[发明专利]用于液体天然气生产的系统和集成方法

权利要求书

1.一种用于由天然气流生产液体天然气(LNG)的系统，所述系统包含：

水分去除装置和压缩机，用于从天然气流除去水分和压缩天然气流和产生低水分压缩天然气流；

换热器，用于冷却低水分压缩天然气流和产生经冷却的压缩排放流；

多相涡轮膨胀器，用于膨胀经冷却的压缩排放流和产生包含基本上包含CH₄的蒸气和液体天然气/冰/固体CO₂浆料的混合物的膨胀排出流，其中，在多相涡轮膨胀器中形成的CH₄蒸气的量小于约50质量％；

分离器，用于分离膨胀排出流和产生基本上包含CH₄的蒸气流和液体天然气/冰/固体CO₂浆料流；和

至少一个另外的分离器，用于分离液体天然气/冰/固体CO₂浆料流和产生液体天然气输出流和基本上包含冰/固体CO₂的输出流。

2.权利要求1的系统，其中所述水分去除装置包含分子筛床。

3.权利要求1的系统，其中所述低水分压缩天然气流包含水分含量小于180ppm的天然气流。

4.权利要求1的系统，其中所述多相涡轮膨胀器设置用于进一步冷却来自换热器的经冷却的压缩排放流，使得主要形成的是液体天然气/冰/固体CO₂浆料。

5.权利要求1的系统，所述系统还包含再循环路径，其设置用于将基本上包含CH₄的蒸气流再循环至天然气流中。

6.权利要求5的系统，其中所述再循环路径还包含压缩机，用于压缩基本上包含CH₄的蒸气流和产生基本上包含CH₄的压缩蒸气流。

7.权利要求1的系统，其中所述至少一个另外的分离器为过滤器、旋风分离器或重力分离器中的一种。

8.权利要求1的系统，其中所述多相涡轮膨胀器包含：

外壳；

在所述外壳内布置的至少一个旋转部件；

在所述外壳中布置的至少一个入口，其中所述入口设置用于接收经冷却的压缩排放流；和

在所述外壳中布置的至少一个出口，其中所述出口设置用于排放包含基本上包含CH₄的蒸气和液体天然气/冰/固体CO₂浆料的混合物的膨胀排出流，

其中所述多相涡轮膨胀器设置用于进一步冷却来自换热器的经冷却的压缩排放流，使得形成基本上包含CH₄的蒸气，形成液体天然气，并且在经冷却的排放天然气流中的至少一部分CO₂形成固体CO₂。

9.权利要求8的系统，其中所述多相涡轮膨胀器进一步设置用于分离基本上包含CH₄的蒸气和液体天然气/冰/固体CO₂浆料，以排放基本上包含CH₄的蒸气流和基本上包含液体天然气/冰/固体CO₂的浆料流。

10.权利要求1的系统，所述系统还包含与换热器流体连通的外部致冷系统，以向低水分压缩天然气流提供进一步冷却。