RU2740112C1 - Natural gas liquefaction method "polar star" and installation for its implementation - Google Patents

Natural gas liquefaction method "polar star" and installation for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2740112C1
RU2740112C1 RU2020124066A RU2020124066A RU2740112C1 RU 2740112 C1 RU2740112 C1 RU 2740112C1 RU 2020124066 A RU2020124066 A RU 2020124066A RU 2020124066 A RU2020124066 A RU 2020124066A RU 2740112 C1 RU2740112 C1 RU 2740112C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
pressure
liquefied
separator
outlet
Prior art date
Application number
RU2020124066A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Руденко
Никита Дмитриевич Нозиков
Павел Олегович Федосеев
Original Assignee
Публичное акционерное общество «НОВАТЭК»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество «НОВАТЭК» filed Critical Публичное акционерное общество «НОВАТЭК»
Priority to RU2020124066A priority Critical patent/RU2740112C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740112C1 publication Critical patent/RU2740112C1/en

Links

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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/0035—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration" by gas expansion with extraction of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0032—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using the feed stream itself or separated fractions from it, i.e. "internal refrigeration"
    • F25J1/004—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
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0085—Ethane; Ethylene
    • 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
    • F25J1/0243—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
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F25J1/0265—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0281—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc. characterised by the type of prime driver, e.g. hot gas expander
    • F25J1/0283—Gas turbine as the prime mechanical driver
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0285—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings
    • F25J1/0288—Combination of different types of drivers mechanically coupled to the same refrigerant compressor, possibly split on multiple compressor casings using work extraction by mechanical coupling of compression and expansion of the refrigerant, so-called companders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/60—Expansion by ejector or injector, e.g. "Gasstrahlpumpe", "venturi mixing", "jet pumps"

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to natural gas liquefaction techniques. Proposed plant comprises natural gas pre-cooling line, coolant circuit, liquefied, liquefied and separated liquids liquefaction and separation means and gas return line. Pre-cooling line includes series-connected compressor 1, cooling device 2 and coolant evaporators 3. Means of liquefaction, overcooling and separation include high, medium and low pressure separators 8, 9, 10, chokes 11 and 12, high and low pressure compressors 14, 15 and a line for recuperation of cold of non-liquid gases, which are separated in at least one separator. High pressure expander 6 is connected by its output to input of cold recuperation line of non-liquid gases. Mean pressure expander 7 is connected by input to output of cold recuperation line of non-liquid gases, and by outlet with separator 8. Throttles 11 and 12 are installed at the inlet of separators 9 and 10 respectively. Compressors 15 and 14 are installed in series on gas outlet line from separator 10. Separator 8 is connected to gas return line by gas outlet and separator 9 to compressor 14.
EFFECT: invention is aimed at simplification of cooling process of natural gases.
11 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям сжижения природного газа для дальнейшей его перевозки речным и морским транспортом с последующей его регазификацией.The invention relates to technologies for liquefying natural gas for its further transportation by river and sea transport, followed by its regasification.

Известно множество способов сжижения природного газа, преимущественно основанных на отводе теплоты внешним хладагентом.There are many known methods for liquefying natural gas, mainly based on the removal of heat by an external refrigerant.

Известны способ сжижения природного газа «Арктический каскад» и установка для его осуществления по патенту RU 2645185 C1 компании ПАО «НОВАТЭК», применяемые на заводе «Ямал СПГ» в п. Сабетта на четвертой очереди сжижения природного газа. Способ заключается в том, что подготовленный природный газ предварительно охлаждают, отделяют этан, переохлаждают сжижаемый газ с использованием охлажденного азота в качестве хладагента, снижают давление сжижаемого газа, отделяют несжиженный газ и отводят сжиженный природный газ. При этом перед предварительным охлаждением природный газ компримируют, отделение этана осуществляют в процессе многоступенчатого предварительного охлаждения сжижаемого газа с одновременным испарением этана с использованием охлажденного этана в качестве хладагента. Этан, полученный при испарении, компримируют конденсируют и используют в качестве хладагента при охлаждении сжижаемого газа и азота, причем азот компримируют, охлаждают, расширяют и подают на стадию переохлаждения природного газа. Установка сжижения содержит линию сжижения природного газа, контур этана и контур азота, линия сжижения природного газа включает последовательно соединенные компрессор природного газа, аппарат охлаждения, испарители этана, концевой теплообменник переохлаждения и сепаратор, контур этана включает последовательно соединенные по меньшей мере один компрессор этана, аппарат охлаждения, указанные испарители этана, выходы которых соединены с входами, по меньшей мере, одного компрессора, контур азота включает последовательно соединенные, по меньшей мере, один компрессор азота, аппарат охлаждения, указанные испарители этана, между которыми подсоединены теплообменники азот-азот, турбодетандер, указанный концевой теплообменник переохлаждения, указанные теплообменники азот-азот и турбокомпрессор, соединенный с входом компрессора азота. Особенностью способа и установки по RU 2645185 C1 является применение дополнительного контура азота, что усложняет технологическое оформление процесса.There is a known method of liquefying natural gas "Arctic cascade" and installation for its implementation under the patent RU 2645185 C1 of the company PAO "NOVATEK", used at the plant "Yamal LNG" in the village of Sabetta on the fourth stage of natural gas liquefaction. The method consists in the fact that the prepared natural gas is pre-cooled, ethane is separated, the liquefied gas is subcooled using cooled nitrogen as a refrigerant, the pressure of the liquefied gas is reduced, the non-liquefied gas is separated, and the liquefied natural gas is removed. In this case, before pre-cooling, natural gas is compressed, ethane separation is carried out in the process of multi-stage pre-cooling of the liquefied gas with simultaneous evaporation of ethane using cooled ethane as a refrigerant. Ethane obtained by evaporation is compressed, condensed and used as a refrigerant for cooling the liquefied gas and nitrogen, and nitrogen is compressed, cooled, expanded and fed to the natural gas subcooling stage. The liquefaction unit contains a natural gas liquefaction line, an ethane circuit and a nitrogen circuit, the natural gas liquefaction line includes a series-connected natural gas compressor, a cooling apparatus, ethane evaporators, an end subcooling heat exchanger and a separator, the ethane circuit includes at least one ethane compressor connected in series, an apparatus cooling, said ethane evaporators, the outputs of which are connected to the inlets of at least one compressor, the nitrogen circuit includes at least one nitrogen compressor connected in series, a cooling apparatus, said ethane evaporators, between which nitrogen-nitrogen heat exchangers, a turboexpander are connected, said end subcooling heat exchanger, said nitrogen-nitrogen heat exchangers and a turbocharger connected to the inlet of the nitrogen compressor. A feature of the method and installation according to RU 2645185 C1 is the use of an additional nitrogen circuit, which complicates the technological design of the process.

Наиболее близкими к предложенным являются способ и установка для сжижения природного газа, раскрытые в US 6289692 B1, 18.09.2001. Способ сжижения природного газа заключается в том, что подготовленный природный газ многоступенчато охлаждают за счет кипения хладагента в испарителях с различным уровнем давления, переохлаждают полученную среду путем последовательного снижения давления на по меньшей мере двух детандерах, после каждого из которых отделяют несжиженный газ и отводят сжиженный природный газ, а хладагент, полученный при испарении, компримируют, конденсируют и вновь используют при многоступенчатом охлаждении природного газа. Установка для сжижения природного газа содержит линию подачи природного газа, линию охлаждения природного газа, контур хладагента и средства переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа, линия охлаждения природного газа включает испарители хладагента, контур хладагента включает последовательно соединенные по меньшей мере один компрессор, хладагент, по меньшей мере один аппарат охлаждения и указанные испарители хладагента, выходы которых соединены со входом по меньшей мере одного компрессора хладагента, средства переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа включают два последовательно установленных детандера, каждый из которых соединен своим выходом со входом соответствующего сепаратора, а выход сжиженного газа первого сепаратора соединен с входом следующего детандера.Closest to the proposed are the method and installation for liquefying natural gas disclosed in US 6289692 B1, 09/18/2001. The method for liquefying natural gas consists in the fact that the prepared natural gas is cooled in multiple stages due to boiling of the refrigerant in evaporators with different pressure levels, the resulting medium is subcooled by successive pressure reduction on at least two expanders, after each of which non-liquefied gas is separated and the liquefied natural gas is removed. gas, and the refrigerant obtained by evaporation is compressed, condensed and reused for multistage cooling of natural gas. The installation for liquefaction of natural gas contains a natural gas supply line, a natural gas cooling line, a refrigerant circuit and means for subcooling and separating the liquefied gas, the natural gas cooling line includes refrigerant evaporators, the refrigerant circuit includes at least one compressor connected in series, a refrigerant, at least one cooling apparatus and said refrigerant evaporators, the outputs of which are connected to the inlet of at least one refrigerant compressor, the means for subcooling and separation of the liquefied gas include two series-installed expanders, each of which is connected with its outlet to the inlet of the corresponding separator, and the liquefied gas outlet of the first separator is connected with the inlet of the next expander.

Недостаток известных способа и установки заключается в том, что несжиженные газы, отделяемые после первой ступени детандирования, компримируются за счет мощности, выделяемой на первом детандере, а несжиженные газы, отделяемые после второй ступени детандирования, компримируются за счет мощности, выделяемой на втором детандере, что приводит к наличию двух потоков газа различного давления, которые далее направляются на компримирование для возврата газа в рецикл на различные ступени многозаходного компрессора, применение которого затрудняет регулирование технологического процесса.The disadvantage of the known method and installation is that the non-liquefied gases separated after the first expansion stage are compressed due to the power released in the first expander, and the non-liquefied gases separated after the second expansion stage are compressed due to the power released in the second expander, which leads to the presence of two gas streams with different pressures, which are then sent for compression to return the gas to the recycle at different stages of the multi-pass compressor, the use of which makes it difficult to control the technological process.

Технической проблемой, решаемой предлагаемой технологией сжижения природного газа, является упрощение технологического процесса, уменьшение единиц используемого оборудования и уменьшение энергозатрат на производство СПГ.The technical problem solved by the proposed natural gas liquefaction technology is to simplify the technological process, reduce the number of equipment used and reduce energy consumption for LNG production.

Техническая проблема решается способом сжижения природного газа, заключающимся в том, что подготовленный природный газ, компримируют, снимают теплоту компримирования, предварительно многоступенчато охлаждают за счет кипения хладагента, переохлаждают, сжижают за счет двухступенчатого изоэнтропийного расширения, отделяют несжиженный газ и отводят сжиженный природный газ, а хладагент полученный при испарении, компримируют, конденсируют и вновь используют при предварительном многоступенчатом охлаждении природного газа, при этом, согласно изобретению, после двухступенчатого изоэнтропийного расширения осуществляют изоэнтальпийное расширение переохлаждаемого газа соответственно первой и второй ступени, и отделение несжиженного газа осуществляют после каждой ступени изоэнтальпийного расширения, сжижаемый газ после первой ступени изоэнтропийного расширения переохлаждают за счет холода несжиженных газов, отделенных после второй ступени изоэнтропийного расширения, а несжиженный газ после второй ступени изоэнтальпийного расширения компримируют за счет мощности, генерируемой на второй ступени изоэнтропийного расширения, до давления несжиженного газа после первой ступени изоэнтальпийного расширения и смешивают с ним, компримируют полученную смесь за счет мощности, генерируемой на первой ступени изоэнтропийного расширения до давления несжиженного газа после второй ступени изоэнтропийного расширения и смешивают с ним, затем компримируют полученную смесь, снимают теплоту компримирования и отправляют в рецикл на смешение с потоком подготовленного природного газа, направляемого на сжижение.The technical problem is solved by the method of liquefying natural gas, which consists in the fact that the prepared natural gas is compressed, the heat of compression is removed, pre-cooled in a multistage manner due to the boiling of the refrigerant, subcooled, liquefied due to two-stage isentropic expansion, the non-liquefied gas is separated and natural gas is removed, liquefied the refrigerant obtained by evaporation is compressed, condensed and reused in the preliminary multistage cooling of natural gas, while, according to the invention, after two-stage isentropic expansion, isenthalpic expansion of the supercooled gas, respectively, of the first and second stages is carried out, and the separation of non-liquefied gas is carried out after each stage of isenthalpic expansion, liquefied gas after the first stage of isentropic expansion is subcooled due to the cold of non-liquefied gases separated after the second stage of isentropic expansion, and non-liquefied gas after the second stage with stages of isenthalpic expansion are compressed due to the power generated at the second stage of isentropic expansion to the pressure of non-liquefied gas after the first stage of isenthalpic expansion and mixed with it, the resulting mixture is compressed due to the power generated at the first stage of isentropic expansion to the pressure of the non-liquefied gas after the second stage expansion and mixed with it, then the resulting mixture is compressed, the heat of compression is removed and recycled for mixing with a stream of prepared natural gas sent for liquefaction.

Кроме того, предварительное многоступенчатое охлаждение газа осуществляют при различных уровнях давления кипения хладагента на ступенях, которые обеспечивают путем понижения давления хладагента до кипения перед каждой ступенью, при этом перед понижением давления жидкий хладагент переохлаждают за счет холода хладагента, испарившегося по меньшей мере на одной ступени предварительного многоступенчатого охлаждения газа.In addition, multistage pre-cooling of the gas is carried out at different levels of refrigerant boiling pressure in the stages, which are provided by lowering the refrigerant pressure to boiling before each stage, while before lowering the pressure, the liquid refrigerant is subcooled due to the cold of the refrigerant evaporated in at least one preliminary stage. multistage gas cooling.

Кроме того, охлаждение природного газа в испарителях осуществляют в области давлений выше давления крикоденбары, но ниже давления точки инверсии газа.In addition, the cooling of natural gas in evaporators is carried out at pressures above the cricodenbar pressure, but below the pressure of the gas inversion point.

Кроме того, сжижаемый газ после первой ступени изоэнтропийного расширения дополнительно последовательно переохлаждают за счет холода несжиженных газов, отделенных после каждой ступени изоэнтальпийного расширения.In addition, the liquefied gas after the first stage of isentropic expansion is additionally successively subcooled due to the cold of non-liquefied gases separated after each stage of isenthalpic expansion.

Также возможен вариант, в котором после первой ступени изоэнтропийного расширения часть потока сжиженного газа эжектируют с образованием парожидкостного потока до давления сжижаемого газа после второй ступени изоэнтропийного расширения, причем в качестве пассивного потока эжекции используют часть потока несжиженных газов после первой ступени изоэнтальпийного расширения, а часть потока сжиженного газа эжектируют с образованием парожидкостного потока до давления сжижаемого газа после первой ступени изоэнтальпийного расширения, причем в качестве пассивного потока эжекции используют часть потока несжиженных газов после второй ступени изоэнтальпийного расширения.It is also possible that, after the first stage of isentropic expansion, part of the liquefied gas stream is ejected to form a vapor-liquid flow up to the pressure of the liquefied gas after the second stage of isentropic expansion, and a part of the flow of non-liquefied gases after the first stage of isenthalpic expansion is used as a passive ejection flow, and liquefied gas is ejected with the formation of a vapor-liquid flow up to the pressure of the liquefied gas after the first stage of isenthalpic expansion, and a part of the flow of non-liquefied gases after the second stage of isenthalpic expansion is used as a passive ejection flow.

Техническая проблема также решается установкой для сжижения природного газа, содержащей линию предварительного охлаждения природного газа, контур хладагента, средства сжижения, переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа и линию возврата газа, линия предварительного охлаждения природного газа включает последовательно соединенные испарители хладагента, контур хладагента включает последовательно соединенные по меньшей мере один компрессор хладагента, по меньшей мере один аппарат охлаждения, и испарители хладагента, выходы которых по парам хладагента соединены с входом компрессора хладагента, линия возврата газа включает компрессор несжиженных газов и по меньшей мере один аппарат охлаждения, а средства сжижения, переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа включают два детандера и сепараторы, при этом, согласно изобретению, установка снабжена последовательно соединенными компрессором природного газа и по меньшей мере одним аппаратом охлаждения, соединенным с входом линии предварительного охлаждения, средства сжижения, переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа включают сепараторы высокого, среднего и низкого давления, дроссели, компрессоры высокого и низкого давления и линию рекуперации холода несжиженных газов, отделяемых по меньшей мере в одном сепараторе, при этом детандер высокого давления своим выходом соединен со входом линии рекуперации холода несжиженных газов, детандер среднего давления своим входом соединен с выходом линии рекуперации холода несжиженных газов, отделенных по меньшей мере на одном сепараторе, а выходом с сепаратором высокого давления, вход первого дросселя соединен с выходом по жидкости сепаратора высокого давления, а выход - с входом сепаратора среднего давления, вход второго дросселя соединен с выходом по жидкости сепаратора среднего давления, а выход - с входом сепаратора низкого давления, компрессор низкого давления своим входом соединен с выходом по газу сепаратора низкого давления и выходом - с компрессором высокого давления и кинематически связан с валом жидкостного детандера среднего давления, компрессор высокого давления своим выходом соединен с линией возврата газа и кинематически связан с валом жидкостного детандера высокого давления, причем сепаратор высокого давления своим выходом по газу соединен с линией возврата газа, сепаратор среднего давления своим выходом по газу соединен с компрессором высокого давления, а сепаратор низкого давления своим выходом по жидкости соединен со входом насоса сжиженного природного газа.The technical problem is also solved by a natural gas liquefaction plant containing a natural gas precooling line, a refrigerant circuit, means for liquefying, subcooling and separating the liquefied gas and a gas return line, the natural gas pre-cooling line includes refrigerant evaporators connected in series, the refrigerant circuit includes serially connected at least one refrigerant compressor, at least one refrigeration apparatus, and refrigerant evaporators, the outputs of which are connected by refrigerant vapors to the refrigerant compressor inlet, the gas return line includes a compressor for non-liquefied gases and at least one refrigeration apparatus, and means for liquefaction, subcooling and separation liquefied gas includes two expanders and separators, while, according to the invention, the installation is equipped with a series-connected natural gas compressor and at least one refrigeration unit connected to the inlet of the precursor line refrigeration, means for liquefaction, subcooling and separation of liquefied gas include high, medium and low pressure separators, throttles, high and low pressure compressors and cold recovery line for non-liquefied gases separated in at least one separator, while the high pressure expander is connected with its outlet with the inlet of the cold recovery line for non-liquefied gases, the medium-pressure expander is connected with its inlet to the outlet of the cold recovery line for non-liquefied gases separated on at least one separator, and with the outlet with a high-pressure separator, the inlet of the first throttle is connected to the liquid outlet of the high-pressure separator, and the outlet is connected to the inlet of the medium pressure separator, the inlet of the second throttle is connected to the liquid outlet of the medium pressure separator, and the outlet is connected to the inlet of the low pressure separator, the low pressure compressor is connected by its inlet to the gas outlet of the low pressure separator and the outlet is connected to the high pressure compressor, and ki nematically connected to the shaft of the medium pressure liquid expander, the high pressure compressor is connected with its outlet to the gas return line and is kinematically connected to the high pressure liquid expander shaft, and the high pressure separator is connected with its gas outlet to the gas return line, the medium pressure separator is connected by its gas outlet connected to a high-pressure compressor, and the low-pressure separator, by its liquid outlet, is connected to the inlet of a liquefied natural gas pump.

Кроме того, линия рекуперации холода несжиженных газов, отделяемых по меньшей мере в одном сепараторе, в одном варианте выполнения включает по меньшей мере одну секцию рекуперации, расположенную в верхней части соответствующего сепаратора.In addition, the cold recovery line for non-liquefied gases separated in at least one separator, in one embodiment, includes at least one recovery section located in the upper part of the corresponding separator.

В другом варианте выполнения линия рекуперации холода несжиженных газов, отделяемых по меньшей мере в одном сепараторе, включает по меньшей мере один теплообменник рекуперации, установленный на выходе соответствующего сепаратора по газу.In another embodiment, the cold recovery line of non-liquefied gases separated in at least one separator includes at least one recuperation heat exchanger installed at the outlet of the corresponding gas separator.

Контур хладагента предпочтительно включает по меньшей мере один теплообменник рекуперации холода испарившегося хладагента, соединенный через дроссель с входом хладагента по меньшей мере одного испарителя.The refrigerant circuit preferably includes at least one heat exchanger for recovering the cold of the evaporated refrigerant connected via a throttle to the refrigerant inlet of at least one evaporator.

Также предпочтительно, чтобы установленный на выходе сепаратора низкого давления насос откачки сжиженного природного газа был кинематически связан с валом по меньшей мере одного детандера для использования части генерируемой на детандерах мощности.It is also preferred that the liquefied natural gas pump installed at the outlet of the low pressure separator is kinematically connected to the shaft of at least one expander to use a portion of the power generated by the expanders.

Возможен вариант выполнения, при котором средства сжижения, переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа дополнительно включают, эжектор высокого давления, вход которого по активному потоку соединен с секцией рекуперации холода несжиженных газов, по пассивному потоку соединен с выходом по газу сепаратора среднего давления, а выход соединен со входом сепаратора высокого давления, эжектор низкого давления, вход которого по активному потоку соединен с секцией рекуперации холода несжиженных газов, по пассивному потоку соединен с выходом по газу сепаратора низкого давления, а выход соединен со входом сепаратора среднего давления.An embodiment is possible in which the means for liquefaction, subcooling and separation of the liquefied gas additionally include a high-pressure ejector, the inlet of which is connected via an active flow to the cold recovery section of non-liquefied gases, a passive flow is connected to the gas outlet of the medium pressure separator, and the outlet is connected to high-pressure separator inlet, low-pressure ejector, the inlet of which is connected to the cold recovery section of non-liquefied gases through the active flow, is connected to the low-pressure separator gas outlet in passive flow, and the outlet is connected to the medium pressure separator inlet.

Технический результат, достигаемый при использовании предложенных способа и устройства, заключается в упрощении регулирования процесса сжижения газа, что обусловлено направлением на всас компрессора несжиженных газов линии возврата газа единого потока одного давления.The technical result achieved with the use of the proposed method and device is to simplify the regulation of the gas liquefaction process, which is due to the direction of the gas return line of a single flow of one pressure to the suction of the compressor of non-liquefied gases.

По сравнению с технологией «Арктический каскад» в предлагаемой технологии не используется контур азотного переохлаждения природного газа, что уменьшает количество единиц технологического оборудования и снижает размеры склада-хранилища хладагента, что ведет к упрощению аппаратурного оформления процесса.Compared to the "Arctic cascade" technology, the proposed technology does not use a nitrogen supercooling circuit for natural gas, which reduces the number of technological equipment and reduces the size of the refrigerant storage warehouse, which leads to a simplified process hardware design.

По сравнению с техническим решением по прототипу US 6289692 B1 в предлагаемых способе и установке компримирование несжиженных газов происходит последовательно на двух компрессорах за счет энергии, выделяемой при изоэнтропийном расширении сжижаемого газа на детандерах, и на одноступенчатом компрессоре несжиженных газов, что позволяет исключить использование многозаходного компрессора, а следовательно упростить аппаратурное оформление, регулирование процессом и снизить энергозатраты на компримирование несжиженных газов.Compared with the technical solution for the prototype US 6289692 B1 in the proposed method and installation, the compression of non-liquefied gases occurs sequentially on two compressors due to the energy released during the isentropic expansion of the liquefied gas on expanders, and on a single-stage compressor of non-liquefied gases, which makes it possible to exclude the use of a multi-pass compressor, and therefore to simplify the hardware design, process control and reduce energy consumption for the compression of non-liquefied gases.

На фиг. 1 изображена схема исполнения предложенной установки с одной секцией рекуперации холода несжиженных газов, поясняющая предложенный способ сжижения природного газа.FIG. 1 shows a diagram of the proposed installation with one section of cold recovery of non-liquefied gases, which explains the proposed method for liquefying natural gas.

На фиг. 2 - схема исполнения предложенной установки с дополнительными эжекторами для упрощения регулирования детандера среднего давления.FIG. 2 is a schematic diagram of the proposed installation with additional ejectors to simplify the regulation of the medium pressure expander.

На фиг. 3 - схема исполнения предложенной установки с тремя секциями рекуперации холода несжиженных газов.FIG. 3 is a schematic diagram of the proposed installation with three cold recovery sections for non-liquefied gases.

Установка для сжижения природного газа содержит линию предварительного охлаждения природного газа, контур хладагента, средства сжижения, переохлаждения и сепарирования газа и линию возврата газа.Installation for liquefaction of natural gas contains a line of pre-cooling of natural gas, a refrigerant circuit, means for liquefaction, subcooling and separation of gas and a gas return line.

Линия предварительного охлаждения природного газа включает последовательно соединенные компрессор 1 природного газа, аппарат 2 или аппараты воздушного или водяного охлаждения и испарители 3 хладагента, в данном случае этана.The natural gas pre-cooling line includes a natural gas compressor 1, apparatus 2 or air or water coolers, and refrigerant evaporators 3, in this case ethane, in series.

Контур хладагента включает последовательно соединенные компрессор 4 хладагента, по меньшей мере один аппарат 5 воздушного (или водяного) охлаждения, теплообменники 20 рекуперации холода испарившегося хладагента, установленные перед одним или более испарителем 3, и указанные испарители 3 хладагента, выходы по газу которых для хладагента соединены с входом компрессора 4 хладагента. На входе каждого испарителя 3 установлены дроссели 23. Выходы по газу по меньшей мере двух испарителей 3 соединены с компрессором 4 через теплообменники 20 рекуперации холода испарившегося хладагента. В контуре хладагента могут быть установлены последовательно два или более компрессоров в зависимости от мощности компрессоров и требуемого давления хладагента.The refrigerant circuit includes a refrigerant compressor 4 connected in series, at least one air (or water) cooling unit 5, heat exchangers 20 for recovering the cold of the evaporated refrigerant installed before one or more evaporators 3, and said refrigerant evaporators 3, the gas outlets of which are connected for the refrigerant with compressor 4 refrigerant inlet. At the inlet of each evaporator 3, throttles 23 are installed. The gas outlets of at least two evaporators 3 are connected to the compressor 4 through heat exchangers 20 for recovering the cold of the evaporated refrigerant. In the refrigerant circuit, two or more compressors can be installed in series, depending on the capacity of the compressors and the required refrigerant pressure.

Средства сжижения, переохлаждения и сепарирования газа включают жидкостные детандеры 6 и 7 высокого и среднего давлений, сепаратор 8 высокого давления, сепаратор 9 среднего давления, сепаратор 10 низкого давления, компрессор 14 высокого давления, компрессор 15 низкого давления и насос 16 откачки СПГ. Выход детандера 6 высокого давления последовательно соединен с входом детандера 7 среднего давления через линию рекуперции холода несжиженных газов, отделяемых по меньшей мере в одном сепараторе. Линия рекуперации холода несжиженных газов в одном варианте выполнения включает по меньшей мере одну секцию 24 рекуперации, расположенную в верхней части соответствующего сепаратора 8, 9, 10. На фиг. 1 показан вариант с одной секцией 24 рекуперации, расположенной в верхней части сепаратора 8 высокого давления. Секций может быть одна, две или три, и расположена секция или секции могут быть в любом одном, или любых двух сепараторах, или во всех трех сепараторах 8, 9, 10. Последний вариант показан на фиг. 3. В другом варианте выполнения (на чертежах не показан) линия рекуперации холода несжиженных газов, отделяемых по меньшей мере в одном сепараторе, включает по меньшей мере один теплообменник рекуперации, установленный на выходе соответствующего сепаратора 8, 9, 10 по газу.Means of liquefaction, subcooling and gas separation include liquid expanders 6 and 7 of high and medium pressure, separator 8 high pressure, separator 9 medium pressure, separator 10 low pressure, compressor 14 high pressure, compressor 15 low pressure and pump 16 pumping LNG. The outlet of the high-pressure expander 6 is connected in series with the inlet of the medium-pressure expander 7 through a cold recovery line for non-liquefied gases separated in at least one separator. The cold recovery line for non-liquefied gases, in one embodiment, includes at least one recovery section 24 located in the upper part of the respective separator 8, 9, 10. FIG. 1 shows a variant with one recuperation section 24 located at the top of the high pressure separator 8. There can be one, two or three sections, and the section or sections can be located in any one, or any two separators, or in all three separators 8, 9, 10. The last variant is shown in FIG. 3. In another embodiment (not shown in the drawings), the cold recovery line for non-liquefied gases separated in at least one separator includes at least one recuperation heat exchanger installed at the outlet of the corresponding gas separator 8, 9, 10.

Выход детандера 7 среднего давления соединен с входом сепаратора 8 высокого давления, выход сжиженного газа которого последовательно соединен с первым дросселем 11 и сепаратором 9 среднего давления. Выход по сжиженному газу сепаратора 9 среднего давления соединен через второй дроссель 12 с сепаратором 10 низкого давления, выход по сжиженном газу которого соединен с насосом 16 откачки СПГ. Выход по газу сепаратора 10 низкого давления соединен с входом компрессора 15 низкого давления, который расположен на одном валу с жидкостным детандером 7 среднего давления, а выход по жидкости соединен с насосом 16 откачки СПГ. Выход по газу сепаратора 9 среднего давления соединен с входом компрессора 14 высокого давления совместно с выходом компрессора 15 низкого давления, при этом компрессор 14 высокого давления расположен на одном валу с жидкостным детандером 6 высокого давления. Выход по газу сепаратора 8 высокого давления, выполненного в данном исполнении единым аппаратом с секцией 24 рекуперации холода несжиженных газов, совместно с выходом компрессора 14 высокого давления соединен с входом компрессора 17 несжиженных газов линии возврата газа.The outlet of the medium pressure expander 7 is connected to the inlet of the high pressure separator 8, the liquefied gas outlet of which is connected in series with the first throttle 11 and the medium pressure separator 9. The liquefied gas outlet of the medium pressure separator 9 is connected through the second throttle 12 to the low pressure separator 10, the liquefied gas outlet of which is connected to the LNG pump 16. The gas outlet of the low pressure separator 10 is connected to the inlet of the low pressure compressor 15, which is located on the same shaft with the medium pressure liquid expander 7, and the liquid outlet is connected to the LNG pump 16. The gas outlet of the medium pressure separator 9 is connected to the inlet of the high pressure compressor 14 together with the outlet of the low pressure compressor 15, while the high pressure compressor 14 is located on the same shaft with the high pressure liquid expander 6. The gas outlet of the high-pressure separator 8, made in this embodiment as a single apparatus with a section 24 for recovering the cold of non-liquefied gases, together with the outlet of the high-pressure compressor 14 is connected to the inlet of the compressor 17 for non-liquefied gases of the gas return line.

Линия возврата газа включает в себя компрессор 17 несжиженных газов и по меньшей мере один аппарат 18 воздушного или водяного охлаждения.The gas return line includes a non-liquefied gas compressor 17 and at least one air or water cooler 18.

В качестве приводов компрессора 1 несжиженного газа, компрессора (компрессоров) 4 хладагента и компрессора 17 несжиженных газов предлагается применять газотурбинный двигатель 19, но не ограничиваясь им, который может быть соединен с компрессорами посредством мультипликатора (на схеме не показан).It is proposed to use a gas turbine engine 19, but not limited to it, which can be connected to the compressors by means of a multiplier (not shown in the diagram) as drives of the non-liquefied gas compressor 1, the refrigerant compressor (s) 4 and the non-liquefied gas compressor 17.

Для работы насоса 16 откачки СПГ также можно использовать часть генерируемой на детандерах 6 и 7 мощности путем обеспечения его кинематической связи с валом по меньшей мере одного детандера 6 и 7.For the operation of the pump 16 for pumping out LNG, it is also possible to use a part of the power generated by the expanders 6 and 7 by ensuring its kinematic connection with the shaft of at least one expander 6 and 7.

На Фиг. 2 изображена схема второго принципиального исполнения предложенной установки. Отличие данной схемы от представленной на фиг. 1 заключается в том, что средства сжижения, переохлаждения и сепарирования газа дополнительно включают парожидкостные эжекторы 21 и 22 высокого и низкого давлений, входы которых по активному потоку соединены с секцией 24 рекуперации холода несжиженных газов сепаратора 8 высокого давления (или другого сепаратора, или с теплообменником рекуперации холода несжиженных газов). Вход эжектора 21 высокого давления по пассивному потоку соединен с выходом по газу сепаратора 9 среднего давления, а выход - с входом сепаратора 8 высокого давления. Вход эжектора 22 низкого давления по пассивному потоку соединен с выходом по газу сепаратора 10 низкого давления, а выход - с входом сепаратора 9 среднего давления.FIG. 2 shows a diagram of the second principal execution of the proposed installation. The difference between this circuit and the one shown in FIG. 1 is that the means for liquefaction, subcooling and gas separation additionally include high and low pressure vapor-liquid ejectors 21 and 22, the inputs of which are connected via an active flow to the section 24 for recuperating cold non-liquefied gases of the high-pressure separator 8 (or another separator, or with a heat exchanger cold recovery of non-liquefied gases). The inlet of the high pressure ejector 21 is passively connected to the gas outlet of the medium pressure separator 9, and the outlet is connected to the inlet of the high pressure separator 8. The inlet of the low pressure ejector 22 is passively connected to the gas outlet of the low pressure separator 10, and the outlet is connected to the inlet of the medium pressure separator 9.

На Фиг. 3 изображена схема третьего принципиального исполнения предложенной установки. Отличие данной схемы от представленной на фиг. 1 заключается в том, что выход детандера 6 высокого давления последовательно соединен с входом детандера 7 среднего давления через секции 24 рекуперации холода несжиженных газов сепараторов 8, 9 и 10 высокого давления, среднего давления и низкого давления.FIG. 3 shows a diagram of the third principal execution of the proposed installation. The difference between this circuit and that shown in FIG. 1 consists in the fact that the outlet of the high-pressure expander 6 is connected in series with the inlet of the medium-pressure expander 7 through sections 24 of cold recovery of non-liquefied gases of the separators 8, 9 and 10 of high pressure, medium pressure and low pressure.

Способ сжижения природного газа осуществляется следующим образом.The method for liquefying natural gas is carried out as follows.

Подготовленный к сжижению природный газ (ПГ) (очищенный от паров воды, углекислого газа и других загрязняющих примесей) поступает на компрессор 1 природного газа, компримируется до требуемого давления, которое находится в области давлений выше давления крикоденбары, но ниже максимального давления инверсии газа, охлаждается за счет холода окружающей среды в аппарате 2 или аппаратах воздушного либо водяного охлаждения до температуры порядка +15 град. C и направляется в испарители 3 хладагента для предварительного многоступенчатого охлаждения. Последовательно охладившись в испарителях 3, сжижаемый газ с температурой порядка -84 град. С направляется в систему последовательно расположенных устройств изоэнтропийного расширения - жидкостных детандеров 6 и 7 и устройств изоэнтальпийного расширения - дросселей 11 и 12, в которых происходит сброс давления до 0,2 МПа, сопровождающийся сжижением газа, при этом температура снижается примерно до -152 град. С. После отделения несжиженных газов в сепараторе 8 высокого давления жидкость направляется на дальнейшее снижение давления на первом дросселе 11. Образовавшийся несжиженный газ отделяется на сепараторе 9 среднего давления, а жидкость направляется на дальнейшее снижение давления на втором дросселе 12. Образовавшийся несжиженный газ отделяется на сепараторе 10 низкого давления, а сжиженный газ откачивается насосом 16 в резервуары хранения СПГ.Natural gas (NG) prepared for liquefaction (purified from water vapor, carbon dioxide and other pollutants) is fed to the natural gas compressor 1, compressed to the required pressure, which is in the pressure range above the cricodenbar pressure, but below the maximum gas inversion pressure, is cooled due to the coldness of the environment in apparatus 2 or air or water cooling devices to a temperature of about +15 degrees. C and is sent to refrigerant evaporators 3 for multistage pre-cooling. After successively cooling in evaporators 3, the liquefied gas with a temperature of about -84 degrees. C is sent to a system of sequentially located isentropic expansion devices - liquid expanders 6 and 7 and isenthalpic expansion devices - throttles 11 and 12, in which pressure is released to 0.2 MPa, accompanied by gas liquefaction, while the temperature drops to about -152 degrees. C. After the separation of non-liquefied gases in the high-pressure separator 8, the liquid is directed to further pressure reduction at the first throttle 11. The formed non-liquefied gas is separated at the medium-pressure separator 9, and the liquid is directed to further pressure reduction at the second throttle 12. The formed non-liquefied gas is separated at the separator 10 low pressure, and the liquefied gas is pumped out by the pump 16 into the LNG storage tanks.

Охлаждение природного газа в испарителях 3 осуществляют в области давлений выше давления крикоденбары, но ниже давления точки инверсии газа.Cooling of natural gas in evaporators 3 is carried out at pressures above the cricodenbar pressure, but below the pressure of the gas inversion point.

В качестве хладагента применяется этан, но применение не ограничивается им. Газообразный этан от испарителей 3 с различными давлениями поступает на многоступенчатый компрессор (компрессоры) хладагента 4, при этом на выходе по меньшей мере одного испарителя 3 (на схеме - двух) по газу этан перегревается в теплообменнике 20 рекуперации холода испарившегося хладагента, дожимается до давления 3 МПа и конденсируется в аппарате 5 или аппаратах воздушного (или водяного) охлаждения при температуре +10 град. C. Жидкий этан направляется в испарители 3, в которых на различных уровнях давления этан охлаждает газ до температуры порядка -84 град. С., при этом перед входом по меньшей мере на один испаритель 3 жидкий этан переохлаждается в теплообменниках 20 рекуперации холода испарившегося хладагента. Разные уровни давления хладагента в испарителях 3 достигаются за счет снижения давления на дросселях 23. Газообразный этан от испарителей 3 направляется к компрессору 4 хладагента и далее по циклу.Ethane is used as a refrigerant, but the application is not limited to it. Gaseous ethane from evaporators 3 with different pressures enters the multistage compressor (s) of refrigerant 4, while at the outlet of at least one evaporator 3 (two in the diagram), ethane is superheated by gas in the heat exchanger 20 for recovering the cold of the evaporated refrigerant and is compressed to pressure 3 MPa and condenses in apparatus 5 or air (or water) cooling devices at a temperature of +10 degrees. C. Liquid ethane is sent to evaporators 3, in which ethane at various pressure levels cools the gas to a temperature of about -84 degrees. C., while before entering at least one evaporator 3, liquid ethane is subcooled in heat exchangers 20 for recovering the cold of the evaporated refrigerant. Different levels of pressure of the refrigerant in the evaporators 3 are achieved by reducing the pressure at the throttles 23. The gaseous ethane from the evaporators 3 is directed to the refrigerant compressor 4 and further along the cycle.

В жидкостном детандере 6 высокого давления (фиг. 1) газ изоэнтропийно расширяется и сжижается, охлаждаясь за счет совершения внешней работы, переохлаждается в секции 24 рекуперации холода сепаратора 8 высокого давления (или другого сепаратора, или в секциях) и направляется в жидкостной детандер 7 среднего давления, где изоэнтропийно расширяется до давления 1,1 МПа. Сжиженный газ поступает в систему дросселей 11, 12, где его давление ступенчато снижается до 0,2 МПа с отделением сжиженного газа на каждой ступени в сепараторах 9 и 10. Для повышения энергоэффективности процесса потоки несжиженных газов из сепараторов 9 и 10 могут также быть использованы для рекуперации холода для переохлаждения природного газа, выходящего из секции 24 рекуперации холода сепаратора 8 высокого давления (фиг. 3).In the high-pressure liquid expander 6 (Fig. 1), the gas isentropically expanded and liquefied, being cooled by performing external work, subcooled in the cold recovery section 24 of the high-pressure separator 8 (or another separator, or in sections) and sent to the medium liquid expander 7 pressure, where it expands isentropically to a pressure of 1.1 MPa. Liquefied gas enters the system of throttles 11, 12, where its pressure is gradually reduced to 0.2 MPa with the separation of liquefied gas at each stage in separators 9 and 10. To increase the energy efficiency of the process, the streams of non-liquefied gases from separators 9 and 10 can also be used for cold recovery for subcooling natural gas leaving the cold recovery section 24 of the high pressure separator 8 (Fig. 3).

Несжиженный газ мгновенного испарения из сепаратора 10 низкого давления компримируется в компрессоре 15 низкого давления до примерно 0,45 МПа и смешивается с потоком несжиженных газов из сепаратора 9 среднего давления. Полученная смесь несжиженных газов компримируется в компрессоре 14 высокого давления до примерно 1 МПа и смешивается с потоком несжиженных газов из сепаратора 8 высокого давления. Полученная смесь компримируется в компрессоре 17 несжиженных газов до давления примерно 5,6 МПа, охлаждается в аппарате 18 воздушного (или водяного) охлаждения до температуры +15 град. С. и направляется на рецикл в начало процесса сжижения на линию подачи природного газа.The non-liquefied flash gas from the low pressure separator 10 is compressed in the low pressure compressor 15 to about 0.45 MPa and is mixed with the stream of non-liquefied gases from the medium pressure separator 9. The resulting mixture of non-liquefied gases is compressed in the high-pressure compressor 14 to about 1 MPa and mixed with the stream of non-liquefied gases from the high-pressure separator 8. The resulting mixture is compressed in a compressor 17 of non-liquefied gases to a pressure of about 5.6 MPa, cooled in an air (or water) cooling apparatus 18 to a temperature of +15 degrees. C. and is sent for recycling at the beginning of the liquefaction process to the natural gas supply line.

В варианте исполнения, показанном на фиг. 2, газ в жидкостном детандере 6 высокого давления изоэнтропийно расширяется и сжижается, охлаждаясь за счет совершения внешней работы, переохлаждается в секции 24 рекуперации холода несжиженных газов сепаратора 8 высокого давления 8 (или другого сепаратора, или в секциях), от него отделяется вторичный поток в количестве 0,01…0,8 от величины расхода основного потока, при этом первичный поток направляется в жидкостной детандер 7 среднего давления, где изоэнтропийно расширяется до давления 1,1 МПа, а вторичный поток делится на два потока в соотношении от 1:1 до 1:10, при этом первый поток направляется на вход активного потока эжектора 21 высокого давления и эжектируется до давления 1,1 МПа, а второй поток направляется на вход активного потока эжектора 22 низкого давления и эжектируется до давления 0,45 МПа. Парожидкостные потоки после детандера 7 среднего давления и эжектора 21 высокого давления направляются в сепаратор 8 высокого давления. Сжиженный газ из сепаратора 8 поступает на дроссель 11, где его давление снижается до 0,45 МПа с образованием парожидкостного потока и направляется на вход в сепаратор 9 среднего давления вместе с парожидкостным потоком из эжектора 22 низкого давления. Сжиженный газ из сепаратора 9 поступает на дроссель 12, где его давление снижается до 0,2 МПа с образованием парожидкостного потока и направляется в сепаратор 10 низкого давления, откуда сжиженный природный газ откачивается насосом 16 откачки СПГ.In the embodiment shown in FIG. 2, the gas in the high-pressure liquid expander 6 expands isentropically and liquefies, being cooled due to the performance of external work, subcooled in the section 24 for recuperating the cold of non-liquefied gases of the high-pressure separator 8 8 (or another separator, or in sections), a secondary flow is separated from it in the amount of 0.01 ... 0.8 of the flow rate of the main flow, while the primary flow is directed to the liquid expander 7 of medium pressure, where it expands isentropically to a pressure of 1.1 MPa, and the secondary flow is divided into two flows in a ratio from 1: 1 to 1:10, while the first stream is directed to the inlet of the active stream of the high-pressure ejector 21 and is ejected to a pressure of 1.1 MPa, and the second stream is directed to the inlet of the active stream of the low-pressure ejector 22 and is ejected to a pressure of 0.45 MPa. The vapor-liquid streams after the medium pressure expander 7 and the high pressure ejector 21 are directed to the high pressure separator 8. Liquefied gas from the separator 8 enters the throttle 11, where its pressure is reduced to 0.45 MPa with the formation of a vapor-liquid flow and is directed to the inlet to the medium pressure separator 9 together with a vapor-liquid flow from the low pressure ejector 22. Liquefied gas from the separator 9 is fed to the throttle 12, where its pressure is reduced to 0.2 MPa with the formation of a vapor-liquid flow and is sent to the low pressure separator 10, from where the liquefied natural gas is pumped out by the LNG pump 16.

От потока несжиженного газа мгновенного испарения из сепаратора 10 низкого давления отделяется вторичный поток в количестве 0,01…0,8 от величины расхода основного потока, при этом первичный поток компримируется в компрессоре 15 низкого давления до примерно 0,45 МПа и смешивается с потоком несжиженных газов из сепаратора 9 среднего давления, а вторичный поток направляется на вход пассивного потока эжектора 22 низкого давления. From the flow of non-liquefied flash gas from the low-pressure separator 10, a secondary flow is separated in the amount of 0.01 ... 0.8 of the flow rate of the main flow, while the primary flow is compressed in the low-pressure compressor 15 to about 0.45 MPa and is mixed with the flow of non-liquefied gases from the medium pressure separator 9, and the secondary flow is directed to the inlet of the passive flow of the low pressure ejector 22.

От потока несжиженного газа мгновенного испарения из сепаратора 9 среднего давления отделяется вторичный поток в количестве 0,01…0,8 от величины расхода основного потока, при этом первичный поток направляется на смешение с потоком несжиженных газов из компрессора 15 низкого давления и последующее сжатие в компрессоре 14 до давления примерно 1 МПа, а вторичный поток направляется на вход пассивного потока эжектора 21 высокого давления. Смесь несжиженных газов после сжатия в компрессоре 14 смешивается с потоком несжиженных газов из сепаратора 8 высокого давления. Полученная смесь компримируется в компрессоре 17 несжиженных газов до давления примерно 5,6 МПа, охлаждается в аппарате 18 воздушного (или водяного) охлаждения до температуры +15 град. С. и направляется на рецикл в начало процесса сжижения на линию подачи природного газа. Использование эжекторов 21, 22 упрощает регулирование детандера 7 среднего давления, а также снижает нагрузку на него и позволяет повышать производительность работы установки без потери энергоэффективности.From the flow of non-liquefied flash gas from the separator 9 of medium pressure, a secondary flow is separated in the amount of 0.01 ... 0.8 from the flow rate of the main flow, while the primary flow is directed for mixing with the flow of non-liquefied gases from the low-pressure compressor 15 and subsequent compression in the compressor 14 to a pressure of about 1 MPa, and the secondary flow is directed to the inlet of the passive flow of the high pressure ejector 21. The mixture of non-liquefied gases after compression in the compressor 14 is mixed with the stream of non-liquefied gases from the high-pressure separator 8. The resulting mixture is compressed in a compressor 17 of non-liquefied gases to a pressure of about 5.6 MPa, cooled in an air (or water) cooling apparatus 18 to a temperature of +15 degrees. C. and is sent for recycling at the beginning of the liquefaction process to the natural gas supply line. The use of ejectors 21, 22 simplifies the regulation of the medium-pressure expander 7, and also reduces the load on it and allows you to increase the productivity of the installation without losing energy efficiency.

При этом, кинематическую связь компрессоров 14, 15 с валами детандеров 6, 7 осуществляют, например, путем расположения на одном валу различных комбинаций детандерных и компрессорных частей, либо посредством редукторов, или мультипликаторов, или электродвигателей, или иных устройств передачи крутящего момента.In this case, the kinematic connection of the compressors 14, 15 with the expander shafts 6, 7 is carried out, for example, by arranging various combinations of expander and compressor parts on the same shaft, or by means of gearboxes, or multipliers, or electric motors, or other devices for transmitting torque.

Технологическая схема работает в номинальном режиме при температуре окружающей среды +5 град. C и ниже. При температуре выше +5 град. C производительность технологической нитки начинает снижаться. Поскольку технология разрабатывается для арктических и антарктических широт, то для конденсации хладагента (в частности, этана) в аппаратах охлаждения в жаркий период также могут быть использованы воды арктических, либо антарктических морей, заливов и иных водоемов, которые даже в летний период имеют низкую температуру.The technological scheme operates in nominal mode at an ambient temperature of +5 degrees. C and below. At temperatures above +5 degrees. C production line starts to decline. Since the technology is being developed for the Arctic and Antarctic latitudes, the waters of the Arctic or Antarctic seas, bays and other bodies of water, which have a low temperature even in summer, can also be used to condense the refrigerant (in particular, ethane) in cooling devices during the hot period.

В целях оптимизации кинематической схемы и снижения количества единиц вращающегося оборудования компрессоры 4, 1 и 17 хладагента, природного газа и несжиженного газа могут приводиться в движение единым газотурбинным двигателем 19 с распределением мощности на каждый компрессор через мультипликатор.In order to optimize the kinematic scheme and reduce the number of rotating equipment units, the refrigerant, natural gas and non-liquefied gas compressors 4, 1 and 17 can be driven by a single gas turbine engine 19 with power distribution to each compressor through a multiplier.

Claims (11)

1. Способ сжижения природного газа, в котором подготовленный природный газ, компримируют, снимают теплоту компримирования, предварительно многоступенчато охлаждают за счет кипения хладагента, переохлаждают, сжижают за счет двухступенчатого изоэнтропийного расширения, отделяют несжиженный газ и отводят сжиженный природный газ, а хладагент полученный при испарении, компримируют, конденсируют и вновь используют при предварительном многоступенчатом охлаждении природного газа, отличающийся тем, что после двухступенчатого изоэнтропийного расширения осуществляют изоэнтальпийное расширение переохлаждаемого газа соответственно первой и второй ступени, и отделение несжиженного газа осуществляют после каждой ступени изоэнтальпийного расширения, сжижаемый газ после первой ступени изоэнтропийного расширения переохлаждают за счет холода несжиженных газов, отделенных после второй ступени изоэнтропийного расширения, а несжиженный газ после второй ступени изоэнтальпийного расширения компримируют за счет мощности, генерируемой на второй ступени изоэнтропийного расширения, до давления несжиженного газа после первой ступени изоэнтальпийного расширения и смешивают с ним, компримируют полученную смесь за счет мощности, генерируемой на первой ступени изоэнтропийного расширения до давления несжиженного газа после второй ступени изоэнтропийного расширения и смешивают с ним, затем компримируют полученную смесь, снимают теплоту компримирования и отправляют в рецикл на смешение с потоком подготовленного природного газа, направляемого на сжижение.1. A method of liquefying natural gas, in which the prepared natural gas is compressed, the heat of compression is removed, pre-cooled in multiple stages due to boiling of the refrigerant, subcooled, liquefied due to two-stage isentropic expansion, non-liquefied gas is separated and the liquefied natural gas is removed, while the refrigerant , is compressed, condensed and reused in preliminary multistage cooling of natural gas, characterized in that after two-stage isentropic expansion, isenthalpic expansion of the supercooled gas, respectively, of the first and second stages is carried out, and the separation of non-liquefied gas is carried out after each stage of isenthalpic expansion, liquefied gas after the first stage of isoentropic expansion expansions are supercooled due to the cold of the non-liquefied gases separated after the second stage of isentropic expansion, and the non-liquefied gas after the second stage of isenthalpic expansion is compressed in is the power generated in the second stage of isentropic expansion to the pressure of non-liquefied gas after the first stage of isenthalpic expansion and is mixed with it, the resulting mixture is compressed due to the power generated in the first stage of isentropic expansion to the pressure of non-liquefied gas after the second stage of isentropic expansion and is mixed with it , then the resulting mixture is compressed, the heat of compression is removed and recycled for mixing with the stream of prepared natural gas sent for liquefaction. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительное многоступенчатое охлаждение газа осуществляют при различных уровнях давления кипения хладагента на ступенях, которые обеспечивают путем понижения давления хладагента до кипения перед каждой ступенью, при этом перед понижением давления жидкий хладагент переохлаждают за счет холода хладагента, испарившегося по меньшей мере на одной ступени предварительного многоступенчатого охлаждения газа.2. The method according to claim 1, characterized in that the preliminary multistage gas cooling is carried out at different levels of the boiling pressure of the refrigerant in the stages, which are provided by lowering the refrigerant pressure to boiling before each stage, while before lowering the pressure, the liquid refrigerant is subcooled due to the refrigerant cold evaporated in at least one stage of preliminary multistage gas cooling. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что охлаждение природного газа в испарителях осуществляют в области давлений выше давления крикоденбары, но ниже давления точки инверсии газа.3. The method according to claim 1, characterized in that the natural gas is cooled in the evaporators in a pressure range above the cricodenbar pressure, but below the pressure of the gas inversion point. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжижаемый газ после первой ступени изоэнтропийного расширения дополнительно последовательно переохлаждают за счет холода несжиженных газов, отделенных после каждой ступени изоэнтальпийного расширения. 4. The method according to claim 1, characterized in that the liquefied gas after the first stage of isenthalpic expansion is additionally subsequently subcooled due to the cold of the non-liquefied gases separated after each stage of isenthalpic expansion. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после первой ступени изоэнтропийного расширения часть потока сжиженного газа эжектируют с образованием парожидкостного потока до давления сжижаемого газа после второй ступени изоэнтропийного расширения, причем в качестве пассивного потока эжекции используют часть потока несжиженных газов после первой ступени изоэнтальпийного расширения, а часть потока сжиженного газа эжектируют с образованием парожидкостного потока до давления сжижаемого газа после первой ступени изоэнтальпийного расширения, причем в качестве пассивного потока эжекции используют часть потока несжиженных газов после второй ступени изоэнтальпийного расширения.5. The method according to claim 1, characterized in that after the first stage of isentropic expansion, part of the liquefied gas stream is ejected with the formation of a vapor-liquid flow up to the pressure of the liquefied gas after the second stage of isentropic expansion, and part of the flow of non-liquefied gases after the first stage is used as a passive ejection stream isenthalpic expansion, and a part of the liquefied gas stream is ejected with the formation of a vapor-liquid flow up to the pressure of the liquefied gas after the first stage of isenthalpic expansion, and a part of the non-liquefied gas stream after the second stage of isenthalpic expansion is used as a passive ejection flow. 6. Установка для сжижения природного газа, содержащая линию предварительного охлаждения природного газа, контур хладагента, средства сжижения, переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа и линию возврата газа, линия предварительного охлаждения природного газа включает последовательно соединенные испарители хладагента, контур хладагента включает последовательно соединенные по меньшей мере один компрессор хладагента, по меньшей мере один аппарат охлаждения, и испарители хладагента, выходы которых по парам хладагента соединены с входом компрессора хладагента, линия возврата газа включает компрессор несжиженных газов и по меньшей мере один аппарат охлаждения, а средства сжижения, переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа включают два детандера и сепараторы, отличающаяся тем, что установка снабжена последовательно соединенными компрессором природного газа и по меньшей мере одним аппаратом охлаждения, соединенным с входом линии предварительного охлаждения, средства сжижения, переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа включают сепараторы высокого, среднего и низкого давления, дроссели, компрессоры высокого и низкого давления и линию рекуперации холода несжиженных газов, отделяемых по меньшей мере в одном сепараторе, при этом детандер высокого давления своим выходом соединен со входом линии рекуперации холода несжиженных газов, детандер среднего давления своим входом соединен с выходом линии рекуперации холода несжиженных газов, отделенных по меньшей мере на одном сепараторе, а выходом с сепаратором высокого давления, вход первого дросселя соединен с выходом по жидкости сепаратора высокого давления, а выход - с входом сепаратора среднего давления, вход второго дросселя соединен с выходом по жидкости сепаратора среднего давления, а выход - с входом сепаратора низкого давления, компрессор низкого давления своим входом соединен с выходом по газу сепаратора низкого давления и выходом - с компрессором высокого давления и кинематически связан с валом жидкостного детандера среднего давления, компрессор высокого давления своим выходом соединен с линией возврата газа и кинематически связан с валом жидкостного детандера высокого давления, причем сепаратор высокого давления своим выходом по газу соединен с линией возврата газа, сепаратор среднего давления своим выходом по газу соединен с компрессором высокого давления, а сепаратор низкого давления своим выходом по жидкости соединен со входом насоса сжиженного природного газа.6. Installation for liquefaction of natural gas, containing a line of pre-cooling of natural gas, a refrigerant circuit, means for liquefaction, subcooling and separation of the liquefied gas and a gas return line, the pre-cooling line of natural gas includes refrigerant evaporators connected in series, the refrigerant circuit includes at least one refrigerant compressor, at least one refrigerant apparatus, and refrigerant evaporators, the outputs of which are connected by refrigerant vapors to the refrigerant compressor inlet, the gas return line includes a compressor for non-liquefied gases and at least one refrigeration apparatus, and means for liquefaction, subcooling and separation of the liquefied gas include two expanders and separators, characterized in that the installation is equipped with a series-connected natural gas compressor and at least one cooling apparatus connected to the inlet of the pre-cooling line, liquefaction means, supercooled The sedimentation and separation of liquefied gas include high, medium and low pressure separators, throttles, high and low pressure compressors and a cold recovery line for non-liquefied gases separated in at least one separator, while the high pressure expander is connected with its outlet to the inlet of the cold recovery line for non-liquefied gases. gases, the medium-pressure expander is connected with its inlet to the outlet of the cold recovery line of non-liquefied gases separated by at least one separator, and the outlet to the high-pressure separator, the inlet of the first throttle is connected to the liquid outlet of the high-pressure separator, and the outlet is connected to the inlet of the medium pressure, the inlet of the second throttle is connected to the liquid outlet of the medium pressure separator, and the outlet is connected to the inlet of the low pressure separator, the low pressure compressor is connected by its inlet to the gas outlet of the low pressure separator and the outlet to the high pressure compressor and is kinematically connected to the shaft of the liquid de medium pressure tank, the high pressure compressor is connected with its outlet to the gas return line and is kinematically connected to the shaft of the high pressure liquid expander, and the high pressure separator is connected with its gas outlet to the gas return line, the medium pressure separator is connected with its gas outlet to the high pressure compressor , and the low pressure separator is connected with its liquid outlet to the inlet of the liquefied natural gas pump. 7. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что линия рекуперации холода несжиженных газов, отделяемых по меньшей мере в одном сепараторе, включает по меньшей мере одну секцию рекуперации, расположенную в верхней части соответствующего сепаратора.7. Installation according to claim 6, characterized in that the cold recovery line of non-liquefied gases separated in at least one separator includes at least one recovery section located in the upper part of the corresponding separator. 8. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что линия рекуперации холода несжиженных газов, отделяемых по меньшей мере в одном сепараторе, включает по меньшей мере один теплообменник рекуперации, установленный на выходе соответствующего сепаратора по газу. 8. Installation according to claim. 6, characterized in that the cold recovery line of non-liquefied gases separated in at least one separator includes at least one recuperation heat exchanger installed at the outlet of the corresponding gas separator. 9. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что контур хладагента включает по меньшей мере один теплообменник рекуперации холода испарившегося хладагента, соединенный через дроссель с входом хладагента по меньшей мере одного испарителя.9. Installation according to claim 6, characterized in that the refrigerant circuit includes at least one heat exchanger for recovering the cold of the evaporated refrigerant connected through a throttle to the refrigerant inlet of at least one evaporator. 10. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что установленный на выходе сепаратора низкого давления насос откачки сжиженного природного газа кинематически связан с валом по меньшей мере одного детандера для использования части генерируемой на детандерах мощности.10. Installation according to claim. 6, characterized in that the pump for pumping liquefied natural gas installed at the outlet of the low-pressure separator is kinematically connected to the shaft of at least one expander to use part of the power generated by the expanders. 11. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что средства сжижения, переохлаждения и сепарирования сжижаемого газа дополнительно включают эжектор высокого давления, вход которого по активному потоку соединен с линией рекуперации холода несжиженных газов, по пассивному потоку соединен с выходом по газу сепаратора среднего давления, а выход соединен со входом сепаратора высокого давления, эжектор низкого давления, вход которого по активному потоку соединен с линией рекуперации холода несжиженных газов, по пассивному потоку соединен с выходом по газу сепаратора низкого давления, а выход соединен со входом сепаратора среднего давления.11. Installation according to claim 6, characterized in that the means for liquefaction, subcooling and separation of the liquefied gas additionally include a high-pressure ejector, the inlet of which is connected through the active flow to the cold recovery line of non-liquefied gases, through the passive flow is connected to the gas outlet of the medium-pressure separator , and the outlet is connected to the inlet of the high-pressure separator, the low-pressure ejector, the inlet of which is connected through the active flow to the cold recovery line of non-liquefied gases, through the passive flow is connected to the gas outlet of the low-pressure separator, and the outlet is connected to the inlet of the medium-pressure separator.
RU2020124066A 2020-07-20 2020-07-20 Natural gas liquefaction method "polar star" and installation for its implementation RU2740112C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124066A RU2740112C1 (en) 2020-07-20 2020-07-20 Natural gas liquefaction method "polar star" and installation for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124066A RU2740112C1 (en) 2020-07-20 2020-07-20 Natural gas liquefaction method "polar star" and installation for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740112C1 true RU2740112C1 (en) 2021-01-11

Family

ID=74183742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124066A RU2740112C1 (en) 2020-07-20 2020-07-20 Natural gas liquefaction method "polar star" and installation for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740112C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767848C1 (en) * 2021-02-04 2022-03-22 Андрей Владиславович Курочкин Liquefied natural gas production plant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3616652A (en) * 1966-09-27 1971-11-02 Conch Int Methane Ltd Process and apparatus for liquefying natural gas containing nitrogen by using cooled expanded and flashed gas therefrom as a coolant therefor
RU2141084C1 (en) * 1995-10-05 1999-11-10 Би Эйч Пи Петролеум ПТИ. Лтд. Liquefaction plant
RU2144649C1 (en) * 1994-04-29 2000-01-20 Филлипс Петролеум Компани Process and device for liquefaction of natural gas
US6289692B1 (en) * 1999-12-22 2001-09-18 Phillips Petroleum Company Efficiency improvement of open-cycle cascaded refrigeration process for LNG production
RU2645185C1 (en) * 2017-03-16 2018-02-16 Публичное акционерное общество "НОВАТЭК" Method of natural gas liquefaction by the cycle of high pressure with the precooling of ethane and nitrogen "arctic cascade" and the installation for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3616652A (en) * 1966-09-27 1971-11-02 Conch Int Methane Ltd Process and apparatus for liquefying natural gas containing nitrogen by using cooled expanded and flashed gas therefrom as a coolant therefor
RU2144649C1 (en) * 1994-04-29 2000-01-20 Филлипс Петролеум Компани Process and device for liquefaction of natural gas
RU2141084C1 (en) * 1995-10-05 1999-11-10 Би Эйч Пи Петролеум ПТИ. Лтд. Liquefaction plant
US6289692B1 (en) * 1999-12-22 2001-09-18 Phillips Petroleum Company Efficiency improvement of open-cycle cascaded refrigeration process for LNG production
RU2645185C1 (en) * 2017-03-16 2018-02-16 Публичное акционерное общество "НОВАТЭК" Method of natural gas liquefaction by the cycle of high pressure with the precooling of ethane and nitrogen "arctic cascade" and the installation for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767848C1 (en) * 2021-02-04 2022-03-22 Андрей Владиславович Курочкин Liquefied natural gas production plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2016202430B2 (en) Integrated methane refrigeration system for liquefying natural gas
US11774173B2 (en) Arctic cascade method for natural gas liquefaction in a high-pressure cycle with pre-cooling by ethane and sub-cooling by nitrogen, and a plant for its implementation
EP2564139B1 (en) Process and apparatus for the liquefaction of natural gas
WO2001044735A1 (en) Process for liquefying natural gas by expansion cooling
RU2730090C2 (en) Method and system for liquefaction of natural gas feed flow
WO2015110779A2 (en) Lng production process
CN110411146B (en) Improved method and system for cooling hydrocarbon streams using vapor phase refrigerant
CN217483101U (en) Coil type heat exchanger unit
RU2740112C1 (en) Natural gas liquefaction method "polar star" and installation for its implementation
US20230375261A1 (en) Closed loop lng process for a feed gas with nitrogen
AU2020311435B2 (en) Systems and methods for improving the efficiency of combined cascade and multicomponent refrigeration systems
US11806639B2 (en) Pretreatment and pre-cooling of natural gas by high pressure compression and expansion
RU2735977C1 (en) Natural gas liquefaction method and apparatus for implementation thereof
RU2792387C1 (en) Method for liquefiting natural gas "modified arctic cascade" and installation for its implementation
WO2016103296A1 (en) Refrigeration device
RU2797608C1 (en) Natural gas liquefaction method “arctic mix”
AU2022221579A1 (en) Integrated nitrogen rejection for liquefaction of natural gas
WO2006135363A1 (en) Apparatus and methods for processing hydrocarbons to produce liquified natural gas