[發明專利]用于冷卻低溫換熱器的方法和設備以及使烴流液化的方法

無效

• 申請號: 200980104368.X
• 申請日: 2009-02-06
• 公開（公告）號: CN102405389A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: C·畢比;M·I·帕拉-卡爾瓦切
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙培訓

1.一種用于冷卻低溫換熱器的設備，所述低溫換熱器適用于使烴流液化，例如使天然氣流液化，所述低溫換熱器布置成能夠接收待液化的烴流和制冷劑，并能夠使烴流與制冷劑進行熱交換，從而至少部分地使烴流液化，以及能夠排出至少部分液化的烴流和已經通過低溫換熱器的所消耗的制冷劑，該設備包括：

-使所消耗的制冷劑再循環回到低溫換熱器的制冷劑再循環回路，所述制冷劑再循環回路至少包括有壓縮機、壓縮機再循環閥、冷卻器和第一焦耳-湯普森閥；

-可編程控制器，其布置成

(i)接收輸入信號，所述輸入信號表示一個或更多個控制變量的傳感器信號；

(ii)生成控制信號以控制一個或更多個操縱變量；和

(iii)執行計算機程序，所述計算機程序包括具有至少三個模塊的網絡，其中所述至少三個模塊中的一個或更多個接收輸入信號中的一個或更多個的表達，并生成控制信號中的一個或更多個的表達；

以及其中所述至少三個模塊均布置成：

(a)等待，直到接收一觸發信號；和

(b)在收到觸發信號時，開始執行一個或更多個計算機可讀指令的預定順序，至少直到達到該模塊的預定模塊目標；

以及，網絡中的這些模塊互連，使得由所述至少三個模塊中的第二和第三模塊接收的觸發信號對應在所述至少三個模塊中的第一模塊達到該模塊的預定目標時所產生的通訊信號。

2.如權利要求1所述的設備，其中，第二和第三模塊相互并行操作，由此，這些模塊中的一個的控制作用受一變量的約束，該變量受由第二模塊和第三模塊中的至少另一個操縱的一個或更多個操縱變量影響。

3.如權利要求1或2所述的設備，其中，所述一個或更多個控制變量包括隨時間的溫度變化率。

4.如權利要求3所述的設備，其中，隨時間的溫度變化率包括下列中的一個或更多個：第一焦耳-湯普森閥吸入側的制冷劑溫度；第一焦耳-湯普森閥排出側的制冷劑溫度；低溫換熱器內部某一點處的烴流溫度；低溫換熱器下游的烴流溫度。

5.如前述權利要求中任一所述的設備，其中，所述一個或更多個控制變量包括低溫換熱器內或周圍的選定的空間溫度梯度。

6.如權利要求5所述的設備，其中，選定的空間溫度梯度反映下列溫差中的一個或更多個：消耗的制冷劑與低溫換熱器的制冷劑入口處的制冷劑之間的溫差；第一焦耳-湯普森閥吸入側的制冷劑與排出側的制冷劑之間的溫差。

7.如前述權利要求中任一所述的設備，其中，低溫換熱器包括用于蒸發制冷劑的殼側和用于自動冷卻制冷劑的管側。

8.如權利要求7所述的設備，其中，所述選定的空間溫度梯度反映低溫換熱器的殼側與包含制冷劑的管側之間的溫差。

9.如前述權利要求中任一所述的設備，其中，在冷卻器的下游和第一焦耳-湯普森閥的上游，一液/汽分離器設置在制冷劑再循環回路中，用以接收部分冷凝的制冷劑和將該部分冷凝的制冷劑流分離成液態重制冷劑部分和氣態輕制冷劑部分，以及用以經由液體出口排出液態重制冷劑部分和經由氣體出口排出氣態輕制冷劑部分，所述液態重制冷劑部分和氣態輕制冷劑部分被傳送到低溫換熱器，其中第一焦耳-湯普森閥布置成控制這些所述液態重制冷劑部分和氣態輕制冷劑部分中的一個的流通，優選控制輕制冷劑部分的流通。

10.如權利要求9所述的設備，其中，選定的空間溫度梯度反映下列中的一個或更多個：消耗的制冷劑與低溫換熱器的氣體出口和氣態制冷劑入口之間的制冷劑之間的溫差；消耗的制冷劑與低溫換熱器的液體出口和液態制冷劑入口之間的制冷劑之間的溫差。

11.如前述權利要求中任一所述的設備，其中，所述一個或更多個控制變量包括下列中的一個或兩個：第一焦耳-湯普森閥兩側的制冷劑流的第一溫差；和壓縮機的吸入側的制冷劑流的吸入壓力。

12.如前述權利要求中任一所述的設備，其中，所述一個或更多個操縱變量至少包括下列中的一個或兩個：表示第一焦耳-湯普森閥的打開量的大小的第一焦耳-湯普森閥設定；和控制第一焦耳-湯普森閥上游的制冷劑壓力的任何壓力設定。

13.如權利要求12所述的設備，其中，壓力設定包括表示壓縮機再循環閥的打開量的大小的壓縮機再循環閥設定。