[發(fā)明專利]雙重混合制冷劑系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580059218.7
• 申請(qǐng)日: 2015-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN107208962A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·L·賽特爾;T·D·米勒;D·D·米勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 博萊克威奇控股公司
• 主分類號(hào): F25J1/00
• 分類號(hào): F25J1/00;F25J3/06
• 代理公司: 北京易光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11596
• 代理人: 應(yīng)志超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及用于從含烴氣體中回收液化天然氣(“LNG”)的方法和系統(tǒng)。更確切地說，本發(fā)明大體上涉及包括雙重混合制冷劑系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，天然氣的需求不斷增大。在許多實(shí)例中，發(fā)現(xiàn)天然氣位于遠(yuǎn)離天然氣的市場(chǎng)的區(qū)域中。除非天然氣位于足夠接近市場(chǎng)的位置，那么構(gòu)造管道來運(yùn)輸天然氣才是可行的，否則的話天然氣必須通過罐車等運(yùn)輸。以蒸氣形式的天然氣的運(yùn)輸需要相當(dāng)大的罐車體積；因此，習(xí)慣上對(duì)天然氣進(jìn)行液化用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。液化天然氣的使用及其儲(chǔ)存的方法是眾所周知的。當(dāng)可得到過剩的天然氣時(shí)，天然氣也可以在使用點(diǎn)處被液化，但是可能在與可以輸送到將來的使用點(diǎn)相比所需的體積較大。可以使用此類儲(chǔ)存，例如，以在冬天峰值需求周期期間滿足超過通過現(xiàn)有管道系統(tǒng)可供使用的天然氣的冬季峰值需求。各種其它工業(yè)應(yīng)用需要將天然氣液化以用于儲(chǔ)存。

此前，天然氣等物質(zhì)已經(jīng)通過例如在第4,033,735號(hào)美國(guó)專利中所示的那些利用單混合制冷劑的方法得到液化。此類方法具有優(yōu)于其它方法(例如，級(jí)聯(lián)系統(tǒng))的許多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冃枰惶嘿F的設(shè)備并且控制難度較低。不幸的是，單混合制冷劑方法與級(jí)聯(lián)系統(tǒng)相比需要在某種程度上更多的功率。

級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，例如，在第3,855,810號(hào)美國(guó)專利中所示的系統(tǒng)，基本上利用多個(gè)制冷區(qū)域，其中沸點(diǎn)降低的制冷劑得到氣化以提供冷卻。然而，級(jí)聯(lián)系統(tǒng)仍然承受低效率的操作。

盡管在天然氣液化技術(shù)中已經(jīng)取得進(jìn)展，但是就操作效率和功率消耗而言仍然需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本文所描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及用于液化含烴氣體的方法。所述方法包括：(a)將第一混合制冷劑和包括含烴氣體的進(jìn)料流引入到第一制冷系統(tǒng)中；(b)通過與所述第一混合制冷劑的間接熱交換冷卻所述第一制冷系統(tǒng)中的所述進(jìn)料流的至少一部分從而形成第一冷卻的進(jìn)料流；(c)通過與所述第二混合制冷劑的間接熱交換冷卻所述第二制冷系統(tǒng)中的所述第一冷卻的進(jìn)料流的至少一部分從而形成第二冷卻的進(jìn)料流；(d)使渦輪膨脹器中所述第一冷卻的進(jìn)料流或所述第二冷卻的進(jìn)料流的至少一部分膨脹從而形成膨脹的進(jìn)料流；(e)分離分離器中的所述膨脹的進(jìn)料流的至少一部分從而形成頂層蒸氣餾分和液態(tài)底部餾分；(f)冷卻所述第一制冷系統(tǒng)或所述第二制冷系統(tǒng)中的所述頂層蒸氣餾分的至少一部分；以及(g)用所述渦輪膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。

本文所描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及用于液化含烴氣體的方法。所述方法包括：(a)將第一混合制冷劑和包括含烴氣體的進(jìn)料流引入到第一制冷系統(tǒng)中；(b)通過與所述第一混合制冷劑的間接熱交換冷卻所述第一制冷系統(tǒng)中的所述進(jìn)料流的至少一部分從而形成第一冷卻的進(jìn)料流；(c)通過與所述第二混合制冷劑的間接熱交換冷卻所述第二制冷系統(tǒng)中的所述第一冷卻的進(jìn)料流的至少一部分從而形成第二冷卻的進(jìn)料流；(d)分離分離器中的所述第二冷卻的進(jìn)料流的至少一部分從而形成頂層蒸氣餾分和液態(tài)底部餾分；以及(e)冷卻所述第一制冷系統(tǒng)或所述第二制冷系統(tǒng)中的所述頂層蒸氣餾分的至少一部分。

本文所描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及用于液化含烴氣體的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：(a)第一制冷系統(tǒng)，其包括設(shè)置在其中的第一冷卻區(qū)域，其中所述第一冷卻區(qū)域經(jīng)配置以通過與第一混合制冷劑的間接熱交換冷卻包括含烴氣體的進(jìn)料流從而形成第一冷卻的進(jìn)料流；(b)第一閉環(huán)混合制冷循環(huán)，其至少部分地設(shè)置在所述第一制冷系統(tǒng)內(nèi)，其中所述第一閉環(huán)混合制冷循環(huán)包括第一混合制冷劑；(c)第二制冷系統(tǒng)，其與所述第一制冷系統(tǒng)流體連通，其中所述第二制冷系統(tǒng)包括設(shè)置在其中的第二冷卻區(qū)域，其中所述第二冷卻區(qū)域經(jīng)配置以通過與第二混合制冷劑的間接熱交換冷卻所述第一冷卻的進(jìn)料流從而形成第二冷卻的進(jìn)料流；(d)第二閉環(huán)混合制冷循環(huán)，其至少部分地設(shè)置在所述第二制冷系統(tǒng)內(nèi)，其中所述第二閉環(huán)混合制冷循環(huán)包括所述第二混合制冷劑；(e)渦輪膨脹器，其與所述第一制冷系統(tǒng)或所述第二制冷系統(tǒng)流體連通，其中所述渦輪膨脹器經(jīng)配置以使所述第一冷卻的進(jìn)料流或所述第二冷卻的進(jìn)料流膨脹成膨脹流；(f)分離器，其與所述渦輪膨脹器流體連通，其中所述分離器經(jīng)配置以將所述膨脹流分離成頂層蒸氣餾分和液態(tài)底部餾分；(g)導(dǎo)管，其用于使所述頂層蒸氣餾分的至少一部分返回到所述第一制冷系統(tǒng)或所述第二制冷系統(tǒng)；以及(h)壓縮機(jī)，其至少部分地由來自所述渦輪膨脹器的功驅(qū)動(dòng)，其中所述壓縮機(jī)經(jīng)配置以至少部分地壓縮所述第一混合制冷劑、所述第二混合制冷劑或所述頂層蒸氣餾分。

附圖說明

參考以下附圖在本文中描述了本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：