[發明專利]減少二氧化碳排放物的系統和方法

無效

• 申請號: 201110263576.3
• 申請日: 2003-09-29
• 公開（公告）號: CN102345966A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 小里查德·約內斯;帕特里克·B·沃德
• 申請（專利權）人: BP北美公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;F02C7/143;F01K23/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;樊衛民

本發明專利申請是基于2003年9月29日提交的發明名稱為“減少二氧化碳排放物的系統和方法，用于提供制冷劑壓縮用的能量和利用注入到渦輪機的冷卻空氣的輕質烴氣體液化過程用的電能”的中國專利申請03823351.7號的分案申請。

技術領域

本發明涉及通過如下系統和方法生產液化的輕質烴氣體，所述系統和方法可更有效地生產液化氣產物并減少向大氣中排放的二氧化碳(CO₂)。

背景技術

近些年，在附近很少有或沒有天然氣市場的偏遠地區，液化天然氣和其他輕質烴氣體持續引起人們的注意。位于這些偏遠地區的天然氣只有在通過管道或者別的方式運輸到市場上才有市場價值。在很多情況下，建造運輸這些天然氣的管道是不可行的。因此，在很多情況下，認為現場液化天然氣以便通過油船運輸到市場上是合適的。

已知多種液化天然氣的過程。在大多數這些過程中，必須在液化前，處理天然氣以除去酸性氣體，并且以其他方式處理天然氣以除去水和比約C₃重的烴。已知的天然氣冷卻過程包括使用多純組分制冷劑、多組分制冷劑或者它們的組合的過程。利用一個或多個制冷劑部分等的制冷過程可以被使用。已知多種這樣的過程，它們可以用于本發明。所有這些過程通常要求在一定壓力下制成可用的被壓縮的制冷劑，所以在冷卻時它可以液化，然后汽化以產生液化天然氣時需要的制冷。

很多這些過程是很耗能的，并且要求大量能量輸入以壓縮制冷劑，使其重復循環通過制冷區，以得到至少部分地液化天然氣等所必需的制冷。而且，在處理天然氣以從其中除去酸性氣體或水、或除去較重的烴后，在很多情況下需要大量能量來重新壓縮天然氣。所有這些過程典型地要求大量的電能和機械能，并導致向大氣中排放大量二氧化碳(CO₂)。

最近，已經認識到向大氣中排放CO₂對大氣是有害的。因此，認為在這樣的過程中應該減少CO₂的排放量是適當的。這些過程典型地在那些有大量廉價燃料的地區進行。因此，幾乎沒有關于限制CO₂排放到空氣中的關注，因為將燃燒廢氣流簡單地排放到大氣中比限制消耗燃料量更方便和經濟，這是由于這些燃料在液化地點以很少成本或不需要成本就能容易地得到。如本領域中技術人員所知，烴燃料(特別是輕質烴氣體)通過輕質烴氣體燃氣渦輪機等已經廣泛地用于生產電能和機械能。

最近，很明顯希望為輕質烴氣體液化過程提供一種用于提供壓縮制冷劑和電能的系統和方法，其中產生較小量的CO₂排放物，且其中能現場生產用于該過程的機械能和電能。

在很多情況下，特別是對于航空派生型(aeroderivative)的渦輪機如General?Electric?Company的渦輪機型號PGT16/LM1600、PGT25/LM2500、LM6000和PGT225+/LM2500+HSPT，由于周圍空氣在溫度、濕氣等方面變化，產生了高達15％的功率損耗。大功率損耗顯著地降低在輕質烴氣體液化過程中產生的輕質烴氣體的量。為了避免該功率損耗，不斷努力對該系統和方法進行改進。

發明內容

根據本發明，一種減少二氧化碳排放物的方法提供了制冷劑壓縮用的能量和輕質烴氣體液化過程用的共用電能，該方法包括：a)冷卻空氣流至約20℃以下的溫度以形成冷卻的空氣流；b)提供至少部分冷卻的進入空氣流到多個輕質烴氣體燃氣渦輪機；c)在由多個輕質烴氣體燃氣渦輪機驅動的多個壓縮機中壓縮制冷劑，該渦輪機以冷卻的進入空氣流和燃氣流作為燃料，且該渦輪機產生高溫的廢氣流；d)通過與廢氣流進行換熱以產生高溫高壓蒸汽；e)利用來自d)的蒸汽驅動蒸汽渦輪機以產生機械能；f)利用來自e)的機械能驅動發電機產生電能，用于輕質烴氣體液化過程中。