SU645618A3 - Способ охлаждени и конденсации природного газа - Google Patents

Способ охлаждени и конденсации природного газа

Info

Publication number
SU645618A3
SU645618A3 SU711728742A SU1728742A SU645618A3 SU 645618 A3 SU645618 A3 SU 645618A3 SU 711728742 A SU711728742 A SU 711728742A SU 1728742 A SU1728742 A SU 1728742A SU 645618 A3 SU645618 A3 SU 645618A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cooling
fraction
heat exchanger
gas
condensed
Prior art date
Application number
SU711728742A
Other languages
English (en)
Inventor
Дарредо Бернар
Original Assignee
Л,Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур, Л.Этюд Эл, Эксплуатасьон Дэпросэдэ, Жорж Клод (Фирма)
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 Л,Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур, Л.Этюд Эл, Эксплуатасьон Дэпросэдэ, Жорж Клод (Фирма) filed Critical Л,Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур, Л.Этюд Эл, Эксплуатасьон Дэпросэдэ, Жорж Клод (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU645618A3 publication Critical patent/SU645618A3/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/10—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point with several cooling stages
    • 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
    • F25J1/0047—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
    • F25J1/003—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
    • F25J1/0055—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 originating from an incorporated cascade
    • 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
    • F25J1/0212—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow MCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F25J1/0216—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235—Heat exchange integration
    • F25J1/0236—Heat exchange integration providing refrigeration for different processes treating not the same feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • 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
    • 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
    • F25J1/0257—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
    • F25J1/0268—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 using a dedicated refrigeration 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
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
    • 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
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/12—External refrigeration with liquid vaporising 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
    • F25J2270/00—Refrigeration techniques used
    • F25J2270/60—Closed external refrigeration cycle with single component refrigerant [SCR], e.g. C1-, C2- or C3-hydrocarbons

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)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

1
Изобретение относитс  к холодильной технике, касаетс  способа охлаждени  и конденсации газовых смесей и может быть использовано дл  ожижени  природного газа.
Известен способ охлаждени  и конденсации природного газа с использованием холода циркул ционной газовой смеси, содержащей по меньшей мере одну составл ющую охлаждаемого и конденсируемого газа I. Способ включает охлаждение и частичную конденсацию под высоким давлением циркул ционной газовой смеси, расширение смеси до промежуточного давлени  с получением первой сконденсированной фракции, испарение и нагрев этой фракции , сжатие нагретой фракции до высокого давлени . Первую сконденсированную фракцию получают непосредственно после сжати . В этом способе могут быть использованы два различных варианта: с циклом охлаждени  незамкнутого типа, в котором газова  смесь и циркулирующа  соедин ютс  и подвергаютс  вместе частичной конденсации , и с циклом охлаждени  замкнутого типа, в котором газова  смесь и циркулирующа  функционируют в отдельных трубах, где они конденсируютс  независимым образом.
К недостаткам указанного способа следует отнести относительно большую степень необратимости некоторых рабочих фаз и увеличение, таким образом, общей энергии поглощаемой при конденсации обрабатываемой газовой смеси, колебание температуры , существующее между циркулирующей смесью в процессе частичной конденсации и в процессе повторного нагрева.
Известен также способ охлаждени  и конденсации природного газа с использованием холода газового потока, состо щего из нескольких компонентов с различной точкой кипени , включающий многократное сжатие газового потока от низкого до высокого давлени , охлаждение его внешним
хладагентом, каскадную сепарацию с получением л идкой фракции, которую охлаждают вместе с природным газом расширенным потоком этой же фракции и возвращают на первую ступень сжати , и газообразной фракции, которую после охлаждени  подвергают дальнейшей сепарации и охлаждению вместе с природным газом 2.
Однако и этот способ потребл ет много энергии дл  конденсации обрабатываемой газовой смеси.
Целью изобретени   вл етс  снижение расхода энергии, потребл емой в процессе охлаждени  и конденсации природного газа.
Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемом способе охлаждени  и конденсации природного газа с использованием холода газового потока жидкую фракцию , полученную после первой ступени сепарации газового потока, расшир ют до промежуточного давлени  и дополнительно сепарируют с получением более т желой сжиженной фракции и менее т желой газообразной фракции, из которых газообразную фракцию подвергают сжатию с проме . жуточного давлени  до высокого, а жидкую фракцию испар ют, расшир ют до низкого давлени , нагревают путем теплообмена с природным газом, подлежащим сжижению, и остаток газового охлаждаемого потока полученного после первой ступени сепарации , возвраш,ают на первую ступень сжати .
Изобретение позвол ет обогатить первую сконденсированную фракцию циркул ционной смеси т желыми составл ющими, следовательно , составл ющими с высокой температурой кипени , и выпаривание первой сконденсированной фракции происходит при более высокой температуре. Уменьшаетс  отклонение температуры между кривой выпаривани  и кривой конденсации циркул ционной смеси, улучшаетс  термодинамическа  эффективность первого теплообмена и, следовательно, потребление энергии .
На фиг. 1, 2 и 3 представлены схемы установок , позвол ющих осуществить предлагаемый способ; на фиг. 4 - диаграммы теплообмена, иллюстрирующие кривые охлаждени  и нагрева, относ щиес  к первому теплообменнику охлаждающей известной установки каскадного цикла (на оси ординат откладывают количества тепла G в килокалори х , а на оси абсцисс откладывают температуру Т, °С; кривые, отмеченные сплошной линией, соответствуют диаграмме тецлообмена первого теплообменника известной установки, вз той в качестве прототипа , кривые, отмеченные пунктирной линией , соответствуют диаграмме теплообмена установки согласно фиг. 1 при давлени х, расходе обрабатываемого газа, идентичных известной установке); на фиг. 5 - графически выраженна  в относительных значени х (т. е. дл  ожижени  1 м природного газа) полна  поверхность теплообмена (5), не включающа  поверхность теплообмена конечного конденсатора, размещенного после компрессора в известной установке и дл  фиг. 1 и 3 в зависимости от мош;ности, поглощаемой циркул ционной смесью.
Установка (фиг. 1) содержит поток 1 охлаждаемого и конденсируемого природного газа, блок охлаждени , включающий компрессор 2, состо щий из двух ступеней, концевой конденсатор 3, первый сепаратор 4, первый теплообменник 5, второй сепаратор
6,второй теплообменник 7, третий теплообменник 8, третий сепаратор 9, четвертый
Ъ сепаратор 10, расширительные клапаны
11-15. Первый теплообменник имеет змеевики 16-18, второй - змеевики 19-21 и третий теплообменник имеет змеевики 22 и 23.
На фиг. 2 кроме идентичных позиций,
указанных на фиг. 1, показаны промежуточный теплообменник 24 со змеевиками 25-27.
На фиг. 3 промежуточный теплообменник 24 имеет четвертый змеевик 28.
Установка, изображенна  на фиг. 1, работает следующим образом.
Циркул ционную смесь сжимают в компрессоре 2 до давлени  40 бар, охлаждают и подвергают частичной конденсации в концевом конденсаторе 3 и первом сепараторе 4. Первую сконденсированную фракцию, полученную в сепараторе 4, отдел ют от остальной циркулирующей смеси, расшир ют в клапане 14 до промежуточного давлени  и подвергают дополнительной сепарации в сепараторе 9. После дополнительной сепарации в сепараторе 9 газовую фракцию направл ют на дожатие до высокого давлени  во вторую ступень компрессора 2, а
сконденсированную фракцию переохлаждают в змеевике 16 теплообменника 5, расшир ют в клапане 11 до низкого давлени , затем выпаривают и нагревают противотоком в теплообменнике 5, сепарируют в сепараторе 10, и газовую фракцию при низком давлении возвращают на всасывание в первую ступень компрессора 2. Остальную часть циркулирующей смеси вывод т в виде газообразной фракции из сепаратора 4, частично конденсируют в змеевике 17 теплообменника 5 и направл ют в сепаратор 6 дл  повторной сепарации. В сепараторе 6 из циркул ционной смеси отдел ют вторую сконденсированную фракцию, переохлаждают в змеевике 19 теплообменника
7,расшир ют в клапане 12 до низкого давлени , выпаривают в противотоке со второй сконденсированной фракцией, нагревают в теплообменнике 7, затем в теплообменнике
5 и возвращают на всасывание первой ступени компрессора 2. После отделени  второй сконденсированной фракции газовую смесь из сепаратора 6 конденсируют сначала в змеевике 20 теплообменника 7 за счет
теплообмена с расширенной второй сконденсированной фракцией и в змеевике 22 теплообменника 8 за счет расширени  сконденсированного остатка циркулирующей смеси в клапане 13, после чего ее выпа ривают , нагревают в теплообменниках8,7и5и
подают на всасывание первой ступени компрессора .
Поток 1 природного газа подвергают посто нному О5 лаждению и конденсации в змеевиках 18, 21 и 23 теплообменников 5, 7 и 8 за счет противоточного теплообмена со сконденсированными и расширенными фракци ми циркулирующей смеси. Сконденсированную газовую смесь (природный газ) в случае необходимости подвергают переохлалсдению, удал ют из блока охлаждени  и расшир ют до необходимого давлени  в клапане 15.
Работа установки, представленной на фиг. 2, отличаетс  от работы установки на фиг. 1 промежуточным теплообменником 24. В этом теплообменнике частично выпаривают первую сконденсированную фракцию , расширенную до промежуточного давлени  Б клапане 14. Тепло, необходимое дл  выпаривани , получают путем теплообмена с первой сконденсированной фракцией в змеевике 25 перед ее расширением до промежуточного давлени , с первой сконденсированной фракцией, отделенной от газовой фракции и выход шей из сепаратора 9 по змеевику 26, и с другим потоком в процессе охлаждени , поступающим в змеевик 27. Этот другой поток может представл ть собой циркулирующую смесь, котора  должна быть охлаждена и сконденсирована (например, природный газ), или люба  друга  жидкость с температурой, близкой к окружающей, которую необходимо охлаждать .
Работа установки по схеме, представленной на фиг. 3, отличаетс  от работы установки по схеме на фиг. 2 тем, что тепло, необходимое дл  выпаривани  первой сконденсированной фракции в промежуточном теплообменнике 24, так же получают за счет теплообмена противотоком с циркулирующей газовой смесью, выход щей из сепаратора 4, в змеевике 28.
Кроме указанных преимуществ схема, показанна  на фиг. 1, улучщает экономичность цикла охлаждени  за счет того, что общее количество циркулирующей смеси остаетс  практически неизменным, баланс по массам практически тот же, за исключением газовой фракции, полученной при промежуточном давлении в сепараторе 9, и котора  посылаетс  при более низкой температуре во вторую ступень сжати . Сохран етс  сжатие в первой ступени компрессора всей газовой фракции, полученной при промежуточном давлении. Если степень сжати  остаетс  той же самой на обеих ступен х компрессора, то газова  фракци  может составл ть 10-12% циклической смеси , и в этом случае выигрыш энергии составл ет от 5 до 6 %
Блок охлаждени  (фиг. 2) может полунить выигрыш энергии (по отношению к фиг, 1) еще больший за счет того, что перва  сконденсированна  фракци  циркулирующей смеси, по крайней мере выпаренна  в промежуточном теплообменнике, с одной стороны значительно увеличивает процент газовой фракции, отделенной в сепараторе 9, с другой стороны обогащает еще больше первую сконденсированную фракцию т желыми составл ющими.
Кроме того, весь холод, полученный в
теплообменнике 24, в два раза дешевле с точки зрени  энергии, так как сжатие циркулирующей смеси может быть сокращено наполовину. Исследование диаграмм теплообмена,
представленных на фиг. 4, позвол ет представить теоретические положени , указанные выше. Кривые охлаждени  (стрелки, указывающие вниз) представл ют сумму количеств теплообмена газовой смеси (природный газ) на пути к охлажденной конденсации , циркулирующей смеси на пути к охлаждению и частичной конденсации и первой сконденсированной фракции, выход щей из сепаратора 4 нагрева (стрелки
указывают вверх), они представл ют количество тепла, подводимого циркулирующей смесью к первому теплообменнику 5, и содержащей первую сконденсированную часть в процессе выпаривани  и нагрева при низком давлении.
С помощью кривых, показанных сплощными лини ми, т. е. по известному способу установлено, что крива  охлаждени   вл етс  функцией, строго линейной по температуре , и что крива  нагрева имеет угловую точку, соответствующую изменению резкого падени  в средней зоне первого теплообменника 5. Отсюда следует больщой
сдвиг температуры, который ухудшает термодинамическую эффективность цикла охлаждени .
С помощью кривых, представленных пунктирными лини ми (фиг. 4), устанавливают с одной стороны, что крива  нагрева сближаетс  с кривой охлаждени , и с другой стороны - крива  нагрева значительно больше сглажена. Следовательно, уменьшаетс  отклонение температуры по
всей длине первого теплообменника и возрастает обратимость первого теплообмена, и требуетс  меньшее количество энергии дл  ожижени  обрабатываемой газовой смеси.
Кривые фиг. 5 показывают экономию, получаемую в результате изобретени  на равной поверхности обмена или при равной затрате энергии. Кривые А, относ тс  к известному способу, кривые Лз и AS относ тс  соответственно к фиг. 1 и 3.
Сравнение этих кривых позвол ет установить:
что по отношению к известному способу установка на фиг. 1 вносит экономию энергни около 5% на равной поверхности обмена и от 6 до 10% - на теплообменной новерхности с равной затратой энергии;
что выбор между установками на фиг. 1 и 3 может быть сделан в зависимости от экономических критериев (случай фиг. 2 и 3 рассматриваютс , когда энерги  дорога ).
Изобретение не ограничиваетс  описанными вариантами и может иметь множество вариантов в зависимости от рассматриваемых применений.

Claims (2)

1.Клименко А. П. Разделение природных углеводородных газов. Киев, «Техника, 1964, с. 350-351.
2.Уайт Г. К. Экспериментальна  техника в физике низких температур, М., 1961,
с. 18-22.
;
Фигг
Фиг.,
HQwo90no p
ЮО Фиг. 5
SU711728742A 1970-12-21 1971-12-20 Способ охлаждени и конденсации природного газа SU645618A3 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR707046084A FR2123095B1 (ru) 1970-12-21 1970-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU645618A3 true SU645618A3 (ru) 1979-01-30

Family

ID=9066132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU711728742A SU645618A3 (ru) 1970-12-21 1971-12-20 Способ охлаждени и конденсации природного газа

Country Status (10)

Country Link
US (1) US3780535A (ru)
JP (1) JPS567148B1 (ru)
AU (1) AU470261B2 (ru)
CA (1) CA948098A (ru)
DE (1) DE2163139C2 (ru)
FR (1) FR2123095B1 (ru)
GB (1) GB1373385A (ru)
IT (1) IT944125B (ru)
NL (1) NL7117453A (ru)
SU (1) SU645618A3 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509967C2 (ru) * 2008-06-20 2014-03-20 Ифп Энержи Нувелль Способ сжижения природного газа с предварительным охлаждением охлаждающей смеси
RU2556731C2 (ru) * 2010-03-15 2015-07-20 Ифп Энержи Нувелль Способ сжижения природного газа охлаждающими смесями, содержащими по меньшей мере один ненасыщенный углеводород
RU2623021C1 (ru) * 2016-09-16 2017-06-21 Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") Способ ожижения природного газа
RU2753206C1 (ru) * 2021-01-26 2021-08-12 Юрий Васильевич Белоусов Способ автономного производства сжиженного природного газа и установка для его осуществления

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3914949A (en) * 1971-02-19 1975-10-28 Chicago Bridge & Iron Co Method and apparatus for liquefying gases
FR2280041A1 (fr) * 1974-05-31 1976-02-20 Teal Technip Liquefaction Gaz Procede et installation pour le refroidissement d'un melange gazeux
FR2339826A1 (fr) * 1976-01-30 1977-08-26 Technip Cie Procede et installation de traitement par echanges de chaleur a basses temperatures en particulier pour le traitement des gaz naturels et des gaz craques
DE2628007A1 (de) * 1976-06-23 1978-01-05 Heinrich Krieger Verfahren und anlage zur erzeugung von kaelte mit wenigstens einem inkorporierten kaskadenkreislauf
US4325231A (en) * 1976-06-23 1982-04-20 Heinrich Krieger Cascade cooling arrangement
DE2820212A1 (de) * 1978-05-09 1979-11-22 Linde Ag Verfahren zum verfluessigen von erdgas
EP0723125B1 (en) * 1994-12-09 2001-10-24 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Gas liquefying method and plant
FR2743140B1 (fr) * 1995-12-28 1998-01-23 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de liquefaction en deux etapes d'un melange gazeux tel qu'un gaz naturel
DE19722490C1 (de) * 1997-05-28 1998-07-02 Linde Ag Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes
US6347531B1 (en) 1999-10-12 2002-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Single mixed refrigerant gas liquefaction process
US6347532B1 (en) * 1999-10-12 2002-02-19 Air Products And Chemicals, Inc. Gas liquefaction process with partial condensation of mixed refrigerant at intermediate temperatures
JP5605977B2 (ja) * 2004-06-23 2014-10-15 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 混合冷媒液化方法
RU2432534C2 (ru) * 2006-07-14 2011-10-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ для сжижения потока углеводородов и устройство для его осуществления
DE102008005077B4 (de) * 2008-01-18 2021-11-04 Valeo Klimasysteme Gmbh Plattenverdampfer, insbesondere für einen Kältemittelkreis
US20110239701A1 (en) * 2008-11-03 2011-10-06 Sander Kaart Method of rejecting nitrogen from a hydrocarbon stream to provide a fuel gas stream and an apparatus therefor
DE102011015433A1 (de) * 2011-03-29 2012-10-04 Linde Ag Wärmetauschersystem
CN105737516A (zh) * 2016-04-18 2016-07-06 中国寰球工程公司 混合制冷剂预冷氮气膨胀的天然气液化系统及方法
US10359228B2 (en) * 2016-05-20 2019-07-23 Air Products And Chemicals, Inc. Liquefaction method and system
US10753676B2 (en) * 2017-09-28 2020-08-25 Air Products And Chemicals, Inc. Multiple pressure mixed refrigerant cooling process
JP6957026B2 (ja) * 2018-05-31 2021-11-02 伸和コントロールズ株式会社 冷凍装置及び液体温調装置
FR3087524B1 (fr) 2018-10-22 2020-12-11 Air Liquide Procede et une installation de liquefaction de gaz naturel
FR3087525B1 (fr) 2018-10-22 2020-12-11 Air Liquide Procede de liquefaction d'un courant gazeux d'evaporation issu du stockage d'un courant de gaz naturel liquefie
CN112556446B (zh) * 2020-12-08 2022-08-19 江苏科技大学 一种原油轮的油气冷凝回收系统及其工作方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL197609A (ru) * 1961-06-01
FR86485E (fr) * 1961-06-01 1966-02-18 Air Liquide Procédé de refroidissement d'un mélange gazeux à basse température
FR80294E (fr) * 1961-06-01 1963-04-05 Air Liquide Procédé de refroidissement d'un mélange gazeux à basse température
US3364685A (en) * 1965-03-31 1968-01-23 Cie Francaise D Etudes Et De C Method and apparatus for the cooling and low temperature liquefaction of gaseous mixtures
DE1551612B1 (de) * 1967-12-27 1970-06-18 Messer Griesheim Gmbh Verfluessigungsverfahren fuer Gasgemische mittels fraktionierter Kondensation

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509967C2 (ru) * 2008-06-20 2014-03-20 Ифп Энержи Нувелль Способ сжижения природного газа с предварительным охлаждением охлаждающей смеси
RU2556731C2 (ru) * 2010-03-15 2015-07-20 Ифп Энержи Нувелль Способ сжижения природного газа охлаждающими смесями, содержащими по меньшей мере один ненасыщенный углеводород
RU2623021C1 (ru) * 2016-09-16 2017-06-21 Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") Способ ожижения природного газа
RU2753206C1 (ru) * 2021-01-26 2021-08-12 Юрий Васильевич Белоусов Способ автономного производства сжиженного природного газа и установка для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
JPS567148B1 (ru) 1981-02-16
FR2123095B1 (ru) 1974-02-15
DE2163139A1 (de) 1972-07-13
IT944125B (it) 1973-04-20
FR2123095A1 (ru) 1972-09-08
NL7117453A (ru) 1972-06-23
GB1373385A (en) 1974-11-13
DE2163139C2 (de) 1982-08-26
CA948098A (en) 1974-05-28
US3780535A (en) 1973-12-25
AU470261B2 (en) 1976-03-11
AU3716971A (en) 1973-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU645618A3 (ru) Способ охлаждени и конденсации природного газа
USRE29914E (en) Method and apparatus for the cooling and low temperature liquefaction of gaseous mixtures
US2712738A (en) Method for fractionating air by liquefaction and rectification
US4911741A (en) Natural gas liquefaction process using low level high level and absorption refrigeration cycles
US4094655A (en) Arrangement for cooling fluids
US3964891A (en) Process and arrangement for cooling fluids
US2122238A (en) Process and apparatus for the separation of gas mixtures
AU701090B2 (en) Method and installation for the liquefaction of natural gas
US2492725A (en) Mixed refrigerant system
US4028079A (en) Cascade refrigeration system
US3159008A (en) Cooling system
KR102281315B1 (ko) 산업용 및 탄화수소 가스 액화
US4850199A (en) Cryo-refrigeration system
GB1435773A (en) Refrigeration process and plant having an incorporated cascade circuit and a precooling circuit
RU2018108052A (ru) Усовершенствованные способ и система для охлаждения углеводородного потока
GB2326464A (en) A refrigeration cycle utilising a multi-component refrigerant
EP0990108A1 (en) Two staged refrigeration cycle using a multiconstituant refrigerant
US4019343A (en) Refrigeration system using enthalpy converting liquid turbines
US2552560A (en) Process of producing oxygen
US2964913A (en) Separation of air
GB2326465A (en) A refrigeration cycle utilising a multi-component refrigerant
US2824433A (en) Method of separating gas-mixtures in a rectifying column
US2278889A (en) Refrigerating machines arranged in cascade relationship
US2713780A (en) Process for separation of gases
SU368452A1 (ru) Способ разделения газовых смесей