[发明专利]用于生产冷却的烃流的方法和设备

权利要求书

1.一种生产冷却的烃流的方法，所述方法包括对烃流进行冷却，该方法至少包括以下步骤：

(a)通过在第一压力水平下在第一换热器中依靠第一膨胀的第一冷冻剂流来冷却第一流和第一冷冻剂回路中的压缩的第一冷冻剂流，以提供冷却的第一流、第一冷却的第一冷冻剂流和第一暖化的第一冷冻剂流，该第一冷冻剂回路包括第一压缩机和第一混合的冷冻剂；

(b)在第一膨胀装置中对第一冷却的第一冷冻剂流的第一部分进行膨胀，以提供第一膨胀的第一冷冻剂流；

(c)通过在第二换热器中依靠第二膨胀的第一冷冻剂流来冷却一股或多股第二流以及第一冷却的第一冷冻剂流的第二部分，以提供一股或多股冷却的第二流、进一步冷却的第一冷冻剂流以及第二暖化的第一冷冻剂流，其中，所述一股或多股第二流至少包括所述冷却的第一流和由所述冷却的第一流衍生的附属流，由此烃流被包含在所述一股或多股第二流中，以至少提供所述冷却的烃流；

(d)在第二膨胀装置中对所述进一步冷却的第一冷冻剂流的至少第一部分进行膨胀，以提供第二膨胀的第一冷冻剂流，所述第二膨胀的第一冷冻剂流处于比所述第一膨胀的第一冷冻剂流低的压力下，以及

(e)在第一压缩机中对所述第一暖化的第一冷冻剂流和所述第二暖化的第一冷冻剂流的气态部分进行压缩，然后对来自第一压缩机的压缩流进行冷却，以提供压缩的第一冷冻剂流；

所述方法还包括下述步骤：通过使用基于模型预测控制的先进过程控制器而对步骤(a)到(e)进行控制，以确定对于一组操控变量的同步控制行为，以便在控制一组控制变量中的至少一个的同时对要优化的一组参数中的至少一个参数进行优化，其中所述一组操控变量包括：

-第一冷冻剂回路中的第一混合的冷冻剂存量的组分，

-第一膨胀装置的设定，和

-第二膨胀装置的设定，

其中所述一组控制变量包括：

-所述一股或多股冷却的第二流中的至少一股的温度，

-所述第一暖化的第一冷冻剂流与下述流中的至少一种之间的温度差：(i)所述压缩的第一冷冻剂流和(ii)所述第一流，

-所述第二暖化的第一冷冻剂流与下述流中的至少一种之间的温度差：(i)所述第一冷却的第一冷冻剂流的第二部分和(ii)呈所述冷却的第一流和/或从所述冷却的第一流衍生的附属流的形式的所述一股或多股第二流中的一股，

-下述控制变量中的至少一个：(i)第一冷却的第一冷冻剂流与第一膨胀的第一冷冻剂流之间的温度差和(ii)所述进一步冷却的第一冷冻剂流与所述第二膨胀的第一冷冻剂流之间的温度差，以及

-由第一压缩机消耗的动力；

以及，其中要优化的所述一组参数包括冷却的烃流的生产率和/或第一冷冻剂回路的冷却效率，所述冷却效率反映了随着时间的推移在第一压缩机中消耗的动力与所产生的冷却烃流的量的关系。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一混合的冷冻剂至少包括甲烷、乙烷和丙烷，对所述第一混合的冷冻剂的组分进行操控包括操控第一冷冻剂回路中的第一混合冷冻剂的甲烷、乙烷和丙烷存量中的一个或多个。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一流包括烃进料流，从而所述冷却的第一流包括冷却的烃进料流，所述一股或多股第二流包括冷却的烃进料流或者由所述冷却的第一流衍生的附属流。

4.如权利要求3所述的方法，还包括：在步骤(c)之前，通过在天然气液体回收塔中对烃进料流进行分馏而从所述冷却的第一流中衍生出烃，以提供烃流和液体底部流。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一流包括第二冷冻剂回路中的第二混合的冷冻剂的第二冷冻剂流，由此所述冷却的第一流包括冷却的第二冷冻剂流，所述一股或多股第二流包括冷却的第二冷冻剂流以及烃流，而且所述一股或多股冷却的第二流包括另一冷却的第二冷冻剂流以及冷却的烃流。

6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中对第一流进行冷却包括将两股或更多股第一流在相同的第一换热器中或者每股第一流在单独的高压第一换热器中进行冷却。

7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中对所述一股或多股第二流进行冷却包括对两股或更多股第二流在相同的第二换热器或每股第二流在单独的第二换热器中进行冷却。