[发明专利]可供选择的预冷却配置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气体物流液化的系统和方法，更特别地，涉及一种在大容量液化设备中用于天然气物流液化的系统和方法。

背景技术

在过去的若干年里，液化天然气(LNG)工业已经朝着利用大容量液化设备的方向发展以便实现与大型设备相关的有利的经济性。然而，当制冷剂的质量和体积流量增大时，规模扩大带来的问题出现了。例如，压缩设备特别是与预冷却相关的压缩设备的设计成为问题所在，因为增加的流率需要更大的压缩机叶轮，具有更高的叶端速度、更厚和更重的外壳以及更高的叶轮进口速度。当设备规模扩大时，由于接近基础空气动力学的极限(fundamentalaerodynamic limits)，压缩机的设计成为更大的问题，因而，规模扩大可能受到这些考虑因素的限制。另外这些预冷却压缩机是大的且通常包含多级。此外，在许多情况下规模扩大需要大型而笨重的设备，其制造和/或安装可能困难并且成本高。

转让给本发明的受让人的美国专利No.6,962,060(Petrowski等人)公开了一种可供选择的为大型设备液化而设计的系统，包含压缩机系统，其包括具有第一级和第二级的第一压缩机，其中第一压缩机的第一级适于压缩第一气体，第一压缩机的第二级适于压缩第四气体与来自第一压缩机的第一级的中间压缩气体的混合物；具有第一级和第二级的第二压缩机，其中第二压缩机的第一级适于压缩第二气体，第二压缩机的第二级适于压缩第三气体与来自第二压缩机的第一级的中间压缩气体的混合物。

在满载(full rates)下和在调节(turndown)期间为较大容量液化设备提供稳定运行的方法和系统是所需要的。

发明内容

本发明的实施方案通过下述方式满足了本领域中的这种需要：提供一种用于较大容量液化设备的液化天然气的液化系统和方法，在满载(full rates)下和在调节(turndown)期间其是稳定的且可运行的。

在一个示范性实施方案中，公开了一种天然气液化系统，该系统包括：至少接收天然气进料物流的第一预冷却制冷系统；至少接收第一制冷剂物流的第二预冷却制冷系统；以及与第一预冷却制冷系统和第二预冷却制冷系统流体连接的深冷热交换器，其接收来自第一预冷却制冷系统的天然气进料物流和来自第二预冷却制冷系统的第一制冷剂物流，以液化天然气进料物流，其中第二预冷却制冷系统只接收与第一预冷却制冷系统所接收的物流成分不同的物流。

在另一个示范性实施方案中，公开了一种液化天然气的方法，该方法包括以下步骤：提供天然气进料物流；提供第一制冷剂物流；在第一预冷却制冷系统中至少预冷却天然气进料物流；在第二预冷却制冷系统中至少预冷却第一制冷剂物流；以及在深冷热交换器中蒸发已预冷却的第一制冷剂物流以通过间接热交换来冷却已预冷却的天然气进料物流，其中第二预冷却制冷系统只预冷却与第一预冷却制冷系统所预冷却的物流成分不同的物流。

在另外一个示范性实施方案中，公开了一种用于大容量液化设备的天然气液化系统，该系统包括：第一预冷却制冷系统，其接收选自由以下组成的组中的一种物流：天然气进料物流，和至少一种制冷剂物流；第二预冷却制冷系统，其接收不被第一预冷却制冷系统所接收的来自由以下组成的组的任何其余物流：天然气进料物流，和至少一种制冷剂物流；以及与第一预冷却制冷系统和第二预冷却制冷系统流体连接的深冷热交换器，其适于接收来自第一预冷却制冷系统和第二预冷却制冷系统的天然气进料物流和至少一种制冷剂物流，其中该至少一种制冷剂物流用于液化天然气进料物流，其中第二预冷却制冷系统只接收与第一预冷却制冷系统所接收的物流成分不同的物流。

附图说明

结合附图，更好地理解前述简要介绍以及后文对示范性实施方案的详细描述。为了说明本发明的实施方案，在图中示出了本发明的示范性实施方案；然而，本发明并不限于所公开的具体方法和手段。图中：

图1是示出了一种包括本发明方案的示范性系统和方法的流程图；

图2A是示出了一种包括本发明方案的示范性系统和方法的流程图；

图2B是示出了一种包括本发明方案的示范性系统和方法的流程图；

图3是示出了一种包括本发明方案的示范性系统和方法的流程图；

图4是示出了一种包括本发明方案的示范性系统和方法的流程图；

图5是示出了一种包括本发明方案的示范性系统和方法的流程图；

图6是示出了一种包括本发明方案的示范性系统和方法的流程图；

图7A是示出了一种包括本发明方案的示范性系统和方法的流程图；