fractionation tank is designed to adsorb CO 2 , H 2 S, H 2 O, heavy hydrocarbons, volatile organic compounds (VOCs), mercaptans, or combinations thereof.
32A. Способ по п. 31A, дополнительно включающий:32A. The method of claim 31A, further comprising:
пропускание потока исходного природного газа через обезвоживающий резервуар для отделения существенной части воды от потока исходного природного газа; иpassing a natural gas feed stream through a dewatering tank to separate a substantial portion of the water from the natural gas feed stream; and
выпуск потока обезвоженного исходного природного газа по меньшей мере в один фракционирующий резервуар для отделения загрязняющих веществ.discharging a dehydrated natural gas feed stream into at least one fractionation tank for separating contaminants.
33A. Способ по п. 32A, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке включает множество резервуаров, расположенных последовательно, таким образом, что:33A. The method of claim 32A, wherein the at least one fractionating tank in the gas separation unit includes a plurality of tanks arranged in series, such that:
первый резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;the first reservoir includes an adsorption layer designed to separate the water remaining in the dehydrated natural gas feed stream;
второй резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; иthe second reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the desiccant from the dehydrated stream of the feed natural gas; and
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.the third reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
34A. Способ по п. 32A, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке включает резервуар, содержащий множество адсорбционных слоев, расположенных последовательно, таким образом, что:34A. The method of claim 32A, wherein the at least one fractionation tank in the gas separation unit includes a tank containing a plurality of adsorption layers arranged in series, such that:
первый адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения воды и других жидких компонентов от потока обезвоженного исходного природного газа;the first adsorption layer is mainly intended to separate water and other liquid components from the dehydrated natural gas feed stream;
второй адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения влагопоглотителя от потока обезвоженного исходного природного газа; иthe second adsorption layer is mainly intended for separating the desiccant from the dehydrated natural gas feed stream; and
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.the third reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
35A. Способ сжижения потока исходного природного газа, включающий:35A. A method of liquefying a stream of a source of natural gas, including:
прием потока исходного природного газа в газоперерабатывающей установке;receiving a stream of natural gas in a gas processing plant;
пропускание потока исходного природного газа через обезвоживающий резервуар для отделения существенной части воды от потока исходного природного газа;passing a natural gas feed stream through a dewatering tank to separate a substantial portion of the water from the natural gas feed stream;
выпуск потока обезвоженного исходного природного газа в газоразделительный блок в качестве потока обезвоженного исходного природного газа;discharging a dehydrated natural gas feed stream to a gas separation unit as a dehydrated natural gas feed stream;
пропускание потока обезвоженного исходного природного газа в газоразделительном блоке через последовательность адсорбционных слоев для отделения газообразного метана от загрязняющих веществ в потоке обезвоженного исходного природного газа с использованием адсорбционного кинетического разделения;passing the dehydrated feed natural gas stream in the gas separation unit through a series of adsorption layers to separate methane gas from contaminants in the dehydrated feed natural gas stream using adsorption kinetic separation;
выпуск потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока;the release of a stream of methane-enriched gas from the gas separation unit;
направление потока обогащенного метаном газа в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления;directing the flow of methane-enriched gas into the refrigeration system with a high pressure expander cycle;
сжатие потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа;compressing the methane-enriched gas stream to an absolute pressure of more than 1000 psi (6895 kPa) in order to obtain a compressed feed gas stream;
охлаждение потока сжатого исходного газа для получения потока сжатого охлажденного исходного газа;cooling the compressed feed gas stream to obtain a compressed compressed feed gas stream;
расширение потока сжатого охлажденного исходного газа для получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию.expanding the compressed chilled feed gas stream to obtain a product stream containing a liquid fraction and a residual vapor fraction.
36A. Способ по п. 35A, в котором последовательность адсорбционных слоев включает:36A. The method of claim 35A, wherein the sequence of adsorption layers comprises:
первый адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;a first adsorption layer for separating water remaining in the dehydrated natural gas feed stream;
второй адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; иa second adsorption layer, mainly intended to separate the desiccant from the dehydrated stream of the feed natural gas; and
третий адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.a third adsorption layer, primarily intended to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
37A. Способ по п. 36A, в котором первый, второй и третий адсорбционные слои расположены последовательно в направлении потока обезвоженного исходного природного газа в едином резервуаре высокого давления.37A. The method of claim 36A, wherein the first, second, and third adsorption layers are arranged sequentially in the direction of flow of the dehydrated feed natural gas in a single pressure vessel.
38A. Способ по п. 36A, в котором первый, второй и третий адсорбционные слои находятся в отдельных резервуарах высокого давления, которые расположены последовательно в направлении потока обезвоженного исходного природного газа.38A. The method of claim 36A, wherein the first, second, and third adsorption layers are in separate pressure vessels that are arranged in series in the direction of flow of the dehydrated feed natural gas.
39A. Способ по п. 36A, в котором каждый из адсорбционных слоев включает твердый адсорбционный слой, изготовленный из цеолитного материала.39A. The method of claim 36A, wherein each of the adsorption layers comprises a solid adsorption layer made of zeolite material.
40A. Способ по п. 37A, в котором каждый из адсорбционных слоев соединен с двумя дополнительными адсорбционными слоями, составляя три адсорбционных слоя, причем:40A. The method of claim 37A, wherein each of the adsorption layers is connected to two additional adsorption layers, comprising three adsorption layers, wherein:
первый из трех адсорбционных слоев находится в работе и адсорбирует выбранное загрязняющее вещество;the first of the three adsorption layers is in operation and adsorbs the selected contaminant;
второй из трех адсорбционных слоев находится в процессе регенерации; иthe second of the three adsorption layers is in the process of regeneration; and
третий из трех адсорбционных слоев находится в резерве для замены первого из трех адсорбционных слоев; и в которомthe third of the three adsorption layers is in reserve to replace the first of the three adsorption layers; and in which
регенерация представляет собой часть процесса адсорбции при переменном давлении.regeneration is part of the pressure swing adsorption process.
41A. Способ по п. 36A, в котором охлаждение потока сжатого исходного газа включает:41A. The method of claim 36A, wherein cooling the compressed feed gas stream comprises:
пропускание потока сжатого исходного газа через первый теплообменник для обеспечения теплообмена с охлажденным потоком холодильного агента, в результате чего образуется поток переохлажденного исходного газа; иpassing a stream of compressed feed gas through the first heat exchanger to provide heat exchange with a cooled stream of refrigerant, resulting in a stream of supercooled feed gas; and
пропускание потока переохлажденного исходного газа через второй теплообменник для обеспечения теплообмена с потоком охлаждающего газа, в результате чего образуется поток сжатого охлажденного исходного газа.passing a stream of supercooled source gas through a second heat exchanger to provide heat exchange with a stream of cooling gas, resulting in a stream of compressed cooled source gas.
42A. Способ по п. 41A, дополнительно включающий:42A. The method of claim 41A, further comprising:
отделение части остаточной паровой фракции от потока продукта;separating part of the residual vapor fraction from the product stream;
уменьшение давления отделенной части остаточной паровой фракции до абсолютного давления, составляющего приблизительно от 30 до 200 фунтов на квадратный дюйм (от 207 до 1379 кПа), для получения потока газа низкого давления;reducing the pressure of the separated portion of the residual vapor fraction to an absolute pressure of about 30 to 200 psi (207 to 1379 kPa) to produce a low pressure gas stream;
пропускание потока газа низкого давления через второй теплообменник в качестве потока охлаждающего газа; иpassing a low pressure gas stream through a second heat exchanger as a cooling gas stream; and
выпуск потока газа низкого давления из второго теплообменника в качестве потока частично нагретого газа.discharging a low pressure gas stream from a second heat exchanger as a partially heated gas stream.
43A. Способ по п. 42A, дополнительно включающий:43A. The method of claim 42A, further comprising:
пропускание потока частично нагретого газа через первый теплообменник в качестве потока охлаждающего газа; иpassing a partially heated gas stream through the first heat exchanger as a cooling gas stream; and
возвращение потока частично нагретого газа в поток обезвоженного исходного природного газа для сжатия с потоком обогащенного метаном газа.returning the partially heated gas stream to the dehydrated natural gas feed stream for compression with the methane-rich gas stream.
44A. Способ по п. 36A, в котором:44A. The method of claim 36A, wherein:
сжатие потока обогащенного метаном газа включает сжатие потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего приблизительно от 1200 фунтов на квадратный дюйм (8274 кПа) до 4500 фунтов на квадратный дюйм (31026 кПа); иcompressing a methane-enriched gas stream includes compressing a methane-enriched gas stream to an absolute pressure of about 1200 psi (8274 kPa) to 4500 psi (31026 kPa); and
расширение потока сжатого охлажденного исходного газа включает уменьшение давления потока сжатого охлажденного исходного газа до абсолютного давления, составляющего от 50 фунтов на квадратный дюйм (345 кПа) до 450 фунтов на квадратный дюйм (3103 кПа).expanding the compressed chilled feed gas stream includes reducing the pressure of the compressed chilled feed gas stream to an absolute pressure of 50 psi (345 kPa) to 450 psi (3103 kPa).
Как можно видеть, предложены процессы, системы и способы для сжижения потока исходного природного газа с использованием АКР и холодильной системы с детандерным циклом высокого давления. Такие процессы, системы и способы позволяют получать СПГ с использованием установки, имеющей меньшую массу, чем традиционные установки. Упомянутые выше процессы, системы и способы также допускают быстрое выполнение производственных операций в море. Изобретения, представленные в настоящем документе, не ограничиваются конкретным вариантом осуществления, описанным в настоящем документе, но определяются приведенной ниже формулой изобретения. Хотя очевидно, что изобретения, описанные в настоящем документе, хорошо приспособлены для достижения представленных выше выгод и преимуществ, следует отметить, что в данные изобретения можно вносить модификации, вариации и изменения без отклонения от их идеи.As you can see, the proposed processes, systems and methods for liquefying the flow of the source of natural gas using AKP and a refrigeration system with a high pressure expander cycle. Such processes, systems and methods make it possible to obtain LNG using a unit having a lower mass than conventional units. The above-mentioned processes, systems and methods also allow the rapid execution of production operations at sea. The inventions presented herein are not limited to the specific embodiment described herein, but are defined by the claims below. Although it is obvious that the inventions described herein are well adapted to achieve the above benefits and advantages, it should be noted that modifications, variations and changes can be made to these inventions without deviating from their idea.
Claims (26)
газоразделительный блок, причем в состав газоразделительного блока включен по меньшей мере один фракционирующий резервуар:
газовый впуск для приема природной газовой смеси, включающей метан,
адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5, таким образом, что загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом, и
газовый выпуск для выхода потока обогащенного метаном газа; и
холодильную систему с детандерным циклом высокого давления, включающую:
первый компрессорный блок, предназначенный для приема существенной части потока обогащенного метаном газа и для сжатия потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в результате чего получается поток сжатого исходного газа;
первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа; и
первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию, где по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД).1. A gas processing unit for liquefying a stream of a source of natural gas, the installation including:
a gas separation unit, wherein at least one fractionation tank is included in the gas separation unit:
a gas inlet for receiving a natural gas mixture comprising methane,
an adsorption material that has kinetic selectivity in favor of pollutants with respect to methane of more than 5, so that the pollutants are kinetically adsorbed by the adsorption material, and
a gas outlet to exit a stream of methane-enriched gas; and
refrigeration system with a high pressure expander cycle, including:
a first compressor unit for receiving a substantial portion of the methane-enriched gas stream and for compressing the methane-enriched gas stream to an absolute pressure of more than about 1000 psi (6895 kPa), resulting in a compressed feed gas stream;
a first refrigerator for cooling a stream of compressed feed gas and producing a stream of compressed chilled feed gas; and
the first expander designed to expand the compressed chilled feed gas stream and to obtain a product stream containing a liquid fraction and a residual vapor fraction, where at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in the mode of short-cycle adsorption under variable pressure (CCAPD).
первый холодильник предназначен для приема части потока продукта из первого детандера и использования части потока продукта для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена.2. Gas processing plant according to claim 1, in which:
the first refrigerator is designed to receive part of the product stream from the first expander and use part of the product stream to cool the compressed feed gas stream through heat transfer.
первый холодильник предназначен для использования потока внешнего холодильного агента для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена.3. The gas processing plant according to claim 1, in which:
the first refrigerator is designed to use an external refrigerant stream to cool the compressed feed gas stream through heat transfer.
жидкостный разделительный резервуар, предназначенный для разделения жидкой фракции и остаточной паровой фракции из первого детандера.4. The gas processing plant according to claim 1, wherein the refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes:
a liquid separation tank for separating the liquid fraction and the residual vapor fraction from the first expander.
первый холодильник принимает по меньшей мере часть паровой фракции и использует паровую фракцию для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена в качестве части первого контура охлаждения;
первый холодильник выпускает (i) поток охлажденного исходного газа и (ii) поток частично нагретого продукта после теплообмена с потоком сжатого исходного газа; и
холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:
второй холодильник, предназначенный для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена с потоком холодильного агента и паровой фракцией; и
второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока повторно сжатого холодильного агента и расширения потока повторно сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.5. Gas processing plant according to claim 4, in which:
the first refrigerator receives at least a portion of the vapor fraction and uses the vapor fraction to cool the compressed feed gas stream through heat exchange as part of the first cooling circuit;
the first refrigerator discharges (i) a stream of chilled feed gas and (ii) a stream of partially heated product after heat exchange with a stream of compressed feed gas; and
The refrigeration system with high pressure expander cycle further includes:
a second refrigerator designed to further cool the compressed feed gas stream, at least in part, by indirect heat exchange with the refrigerant stream and the vapor fraction; and
a second cooling circuit having (i) a second compressor unit for re-compressing the refrigerant stream after the refrigerant stream has passed through the second refrigerator, and (ii) a second expander for receiving the re-compressed refrigerant stream and expanding the stream again compressed refrigerant before returning to the second refrigerator.
третий компрессорный блок в первом контуре охлаждения для сжатия потока частично нагретого продукта после теплообмена с потоком сжатого исходного газа; и
линию для объединения потока сжатого частично нагретого продукта с потоком исходного газа и завершения первого контура охлаждения.6. The gas processing plant according to claim 5, in which the refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes:
a third compressor unit in a first cooling circuit for compressing a partially heated product stream after heat exchange with a compressed source gas stream; and
a line for combining the compressed partially heated product stream with the feed gas stream and completing the first cooling circuit.
второй холодильник принимает поток частично нагретого продукта из первого холодильника для дополнительного теплообмена с потоком сжатого исходного газа/ и
выпускает нагретый поток продукта в третий компрессорный блок для завершения первого контура охлаждения.9. The gas processing plant according to claim 8, in which:
the second refrigerator receives a stream of partially heated product from the first refrigerator for additional heat exchange with a stream of compressed source gas / and
discharges the heated product stream into the third compressor unit to complete the first cooling circuit.
поток холодильного агента включает газ, выбранный из группы, которую составляют: газообразный азот, азотсодержащий газ, побочный поток от потока обогащенного метаном газа и остаточная паровая фракция, а также их сочетания; и
поток холодильного агента во втором контуре охлаждения движется в замкнутом контуре.11. Gas processing plant according to claim 5, in which:
the refrigerant stream includes a gas selected from the group consisting of: gaseous nitrogen, a nitrogen-containing gas, a side stream from a methane-rich gas stream and a residual vapor fraction, as well as combinations thereof; and
the refrigerant stream in the second cooling circuit moves in a closed circuit.
по меньшей мере один работающий слой, обеспечивающий адсорбцию,
по меньшей мере один слой в процессе регенерации под действием пониженного давления, и
по меньшей мере один регенерированный слой, находящийся в резерве и предназначенный для использования в адсорбционной системе, когда по меньшей мере один работающий слой становится насыщенным в значительной степени.12. The gas processing plant according to claim 1, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in the adsorption at variable pressure (APD) or short cycle adsorption at variable pressure (KCAPD) and in which each of at least one fractionating tank works together with other fractionation tanks, forming an adsorption system at variable pressure, including:
at least one working adsorption layer,
at least one layer during regeneration under reduced pressure, and
at least one regenerated layer in reserve and intended for use in an adsorption system when at least one working layer becomes substantially saturated.
обезвоживающий резервуар, предназначенный для приема потока исходного природного газа, отделения существенной части воды от потока исходного природного газа и выпуска обезвоженного потока исходного природного газа по меньшей мере в один фракционирующий резервуар.13. The gas processing plant according to claim 1, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in the mode of adsorption at variable pressure (APD) or short-cycle adsorption at variable pressure (KCAPD) and further includes:
a dewatering tank for receiving a natural gas feed stream, separating a substantial portion of the water from the natural gas feed stream, and discharging the dehydrated natural gas feed stream to at least one fractionation tank.
первый резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;
второй резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; и
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.14. The gas processing installation according to claim 13, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit includes a plurality of tanks arranged in series, so that:
the first reservoir includes an adsorption layer designed to separate the water remaining in the dehydrated natural gas feed stream;
the second reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the desiccant from the dehydrated stream of the feed natural gas; and
the third reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
первый адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения воды и других жидких компонентов от потока обезвоженного исходного природного газа;
второй адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения влагопоглотителя от потока обезвоженного исходного природного газа; и
третий резервуар включает адсорбционный слой, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.15. The gas processing installation according to claim 13, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit includes a tank containing a plurality of adsorption layers arranged in series, so that:
the first adsorption layer is mainly intended to separate water and other liquid components from the dehydrated natural gas feed stream;
the second adsorption layer is mainly intended for separating the desiccant from the dehydrated natural gas feed stream; and
the third reservoir includes an adsorption layer, mainly for separating the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
прием потока исходного природного газа в газоразделительном блоке, причем газоразделительный блок имеет по меньшей мере один фракционирующий резервуар, включающий:
газовый впуск для приема природной газовой смеси, включающей метан, адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу по меньшей мере одного из загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5, таким образом, что загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом, и
газовый выпуск, предназначенный для выхода потока обогащенного метаном газа;
существенное отделение метана от по меньшей мере одного из загрязняющих веществ в потоке исходного природного газа;
выпуск потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока;
направление потока обогащенного метаном газа в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления;
сжатие потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа;
охлаждение потока сжатого исходного газа для получения потока сжатого охлажденного исходного газа;
расширение потока сжатого охлажденного исходного газа для получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию; и
отделение паровой фракции от жидкой фракции, где по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД).16. A method of liquefying a stream of source natural gas, including:
receiving a feed stream of natural gas in the gas separation unit, the gas separation unit having at least one fractionation tank, including:
a gas inlet for receiving a natural gas mixture comprising methane, an adsorption material that has kinetic selectivity in favor of at least one of the pollutants with respect to methane of more than 5, so that the pollutants are kinetically adsorbed adsorption material, and
a gas outlet for discharging a stream of methane-rich gas;
substantial separation of methane from at least one of the pollutants in the feed stream of natural gas;
the release of a stream of methane-enriched gas from the gas separation unit;
directing the flow of methane-enriched gas into the refrigeration system with a high pressure expander cycle;
compressing the methane-enriched gas stream to an absolute pressure of more than 1000 psi (6895 kPa) in order to obtain a compressed feed gas stream;
cooling the compressed feed gas stream to obtain a compressed compressed feed gas stream;
expanding the compressed chilled feed gas stream to obtain a product stream containing a liquid fraction and a residual vapor fraction; and
separation of the vapor fraction from the liquid fraction, where at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in the mode of short-cycle adsorption at variable pressure (KCAPD).
первый компрессорный блок, предназначенный для приема существенной части потока обогащенного метаном газа и получения потока сжатого исходного газа;
первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа; и
первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта.17. The method according to p. 16, in which the refrigeration system with an expander high pressure cycle includes:
a first compressor unit for receiving a substantial portion of the methane-enriched gas stream and producing a compressed feed gas stream;
a first refrigerator for cooling a stream of compressed feed gas and producing a stream of compressed chilled feed gas; and
the first expander designed to expand the flow of compressed chilled feed gas and obtain a product stream.
введение по меньшей мере части паровой фракции из потока продукта в первый холодильник в качестве части первого контура охлаждения; и
теплообмен паровой фракции потока продукта с потоком сжатого исходного газа для охлаждения потока сжатого исходного газа.18. The method of claim 17, wherein cooling the compressed feed gas stream comprises:
introducing at least a portion of the vapor fraction from the product stream into the first refrigerator as part of the first cooling circuit; and
heat exchange of the vapor fraction of the product stream with the compressed feed gas stream to cool the compressed feed gas stream.
холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает жидкостный разделительный резервуар; и
отделение паровой фракции от жидкой фракции осуществляется с использованием жидкостного разделительного резервуара.19. The method according to p. 18, in which:
a refrigeration system with a high pressure expander cycle further includes a liquid separation tank; and
the separation of the vapor fraction from the liquid fraction is carried out using a liquid separation tank.
выпуск из первого холодильника (i) потока охлажденного исходного газа в качестве потока продукта и (ii) потока частично нагретого продукта в качестве рабочей текучей среды;
направление потока частично нагретого продукта в третий компрессорный блок; и
объединение потока сжатого частично нагретого продукта из третьего компрессорного блока с потоком обогащенного метаном газа для завершения первого контура охлаждения.20. The method according to p. 19, further comprising:
the release from the first refrigerator (i) a stream of chilled feed gas as a product stream and (ii) a stream of partially heated product as a working fluid;
the direction of flow of the partially heated product to the third compressor unit; and
combining the compressed partially heated product stream from the third compressor unit with the methane-rich gas stream to complete the first cooling circuit.
второй холодильник, предназначенный для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена между потоком холодильного агента и паровой фракцией; и
второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока сжатого холодильного агента и расширения потока сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.21. The method according to p. 20, in which the refrigeration system with an expander high pressure cycle further includes:
a second refrigerator designed to further cool the compressed feed gas stream, at least in part, by indirect heat exchange between the refrigerant stream and the vapor fraction; and
a second cooling circuit having (i) a second compressor unit for re-compressing the refrigerant stream after the refrigerant stream has passed through the second refrigerator, and (ii) a second expander for receiving the compressed refrigerant stream and expanding the compressed refrigerant stream agent before returning to the second refrigerator.
в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке дополнительно работает в режиме адсорбции при переменной температуре (АПТ) или короткоцикловой адсорбции при переменной температуре (КЦАПТ);
в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар предназначен, чтобы адсорбировать CO2, H2S, H2O, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны или их сочетания; и
дополнительно включающий:
пропускание потока исходного природного газа через обезвоживающий резервуар для отделения существенной части воды от потока исходного природного газа; и
выпуск потока обезвоженного исходного природного газа по меньшей мере в один фракционирующий резервуар для отделения загрязняющих веществ.24. The method according to p. 19, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit operates in the mode of adsorption at variable pressure (APD) or short-cycle adsorption at variable pressure (KCAPD);
in which at least one fractionation tank in the gas separation unit additionally operates in the mode of adsorption at a variable temperature (APT) or short-cycle adsorption at a variable temperature (CAPT);
in which at least one fractionation tank is designed to adsorb CO 2 , H 2 S, H 2 O, heavy hydrocarbons, volatile organic compounds (VOCs), mercaptans, or combinations thereof; and
further comprising:
passing a natural gas feed stream through a dewatering tank to separate a substantial portion of the water from the natural gas feed stream; and
discharging a dehydrated natural gas feed stream into at least one fractionation tank for separating contaminants.
первый резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;
второй резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; и
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.25. The method according to p. 24, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit includes a plurality of tanks arranged in series, so that:
the first reservoir includes an adsorption layer designed to separate the water remaining in the dehydrated natural gas feed stream;
the second reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the desiccant from the dehydrated stream of the feed natural gas; and
the third reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
первый адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения воды и других жидких компонентов от потока обезвоженного исходного природного газа;
второй адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения влагопоглотителя от потока обезвоженного исходного природного газа; и
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа. 26. The method according to p. 24, in which at least one fractionation tank in the gas separation unit includes a tank containing many adsorption layers arranged in series, so that:
the first adsorption layer is mainly intended to separate water and other liquid components from the dehydrated natural gas feed stream;
the second adsorption layer is mainly intended for separating the desiccant from the dehydrated natural gas feed stream; and
the third reservoir includes an adsorption layer intended primarily to separate the sulfur-containing gaseous component from the dehydrated natural gas feed stream.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161521657P | 2011-08-09 | 2011-08-09 | |
US61/521,657 | 2011-08-09 | ||
PCT/US2012/045005 WO2013022529A1 (en) | 2011-08-09 | 2012-06-29 | Natural gas liquefaction process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014108880A RU2014108880A (en) | 2015-09-20 |
RU2596764C2 true RU2596764C2 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=47668781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014108880/05A RU2596764C2 (en) | 2011-08-09 | 2012-06-29 | Natural gas liquefaction method |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140208797A1 (en) |
AR (1) | AR087469A1 (en) |
AU (1) | AU2012294927B2 (en) |
CA (1) | CA2840723C (en) |
GB (1) | GB2507233B (en) |
RU (1) | RU2596764C2 (en) |
TW (1) | TWI577954B (en) |
WO (1) | WO2013022529A1 (en) |
Families Citing this family (58)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5710263B2 (en) | 2007-11-12 | 2015-04-30 | エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー | Production and use of utility gas |
EP3144050B1 (en) | 2008-04-30 | 2018-12-05 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for removal of oil from utility gas stream |
MY162263A (en) | 2010-05-28 | 2017-05-31 | Exxonmobil Upstream Res Co | Integrated adsorber head and valve design and swing adsorption methods related thereto |
TWI495501B (en) | 2010-11-15 | 2015-08-11 | Exxonmobil Upstream Res Co | Kinetic fractionators, and cycling processes for fractionation of gas mixtures |
BR112013018276A2 (en) | 2011-03-01 | 2019-09-24 | Exxonmobil Upstream Res Co | methods of removing contaminants from an oscillating adsorption hydrocarbon stream and related apparatus and systems |
CA2825148C (en) | 2011-03-01 | 2017-06-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods of removing contaminants from a hydrocarbon stream by swing adsorption and related apparatus and systems |
BR112013018597A2 (en) | 2011-03-01 | 2019-01-08 | Exxonmobil Upstream Res Co | apparatus and systems having an embedded adsorber contactor and oscillating adsorption processes |
CA2824162A1 (en) | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and systems having a rotary valve assembly and swing adsorption processes related thereto |
US9352269B2 (en) | 2011-03-01 | 2016-05-31 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and systems having a rotary valve assembly and swing adsorption processes related thereto |
US9017457B2 (en) | 2011-03-01 | 2015-04-28 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and systems having a reciprocating valve head assembly and swing adsorption processes related thereto |
EP2680947A4 (en) | 2011-03-01 | 2015-04-29 | Exxonmobil Upstream Res Co | Apparatus and systems having compact configuration multiple swing adsorption beds and methods related thereto |
CN103031168B (en) * | 2011-09-30 | 2014-10-15 | 新地能源工程技术有限公司 | Dehydration and de-heavy hydrocarbon technology for production of liquefied natural gas from methane-rich mixed gas |
US9034078B2 (en) | 2012-09-05 | 2015-05-19 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and systems having an adsorbent contactor and swing adsorption processes related thereto |
EP2948721A4 (en) * | 2013-01-24 | 2017-01-18 | Exxonmobil Upstream Research Company | Liquefied natural gas production |
US20140318178A1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | GNC Galileo SA | Method and apparatus for the liquefaction of natural gas |
US20140366577A1 (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-18 | Pioneer Energy Inc. | Systems and methods for separating alkane gases with applications to raw natural gas processing and flare gas capture |
CA2942552A1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | Dow Global Technologies Llc | Sequential removal of ngls from a natural gas stream |
GB2526604B (en) * | 2014-05-29 | 2020-10-07 | Equinor Energy As | Compact hydrocarbon wellstream processing |
US9675925B2 (en) | 2014-07-25 | 2017-06-13 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system having a valve assembly and swing adsorption processes related thereto |
US9518239B2 (en) * | 2014-07-29 | 2016-12-13 | Uop Llc | Process for removing sulfur compounds from natural gas streams |
NO20141176A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Global Lng Services As | Process and plant for the production of LNG |
WO2016076994A1 (en) | 2014-11-11 | 2016-05-19 | Exxonmobil Upstream Research Company | High capacity structures and monoliths via paste imprinting |
WO2016094034A1 (en) | 2014-12-10 | 2016-06-16 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Adsorbent-incorporated polymer fibers in packed bed and fabric contactors, and methods and devices using same |
RU2666849C1 (en) | 2014-12-23 | 2018-09-12 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Structured adsorbent bed, methods for its production and its application |
WO2016167995A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-10-20 | Dow Global Technologies Llc | Cross-linked macroporous polymer used for selective removal of hydrogen sulfide from a gas stream |
SG11201707065PA (en) | 2015-05-15 | 2017-11-29 | Exxonmobil Upstream Res Co | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
AU2016265109B2 (en) | 2015-05-15 | 2019-03-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto comprising mid-bed purge systems |
US10080992B2 (en) | 2015-09-02 | 2018-09-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
CN107847850B (en) * | 2015-09-02 | 2021-10-22 | 埃克森美孚上游研究公司 | Combined rapid cycle temperature and pressure swing adsorption process and related apparatus and system |
CA2996139C (en) | 2015-09-02 | 2021-06-15 | Exxonmobil Upstream Research Company | Process and system for swing adsorption using an overhead stream of a demethanizer as purge gas |
WO2017074657A1 (en) | 2015-10-27 | 2017-05-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto having actively-controlled feed poppet valves and passively controlled product valves |
EP3368188A1 (en) | 2015-10-27 | 2018-09-05 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto having a plurality of valves |
US10040022B2 (en) | 2015-10-27 | 2018-08-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
CN105316054B (en) * | 2015-10-28 | 2019-04-09 | 贵惠莱新能源科技股份(上海)有限公司 | A kind of natural gas lyophilization de-hydrocarbon system |
US10744449B2 (en) | 2015-11-16 | 2020-08-18 | Exxonmobil Upstream Research Company | Adsorbent materials and methods of adsorbing carbon dioxide |
WO2017160521A1 (en) | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
BR112018074420A2 (en) | 2016-05-31 | 2019-03-06 | Exxonmobil Upstream Research Company | apparatus and system for variation adsorption processes |
CN109219476A (en) | 2016-05-31 | 2019-01-15 | 埃克森美孚上游研究公司 | For becoming the device and system of adsorption method |
US10434458B2 (en) | 2016-08-31 | 2019-10-08 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
KR102215684B1 (en) | 2016-09-01 | 2021-02-19 | 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 | Swing adsorption method for water removal using 3A zeolite structure |
US10328382B2 (en) | 2016-09-29 | 2019-06-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for testing swing adsorption processes |
EP3558490B1 (en) | 2016-12-21 | 2022-06-29 | ExxonMobil Upstream Research Company | Self-supporting structures having foam-geometry structure and active materials |
CA3045034C (en) | 2016-12-21 | 2021-06-29 | Exxonmobil Upstream Research Company | Self-supporting structures having active materials |
CN107353956B (en) * | 2017-08-04 | 2020-06-19 | 华东理工大学 | Compact natural gas pretreatment purification method and device suitable for offshore platform |
RU2659870C1 (en) * | 2017-08-31 | 2018-07-04 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method of production of liquefied natural gas |
US11331620B2 (en) | 2018-01-24 | 2022-05-17 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes |
EP3758828A1 (en) | 2018-02-28 | 2021-01-06 | ExxonMobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes |
CA3103291C (en) * | 2018-03-29 | 2023-02-28 | Praxair Technology, Inc. | Characteristics of tunable adsorbents for rate selective separation of nitrogen from methane |
US11260337B2 (en) * | 2018-03-29 | 2022-03-01 | Uop Llc | Process for the removal of carbon dioxide and heavy hydrocarbons |
US10882004B2 (en) * | 2018-08-23 | 2021-01-05 | Uop Llc | Reducing peak compositions in regeneration gas for swing adsorption processes |
WO2020131496A1 (en) | 2018-12-21 | 2020-06-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Flow modulation systems, apparatus, and methods for cyclical swing adsorption |
WO2020222932A1 (en) | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Exxonmobil Upstream Research Company | Rapid cycle adsorbent bed |
CN114555208B (en) * | 2019-06-25 | 2024-08-16 | 马来西亚国家石油公司 | System and method for processing LNG |
JP7355979B2 (en) * | 2019-09-26 | 2023-10-04 | レール・リキード-ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | gas liquefaction equipment |
US11655910B2 (en) | 2019-10-07 | 2023-05-23 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Adsorption processes and systems utilizing step lift control of hydraulically actuated poppet valves |
WO2021076594A1 (en) | 2019-10-16 | 2021-04-22 | Exxonmobil Upstream Research Company | Dehydration processes utilizing cationic zeolite rho |
WO2022165450A1 (en) * | 2021-01-28 | 2022-08-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Subsea dehydration of natural gas using solid desiccant |
US11624733B2 (en) * | 2021-04-12 | 2023-04-11 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Fast in-field chromatography system and method using isotope measurements |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211877C2 (en) * | 1997-06-20 | 2003-09-10 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Distributing piping systems for transportation of liquefied natural gas |
US6631626B1 (en) * | 2002-08-12 | 2003-10-14 | Conocophillips Company | Natural gas liquefaction with improved nitrogen removal |
US20100186445A1 (en) * | 2007-08-24 | 2010-07-29 | Moses Minta | Natural Gas Liquefaction Process |
US20110067440A1 (en) * | 2008-05-20 | 2011-03-24 | Michiel Gijsbert Van Aken | Method of cooling and liquefying a hydrocarbon stream, an apparatus therefor, and a floating structure, caisson or off-shore platform comprising such an apparatus |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6640586B1 (en) * | 2002-11-01 | 2003-11-04 | Conocophillips Company | Motor driven compressor system for natural gas liquefaction |
JP4276520B2 (en) * | 2003-10-30 | 2009-06-10 | 株式会社神戸製鋼所 | Operation method of air separation device |
ES2630362T3 (en) * | 2004-08-06 | 2017-08-21 | Bp Corporation North America Inc | Natural gas liquefaction procedure |
US7344686B2 (en) * | 2004-10-07 | 2008-03-18 | Mesoscopic Devices, Inc. | Desulfurization apparatus with individually controllable heaters |
CA2615439C (en) * | 2005-07-26 | 2015-04-14 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method of purifying hydrocarbons and regeneration of adsorbents used therein |
US7846237B2 (en) * | 2008-04-21 | 2010-12-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Cyclical swing adsorption processes |
CN100595263C (en) * | 2008-04-22 | 2010-03-24 | 成都五环新锐化工有限公司 | Front end combination purification technique for producing liquefied natural gas from mixture gas rich-containing methane |
US8210772B2 (en) * | 2009-03-23 | 2012-07-03 | Antea Usa, Inc. | Soil vapor extraction remediation system with vapor stream separation |
BRPI1014038A2 (en) * | 2009-04-20 | 2016-04-12 | Exxonmobil Upstream Res Co | system and method for removing acid gases from a raw gas stream. |
CA2777760C (en) * | 2009-11-02 | 2017-06-27 | Exxonmobil Upstream Research Company | Cryogenic system for removing acid gases from a hydrocarbon gas stream, with removal of hydrogen sulfide |
-
2012
- 2012-06-29 GB GB1403002.7A patent/GB2507233B/en active Active
- 2012-06-29 AU AU2012294927A patent/AU2012294927B2/en active Active
- 2012-06-29 US US14/234,112 patent/US20140208797A1/en not_active Abandoned
- 2012-06-29 RU RU2014108880/05A patent/RU2596764C2/en not_active IP Right Cessation
- 2012-06-29 WO PCT/US2012/045005 patent/WO2013022529A1/en active Application Filing
- 2012-06-29 CA CA2840723A patent/CA2840723C/en active Active
- 2012-07-05 TW TW101124281A patent/TWI577954B/en not_active IP Right Cessation
- 2012-08-06 AR ARP120102870A patent/AR087469A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211877C2 (en) * | 1997-06-20 | 2003-09-10 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Distributing piping systems for transportation of liquefied natural gas |
US6631626B1 (en) * | 2002-08-12 | 2003-10-14 | Conocophillips Company | Natural gas liquefaction with improved nitrogen removal |
US20100186445A1 (en) * | 2007-08-24 | 2010-07-29 | Moses Minta | Natural Gas Liquefaction Process |
US20110067440A1 (en) * | 2008-05-20 | 2011-03-24 | Michiel Gijsbert Van Aken | Method of cooling and liquefying a hydrocarbon stream, an apparatus therefor, and a floating structure, caisson or off-shore platform comprising such an apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2840723A1 (en) | 2013-02-14 |
AU2012294927A1 (en) | 2014-02-20 |
US20140208797A1 (en) | 2014-07-31 |
GB2507233B (en) | 2019-07-10 |
WO2013022529A1 (en) | 2013-02-14 |
RU2014108880A (en) | 2015-09-20 |
AU2012294927B2 (en) | 2017-01-12 |
GB201403002D0 (en) | 2014-04-09 |
AR087469A1 (en) | 2014-03-26 |
TWI577954B (en) | 2017-04-11 |
CA2840723C (en) | 2019-10-01 |
TW201319497A (en) | 2013-05-16 |
GB2507233A (en) | 2014-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2596764C2 (en) | Natural gas liquefaction method | |
CA2804273C (en) | Carbon dioxide capture and liquefaction | |
RU2300061C2 (en) | Method of liquefying natural gas | |
US20150233634A1 (en) | Systems and methods for producing cng and ngls from raw natural gas, flare gas, stranded gas, and/or associated gas | |
CA2784367C (en) | Natural gas processing plant | |
US8585804B2 (en) | Natural gas liquids recovery device and method | |
CA2702758C (en) | Methods of generating and utilizing utility gas | |
US20150290575A1 (en) | Methods and systems for purifying natural gases | |
CN104833175A (en) | FLNG/FLPG oil gas pretreatment and liquefaction method | |
US20190264979A1 (en) | Split flow integrated lng production (sfi-lng) | |
Wilson et al. | A Review on the Use of Natural Gas Purification Processes to Enhance Natural Gas Utilization | |
Koumentis | Process Design and Simulation of Natural Gas Dehydration Using Triethylene Glycol | |
RU2779480C1 (en) | Block-modular mobile autonomous light-duty complex for preparing and processing associated and natural gas | |
Tierling et al. | Considerations for the use of carbon dioxide removal membranes in an offshore environment | |
Ostovar | Split-Flow Integrated Small-Scale LNG Production Process with Cryogenic Carbon Dioxide Capture | |
WO2018118422A1 (en) | Natural gas liquids recovery process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200630 |