TW472131B - Gas liquefaction process with partial condensation of mixed refrigerant at intermediate temperatures - Google Patents

Gas liquefaction process with partial condensation of mixed refrigerant at intermediate temperatures Download PDF

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TW472131B
TW472131B TW089121123A TW89121123A TW472131B TW 472131 B TW472131 B TW 472131B TW 089121123 A TW089121123 A TW 089121123A TW 89121123 A TW89121123 A TW 89121123A TW 472131 B TW472131 B TW 472131B
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Tamara Lynn Daugherty
Mark Julian Roberts
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Air Prod & Chem
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Description

472131 五'發明說明（1) 發明背景 在偏遠地區液化天減、將液 住中心以及儲存用於當地使用觀已 成功應用多年。LNG生產地點一护枋协且古收τ在世界 戶的大型LNG油輪的泊船設備的^遠地區。、㈣運輪至用 λ作m了用於生產lng以提供液化所需的大量的致 冷作用。廷些循環一般結合使 里町双 單組份致冷系統採用丙烷或與；統，所說的 )系統結合使用的單獨的含氯氣= = 工藝步驟的溫度和壓力水平：：：：’=使用滿足具體 下的初步冷卻，第^冷二提劑提供在較高溫度 卻。 T供在較低溫度下的進一步冷 路預：：二公冷V -種採用第-丙烧致冷環 第-致冷環路進行預冷卻以生產九統:在通' 路J出的混合致冷劑被分成液d :二：：口 過冷卻至一個中間溫度， v :: 將件到的液流 且汽化以提供致冷作用二固=流間進行自蒸發，並 至溫度低於上述中間溫度，侍到的裔汽流被液化，過冷卻 W ^ ；Φ ^ il t ^ ^ "F /；IL ^ m 1 # ; 描述於美國專利4, 〇65 '、' 統採用第一丙烷致冷環路葙（8、中的—種任選的LNG生產系 、冷卻第二混合組分致冷環路。
\\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd
第5頁 472131 五、發明說明（2) 在通過第-致冷環路進行預冷卻 出的混合致冷劑被分成液流和、;；；：： = 的液流被過冷卻至-個中間溫度，用一個闕；：自：：到 亚且汽化以提供致冷作用。所得 U毛， 卻至溫度低於上述中門、、Θ序 的…Α机破液化，過冷 發，汽化以提供個節流間進行自蒸 |、双4作用亚取終冷卻原料。4 美國專利3, 763, 658的不囬夕考—人 + δ亥方法與上述 的原料蒸撥作用是在比第°致地方；，用於去除重質組分 度下進行的，= Γ致冷環路所提供溫度更低的溫 並且壓力基本上低於原料壓力。 美國專利4, 404, 008公開了 一鍤敕田筮― 路預冷卻第_、、θ 種抹用第—丙烷致冷環 硌預’“Ρ : 一把合組分致冷環路的道生產 第-致冷裱路進行預冷卻的最後一級之後二 被過冷卻至-個中間溫度1 -個闊進行自篆： = Κ作用”斤得到的蒸汽流被液化，㉟冷卻至： 度低於上述液流的中間溫度，通過一個節地 發，汽化以提供致冷作用並最終冷卻原料。 國專利3, R 658的不同之處在於，第二致冷/路技的術3與入馬 致冷劑的冷$和部分冷凝發生在壓縮級之間。接著，扣在^ 於第-致$ %路最低溫度的溫度下，•所得到的液流和： 得到的蒸汽流再次合併，然&，通過第一致冷環路進一沭 冷卻合併成的混合致冷劑流。 v 公開於杲國專利4, 274, 849的一種任選的Ug生 私用第一犯合組分致冷環路預冷卻第二混合組分致冷環
\\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第6頁 131 五、發明說明（3) __ 路。在通過第一致冷環路進行 第二致冷環路流出的混合致A :=的最後一級之後，從 得到的液流被過冷卻至一個；二^刀成液流和蒸汽流。所 行自蒸發，並且汽化以提供致：：f，通過-個節流閥進 液化’㉟冷卻至溫度低於上述液：所得到的蒸汽流被 節流閥進行自蒸發’汽化以提供六：間溫纟，通過一個 料。在該參考文獻的圖7中，、/作用並最終冷卻原 所得到的蒸汽被進-步冷卻至溫yp^由分•第二致冷劑 提供的溫度’並且被分成液流和：Ϊ;弟一致冷劑環路所 美國專利4,539,028公開了」、^/飞机〇 冷環路預冷卻第二混合組分致A採用第一混合組分致 通過第-致冷環路進行預冷卻:=的LNG生產糸統。在 冷環路流出的混合致冷劑被後一級之後，從第二致 液流被過冷卻至一個中間⑺^液流和蒸汽流。所得到的 發，並且汽化以提供致冷;;^ =一個節流閥進行自蒸 過冷卻至溫度低於上述中間、'θ P斤侍到的瘵汽流破液化， 蒸發，汽化以提供致冷作故通過-個節流閱進行自 述美_專利4, 274, 849的不同之取'\令郃原料。該專利與上 兩個不同的壓力下汽化以提供致外冷於，。第二致冷劑是在 上述本領域的情況描述了气 流以提供用於天然氣液化的致冷作：過：：=致冷劑 致冷作用提供。冷卻混合致汽化所產生的-部分 用由混合致冷劑流在主換^和天然氣原料的致冷作 …&中的汽化作用提供。在壓縮
\\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 胃7頁 472131 五、發明說明（4) 過程中和/或壓縮之後冷卻混合致冷劑蒸汽由一種像甲烷 這樣的單獨致冷劑提供。 改善氣體液化工藝的效率是非常需要的，並且是氣體 液化領域中正在研究的新循環的主要目標。如下所述以及 如所附申請專利範圍中所限定的’本發明的目的在於通過 Ϊ主Ϊ ί ^中Ϊ供一種附加的汽化致冷劑流來提高液化效 各種ΐ二ί Ϊ可提高液化效率的改進的致冷步驟，描 述了各種貫施方案。 發明要旨 法 =明疋—種用於提供液化原料氣的致冷作用的方 (1) 由在第一溫度與低 —、、a 溫度範圍内提供致冷作用的第—二的第二溫度之間的 作用； 第再循裱致冷環路提供致冷 (2) 在弟一溫度应似於穿— 度範圍内，由第二再循六二溫度的第三溫度之間的溫 第一致冷環路在第—溫^%路提供致冷作用，其中， 第二致冷環路提供致冷$用、；—溫度之間的溫度範圍内向 、（3 )在第二再猶環致冷 π壓縮至最終的最高壓力. ，將一種混合致冷劑蒸 (4 )部分冷凝至少—八 種致冷劑蒸汽 流；和 混合致冷劑蒸《，並且將刀來自第二再循環致冷環路的 分離成至少-種致冷劑液流“：=冷凝的:昆合致冷劑 \\CHENimLi ka\AfRUU8.ptd 472131 五、發明說明（5) (5)將上述至少一種致冷劑液流過冷卻至溫度低於第 二溫降低經過所得到的過冷卻的致冷劑液流的壓力， 並且^化所得到的減壓後的致冷劑液流，以提供在第二溫 度和第二溫度之間用於液化原料氣的至少一部分致冷作 用。 $部分冷凝所得到的壓縮致冷劑的步驟在壓力低於最 終的最高壓力下進行時，該步驟在等於或高於第二溫度的 溫度下進行。當上述部分冷凝所得到的壓縮致冷劑的^驟 在壓力基本上等於最終的最高壓力下進行時，該步驟^言 於弟一溫度的溫度下進行。 "" ° 在第二溫度和第三溫度之間液化原料氣的致冷作用可 通過與一種汽化混合致冷劑在主換熱區中的間接熱交換提 供。這種汽化混合致冷劑是如下製備的： 、 (a) 將混合致冷劑蒸汽壓縮至第一壓力； (b) 冷卻、部分冷凝並分離所得到的壓縮致冷劑蒸 汽，以產生第一混合致冷劑蒸汽部分和第一混合 ’、’、 體部分； 7 μ α (c) 過冷卻該第一混合致冷劑液體部分，以提供一種 第一過冷卻的混合致冷劑液體； 、 (d) 降低該第一過冷卻的混合致冷劑液體的壓力，並 且在主換熱區中汽化所得到的減壓混合致冷劑液體，以提 供用於冷卻和冷凝其中的原料氣的汽化混合致冷劑；和 (e) 從主換熱區中取出汽化了的混合致冷劑流，以提 供至少一部分用於步驟（a)的混合致冷劑蒸汽。
第9頁
五、發明說明（6) 至少一部分用於步驟（C)中進行過冷卻的致冷作 通過在步驟（d)中主換熱區汽化減壓混合致冷 至少一部分用於步驟（C)的過冷卻的致冷作甩^通過盥一 種或多種附加的致冷劑流在主換熱區外的間接熱交換來提 供。上述一種或多種附加的致冷劑流可包括一種 冷劑或一種多組分致冷劑。 邊方法可進一步包括：部分冷凝和分離第一混合致冷 劑蒸汽部分，以產生第二混合致冷劑蒸汽和第二混合致冷 劑液體；通過與汽化混合致冷劑在主換熱區中進行間接熱 交換來過冷卻第二混合致冷劑液體；降低所得過冷卻的第 二混合致冷劑液體的壓力；並且在主換熱區中汽化所得到 的減壓混合致冷劑流，以在其中提供附加的汽化混合致冷 劑0 該方法也可進一步包括：通過與汽化混合致冷劑在主 換熱區中的間接熱交換，以冷凝和過冷卻第二混合致冷劑 蒸汽；降低經過冷凝和過冷卻後所得到的第二混合致冷劑 蒸汽的壓力；並且在主換熱區中汽化所得到的減壓混合致 冷劑流，以在其中提供附加的汽化混合致冷劑。 一般而言，至少一部分用於在步驟（b)中進行冷卻和 部分冷凝的致冷作用可通過與主換熱區外的一種或多種附 加致冷劑流的間接熱父換來提供。至少一種或多種附加致 冷劑流之一可包括一種單組分致冷劑或一種多組分致冷 劑。 用於冷卻原料氣的一部分致冷作用可通過與主換熱區
\\CHENLIN\Lika\AIRini8.ptd 第10頁 ---—-- 五、發明說明（7) 外的-種或多種附加 或多種附加的致冷劑流^ ^ j的間接熱交換來提供。一種 組分致冷劑。 T包括-種單組分致冷劑或一種多 原料氣可包括甲俨 且在這種情況中，肖：：；種或多種比甲烷重的烴類，並 (e)通過與—種 / °進一步包括： 料氣， .冷劑流的間接熱交換預冷卻原 (f )將所得到的預冷名 比曱烷重的烴類的贫7 P原料氣通入到裝有一種富集了 (g)從洗氣塔底部排：洗氣塔中； 物流； 種富集了比曱烷重的烴類的 (h)從洗氣塔塔頂排屮 的烴類的塔頂物流； 一種含曱烧和殘留的比甲烧重 (1 )在主換熱區中冷部上述塔頂物流，以冷凝殘留的 比曱烷重的烴類； (j) 將所得到的冷卻了的塔頂物流分成〆種純化的富 曱炫的產物和一種富集了比甲烷重的烴類的物流；和 (k) 利用至少一部分富集了比曱烷重的煨類的物流來 提供步驟（f)的貧洗液。 在步驟（b)的分離之後，可壓縮第一混合致冷劑蒸汽 部分。冷卻和部分冷凝步驟（b)中所得到的壓縮了的第一 混合致冷劑蒸汽可通過與一種流體在室溫下進彳丁間接熱交 換來實現。一部分第一混合致冷劑液體可與第一加壓混合 致冷劑蒸汽混合。
\\CH®LIN\Lika\AIRl 1118 .ptd 第11頁 五、發明說明（8) 任選地是，至少—Α八 蒸汽可被進-步冷卻，# : J :(b),中的第~混合致冷劑 壓混合致冷劑液體合併的—7嫜，並且被分成可與第一加 於冷卻和部分冷凝第—現八種附加的混合致冷劑液體。用 作用可通過與汽化混合致:^劑蒸汽部分的—部分致冷 換來提供。 7 *在主換熱區中進行間接熱交 過冷卻後，可在第 加壓混合致冷劑液體，並刀卜，在主換熱區中汽化第一 下’在主換熱區中汽化第且、、二過冷卻後，可在第二壓力 可進一步包括：通過與产〜=壓混合致冷劑液體。該方法 間接熱交換來冷凝和過^，二合致冷劑在主換熱區中進行 到的經冷凝和過冷卻的^郃第二混合致冷劑蒸汽；將所得 第二壓力；並且在主換勒二混合致冷劑蒸汽的壓力降低至 劑液體，以提供P#加@ = f中n化所得到的減壓混合致冷 ^ a ^ Ε 、几化混合致冷劑。 第一再循J衣致冷環饮Α·/ ,、 ？衣路的操作可包括： a)將混合:欠冷劑蒸汽壓縮至第一壓力； …b )冷钟、部分冷凝並分離所得到的壓縮致冷劑蒸 ^ 、產生種此合致冷劑蒸汽部分和一種混合致冷劑液 體部分； (c )過冷卻上述混合致冷劑液體部分’以提供一種過 冷卻的混合致冷劑液體； (d)降低上述經過冷卻的混合致冷劑液體的壓力，並 且在主換熱區中汽化所得到的減壓混合致冷劑液體，以提 供一種用於冷卻和冷凝其中原料氣的汽化混合致冷劑流；
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和 (:)從主換熱區中抽出汽化了的混合致冷劑流， ，、至 > 一部分步驟（a)中的混合致冷劑蒸汽。 、、用於過冷卻混合致冷劑液體部分的一部分致冷 通過與所得到的汽化減壓致冷劑液體在主 ； f ^ 1 部分可通過與一部分或幾部分主拖 熱區外的附加致冷劑進行間接熱交換來提供。刀主換 第一再循環致冷環路的操作可進一步包括： (f)冷凝和過冷卻混合致冷劑蒸汽部分，以提 附加的過冷卻混合致冷劑液體；和 八 、，（g)降低上述附加的過冷卻混合致冷劑液體的壓力， 並且在主換熱區中汽化所得到的減壓液體，以提供另一 用於冷卻和冷凝其中原料氣的汽化混合致冷劑流。 冷凝和過冷卻上述附加的混合致冷劑蒸汽的致冷作用 一部分可通過與所得到的汽化減壓液體在主換熱區中進行 間接熱交換來提供，另一部分可通過與一種或多種主換熱 區外的附加致冷劑流進行間接熱交換來提供。 、… 發明詳細說明 本發明提供了一種液化氣流的有效方法，並且特別適 用於天然氣的液化。本發明採用了一種混合致冷劑系統， 其中’經壓縮後’混合致冷劑被第二致冷劑系統預冷卻， 並且從壓縮混合致冷劑的部分冷凝和分離中至少可彳^到一 種液流。當部分冷凝步驟是在低於壓縮混合致冷劑最終的
\\CHENLIN\Lika\AIRHH8.ptd ' 第 13 頁"--- 472131 五、發明說明（10) 最高壓力的壓力下進行時，冷凝在等於或高於由第二致冷 劑系統所提供的最低溫度的溫度下進行。當部分冷凝是在 基本上等於壓縮混合致冷劑最終的最高壓力的壓力下進行 時’冷凝在高於由第二致冷劑系統所提供的最低溫度的溫 度下進行。 混合致冷劑 自曱烷、乙烷、 且也可包含氮氣 預冷卻系統 溫度。儘管在本 有限制，但是已 說，最低預冷卻 約-2 0。。^ -45 °C L N G產品的要求£ 每個熱交換器採 致冷劑。如果需 致冷劑。本發明 冷劑的第一丙烧 預冷卻混合致冷 冷劑循環節省了 方案包括將本發 取決於具體 種各樣的熱交換 式和爸式熱交換 是一種多組分的流體混合物，通常包含選 丙烧和其他輕質烴類的一種或多種烴，並 〇 一般將混合致冷劑冷卻至低於周圍溫度的 發明中對由預冷卻系統獲得的最低溫度沒 經發現，對於生產液化的天然氣（LNG)來 溫度應一般為大約〇 °C〜-7 5 °C，優選為大 。最低預冷卻溫度取決於天然氣的組成和 '預冷卻系統可形成一個階式熱交換器， 用選自C2 — C5烴類或q q鹵化烴的單組分 要，冷卻系統可採用包含各種烴類的混合 的=個實施方案採用了一種包含在混合致 =郃級之後付到的混合致冷劑液體的丙烷 ϊί:，結果比標準的丙烧預冷卻混合致 月或者增大了态旦 明；®舌、θ艾里。被描述的幾個實施 2用：雙重混合致冷劑循環。 應用，本發明可^： & 奘署 —Λ 在致冷環路中採用任何各 裝置，包括散熱片々 ^ 哭 々+ 乃式、螺旋蛇管式、管殼 為’或者聯合使用；^ 用义些熱交換器類型。本
^rdV3i 五、發明說明（11) -------- 發明適用於液化任何一種合適的氣流，佴是下列以用於天 然氣液化的工藝進行描述。本發明不受卞述工藝中熱交換 器的數目和排列的制約。 在本公開内容中，術語"換熱區"指的是一個熱交換器 或者是聯合的熱交換器，其中，由—種或多種致冷劑流提 ，致冷作用，以在給定溫度範圍内冷卻一種或多種工藝物 流。熱交換器是一種包含任意熱交換裝置的容器；這些裝 置可包括散熱片、螺旋蛇管、管束和其他已知的熱傳遞方 式。術s吾主換熱區"指的是其中在第二溫度和第三溫度之 間，由第二再循環致冷環路提供用於冷卻和液化原料氣的 ，冷作用的區域。在下述實施方案中，主換熱區是一個熱 又換為或一組熱交換器，其中，通過汽化再循環混合致冷 劑來提供致冷作用，以在第二溫度和第三溫度之間冷卻和 液化原料氣。 在 藝。首 去酸性 然後， 並且在 級丙烷 _°C的典 入洗氣 燒或更 塔冷凝 圖1中闡述了現有技術的一種代表性的氣體液化工 先在預處理區1 02中洗滌並乾燥天然氣i 〇〇，用於除 氣體，例如C〇2和IS ,以及其他污染物，例如汞。 經過預處理的氣體i 0 4進入第—級丙烷交換器丨〇 6， 其中被冷卻至大約為8 C的典型中間溫度。在第二 交換器108中’上述物流被進—步冷卻至大約為_15 型溫度’並且所得到的經進—步冷卻的物流11〇進 塔112。纟洗氣塔中’原料的重質組分，一般為戊 f的烴類，從洗氣塔底部作為物流U6除去。洗氣 益通過丙狡•父換器114致冷。丙烷交換器1〇6、1〇8
472131 五、發明說明（12) ~ "-一 和114採用汽化丙烷，通過間接熱交換來提供致冷作用。 。除去重質組分後，天然氣物流丨丨8的典型溫度大約為 3 5 C。在主熱父換器1 2 2第一區的冷卻環路1 2 〇中，物流 11 8被經管線1 2 4供給的一種沸騰混合致冷劑流進一步冷卻 至大約為-1 0 0 °C的典型溫度。所得到的冷卻原料氣流通過 閥126自蒸發，並且在主交換器122第二區的冷卻環路128 中被經管線1 3 0供給的彿騰混合致冷劑物流進一步冷卻。 所得到的液化物流1 3 2可通過閥1 3 4自蒸發，產生典型溫度 為-1 66 °C的最終LNG產物流1 36。如果需要，物流1 32或物 流1 36可被進一步加工，以除去殘留污染物例如氮氣。 汽化.致冷劑流1.2 4和1 3 0向下流經熱交換器1 2 2，並且 從此處抽出合併的混合致冷劑蒸汽流1 3 8。混合致冷劑蒸 Ά流1 3 8在多級壓縮機1 4 0中被壓縮至5 0 b a r a的典型壓 力’在交換器142中被環繞的散熱裝置冷卻，並且在熱交 換器1 44、1 46和1 48中通過汽化丙烷進一步冷卻和部分冷 凝，得到典型溫度為-3 5 °C的兩相混合致冷劑流1 5 〇。 兩相混合致冷劑流1 50在分離器1 52中被分成流入熱交 換器1 2 2的蒸汽流1 5 4和液流1 5 6。液流1 5 6在冷卻環路1 5 8 中被過冷卻，並通過閥1 6 0進行自蒸發，提供了一種流經 管線124的汽化致冷劑流。蒸汽流1 54在冷卻環路ι62和164 中被冷凝和過冷卻，並通過閥1 6 6進行自蒸發，提供了流 經管線1 3 0的汽化混合致冷劑流。 圖2闡述了本發明的一個優選實施方案。去除重質組 分並冷卻至大約-35。(：之後，如上面對圖1描述的那樣提供
\\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第 16 頁 472131 五、發明說明（13) 天然氣原料流118。在熱交換器220低區的冷卻環路219 中，通過與經管線222和224加入的第一汽化混合致冷劑進 行間接熱交換，物流11 8被進一步冷卻至大約為__ 1 〇 〇它的 典型溫度。熱交換器222是上面所定義的主換熱區，其 中’致冷作用由一種或多種致冷劑流提供，以在給定的溫 度範圍内冷卻一種工藝物流。在熱交換器2 2 〇中區的冷卻 環路225中’通過與經管線226和227加入的第二汽化混合 致冷劑進行間接熱交換，該氣流被進一步冷卻至大約為 -1 3 0 C的典型溫度。然後，在熱交換器2 2 〇上區的冷卻環 路228中，通過與經管線23〇和231加入的第三汽化混合致 冷劑進j于間接熱父換，所得到的物流被進一步冷卻至大約 為-166 C的典型s度。將最終的LNG產物作為#流232排 出，亚運輸至一個儲藏罐或者根據需要進行進一步加工。 在@2的工‘中，當需要最終lng產物中重質組分的含 量非常低時’可對洗氣塔11G進行任何適當的改進。例 如，可採用一種較重的組分作為洗滌液，例如丁烷。 則/Λ；"" t ^ 1 8從約―35 °C冷卻並冷凝至約一1 66 t的最 終LNG產物溫度的致冷作用至少部分的由 的最 =特點的混合致冷劑環路提供。從熱交 出合併的汽化了的混合致冷劑流233，並 234中將其壓縮至大約為 在夕二“機 中’用環繞散熱裝置將壓縮二^ ,c:f;約為8Λ的溫度下，在第-…交換41 取心郃的尚壓混合致冷劑流237被進一步冷卻並部
UCHEN'LIN\Lika\AIR11118.ptd 第17頁 472131 五、發明說明（14) 分冷凝。部分冷凝的物流流入分離器2 4 0中，被分成蒸汽 流242和液流244。在丙烷交換器24 6中，蒸汽流242被進一 步冷卻至約-1 5 °C，並且在丙烷交換器2 4 8中被進一步冷卻 至約-35 °C。在丙烷交換器250中，液流244被進一步冷卻 至約-1 5 °C，並且在丙烧交換器2 5 2中被進一步冷卻至約 -3 5 °C ’以提供經過過冷卻的致冷劑液流2 6 2。 在分離器2 4 0中進行分離之後，可在冷卻步驟之前、 冷卻步驟過程中或冷卻步驟之後的任何一處將一部分液流 2 4 4與蒸汽混合’可由任選物流2 5 4、2 5 6和2 6 6表示。在分 離器272中，所得到的兩相致冷劑流260被分成液流268和 蒸汽流2 7 0。任選地是，與物流2 5 8 —樣，一部分過冷卻了 的液流2 6 2可與飽和液流2 6 8混合，以產生液體致冷劑流 274 ° 在大約為-3 5 C的典塑溫度下，三種混合致冷劑流進 入熱交換器220的熱端，它們是重質液流262，輕質液流 274和蒸汽流270。在冷卻環路275中液流262被進一步過冷 卻至約-1 0 0 °C，並且絕熱通過焦耳-湯姆遜節流閥2 7 6， 將壓力降低至約3 bara。經管線22 2和224，將上述減壓致 冷劑加入到交換器2 2 0中’以提供如上所述的致冷作用。 如果需要，可採用渦輪膨脹機或膨脹發動機代替節流閥 2 7 6，通過膨脹作功來降低致冷劑流的壓力。在冷卻環路 2 7 8中’液體致冷劑流2 7 4被過冷卻至約-1 3 0 °C，並且絕熱 通過焦耳一湯姆遜節流閥2 8 0，將壓力降低至約3 bar a。 經過管線2 2 6和2 2 7 ’將該減壓致冷劑加入到交換器2 2 〇
\\CHEiNLIN\Lika\AIR11118.ptd 第18頁 472131 五、發明說明（15) 中，以在其中提供如上所述的致冷作用。如果需要，可採 用渦輪膨脹機或膨脹發動機代替節流閥2 8 0，通過膨脹功 來降低致冷劑流的壓力。 在冷卻環路282中，致冷劑蒸汽流270被液化並過冷卻 至大約-1 6 6 °C ’並且絕熱通過焦耳—湯姆遜節流閥2 8 4， 將壓力降低至大約3 bara。經過管線230和231，將該減廢 致冷劑加入到交換器2 2 0中，以提供如上所述的致冷作 用。如果需要，可採用渦輪膨脹機或膨脹發動機代替節流 閥2 8 4 ’通過膨脹功來降低致冷劑流的壓力。 在圖2的工藝中’如果需要，可將一些熱交換器聯合 成一台熱交換器。例如，熱交換器246和250或者熱交換器 2 4 6和2 4 8就可以被聯合在一起。 ' ° 儘管採用各種物流的典型溫度和壓力描述了圖2的優 選實施方案’但疋並不傾向於受這些麼力和溫度的限制’， 並且根據設計和操作條件可進行大量改變。例如，高壓混 合致冷劑的壓力可以是任何合適的壓力，而不必為5 〇 bara ，低壓混合致冷劑流233的壓力可以是1 — 25 bara之 間的任何合適的壓力。同樣，在描述本工藝中給出的上述 典型溫度也可以改變，並且將取決於具體設計和操、 件。 、汆 因此，本發明的一個重要特點是產生附加的經過冷 的液體致冷劑流262 ’它在熱交換器22〇的底部被進一: 冷卻和汽化，以提供致冷作用。通過減少所需過冷部浚 流總量，採用這種附加的致冷劑流可節省能量。採用含有
472131 五、發明說明（16) 重質烴組分的液體致冷劑流262，提供了一種用於在熱交 換器2 2 0底部或熱區進行汽化的熱力學上的優選組成。重 質致冷劑流262的冷凝和分離使液體致冷劑流274中的輕質 組分濃度更高，使之更適合於在熱交換器220的中區提供 致冷作用。採用致冷劑流2 6 2和2 7 4的最佳組成，可得到更 好的冷卻曲線，並且可改善熱交換器2 2 0中的效率。 圖3闡述了本發明的另一個實施方案。在該實施方案 中，三級丙烷預冷卻由在壓縮機3 0 6的壓縮級之間的交換 器30 0、302和304提供。在丙烷預冷卻的最後一個級之 後，部分冷凝的物流308被分成蒸汽流31 0和液流362。在 壓縮機306的另一級或多級中，蒸汽流31 0被進一步壓縮至 最終的高壓，並且任選在丙烷預冷卻交換器312中被進一 步冷卻。液流362經過冷卻，絕熱通過節流閥376使壓力降 低’並且經管線322進入熱交換器3 20，以提供前面參照圖 2所描述的致冷作用。如果需要，可採用渦輪膨脹機或膨 脹發動機代替節流閥376 ’通過膨脹功來降低物流378的壓 力。 圖4闡述了本發明的另一個實施方案。在該實施方案 中，採用四級丙烷預冷卻對原料進行預冷卻和預處理，分 別為如上所述的原料熱交換器1 〇 6、1 0 8、1 1 4和附加的交 換器4 0 1。附加的丙烷致冷作用也用來冷卻混合致冷劑環 路，其中，交換器402和403與前面所述的交換器246、 2 4 8、2 5 0和2 5 2 —起使用。附加的交換器增加了一些複雜 性，但是改善了液化工藝的效率。
\\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第20頁
圖5闡述了本發明的另一個實施方案，其中，第一分 離器540位於—級丙炫預冷卻50 0.之後’而不像在圖2的實 施方案那樣位於一級丙烷預冷卻之後。圖6列出了另一個 任選的實施方案，其中，第一分離器64〇緊跟環繞冷卻器 1 64之後’而不像在圖2的實施方案中那樣位於一級丙烷預 冷部之後。在圖6的實施方案中，所有丙烷冷卻都是在分 離器640之後進行的。 圖7闡述了本發明的另一個實施方案，其中，原料預 冷部的所有級均發生在洗氣塔710之前的丙烷交換器706、 708和714中。洗氣塔塔頂冷凝器的致冷作用是通過在熱交 換器720最熱區的冷卻環路718中冷卻塔頂物流716來提供 $ °經冷卻和部分冷凝的塔頂物流722返回到洗氣塔分離 器724中。當需要最終LNg產物中重質組分的含量非常低 k，S亥貫施方案十分有用。 圖8闡述了另一個實施方案，其中，在最後一級丙烷 預冷卻之前’通過附加的分離器8〇1產生了 一種附加的混 合致冷劑液流8 0 2。可將全部或一部分附加的液流8 〇 2與過 冷卻後所產生的第一液體混合至相同溫度’並且可任選將 一部分作為物流80 3與從分離器8〇1流出的蒸汽合併。 圖9闡述了本發明的另一個實施方案，其中，在最後 一級丙烷預冷卻級之前，通過附加的分離器9 〇 〇產生了第 一附加液流9 0 1。在s亥實施方案中，與上述圖8的實施方案 中的情況不同，所生成的第二附加液流9 〇 j不與所得到的 第一液體混合，而是被過冷卻並加入到交換器9 2 〇中，作
\\CH&NLIN\Lika\AiR11118.ptd 第21頁 472131 五、發明說明（18) 為一種經過冷卻並通過節流閥903膨脹的液體原料。採用 這種附加的液體需要附加的熱交換器9 〇 2，如圖9所示。該 實施方案與其他實施方案的不同之處在於，如圖9所示/Λ 在主換熱區920中可採用銅焊的鋁熱交換器，而不是採用 在氣體液化工藝中被廣泛使用的螺旋蛇管式熱交換器。{曰 是，任何一種合適的熱交換器均可被用於本發明的任何一 個實施方案中。 圖1 0給出了本發明的另一任選的實施方案。在該實施 方案中’第二相分離器1 000位於溫度低於最後一級丙烧預 冷卻148所提供溫度的地方。兩相物流1〇6〇直接進入交換 器1020，並且於被分離之前，在交換器的最熱換熱區中被 冷卻。 圖11公開了本發明的另一個特徵’在兩種不同壓力下 汽化混合致冷劑流。物流11 68和11 70在交換器11 02中被液 化、過冷卻、減壓’並在低壓下汽化。汽化了的混合致冷 劑流11 04可被直接冷加.入壓縮機11 36中，或者可以在加入 壓縮機11 3 6之前在交換器11 〇 〇中加熱。液體致冷劑流丨丨6 2 被進一步過冷卻，減壓至高於交換器1102中的壓力，在交 換器11 0 0中汽化，並且如圖所示’在壓縮級之間作為物流 11 0 6返回到壓縮機11 3 6中。 用於氣體液化的混合致冷劑可以由另外一種混合致冷 劑進行預冷卻，而不是由如上所述的丙烧進行預冷卻。在 圖1 2所示的實施方案中，在壓縮機1 2 0 4的壓縮級之間，通 過部分冷凝一種預冷卻混合致冷劑得到液體致冷劑流
\\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第22頁 472131 五、發明說明（19) 1 2 0 2。然後在交換器1 2 〇 0中將該液體過冷卻，在中間位置 抽出’通過節流閥1 2 〇 6進行自蒸發，並且汽化以向熱交換 器1 2 0 0的熱區提供致冷作用。從交換器丨2 0 〇流出的蒸汽 1 2 1 0在壓縮機1 2 0 4中經壓縮後，通過一台環繞溫度散熱裝 置進行冷卻’並且將其作為物流丨2 1 2加入到交換器1 2 0 0 中。物流1212在交換器12〇〇中經冷卻和過冷卻之後，從 1 200的冷端排出，通過節流閥12〇8進行自蒗發， 向交換器^⑽的冷區提供致冷作用。 “、、士工且/又化 壓縮了的混合致冷劑流1214在熱交換器12〇〇的底部經 冷卻和部分冷凝之後，在分離器丨2 88中進行分離。然後， 在父換β 1 200上端過冷卻所得到的液流丨244，所得到的經 過冷卻的液流11 62在交換器122〇底部被進一步過冷卻，絕 熱通過節流閥1 276降低壓力，經管線1 222進入交換器 ?2:二,且'飞化以在其中提供致冷作用。從分離器1 288流 在交換器1 2 0 0頂部被冷卻成兩相致冷劑流126〇， 匕=離器1 262中被分離，並且如上所述，被用於交換器 1 220 中0 圖13闊述了圖12實施方案的-個改進方案，其中，在 =13〇〇和13〇2中，於兩種不同壓力下汽化預冷卻的混 = i 卻交換器1 30 0中冷卻之後，在分離器 中對β部了的混合致冷劑進行第一次分離。然後，在 =通過節流，1 376降低壓力之前，將所得到的液流1344 過冷部，並且作為物流1 322加入到交換器13 ，在 通過汽化來提供致冷作用。
\\CHENLIN\Lika\AIRl1118.ptd 第23頁 472131 五、發明說明（20) 圖14闡述了本發明的最後一個實施方案，它a圖2本 施方案：-個簡化方案。在該實施方案中，、通二；：圖〜 中在熱父換益2 2 0之前的物流2 6 〇的分離步驟，簡化了治浐 Ϊ心Γ丄，-交，器Μ"的兩個換熱區代替了圖： 熱父換益220的二個換熱區。物流146〇在交 液化和過冷卻，過冷卻了的物流148δ過：中 i 484，壓力降低至大約為3 bara，並且作為二m 人到交換器1 420的冷端，在此其汽化以提供致二作用？。 果需要，可在购)脹機或膨脹 低物流1 486的壓力。 饵甲逋過％脹功來降 上述實施方案利用了本發明的一個 其中，至少一種中 晋的共同特徵， 下，通過部分冷;I;流是在等於或高於最低溫度的溫度 通過第-再循環致二二=:合：ί劑得到的，該溫度可以 文冷i衣路進行冷冷7來^ 3(¾》曰 J.V.. 用於在低於預冷；gp $ X付。戎中間液流被 用。 p系統所提供的溫度的溫度下提供致冷作 獲得中間物流的冷凝溫度可以 實施方案中，冷凝θ认田㈤ 思而要而改變；在圖6
中進行，但是度條件下，在熱交換器W 冷卻溫度下和麼力低^知方案中’冷凝是於最低丙烧預 劑蒸汽最終的最縮機30 6流出的壓縮混合致冷 行。在圖2、4 ; 力Λ條/下，、在熱交換器3 〇 4中進 的溫度下進行。、貝水中，冷凝是在這些極值之間 上述實施方案 可用如下的通用 工藝術語來概括。本發
472131 五、發明說明（21) L主要是用於提供液化原料氣的致冷作用的方法，它包括 用由第一再循環致冷環路提供，該 k供第一 k度和低於第一溫度的第二溫度之間的溫产 :圍内的致冷作用’並且被描述為預冷卻致冷作用 ： 疋ί過與在第—致冷環路中的致冷劑進行間接敎 ~跋f物流冷卻到的最低溫度。例⑹，如果第-致 工藝物流可被冷卻至的最低溫度大約為 C ’則S玄溫度是典型的第二溫度。 圍内在ί二溫度和低於第二溫度的第三溫度之間的溫度範 第：”環路提供至少-部分在第二丄 皿又間的'皿度乾圍内的致冷作用，並且也可以提供預 冷卻原料氣的致冷作用。 ·^以d預 摅…，用如上所述的單組分或多組分的第一致冷環路，根 2致冷劑時的壓力在幾個溫度值下提供致冷作用。第 :致路提供致冷作用，用於在上述交換器乍、用第 =第二6:、7。8:714、1^ 〇4〇 5冷劑核路也提供在上述交換器238、246、 冷郃第一致冷劑環路的致冷作用。 環路i 優選實施方案中所說明的-樣，第二致冷劑 由第一二冷劑官線233、壓縮機234、分離器240、 260、一2 62 %1〇環^冷卻的多個冷卻交換器、致冷劑管線 0和274、分離器272、過冷卻環路275、278
472131 五、發明說明（22) 和2 8 2、郎流閥2 7 6、2 8 0和2 8 4 ’以及致冷劍營绩？ 、 類似的方式採用類似組分。在圖1 4的實施方案中，第二致 冷劑裱路包括圖2的特徵，但是沒有分離器2 7 2、致冷劑管 線274、過冷卻環路278、致冷劑管線226和227，以及節流 閥 2 8 0。 ^當混合致冷劑蒸汽在圖2的多級壓縮機234中被壓縮至 最終的最咼壓力時（圖4 — 1 3的實施方案與之類似），在 高於由第一致冷劑環路的致冷劑所提供的最低溫度的溫度 下，對壓縮後的蒸汽進行部分冷凝和分離。在冷凝/分離 步驟中製得的混合致冷劑蒸汽和液流的至少其中之一被第 二致冷劑環路的致冷劑進一步冷卻至採用第一致冷劑有可 月b達到的最低溫度。這些附加的冷卻作用可由圖2的交換 器 246、248、25 0 和 25 2 提供。 、 f混合致冷劑蒸汽被最初壓縮至壓力低於最終的最高 壓力，i如圖3的實施方案，壓縮後的混合致冷劑蒸汽流 =冷嘁=在壓縮機3〇6的級間進行的，溫度為等於或高於 第 致冷知^路提供的致冷作用進行冷卻所達到的最 低狐度q 即第二溫度。管線3丨〇中經分離的蒸汽在壓縮機 …勺最後級被進一步壓縮。如果在交換器3 1 2中沒有由 第八十、々裏路所提供的附加的冷卻作用，物流3 0 8的冷凝 矛刀離可在阿於第二溫度的溫度下進行。如果在交換器 V I yry /ιχ /、T附加的冷卻作用，物流3〇8的冷凝和分離則可 在第二溫度或高於第二溫度的條件下進行。
飞》‘丄iJ丄
如上所述所產生的溫度 冷劑流在主換熱區中被汽化 力，並且在主交換器中汽化 間提供致冷作用。 等於或高於第二溫度的液體致 混合致冷劑過冷卻，降低壓 ’以在第二溫度和第三溫度之 實施例 通過對液化天，缺U抱许舳θ 的優選實施方案。熱物料平衡，崎發明 乾燥天然氣_，以V去二性處理區102中洗蘇和 污染物例如水銀。預;^理如叫和¥，以及其他 kg-mole/hr，壓力為二t °4的流速為3〇,611 。”，其摩爾組成如二Sara ’並且溫度為32°C (8“ 表1 UL氪組成（摩_份數） 氮 氣 0. 009 甲 烷 0. 8774 乙 烷 0. 066 丙 烷 0. 026 異 丁 烧 0. 007 丁 烧 0. 008 異 戊 烧 0. 002 戊 炫 0. 002 己 烷 0. 001
472131 五、發明說明（24) ------ 庚烷 0.001 預處理後的氣體104進入第一交換器106中，並且、、 在5.9 bara的壓力下丙烷沸騰被冷卻至9.3。〇。在作為通過 流112進入洗氣塔110之前’原料在交換器1〇8中通過在2 8 b a r a的壓力下丙烧沸騰被進一步冷卻至_ 1 4. 1 °c。洗氣γ 的塔頂冷凝器114的操作溫度為-37 t，並且通過在丨 bara的壓力下丙烷沸騰進行冷卻。在洗氣塔11〇中，原料 中的戊院和重質組分被除去。 在除去重質組分並且冷卻至-37 °C之後，在主熱交換 器2 2 0第一區的冷卻環路2 1 9中，通過沸騰混合致冷劑，天 然氣流11 8被進一步冷卻至-9 4 °C。汽化了的混合致冷劑流 233 的流速為42,052 1^-111〇16/111'，組成如下： 表 2 混合致冷劑組成（摩爾份數） 氮氣 0.092 曱烷 0,397 乙烷 0.355 丙烷 0.127 異丁烷 0.014 丁烷 0.014 然後，在交換器2 2 0第二區中，通過流經管線2 2 6和
\\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第 28 頁 472131 l、發明說明（25) " ' _ — 227的濟騰混合致冷劑流，在冷卻環路m中將所得到 料軋進二步冷卻至大約_128。在交換器22〇第三區中，’、 通過經管線230和231加入的沸騰混合致冷劑流，在冷卻 路228中將所得到的氣流進一步冷卻至大約_163。〇。然. 後，將所得到的經進—步冷卻的LNg物流232輸 藏罐。 保 將天然氣流11 8從-3 7 °c冷卻至-1 6 3 t：的致冷作用是由 —種混合組分致冷環路提供的。物流235是在51 bara的壓 力下彳之多級壓縮機2 3 4中流出的高壓混合致冷劑。然後， 在交換器236中用冷卻水將其冷卻至32。高壓混合致冷 劑流237進入第一級丙烷交換器238中，通過在5. 9 bara下 丙烷沸騰被冷卻至9. 3 t，並且流入分離器2 4 0，在此被分 離成相應的蒸汽流2 4 2和液流2 4 4。在丙烷交換器2 4 6中， 通過於2. 8 bara下丙烷沸騰將蒸汽流242進一步冷卻至 -14.1 °C，接著在丙烷交換器248中，通過於1.17 bara下 丙烧沸騰將其進一步冷卻至—37。在丙烷交換器25〇中， 通過於2.8匕8以下丙烷沸騰將流速為9240 1^-111〇16/^1'的 液流244進一步冷卻至-14. 1 °c，接著在丙烷交換器252 中’通過於1.17 bara下丙烷沸騰將其進一步冷卻至-37 〇C。 然後，在分離器272中，於-37 °C下將所得到的冷卻了 的蒸汽流2 6 0分離成液流2 6 8和蒸汽流2 7 0。液流2 6 8的流速 為17,400 kg-mole/hr 。 在冷卻環路275中，經過過冷卻的液流2 62被進一步冷
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卻至-94 °C，然後絕熱通過節流閥2 76，壓力降低至大約3 bara，並且經管線222和224流入交換器220。在冷卻環路 278中’液流274被進一步冷卻至-128t，然後絕熱通過節 流閥280，壓力降低至大約為3 bar a，並且經管線2 2 6和 227流入交換器220。在冷卻環路282中，蒸汽流270被液化 和過冷卻至-1 63 °C，然後絕熱通過節流閥284，壓力降低 至大約3 bar a，並且經管線2 3 0和2 3 1流入交換器2 2 0的冷 端。 因此，本發明在其最廣泛的實施方案中，通過產生至 少一種中間液流’改善了氣體液化技術，其中，上述中間 液流是在溫度高於由預冷卻系統所提供的最低溫度或者壓 力低於混合致冷劑環路最終的最高壓力的條件下，通過部 分冷凝和分離混合致冷劑而得到的。至少部分上述中間液 體混合致冷劑流被用於在溫度低於預冷卻系統所提供的溫 度下提供附加的致冷作用，並且這種附加的致冷作用可被 用於主熱父換器中。與現有技術工藝相比，對於給定的壓 縮能’本發明為一種可增加LNG產量的更為有效的工藝。 在上述公開内谷中完整地描述了本發明的基本特徵。 本領域的技術人員可理解本發明，並且在不偏離本發明基 本宗旨以及下列申請專利範圍和同等物的條件下，可做各 種改進。
\\CHENLIN\Lika\AIRl1118.ptd 第30頁 472131 圖式簡單說明 圖1是代表現有技術的一種液化工藝的流程示意圖。 圖2是本發明的一個實施方案的流程示意圖，其中， 在與第二致冷劑的一個熱交換級中進行冷卻之後的一個中 間溫度下，壓縮了的混合致冷劑被部分冷凝。 圖3是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，其 中，在與第二致冷劑的三個熱交換級中進行冷卻之後的一 個中間溫度和低於該壓縮混合致冷劑蒸汽最終壓力的中間 壓力下，壓縮了的混合致冷劑被部分冷凝。 圖4是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，其 中，在與第二致冷劑的三個熱交換級中進一步冷卻中間的 混合致冷劑蒸汽流和液流。 圖5是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，其 中，在與第二致冷劑的兩個熱交換級中進行冷卻之後的一 個中間溫度下，壓縮了的混合致冷劑被部分冷凝。 圖6是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，其 中，在與第二致冷劑的四個熱交換級中進一步冷卻中間的 混合致冷劑蒸汽流和液流。 圖7是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，其 中，在與第二致冷劑的三個熱交換級中預冷卻原料氣。 圖8是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，它利 用兩個壓縮混合致冷劑的部分冷凝級來生產一種合併的液 體混合致冷劑流。 圖9是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，它利 用兩個壓縮混合致冷劑的部分冷凝級為主換熱區提供兩種
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低*溫冷卻的液體致冷劑。 圖10是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，它利 =兩個壓縮混合致冷劑的部分冷凝級，其中第二級利用了 由主換熱區中的混合致冷劑所提供的致冷作用。 圖11是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，其 ，在主換熱區中於兩種不同壓力下汽化混合致冷劑。 圖1 2是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，其 ，，預冷卻由一種混合致冷劑環路提供。 圖1 3是本發明的另一個實施方案的流程示意圖，其 中，預冷卻由一種具有兩種致冷劑壓力水平的混合致冷劑 環路提供。 圖1 4是本發明中利用—個單獨的混合致冷劑部分冷凝 級的另一個實施方案的流程示意圖。 主要元件的圖號說明 1 〇 2 ·. 預處理區 106, 108, 114, 142,144, 146, 148, 236, 238, 246, 248, 250, 25 2, 300, 302, 304, 312,401，402, 403, 500, 706, 708, 714, 902, ..熱交換器 110, 112,710.. 洗氣塔 120, 128’158,162,164,219, 225, 228, 275, 278, 282,718.. 冷卻環路 122, 220, 320, 720, 920, 1020, 1100, 1102, 1200, 1220, 1300, 1 302, 1 320, 1 420.,主熱交換器 1 40,234,306，1136，1 204..多級壓縮機
\\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第32頁 472131 圖式簡單說明 152, 240, 540, 640, 724, 801，900,1000, 1288, 1388..分離 器 276,280,284,376,903, 1206, 1208, 1276, 1376, 1484.·焦耳 —湯姆遜節流閥
\\CH®LIN\Lika\AIR11118.ptd 第33頁

Claims (1)

  1. 括 種提供用於〉凉>f卜；§少丨户 夜化原枓軋的致冷作用的方法，包 (1)由在第一溫度盥低 、 溫度範圍内提供致冷作用的，、一溫度的第二溫度之間的 冷作用； 、，第一再循環致冷環路提供致 户乂2 i在第二溫度與低於第二溫度的第：溫声之^ 度靶圍内，由第二再 旳弟一皿度之間的溫 第一致冷if g g J衣路提供致冷作用，其中 7衣路在第一溫度鱼篦_ π ώ η /、f， 第二致冷環路提供致冷作用、；—/m度之間的溫度範圍内向 (3)在第一再循環致一援枚.士 汽壓縮至最終的最高壓力7; 中，將一種混合致冷劑蒸 (4 )部分冷凝至少—八 _ 混合致冷劑蒸汽，並且。刀…4自第二再循環致冷環路的 分離成至少一種致A志广付至1的部分冷凝的混合致冷劑 (5)將$小 剤液流和至少一種致冷劑基汽产.= I b )將至少—種致冷 V片』，、.、几机，和 溫度，降低經過過A 7卩至低於第二溫度的 得到的減壓後的致壓☆，並且汽化所 二溫度之間液化原料氣 ’、於在第一溫度和第 其中，當部Γ上少―部分致冷作用， 在低於最終的最gΛ得到的絰過壓縮的致冷劑的步驟 高於=度的：進行時’該步驟在等於或 上等經過壓縮的致冷劑的步驟在基本 二溫度的溫度下；的壓力下進行時，議在高於第
    \\CHBNLIN\Lika\AIR11118.ptd 第34頁 472131
    472131 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第4項的方法，其中，上述一種或 多種附加的致冷劑流包括一種單組分致冷劑.。 6. 如申請專利範圍第4項的方法，其中，上述一種或 多種附加的致冷劑流包括一種多組分致冷劑。 7. 如申請專利範圍第2項的方法，它進一步包括：部 分冷凝並分離第一混合致冷劑蒸汽部分，以產生第二混合 致冷劑蒸汽和第二混合致冷劑液體；通過與汽化混合致冷 劑在主換熱區中進行間接熱交換來過冷卻第二混合致冷劑 液體；降低所得過冷卻的第二混合致冷劑液體的壓力；並 且在主換熱區中汽化所得到的減壓混合致冷劑流，以在其 中提供附加的汽化混合致冷劑。 8. 如申請專利範圍第7項的方法，它進一步包括：通 過與汽化混合致冷劑在主換熱區中進行間接熱交換，冷凝 並過冷卻第二混合致冷劑蒸汽；降低所得到的經過冷凝和 過冷卻的第二混合致冷劑蒸汽的壓力；並且在主換熱區中 汽化所得到的減壓混合致冷劑流，以在其中提供附加的汽 化混合致冷劑。 9. 如申請專利範圍第2項的方法，其中，至少一部分 用於在步驟（b)中進行冷卻和部分冷凝的致冷作用是通過
    \\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第36頁 472131 六、申請專利範圍 與主換熱區外的一種或多種附加致冷劑流進行間接熱交換 來提供。 10. 如申請專利範圍第9項的方法，其中，一種或多 種附加致冷劑流的至少其中之一包括一種單組分致冷劑。 11. 如申請專利範圍第9項的方法，其中，一種或多 種附加致冷劑流的至少其中之一包括一種多組分致冷劑。 12. 如申請專利範圍第2項的方法，其中，用於冷卻 原料氣的一部分致冷作用是通過與主換熱區外的一種或多 種附加致冷劑流進行間接熱交換來提供。 13. 如申請專利範圍第1 2項的方法，其中，上述一種 或多種附加致冷劑流包括一種單組分致冷劑。 14. 如申請專利範圍第1 2項的方法，其中，上述一種 或多種附加的致冷劑流包括一種多組分致冷劑。 15. 如申請專利範圍第2項的方法，其中，原料氣包 括曱烷和一種或多種比曱烷重的烴類，並且該方法進一步 包括： (e )通過與一種附加致冷劑流進行間接熱交換來預冷 卻原料氣；
    \\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第37頁 472131 六、申請專利範圍 (f) 將所得的預冷卻原料氣通入到裝有一種富集了比 曱烷重的烴類的貧洗液的洗氣塔中； (g) 從洗氣塔底部排出一種富集了比曱烷重的烴類的 物流； (h) 從洗氣塔塔頂排出一種含曱烷和殘留的比甲烷重 的烴類的塔頂物流； (i )在主換熱區中冷卻上述塔頂物流，以冷凝殘留的 比曱烷重的烴類； (j )將所得到的冷卻了的塔頂物流分成一種純化的富 集甲烷的產物和一種富集了比曱烷重的烴類的物流；和 (k)利用至少一部分富集了比曱烷重的烴類的物流， 來提供步驟（f)的貧洗液。 16. 如申請專利範圍第2項的方法，其中，在步驟（b) 中經過分離之後，可壓縮第一混合致冷劑蒸汽部分。 17. 如申請專利範圍第2項的方法，其中，冷卻和部 分冷凝步驟（b)中所得到的壓縮了的第一混合致冷劑蒸汽 是通過與一種流體在室溫下的間接熱交換來實現。 18. 如申請專利範圍第2項的方法，其中，將一部分 第一混合致冷劑液體與第一加壓混合致冷劑蒸汽混合。 19. 如申請專利範圍第2項的方法，其中，進一步冷
    \\CHENLIN\Lika\AiR11118.ptd 第38頁
    二、申請專利範圍卻、部八 馱冷劑：：冷凝並且分離至少一部分步驟（b)中的第一混人 附加的ΐ =，得到一種與第一加壓混合致冷劑液體合併。的 幻/也合致冷劑液體。 ^ 2 〇 和部分Α如申請專利範圍第7項的方法，&中，用於冷卻 通過與:凝第一混合致冷劑蒸汽部分的一部分致冷作用3 供。/、α化混合致冷劑在主換熱區中進行間接熱交換來^ 21 經如申請專利範圍第7項的方法，其中 在主絲f冷卻後’第一加壓混合致冷劑液體方 換熱區中被汽化 第 :及 壓力下 在主：^ Ϊ冷卻後，第二加壓混合致冷劑液體於第二壓Λ Τ' 王換熱區中被汽化。 禾&力下 2 2 過與汽化、、θ ϋ:範圍第21項的方法，•-步包括：通 和過冷部iU I1在主換熱區中進行間接熱交換來冷凝 卻的第_ .θ Γ扣σ冷劑蒸汽；將所得到的經冷凝和過a 生換蒸汽的壓力降低至第…；並且； 提供附加的汽化：：：：=壓混合致冷劑液體，以在其中 π f S貧寻利| %致冷環路的操作包+
    1項的方法，其中，第二再
    472131 六、申請專利範圍 (a) 將混合致冷劑蒸汽壓縮至第一壓力； (b) 冷卻、部分冷凝並分離所得到的壓縮致冷劑蒸 汽，以產生一種混合致冷劑蒸汽部分和一種混合致冷劑液 體部分； (c) 過冷卻上述混合致冷劑液體部分，以提供一種過 冷卻的混合致冷劑液體； (d )降低上述經過過冷卻的混合致冷劑液體的壓力， 並且在主換熱區中汽化所得到的減壓混合致冷劑液體，以 提供一種用於冷卻和冷凝其中的原料氣的汽化混合致冷劑 流；和 (e)從主換熱區中排出汽化了的混合致冷劑流，以提 供至少一部分步驟（a )中的混合致冷劑蒸汽； 其中，一部分過冷卻混合致冷劑液體部分的致冷作用 是通過與所得到的汽化減壓致冷劑液體在主換熱區中進行 間接熱交換來提供，另一部分是通過與一種或多種主換熱 區外的附加致冷劑進行間接熱交換來提供。 24. 如申請專利範圍第23項的方法，進一步包括： (f )冷凝和過冷卻混合致冷劑蒸汽部分，以提供一種 附加的過冷卻混合致冷劑液體；和 (g)降低上述附加的過冷卻混合致冷劑液體的壓力， 並且在主換熱區中汽化所得到的減壓液體，以提供用於冷 卻和冷凝其中的原料氣的另一種汽化混合致冷劑流； 其中，冷凝和過冷卻上述附加的混合致冷劑蒸汽的致
    \\CHENLIN\Lika\AIR11118.ptd 第40頁 472131
    \\CHENLiN\Lika\AIRI1118.ptd 第41頁
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