混合冷卻劑液化方法
2023-07-18 14:04:06
專利名稱：混合冷卻劑液化方法
技術領域：
本發明的實施方案總體上涉及使用混合成分冷卻劑冷卻氣流例如天然氣的方法。
相關領域描述 天然氣通常被液化和運輸，以供應主要能源消耗國家。為液化天然氣，原料氣(feed gas)首先被處理，除去汙染物和比至少戊烷重的烴。然後，通常在高壓下，通過一個或更多個冷卻循環的間接熱交換冷卻該淨化氣。由於所需設備的複雜性和冷卻劑的效率性能，這樣的冷卻循環在資金消耗和操作方面成本高。因此，對提高冷卻效率、減小設備體積和降低操作成本的的方法存在需求。
概述 提供了液化天然氣氣流的方法。在一個實施方案中，該方法包括在含有工藝物料流(process stream)的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；使冷卻劑蒸汽繞著熱交換區旁路通過，進入壓縮單元；以及使冷卻劑液體通過熱交換區。
在另一個實施方案中，該方法包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；從熱交換區撤出兩股或更多股混合成分冷卻劑的側流；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑的側流，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；使冷卻劑蒸汽繞著熱交換區旁路通過，進入壓縮單元；以及使冷卻劑液體通過熱交換區。
在另一個實施方案中，該方法包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽流和冷卻劑液體流；使冷卻劑蒸汽流繞著熱交換器區旁路通過，進入壓縮單元；使冷卻劑液體流通過熱交換區；以及在熱交換區內部分汽化冷卻劑液體流，以保持以重量計至少1％的液體組分。
在又一個實施方案中，該方法包括在含有工藝物料流的第一熱交換區中放置第一混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離第一混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽流和冷卻劑液體流；使冷卻劑蒸汽流繞著第一熱交換器區旁路通過，進入壓縮單元；使冷卻劑液體流通過第一熱交換區，以冷卻工藝物料流；以及在含有經冷卻的工藝物料流的第二熱交換區中放置第二混合成分冷卻劑，以液化該工藝物料流。
在又一個實施方案中，該方法包括在含有工藝物料流的第一熱交換區中放置第一混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽流和冷卻劑液體流；使冷卻劑蒸汽流繞著第一熱交換器區旁路通過，進入壓縮單元；使冷卻劑液體流返回到第一熱交換區，以冷卻氣流；在含有經冷卻的工藝物料流的第二熱交換區中放置第二混合成分冷卻劑；以及在單壓力水平下汽化第二混合成分冷卻劑，以液化該氣流。
仍然在另一個實施方案中，該方法包括使混合成分冷卻劑流和工藝物料流進行熱交換，該冷卻劑流包括液體冷卻劑；以及在該液體冷卻劑流被完全汽化之前中止熱交換。
仍然在其它實施方案中，該方法包括液化天然氣，其通過在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；至少使冷卻劑液體通過熱交換區；以及在熱交換區內部分汽化冷卻劑液體，以保持液相。在可選的實施方案中，該方法包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；從熱交換區撤出兩股或更多股混合成分冷卻劑的側流；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑的側流，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；至少使冷卻劑液體通過熱交換區；以及在熱交換區內部分汽化冷卻劑液體，以保持液相。
詳細描述介紹和定義 現在將提供詳細描述。所附的權利要求的每一個限定一個單獨的發明，其為了侵權的目的被認為包括權利要求多個元素和指定限制的等效物。根據上下文，下面對「發明」的引用在一些情況下可以僅僅是指一些具體的實施方案。在其它情況下，可以認為，對「發明」的引用是指權利要求中的一個或多個所述的主體，但不必是全部的權利要求。下面將更詳細地描述每一個發明，包括具體的實施方案、描述和例子，但是本發明並不限於這些實施方案、描述和例子，其被包括以使本領域的普通技術人員在本該專利信息與可獲得的信息和技術結合時可以實現和使用本發明。下面定義了本文中使用的多個術語。就權利要求中所使用的術語未在下面被定義而言，其應該被給予最寬的定義，即相關領域的人員已經給予該定義的範圍，正如在已出版的出版物和出版的專利中所反映出。
術語「混合成分冷卻劑(mixed component refrigerant)」和「MCR」被互換使用，指含有兩種或更多種冷卻劑成分的混合物。本文中描述的MCR的例子是「第一MCR」和「第二MCR」。
術語「冷卻劑成分(refrigerant component)」指用於熱傳遞的物質，其在較低的溫度下吸收熱量而在較高的溫度下放出熱量。例如，在壓縮冷卻系統中的「冷卻劑成分」將在較低的溫度和壓力下通過汽化而吸收熱量，並且在較高的溫度和壓力下通過冷凝而放出熱量。說明性的冷卻劑成分可以包括，但不限於，具有1到5個碳原子的烷烴、烯烴和炔烴、氮、氯化烴、氟化烴、其它滷化烴以及其混合物或組合。
術語「天然氣(natural gas)」是指輕質烴氣體或兩種或更多種輕質烴氣體的混合物。說明性的輕質烴氣體可以包括，但不限於，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、其異構體、其不飽和物以及它們的混合物。術語「天然氣」可以進一步包括一定水平的雜質，例如氮、硫化氫、二氧化碳、硫化碳、硫醇和水。根據儲存來源以及任何預處理步驟例如胺萃取或通過如分子篩進行的乾燥，天然氣的精確組成百分比變化。「天然氣」組合物的至少一個例子是含約55摩爾百分數甲烷或更多的氣體。
術語「氣體(gas)」和「蒸汽(vapor)」可互換使用，指具有區別於液態或固態的氣態形式的物質或物質混合物。
術語「部分汽化(partially evaporated)」描述了可以包括不是100％蒸汽的物質混合物的物質。「部分汽化」流可以具有蒸汽相和液相。「部分汽化」流的至少一個例子包括這樣的流具有以重量計至少1％、或以重量計至少2％、或以重量計至少3％、或以重量計至少4％、或以重量計至少5％的液相，並且餘量是蒸汽相。在一個或多個具體實施方案中，「部分汽化」流具有這樣的液相範圍從以重量計1％、或以重量計3％、或以重量計10％的低範圍到以重量計90％、或以重量計97％、或以重量計99％的高範圍。
術語「熱交換區(heat exchange area)」是指相似和不同類型的有助於傳熱的本領域中已知的設備中的一種或組合。例如，「熱交換區」可以被包括在或至少部分包括在一種或更多種螺旋纏繞式交換器、散熱片式交換器、管殼式交換器、或能夠耐受本文中下面更詳細描述的工藝條件的本領域已知的任何其它類型熱交換器。
術語「壓縮單元(compression unit)」指相似或不同的壓縮設備的任何一種類型或組合，並且可以包括本領域中已知的用於壓縮物質或物質混合物的輔助設備。「壓縮單元」可以採用一個或更多個壓縮階段。說明性的壓縮機可以包括，但不限於，正位移型例如往復式和迴轉式壓縮機，以及動力型如離心式和軸流式壓縮機。說明性的輔助設備可以包括，但不限於，吸入分離容器(suction knock-out vessel)、卸料冷卻器(discharge coolers or chillers)、循環冷卻器及其任意組合。
具體實施方案 下面描述了多個具體實施方案，至少一些實施方案也被描述在權利要求中。例如，至少一個實施方案涉及液化天然氣流的方法，其通過在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑和在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體。冷卻劑蒸汽繞著熱交換區旁路通過，進入壓縮單元，並且冷卻劑液體通過熱交換區。
至少一個其它具體實施方案涉及液化天然氣流，其通過在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑和從熱交換區撤出兩股或更多股混合成分冷卻劑的側流。然後，在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑的側流，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體。冷卻劑蒸汽繞著熱交換區旁路通過，進入壓縮單元，以及使冷卻劑液體通過熱交換區。
又有另一個具體實施方案涉及液化天然氣流，其通過在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑和在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽流和冷卻劑液體流。冷卻劑蒸汽流繞著熱交換器區旁路通過，進入壓縮單元。使冷卻劑液體流通過熱交換區，以及在熱交換區內部分汽化冷卻劑液體流，以保持以重量計至少1％的液體分數。
又有另一個具體實施方案涉及液化天然氣流的方法，其通過在含有工藝物料流的第一熱交換區中放置第一混合成分冷卻劑和在一個或更多個壓力水平下分離第一混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽流和冷卻劑液體流。使冷卻劑蒸汽流繞著第一熱交換器區旁路通過，進入壓縮單元，以及使冷卻劑液體流通過第一熱交換區，以冷卻工藝物料流。然後，在含有經冷卻的工藝物料流的第二熱交換區中放置第二混合成分冷卻劑，以液化該工藝物料流。
又有另一個具體實施方案涉及液化天然氣流，其通過在含有工藝物料流的第一熱交換區中放置第一混合成分冷卻劑，和在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽流和冷卻劑液體流。使冷卻劑蒸汽流繞著第一熱交換器區旁路通過，進入壓縮單元，並且使冷卻劑液體流通過第一熱交換區，以冷卻氣流。在含有經冷卻的工藝物料流的第二熱交換區中放置第二混合成分冷卻劑，以及在單壓力水平下汽化第二混合成分冷卻劑，以液化該氣流。
又有另一個具體實施方案涉及冷卻天然氣工藝物料流，其通過使混合成分冷卻劑流與工藝物料流進行熱交換。該冷卻劑流包括液體冷卻劑，並且在該液體冷卻劑流被完全汽化之前中止熱交換。
仍然在其它實施方案中，冷卻劑蒸汽流或多股冷卻劑蒸汽流不需要旁路通過熱交換器或多個熱交換器和/或不需要被直接送入壓縮單元。在這樣的實施方案中，蒸汽流或多股蒸汽流可以例如被返回到熱交換器或多個熱交換器，或者它們可以旁路通過熱交換器或多個熱交換器，並且被送到非壓縮單元的設備中。因此，本方法的實施方案包括本文中描述的任何實施方案的修改，其中冷卻劑蒸汽流或多股冷卻劑蒸汽流不需要旁路通過熱交換器或多個熱交換器和/或不需要被直接送入壓縮單元。這樣的實施方案包括，例如，液化天然氣，其通過在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；至少使冷卻劑液體通過熱交換區；以及在熱交換區內部分汽化冷卻劑液體，以保持液相。這樣的實施方案還包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；從熱交換區撤出兩股或更多股混合成分冷卻劑的側流；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑的側流，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；至少使冷卻劑液體通過熱交換區；以及在熱交換區內部分汽化冷卻劑液體，以保持液相。
附圖中具體實施方案 現在將描述附圖中所示的具體實施方案。強調的是，權利要求不應該被理解成受限於附圖中的方面。
圖1圖解描繪了使用至少部分汽化的混合成分冷卻劑冷卻或液化工藝物料流或原料氣的冷卻工藝。圖2圖解描繪了使用其中含有兩個或更多個熱交換區的熱交換器冷卻或液化工藝物料流或原料氣的冷卻工藝。圖3圖解描繪了使用兩種混合成分冷卻劑冷卻或液化工藝物料流和原料氣的冷卻工藝。圖4圖解說明了使用液體冷卻劑收集系統冷卻工藝物料流或原料氣的另一種方法。為了描述上的簡明和方便，當這些冷卻工藝涉及被過冷以產生液化天然氣(「LNG」)的天然氣的工藝物料流或原料氣時，它們將在本文中被進一步描述。
圖1 圖1圖解描繪了使用至少部分汽化的混合成分冷卻劑以至少冷卻工藝物料流或原料氣的冷卻工藝5。在熱交換器10內，使原料氣流12和混合成分冷卻劑(「MCR」)流30進行熱交換。如下面更詳細解釋，使MCR流30膨脹和冷卻，以在熱交換器10內從原料氣流12除去熱。儘管未示出，其它需要冷卻的工藝物料流可以進入熱交換器10。這樣的其它流的非限制性例子包括其它冷卻劑流、將在在後工藝階段中與氣流12摻混的其它烴流，以及與一個或更多個分級處理步驟整合的流。
如圖1所示，熱交換器10是含有至少一個熱交換區的單一單元。儘管未示出，但如下所描述，熱交換器10可以包括兩個或更多個熱交換區，例如兩個、三個、四個或五個，所述熱交換區可以被包含在單一單元中，或者每個區可以被包含在單獨的單元中。
原料氣12優選地是天然氣，並且可以含有以摩爾計至少55％、或至少65％、或至少75％的甲烷。MCR流30可以包括具有1到5個碳原子的烷、烯和炔、氮、氯化烴、氟化烴、其它滷化烴和它們的混合物或組合物中的一種或者多種。在一個或多個具體實施方案中，MCR流30是乙烷和丙烷的混合物。在一個或多個具體實施方案中，MCR流30是乙烷、丙烷和異丁烷的混合物。在一個或多個具體實施方案中，MCR流30是甲烷、乙烷和氮的混合物。
MCR流30在熱交換區10中被冷卻，並且作為流40退出熱交換區10。使用膨脹裝置使流40膨脹，產生兩相流50(即具有蒸汽相和液相的流)。說明性的膨脹裝置包括，但不限於閥、控制閥、焦耳湯姆孫閥(Joule Thompson valve)、文丘裡裝置(Venturi device)、液體膨脹器、水輪機及類似裝置。優選地，膨脹裝置45是自驅動膨脹閥或者焦耳湯姆孫閥。然後，兩相流50在分離器55內被分離，產生蒸汽流60和液體流65。優選地，對兩相流50進行石油接觸脫氣(flashsepearation)。蒸汽流60旁路通過熱交換區10，並且被直接送入壓縮單元75。
在被減壓並因此被冷卻之後，液體流65返回熱交換區10，在該熱交換區10內，由於與工藝氣流12和MCR流30的熱交換，液體流65被完全或部分蒸發。該完全蒸發或部分蒸發流作為流70退出熱交換區10。在一個或更多個具體實施方案中，流70具有以重量計至少85％、或以重量計至少90％、或以重量計至少99％的蒸汽組分，並且餘量是液相組分。在一個或更多個具體實施方案中，流70是不含有液相的蒸汽流。流70隨後流進壓縮單元75。
根據工藝條件和要求，壓縮單元75可以採用一個或更多個壓縮階段。優選地，壓縮單元75採用兩個或更多個壓縮階段，其中每個壓縮階段利用中間冷卻器以除去壓縮熱。然後，被壓縮的流作為流30被送入熱交換區10。下面更詳細討論示例性的壓縮單元。
通過將蒸汽流60繞著熱交換區10直接送入壓縮單元75(即繞著熱交換區使冷卻劑蒸汽旁路通過壓縮單元)，可以避免一些與兩相冷卻劑有關的分布問題。術語「兩相冷卻劑(two-phase refrigerant)」是指具有至少一些液相冷卻劑和以體積計至少10％的蒸汽相冷卻劑。由於兩相冷卻劑在熱交換區內分布不適宜，兩相分布可以導致液化氣產率降低和收入損失。在熱交換區內兩相冷卻劑的不適宜分布可以導致低效的傳熱，因為與液相相比，兩相冷卻劑的蒸汽相在熱交換區內佔據更多的體積。由於與蒸發用的液相相比，蒸汽相對於熱交換的貢獻很小，從而損害冷卻劑的冷卻能力。
而且，可以有效將兩相冷卻劑分配到熱交換器或多個熱交換器的系統的水力設計在維修時間(engineering time)和所購買的設備上是昂貴的。在偏離就溫度、壓力和/或流速方面的設計條件太多的情況下，這種設計的行為更難於預測。根據本文中描述的一個或更多個實施方案所獲得的益處尤其適於以並聯排列的熱交換器的排列，所述熱交換器從通常的來源進料冷卻劑，這是因為蒸汽相已經被除去，從而消除該分布因素。
圖2 圖2圖解描繪了使用其中含有一個以上熱交換區的熱交換器以冷卻或液化工藝物料流或原料氣的冷卻工藝100。冷卻工藝100採用熱交換器200和MCR壓縮單元300，該熱交換器200含有兩個或更多個熱交換區，如圖2所示的三個區。原料氣流102在熱交換器200中通過混合成分冷卻劑(mixed component refrigerant(「MCR」))被冷卻。儘管未示出，其它需要冷卻的工藝物料流可以進入熱交換器200。這樣的其它流的非限制性例子包括其它冷卻劑流、將在在後工藝階段中與氣流102摻混的其它烴流，以及與一個或更多個分級處理步驟整合的流。
原料氣流102的組成取決於其儲存來源，但可以包括例如以摩爾計可達99％的甲烷、以摩爾計可達15％的乙烷、以摩爾計可達10％的丙烷和以摩爾計可達30％的氮。在一個具體實施方案中，原料氣流102可以包含以體積計至少55摩爾％、或至少65摩爾％或至少75摩爾％的甲烷。在另一個具體實施方案中，原料氣流102還可以包含以摩爾計可達1％、或可達2％或可達5％的非烴類化合物，例如水、二氧化碳、含硫化合物、汞以及其組合。在一個或更多個具體實施方案中，可以對原料流102進行淨化步驟(未示出)，以在進入熱交換器200之前從原料氣流102中汽提(strip)或者以其他方式除去多數這些非烴類化合物，如果不是這些非烴類化合物的全部的話。
在某些實施方案中，原料氣流102在從低的15℃、或25℃、或35℃到從高的40℃、或45℃或55℃的溫度範圍內以及在從低的4,000kPa、或6,000kPa、或7,000kPa到從高的8,500kPa、或10,000kPa、或12,000kPa的壓力範圍內進入熱交換器200。原料氣流102作為已經冷卻的流104退出熱交換器200。已經冷卻的流104在從低的-70℃、或-80℃、或-100℃到高的-60℃、或-50℃、或-35℃的溫度範圍下退出熱交換器200。
MCR 混合成分冷卻劑(mixed component regrigerant(「MCR」))優選地是乙烷、丙烷和異丁烷的混合物。MCR可以含有以摩爾計約20％到約80％之間的乙烷、以摩爾計約10％到約90％之間的丙烷和以摩爾計約5％到約30％之間的異丁烷。在一個或更多個具體實施方案中，在第一MCR中乙烷的濃度範圍為從以摩爾計低的20％、或30％、或40％到高的60％、或70％、或80％。在一個或更多個具體實施方案中，在MCR中丙烷的濃度範圍為從以摩爾計低的10％、或20％、或30％到高的70％、或80％、或90％。在一個或更多個具體實施方案中，在MCR中異丁烷的濃度範圍為從以摩爾計低的3％、或5％、或10％到高的20％、或25％、或30％。
在一個或更多個具體實施方案中，MCR具有約32到約45的分子量。更優選地，MCR的分子量範圍為從低的32、或34、或35到高的42、或43、或45。進一步地，MCR與原料氣流102的摩爾比範圍為從低的1.0、或1.2、或1.5到高的1.8、或2.0或2.2。在一個或更多個具體實施方案中，MCR與原料氣流102的摩爾比為至少1.0、或至少1.2、或至少1.5。
熱交換器 更詳細地考慮熱交換器200，MCR作為流202進入熱交換器200。將至少一部分流202作為側流203從熱交換器200的第一熱交換區中撤出。使用膨脹裝置205使側流203膨脹到第一壓力，產生兩相流207(即含有蒸汽相和液相的流)。在一個或多個具體實施方案中，該第一壓力範圍為低的800kpa、或1,200kpa、或1,500kpa到高的1,900kpa、或2,200kpa、或2,600kpa。因此，經膨脹的流207的溫度範圍為低的0℃、或3℃、或4℃到高的6℃、或10℃、或15℃。優選地，使側流203膨脹到1,600kpa到1,800kpa的壓力和4℃到6℃的溫度。
然後，兩相流207在分離器210內被分離，產生蒸汽流214和液體流212。優選地，對兩相流207進行石油接觸脫氣。蒸汽流214旁路通過熱交換器200，並且被直接送入壓縮單元300。通過使蒸汽流214繞著熱交換器200被直接送入壓縮單元300(即，使冷卻劑蒸汽繞著熱交換區旁路通過壓縮單元)，可以避免上面所指出的與兩相冷卻劑有關的某些分布問題。
在被減壓並因此被冷卻之後，液體流212返回熱交換區200，在該熱交換區200中，由於在熱交換器200內的熱交換，液體流212被完全或部分蒸發。該完全蒸發或部分蒸發的流作為流216退出熱交換器200。在一個或更多個具體實施方案中，流216具有以重量計至少85％、或以重量計至少90％、或以重量計至少99％的蒸汽組分，並且餘量是液相組分。在一個或更多個具體實施方案中，流216是不含有液相的蒸汽流(即完全汽化)。流216可以如圖1所示與來自分離器210的蒸汽流214組合，形成流動到壓縮單元300的循環流218。
將至少另一部分流202作為側流213從熱交換器200的第二熱交換區中撤出。使用膨脹裝置215使側流213膨脹到第二壓力，產生流217。流217含有蒸汽相和液相。在一個或多個具體實施方案中，該第二壓力範圍為低的250kpa、或400kpa、或500kpa到高的600kpa、或700kpa、或850kpa。因此，經膨脹的流217的溫度範圍為低的-60℃、或-50℃、或-40℃到高的-30℃、或-20℃、或-10℃。優選地，使側流213膨脹到550kpa到570kpa的壓力和-35℃到-45℃的溫度。
然後，兩相流217在分離器220內被分離，產生蒸汽流224和液體流222。優選地，對兩相流217進行石油接觸脫氣。蒸汽流224旁路通過熱交換器200，並且被直接送入壓縮單元300。被減壓並因此被冷卻的液體流222返回熱交換區200，在該熱交換區200中，由於在熱交換器200內的熱交換，液體流222被完全或部分蒸發。該完全蒸發或部分蒸發的流作為流226退出熱交換器200。在一個或更多個具體實施方案中，流226具有以重量計至少85％、或以重量計至少90％、或以重量計至少99％的蒸汽組分，並且餘量是液相組分。流226可以如圖1所示與來自分離器220的蒸汽流224組合，形成流動到壓縮單元300的循環流228。
仍然將另一部分流202作為側流223從熱交換器200的第三熱交換區中撤出。使用膨脹裝置225使側流223膨脹到第三壓力，產生含有蒸汽相和液相的流227。在一個或多個具體實施方案中，該第三壓力範圍為低的80kpa、或120kpa、或150kpa到高的180kpa、或200kpa、或250kpa。因此，經膨脹的流227的溫度範圍為低的-110℃、或-90℃、或-80℃到高的-60℃、或-50℃、或-30℃。優選地，使側流223膨脹到160kpa到180kpa的壓力和-65℃到-75℃的溫度。
然後，兩相流227在分離器230內被分離，產生閃蒸流234和飽和液體流232。優選地，對兩相流227進行石油接觸脫氣。蒸汽流234旁路通過熱交換器200，並且被直接送入壓縮單元300。被減壓並因此被冷卻的飽和液體流232返回熱交換區200，在該熱交換區200中，由於在熱交換器200內的熱交換，液體流232被完全或部分蒸發。該完全蒸發或部分蒸發的流作為流236退出熱交換器200。在一個或更多個具體實施方案中，流236具有以重量計至少85％、或以重量計至少90％、或以重量計至少99％的蒸汽組分，並且餘量是液相組分。流236可以如圖2所示與來自分離器230的蒸汽流234組合，形成流動到壓縮單元300的循環流238。
在上述的一個或更多個具體實施方案中，膨脹裝置可以是任何減壓裝置。說明性的膨脹裝置包括，但不限於閥、控制閥、焦耳湯姆孫閥、文丘裡裝置、液體膨脹器、水輪機及類似裝置。優選地，膨脹裝置205、215、225是自驅動膨脹閥或者焦耳湯姆孫閥。
如上所述，蒸汽流214、224、234旁路通過熱交換器200，並且被直接送入壓縮單元300。該旁路結構避免了如上解釋的與兩相冷卻劑有關的分布問題。而且，退出熱交換區的含有兩相的部分汽化冷卻劑已被設定(configurate)為降低熱交換區內的機械應力。機械應力可能是沿著液相所佔體積和蒸汽相所佔體積的快速溫度轉變的產物。從液體或兩相流體部分的體積到蒸汽相部分的體積的溫度轉變可以在啟動、停工或不正常運轉時導致應力斷裂，或可以導致交換器的疲勞衰壞。因此，設定冷卻劑流動條件，使得不完全汽化冷卻劑液體流212、222和232而不出現快速溫度梯度導致的機械應力的固有效應。為使冷卻劑被完全汽化的系統轉變成冷卻劑被部分汽化的系統，可以提高流速，改變蒸汽壓力，改變冷卻劑組成以包括更多的具有更高沸點的組分，或者任何這些設計參數的組合。
MCR壓縮單元300 MCR壓縮單元300包括一個或更多個不同的壓力水平。優選地，每個壓縮階段的吸力相應於循環流218、228、238的壓力水平。在至少一個具體實施方案中，第一壓縮階段包括吸入分離容器310(suction knock-out vessel)和壓縮機320。在至少一個具體實施方案中，第二壓縮階段包括吸入分離容器330、壓縮機340和卸料冷卻器350。在至少一個具體實施方案中，第三壓縮階段包括吸入分離容器360、壓縮機370和卸料冷卻器380。在至少一個具體實施方案中，壓縮單元300進一步包括最終的冷卻器或冷凝器390。
冷卻器350、380和390可以是適合本文中所述的工藝條件的任何類型的熱交換器。說明性的熱交換器包括，但不限於管殼式交換器、芯釜式交換器(core-in-kettle exchanger)和釺焊鋁散熱片熱交換器。在一個或更多個具體實施方案中，工廠冷卻水被用作傳熱介質，以在冷卻器350、380和390內冷卻工藝流體。在一個或更多個具體實施方案中，空氣被用作傳熱介質，以在冷卻器350、380和390內冷卻工藝流體。而且，在上述的一個或更多個實施方案中，旁路通過的閃蒸流214、224、234使退出熱交換器200的至少部分汽化的冷卻劑流216、226、236冷卻。同樣地，循環到壓縮單元300的吸入口的組合的流218、228、238在溫度上較低，並因此降低了卸料冷卻器350、380和390的負載要求。
更具體地參考第一壓縮階段，流322退出第一階段320。在一個或更多個具體實施方案中，流322的壓力範圍為從低的200kpa、或300kpa、或400kpa到高的600kpa、或700kpa、或800kpa。流322的溫度範圍為從低的5℃、或10℃、或15℃到高的20℃、或25℃、或30℃。
參考第二壓縮階段，流342退出第二階段340並且在卸料冷卻器350內被冷卻，以產出流352。在一個或更多個具體實施方案中，流342的壓力範圍為從低的800kpa、或1,200kpa、或1,400kpa到高的1,800kpa、或2,000kpa、或2,500kpa。在一個或更多個具體實施方案中，流352的溫度範圍為從低的15℃、或25℃、或35℃到高的40℃、或45℃、或55℃。
參考第三壓縮階段，流372退出第三階段370並且在卸料冷卻器380內被冷卻，以產出流382。在一個或更多個具體實施方案中，流372的壓力範圍為從低的1,600kpa、或2,400kpa、或2,900kpa到高的3,500kpa、或4,000kpa、或5,000kpa。流372的溫度範圍為從低的40℃、或50℃、或60℃到高的100℃、或120℃、或150℃。在一個或更多個具體實施方案中，流382的溫度範圍為從低的0℃、或10℃、或20℃到高的40℃、或50℃、或60℃。
在一個或更多某些實施方案中，流382流到冷凝器390，產生流392。流392的溫度範圍為從低的0℃、或10℃、或20℃到高的40℃、或45℃、或55℃。在一個或更多某些實施方案中，在高壓液體冷卻劑作為流202進入熱交換器200時，流392流到緩衝容器295，以從可操作性考慮提供停留時間。
圖3 冷卻或液化工藝100可以進一步採用第二熱交換器400和第二MCR壓縮單元500，如圖3所示。圖3圖解描繪了冷卻工藝，所述冷卻工藝在單獨的熱交換器中使用兩種混合成分冷卻劑，以便冷卻或液化工藝物料流和原料氣。然而，第一熱交換器200和第二熱交換器400可以被包含在一個共同的單元中。無論哪種情況，第一熱交換器200和第二熱交換器400都優選地被串連排列，如所示。
離開第一熱交換器200的經冷卻的流104在第二熱交換器400內通過第二混合成分冷卻劑(「第二MCR」)被過冷。經冷卻的流104作為液化流106退出第二熱交換器400。在某些實施方案中，液化流106在範圍為從低的-220℃、或-180℃、或-160℃到高的-130℃、或-110℃、或-70℃的溫度下退出熱交換器400。在一個具體實施方案中，液化流106在從約-145℃到約-155℃的溫度下退出熱交換器400。在某些實施方案中，液化流106在範圍為從低的3,900kpa、或5,800kpa、或6,900kpa到高的9,000kpa、或10,000kpa、或12,000kpa的壓力下退出熱交換器400。
第二MCR 在一個或更多個具體實施方案中，第二混合成分冷卻劑(「第二MCR」)可以與第一混合成分冷卻劑(「第一MCR」)相同。在一個或更多個具體實施方案中，第二MCR可以不同。例如，第二MCR可以是氮、甲烷和乙烷的混合物。在一個或更多個具體實施方案中，第二MCR可以包含以摩爾計約5％和20％之間的氮、以摩爾計約20％和80％之間的甲烷和以摩爾計約10％和60％之間的乙烷。在一個或更多個具體實施方案中，第二MCR中的氮的濃度範圍為以摩爾計從低的5％、或6％、或7％到高的15％、或18％、或20％。在一個或更多個具體實施方案中，第二MCR中的甲烷的濃度範圍為以摩爾計從低的20％、或30％、或40％到高的60％、或70％、或80％。在一個或更多個具體實施方案中，第二MCR中的乙烷的濃度範圍為以摩爾計從低的10％、或15％、或20％到高的45％、或55％、或60％。
第二MCR的分子量範圍為從低的18、或19、或20到高的25、或26、或27。在一個或更多個具體實施方案中，第二MCR的分子量為約18到約27。進一步地，第二MCR與經冷卻的流104的摩爾比範圍為從低的0.5、或0.6、或0.7到高的0.8、或0.9、或1.0。在一個或更多個具體實施方案中，第二MCR與經冷卻的流104的摩爾比至少為0.5、或至少0.6、或至少0.7。
第二MCR可以通過流402被進料到第一熱交換器200，以在進入第二熱交換器400之前預冷卻或冷凝第二MCR。流402在第一熱交換器200中通過與第一MCR間接傳熱而被冷卻。流402具有範圍從低的2900kpa、或4300kpa、或5500kpa到高的6400kpa、或7500kpa、或9000kpa的壓力。流402具有範圍從低的0℃、或10℃、或20℃到高的40℃、或50℃、或70℃的溫度。
第二MCR作為流404退出第一熱交換器200。在一個或更多個具體實施方案中，流402在第一熱交換器200內被完全冷凝成不含有蒸汽組分的液體流404。在一個或更多個具體實施方案中，流402通過與第一MCR間接傳熱被部分冷凝，使得流404具有以重量計至少85％、或以重量計至少90％、或以重量計至少95％、或以重量計至少99％的液體組分。在一個或更多個具體實施方案中，流404具有範圍從低的2,500kpa、或4,000kpa、或5,000kpa到高的6,000kpa、或7,000kpa、或9,000kpa的壓力。在一個或更多個具體實施方案中，流404具有範圍從低的-110℃、或-90℃、或-80℃到高的-60℃、或-50℃、或-30℃的溫度。
在一個或更多個具體實施方案中，需要冷卻的其它的工藝物料流可以進入熱交換器400。這樣的其它流的非限制性例子包括其它冷卻劑流、其它將在在後處理階段中與流102摻混的烴流、以及與一個或更多個分級處理步驟整合的流。
第二熱交換器 更詳細地考慮第二熱交換器400，在緩衝容器406中收集第二MCR，並使其作為流410進料到第二熱交換器400中，其中所述第二MCR在第一熱交換器200中已被冷卻並且至少被部分冷凝，如果不是被全部冷凝的話。第二MCR作為流415退出第二熱交換器400。在一個或更多個具體實施方案中，流415具有範圍從低的2,800kpa、或4,200kpa、或5,500kpa到高的6,200kpa、或7,000kpa、或8,500kpa的壓力。在一個或更多個具體實施方案中，流415具有範圍從低的-230℃、或-190℃、或-170℃到高的-140℃、或-120℃、或-70℃的溫度。
在一個或更多個具體實施方案中，使用膨脹裝置450使退出第二熱交換器400的流415減壓(即膨脹)。然後，使用膨脹裝置420使流415進一步減壓，以產生流425。如上所述及，膨脹裝置420、450可以是任何減壓裝置，包括但不限於閥、控制閥、焦耳湯姆孫閥、文丘裡裝置、液體膨脹器、水輪機及類似裝置。優選地，膨脹裝置420是自驅動膨脹閥或者焦耳湯姆孫閥。優選地，膨脹裝置450是液體膨脹器或水輪機。在一個或更多個具體實施方案中，流425具有範圍從低的200kpa、或300kpa、或400kpa到高的500kpa、或600kpa、或700kpa的壓力；具有範圍從低的-250℃、或-200℃、或-170℃到高的-140℃、或-110℃、或-70℃的溫度。優選地，使流425膨脹到從435kpa到445kpa的壓力和-150℃到-160℃的溫度。
在膨脹裝置420內的等焓膨脹之後，流425在第二熱交換器400中被完全汽化或者部分汽化並且作為流430退出第二熱交換器400。在一個或更多個具體實施方案中，流425在第二熱交換器400內在單一壓力水平下被完全汽化或部分汽化。在一個或更多個具體實施方案中，流425在第二熱交換器400內在第一壓力水平下被完全汽化(即都是蒸汽相)。在一個或更多個具體實施方案中，第二熱交換器400內的單一壓力水平被維持在從低的150kpa、或250kpa、或350kpa到高的400kpa、或500kpa、或600kpa的範圍內。優選地，第二熱交換器400內的單一壓力水平是約350kpa和約450kpa之間。
第二MCR壓縮單元 然後，流430被送入第二壓縮單元500。根據工藝要求，壓縮單元500可以包括一個或更多個壓縮步驟。在一個或更多個具體實施方案中，壓縮單元500包括兩個壓縮階段，如圖3所示。例如，壓縮單元500具有第一壓縮階段510和第二壓縮階段520。
操作中，流430流經吸入分離容器510A，其中蒸汽流持續到第一壓縮階段510並且在後冷卻器515中被冷卻，得到流512。在一個或更多個具體實施方案中，流512具有範圍從低的1,900kpa、或2,800kpa、或3,500kpa到高的4,000kpa、或4,800kpa、或5,800kpa的壓力；以及具有範圍從低的15℃、或25℃、或30℃到高的40℃、或50℃、或60℃的溫度。
流512流經吸入分離容器520A，其中蒸汽流持續到第二壓縮階段520並且被冷卻。在一個更多個實施方案中，離開第二壓縮階段520的蒸汽流522具有範圍從低的2,900kpa、或4,300kpa、或5,200kpa到高的6,400kpa、或7,500kpa、或9,000kpa的壓力；以及具有範圍從低的15℃、或25℃、或35℃到高的40℃、或45℃、或60℃的溫度。隨後，蒸汽流522在後冷卻器525內被冷卻，並且作為流402循環到第一熱交換器200。
圖4 圖4圖解描繪了使用液體冷卻劑收集系統冷卻工藝物料流或原料氣的另一種方法。如圖4所示，從分離器510A和520B收集的液體冷卻劑可以與泵530有流體傳送。泵530通過流532使該液體冷卻劑返回到工藝中。這使一種處理在熱交換區內部分汽化的混合成分冷卻劑的有效(effective)和高效(efficient)方式變為可能。可選地，從分離器510A和510B收集的液體冷卻劑可以被排出和去除。同樣地，儘管未示出，壓縮單元300的分離鼓(例如鼓310、330和360)可以裝配有相似的液體冷卻劑收集系統。
權利要求
1.液化天然氣流的方法，包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離所述混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；使所述冷卻劑蒸汽繞著所述熱交換區旁路通過，進入壓縮單元；使所述冷卻劑液體通過所述熱交換區；在所述熱交換區內部分汽化所述冷卻劑液體，以保持液相。
2.權利要求1所述的方法，其中所述熱交換區被包含在單一的熱交換器中。
3.權利要求1所述的方法，其中所述熱交換區被包含在兩個或更多個熱交換器中。
4.權利要求1所述的方法，其中所述熱交換區包含兩個或更多個包含在單一熱交換器內的區。
5.權利要求1所述的方法，其中所述熱交換區包含兩個或更多個區，其中每個區被包含在單一熱交換器內。
6.權利要求1所述的方法，其中所述熱交換區包含兩個或更多個包含在兩個或更多個熱交換器內的區。
7.權利要求1所述的方法，其中所述物料工藝流基本上由天然氣組成。
8.權利要求1所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷、丙烷和異丁烷。
9.權利要求1所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷和丙烷。
10.權利要求1所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括甲烷、乙烷和氮。
11.權利要求1所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑膨脹到約80kpa到約2,600kpa之間的壓力。
12.權利要求1所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑膨脹到約250kpa到約2,200kpa之間的壓力。
13.權利要求1所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑膨脹到約500 kpa到約1,900kpa之間的壓力。
14.權利要求1所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑的第一部分膨脹到約1,500kpa到約1,900kpa之間的第一壓力，並且使所述混合成分冷卻劑的第二部分膨脹到約500kpa到約700kpa之間的第二壓力。
15.權利要求1所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑的第一部分膨脹到約800kpa到約2,600kpa之間的第一壓力；使所述混合成分冷卻劑的第二部分膨脹到約250kpa到約850kpa之間的第二壓力；以及使所述混合成分冷卻劑的第三部分膨脹到約80kpa到約250kpa之間的第三壓力。
16.液化天然氣流的方法，包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；從所述熱交換區撤出兩股或更多股所述混合成分冷卻劑的側流；在一個或更多個壓力水平下分離所述混合成分冷卻劑的側流，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；使所述冷卻劑蒸汽繞著所述熱交換區旁路通過，進入壓縮單元；使所述冷卻劑液體通過所述熱交換區；和在所述熱交換區內部分汽化所述冷卻劑液體，以保持液相。
17.權利要求16的所述方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑的側流膨脹到約80kpa到約2,600kpa之間的壓力。
18.權利要求16所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑膨的側流脹到約250kpa到約2,200kpa之間的壓力。
19.權利要求16所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑的第一側流膨脹到約1,500kpa到約1,900kpa之間的第一壓力，並且使所述混合成分冷卻劑的第二側流膨脹到約500kpa到約700kpa之間的第二壓力。
20.權利要求16所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑的第一側流膨脹到約800kpa到約2,600kpa之間的第一壓力；使所述混合成分冷卻劑的第二側流膨脹到約250kpa到約850kpa之間的第二壓力；以及使所述混合成分冷卻劑的第三側流膨脹到約80kpa到約250kpa之間的第三壓力。
21.權利要求16所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷、丙烷和異丁烷。
22.權利要求16所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷和丙烷。
23.權利要求16所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括甲烷、乙烷和氮。
24.權利要求1所述的方法，其中在所述熱交換區內部分汽化所述冷卻劑液體保持了以重量計至少1％的液體組分。
25.權利要求24所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑膨脹到約80kpa到約180kpa之間的壓力。
26.權利要求24所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑膨脹到約250kpa到約600kpa之間的壓力。
27.權利要求24所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑膨脹到約800kpa到約1900kpa之間的壓力。
28.權利要求24所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑的第一部分膨脹到約1,200kpa到約2,200kpa之間的第一壓力，並且使所述混合成分冷卻劑的第二部分膨脹到約400kpa到約700kpa之間的第二壓力。
29.權利要求24所述的方法，其中分離所述混合成分冷卻劑包括使所述混合成分冷卻劑的第一部分膨脹到約1,500kpa到約1,900kpa之間的第一壓力；使所述混合成分冷卻劑的第二部分膨脹到約500kpa到約600kpa之間的第二壓力；以及使所述混合成分冷卻劑的第三部分膨脹到約150kpa到約180kpa之間的第三壓力。
30.權利要求24所述的方法，其中部分汽化所述冷卻劑液體產生含有以重量計至少1％的液體組分的兩相冷卻劑。
31.權利要求24所述的方法，其中至少部分汽化所述冷卻劑液體產生含有以重量計至少3％的液體組分的兩相冷卻劑。
32.權利要求24所述的方法，其中所述物料工藝流基本上由天然氣組成。
33.權利要求24所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷、丙烷和異丁烷。
34.權利要求24所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷和丙烷。
35.權利要求24所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括甲烷、乙烷和氮。
36.液化天然氣流的方法，包括在含有工藝物料流的第一熱交換區中放置第一混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離所述第一混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽流和冷卻劑液體流；使所述冷卻劑蒸汽流繞著所述第一熱交換器區旁路通過，進入壓縮單元；使所述冷卻劑液體流通過所述第一熱交換區，以冷卻所述工藝物料流；和在含有經冷卻的工藝物料流的第二熱交換區中放置第二混合成分冷卻劑，以液化所述工藝物料流。
37.權利要求36所述的方法，進一步包括在所述第一熱交換區內部分汽化所述冷卻劑液體流，以保持以重量計至少1％的液體組分。
38.權利要求36所述的方法，進一步包括在所述第二熱交換區內部分汽化所述第二混合成分冷卻劑，以保持以重量計至少1％的液體組分。
39.權利要求36所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑膨脹到約1,200kpa到約2,200kpa之間的壓力。
40.權利要求36所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑膨脹到約400kpa到約700kpa之間的壓力。
41.權利要求36所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑膨脹到約120kpa到約200kpa之間的壓力。
42.權利要求36所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑的第一部分膨脹到約1,500kpa到約1,900kpa之間的第一壓力，並且使所述第一混合成分冷卻劑的第二部分膨脹到約500kpa到約600kpa之間的第二壓力。
43.權利要求36所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑的第一部分膨脹到約1,500kpa到約1,900 kpa之間的第一壓力；使所述第一混合成分冷卻劑的第二部分膨脹到約500kpa到約600kpa之間的第二壓力；以及使所述第一混合成分冷卻劑的第三部分膨脹到約150kpa到約180kpa之間的第三壓力。
44.權利要求36所述的方法，其中所述物料工藝流基本上由天然氣組成。
45.權利要求36所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷、丙烷和異丁烷。
46.權利要求36所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷和丙烷。
47.權利要求36所述的方法，其中所述第二混合成分冷卻劑包括甲烷、乙烷和氮。
48.液化天然氣流的方法，包括在含有工藝物料流的第一熱交換區中放置第一混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離所述混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽流和冷卻劑液體流；使所述冷卻劑蒸汽流繞著所述第一熱交換器區旁路通過，進入壓縮單元；使所述冷卻劑液體流返回到所述第一熱交換區，以冷卻所述氣流；在含有經冷卻的工藝物料流的第二熱交換區中放置第二混合成分冷卻劑；和在單壓力水平下汽化所述第二混合成分冷卻劑，以液化所述氣流。
49.權利要求48所述的方法，進一步包括在所述第一熱交換區內部分汽化所述冷卻劑液體流，以保持以重量計至少1％的液體組分。
50.權利要求48所述的方法，進一步包括在所述第二熱交換區內部分汽化所述第二混合成分冷卻劑，以保持以重量計至少1％的液體組分。
51.權利要求48所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑膨脹到約1,200kpa到約2,200kpa之間的壓力。
52.權利要求48所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑膨脹到約400kpa到約700kpa之間的壓力。
53.權利要求48所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑膨脹到約120kpa到約200kpa之間的壓力。
54.權利要求48所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑的第一部分膨脹到約1,500kpa到約1,900kpa之間的第一壓力，並且使所述第一混合成分冷卻劑的第二部分膨脹到約500kpa到約600kpa之間的第二壓力。
55.權利要求48所述的方法，其中分離所述第一混合成分冷卻劑包括使所述第一混合成分冷卻劑的第一部分膨脹到約1,500kpa到約1,900kpa之間的第一壓力；使所述第一混合成分冷卻劑的第二部分膨脹到約500kpa到約600kpa之間的第二壓力；以及使所述第一混合成分冷卻劑的第三部分膨脹到約150kpa到約180kpa之間的第三壓力。
56.權利要求48所述的方法，其中在單壓力水平下汽化所述第二混合成分冷卻劑包括通過減壓裝置閃蒸所述第二混合成分冷卻劑，達到從200kpa到700kpa範圍內的壓力。
57.權利要求48所述的方法，其中在單壓力水平下汽化所述第二混合成分冷卻劑包括通過閥閃蒸所述第二混合成分冷卻劑，達到從400kpa到500kpa範圍內的壓力。
58.權利要求48所述的方法，其中所述第二混合成分冷卻劑在所述第一熱交換區內通過與所述第一混合成分冷卻劑熱交換而被冷卻。
59.權利要求48所述的方法，其中所述第二混合成分冷卻劑在所述第一熱交換區內通過與所述第一混合成分冷卻劑熱交換而被冷凝。
60.權利要求48所述的方法，其中所述物料工藝流基本上由天然氣組成。
61.權利要求48所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷、丙烷和異丁烷。
62.權利要求48所述的方法，其中所述第一混合成分冷卻劑包括乙烷和丙烷。
63.權利要求48所述的方法，其中所述第二混合成分冷卻劑包括甲烷、乙烷和氮。
64.冷卻天然氣工藝流的方法，包括使混合成分冷卻劑流和工藝物料流進行熱交換，所述冷卻劑流包括液體冷卻劑；和在所述液體冷卻劑流被完全汽化之前中止熱交換。
65.液化天然氣流的方法，包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離所述混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；至少使所述冷卻劑液體通過所述熱交換區；和在所述熱交換區內部分汽化所述冷卻劑液體，以保持液相。
66.液化天然氣流的方法，包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；從所述熱交換區撤出兩股或更多股所述混合成分冷卻劑的側流；在一個或更多個壓力水平下分離所述混合成分冷卻劑的側流，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；至少使所述冷卻劑液體通過熱交換區；和在所述熱交換區內部分汽化冷卻劑液體，以保持液相。
全文摘要
提供了液化天然氣流的方法。在一個實施方案中，該方法包括在含有工藝物料流的熱交換區中放置混合成分冷卻劑；在一個或更多個壓力水平下分離混合成分冷卻劑，以產生冷卻劑蒸汽和冷卻劑液體；使冷卻劑蒸汽繞著熱交換區旁路通過，進入壓縮單元；以及使冷卻劑液體通過熱交換區。在另一個實施方案中，該方法進一步包括在熱交換區內部分汽化冷卻劑液體流，以保持以重量計至少1％的液體組分。
文檔編號F25J1/00GK1965204SQ200580017492
公開日2007年5月16日 申請日期2005年6月6日 優先權日2004年6月23日
發明者J·B·斯通, D·J·霍裡茲, E·L·金布爾 申請人:埃克森美孚上遊研究公司