在该方法中，在第一热交换器(19)中利用制冷流体(41)过冷液化
天然气流(11)。该制冷流体(41)经受一封闭制冷循环(21)。封闭循
环(21)包括在第二热交换器(23)中加热所述制冷流体(42)的阶段、
和在压缩装置(25)中将制冷流体(43)压缩到一高于它的临界压力的高
压的阶段。该方法另外包括在第二热交换器(23)中使来自压缩装置(25)
的制冷流体(45)冷却的阶段、和使来自第二热交换器(23)的制冷流体
的一部分(47)在透平(31)中动态膨胀的阶段。制冷流体(41)包含氮
和甲烷的混合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
为此，本专利技术的目的是上述类型的过冷方法，其特征在于，所述 制冷流体由含氮的流体混合物形成。14符合本专利技术的方法可以包括以下特征中的一个或多个，这些特征 可以单独或以任何可能的技术组合的方式出现—在所述阶段(iii)之后20(iiil)将来自所述压缩装置的制冷流体分离成过冷流和二次冷 却流；21 (iii2)使所述二次冷却流在次级透平中膨胀；221 (iii3) 4吏来自所述次级透平的二次冷却流与来自所述第一热交换器的制冷流体流混合，以便形成制冷混合流；23] (iii4)使来自所述阶段的过冷流在第三热交换器中与所述制冷混合流进行热交换；24 (出5)将来自所述第三热交换器的过冷流引入所述冷透平中；25一 所述次级透平与所述压缩装置的压缩^目联结；—液化天然气流的过冷装置，其包括第一热交换器，所述第一 热交换器用于使所述液化天然气流与制冷流体进行热交换；及33一 第二封闭冷却循环，其独立于所述第一冷却循环并包括34-第二热交换器，其包括使来自所述第一热交换器的制冷流体 流动的装置；35-压缩装置，其压缩来自所述第二热交换器的制冷流体，并能 够将所述制冷流体带到一高于其临界压力的高压；361 _使来自所述压缩装置的制冷流体在所述第二热交换器中流 动的装置；37-冷透平，其使至少一部分的来自所迷第二热交换器的制冷流 体动态膨胀；及381 -将来自所述冷透平的制冷流体引入所述第一热交换器内的 装置；39其特征在于，所述制冷流体由含氮的流体混合物形成。 [40符合本专利技术的设备可以包括以下特征中的一个或多个，这些特征 可以单独或以任何可能的技术组合的方式出现411一制冷流体包括氮和至少一种烃类；42—制冷流体含有氮和甲烷；431 —所述第二热交换器包括使二次制冷流体流动的装置，所述设 施包括第三冷却循环，该第三冷却循环相继包括次级压缩装置，其压缩 来自所述第二热交换器的二次制冷流体；冷却装置和膨胀装置，它们使来自所述次级压缩装置的二次制冷流体冷却和膨胀；以及将来自所述膨胀装 置的二次制冷流体引入所述第二热交换器内的装置；—该设备在所述冷透平的上游包括将来自所述第三热交换器 的过冷流SI入所述第 一热交换器中的装置，以侵Z使该过冷流与在所述冷透 平出口、于所述第一热交换器中流动的制冷流体进行热交换；53一 所述制冷流体包括C2烃。附图说明541 现在参照附图描述本专利技术的实施例，附图如下55一图l是按照本专利技术的第一设备的运行概图；56一图2是表示图1设备和现有技术设备的第二冷却循环的效率 随压缩机出口处制冷流体压力变化的曲线57〗一图3是按照本专利技术的第一设备的第一变型的与图l类似的58一图4是对于图3i殳备类似于图2曲线的曲线59—图5是按照本专利技术的第一设备的第二变型与图1类似的60一图6是按照本专利技术的第二设施的与图1类似的61]一图7是按照本专利技术的第二设施与图2曲线类似的曲线62一图8是按照本专利技术的第三设备与图3类似的示意图；及 呈基本在10 bar到30 bar之间的低压的制冷流体流42进入第二 热交换器23内，并且在该交换器23中被加热，以便形成被加热的制冷流 体流43。过冷流85进入第三热交换器81内，在其中冷却，以形成冷却的 过冷流89。此时该过冷流89进入透平31中，在其中膨胀。膨胀后的过冷 流90在透平31的出口呈气态。过冷流90进入第一热交换器19内，在其 中通过热交换过冷所述液化天然气流11，并形成加热后的过冷流93。108二次冷却流87被带到次级透平83，在其中膨胀，以便形成膨胀 后的呈气态的二次冷却流91。 二次冷却流91在位于第三热交换器81上游 的一点，与来自第一热交换器19的变热的过冷流93混合。这样得到的混 合物引入其冷却过冷流85的第三热交换器81内，以便形成制冷流体流42。[109作为变型，按照本专利技术的第二设施79具有含丙烷或以乙烷-丙烷 为基础的第三制冷循环59，该第三制冷循环59冷却第二热交换器23。第 三制冷循环59在结构上与图3和5分别表示的第三循环59相同。110图7表示图6所示的设施未设有制冷循环时所述循环21随高压 的效率曲线95 ，而曲线97和99表示使用分别含有丙烷或以丙烷和乙烷混 合物为基础的第三制冷循环59时所述循环21随压力变化的效率曲线。如 图7所示，循环21的效率相对只包括氮作为制冷流体的循环(曲线51) 增大.111图8所示的按照本专利技术的第三设施100与第二设施79的区别在 于以下特征。[112压缩装置25不包括第三压缩级27C。另外，该设施包括可以使 膨胀后的流体液化的动态膨胀透平99。该透平99与发电机99A相联结。[113该设施100中实施的按照本专利技术的第三方法与第二方法的区别在 于过冷流85与二次冷却流87的流量之比，该比小于l。114另外，在第三交换器81的出口，冷却的过冷流89进入第一热交 换器19内，在其中重新被冷却，然后进入透平99中。来自透平99的膨胀后的过冷流101完全呈液态。115然后，液态过冷流101在第一热交换器19中汽化，并且一方面 与待过冷的液态天然气流ll反向，而另一方面与第一热交换器19中流动 的冷却过冷流89反向。[116二次冷却流91在次级透平83的出口为气态。117在该设施中，在第一循环21中流动的制冷流体优选包含氮和曱 烷的混合物，该混合物中氮的摩尔百分率小于50%。制冷流体有利地还包 括含量低于10%的C2烃，如乙烯。如图9中所述循环21随压力变化的效 率曲线103所示，该方法的效率又有提高。[118作为变型，图3和5描述的含丙烷或以乙烷-丙烷混合物为差J出 的第三制冷循环59用于冷却第二热交换器23。对这两个变型，循环21的 随压力变化的效率曲线105和107示于图9中，且同样表现出循环21的效 率在考虑的高压范围内增加。119因此，符合本专利技术的方法可以具有灵活的、且容易在生产GNL 的设施中实施的过冷方法，其中GNL或作为主要产品，例如在GNL生产 设备中，或作为副产品，例如在天然气液体(LGN)提取设备中。[120为过冷GNL而在反向布雷顿循环中使用包括氮的制冷流体混合 物，极大地提高了该循环的效率，这就降低了设施中GNL的生产成本。[121在绝热压缩之前使用次级冷却循环以便冷却制冷流体，会显著地 提高设施效率。122利用笫一热交换器19中大于或等于4°C的平均温差来计算出所 得到的效率值。但是，通过减小该平均温差，反向布雷顿循环的效率可以 超过50%，这与以传统的方式使用烃类混合物的冷凝和汽化循环以液化并 过冷GNL的效率相当。权利要求1.将利用第一制冷循环(15)冷却所获的液化天然气流(11)过冷的方法，该方法包括以下步骤(a)将温度低于-90℃的液化天然气流(11)引入第一热交换器(19)中；(b)在所述第一热交换器(19)中通过与制冷流体(41)进行热交换，过冷所述液化天然气流(11)；(c)使所述制冷流体(41)经受独立于所述第一制冷循环(15)的第二封闭制冷循环(21)，所述第二封闭制冷循环(21)包括以下相继的阶段(i)在第二热交换器(23)中加热来自所述第一热交换器(19)的保持在低压的制冷流体(42)；(ii)在压缩装置(25)中将来自所述第二热交换器(2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·帕拉多夫斯基，
申请(专利权)人：泰克尼普法国公司，
类型：发明
国别省市：
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