[发明专利]使用操作负载膨胀器之天然气液化

权利要求书

1、一种液化一被加压气体进料流之方法，包含以下步骤：

(a)于一第一压缩机压缩该被加压气体进料流；

(b)藉于一冷冻热交换器与一第一及第二蒸发多成分冻剂流进行非直接热交换而将上述被压缩进料流冷却及液化；

(c)于一第一膨胀器膨胀上述液化进料流，其中该第一膨胀器所产生之膨胀功用于驱动该第一压缩机；及

(d)从该第一膨胀器取出一液化气体产品；

其中因为利用第一膨胀器之膨胀功来驱动第一压缩机，所以降低了液化所需之最小功及增加了本方法之液化产能。

2、按权利要求1所述之方法，其中该第一蒸发多成分冻剂流系藉以下步骤而提供：

（1）压缩，冷却，及部分液化-气体多成分冻剂混合物;

（2）分离该部分液化冻剂成-蒸气流及-液体流;

（3）于一第二压缩机压缩该蒸气流;

（4）藉于该冷冻热交换器与该第一及第二蒸发冻剂流进行非直接热交换而将该被压缩蒸气流冷却及液化;及

（5）于一第二膨胀器中将上述步骤（4）之液化流膨胀，并且将此膨胀流导入该冷冻热交换器以提供该第一蒸发多成分冻剂流，其中该第二膨胀器所产生之功被用于驱动该第二压缩机;

其中因为利用第二膨胀器之膨胀功来驱动第二压缩机，所以降低了液化所需之最小功及增加了本方法之液化产能。

3、按权利要求2所述之方法，其中该第二蒸发多成分冷冻流系藉以下附加步骤而提供：

（6）将步骤（2）之液体流于一泵中泵压并且此被泵压之流藉于该冷冻热交换器中与该第一及第二蒸发冻剂流进行非直接热交换而被冷却;

（7）于一第三膨胀器中将上述步骤（6）之被泵压液体流膨胀，并且将此膨胀流导入该冷冻热交换器以提供该第二蒸发多成分冻剂流，其中该第三膨胀器所产生之膨胀功被用于驱动该泵;及

（8）从该冷冻热交换器中取出被蒸发多成分冻剂并且重复步骤（1）;

其中因为利用第三膨胀器之膨胀功来驱动该泵，所以降低了液化所需之最小功及增加了本方法之液化产能。

4、按权利要求1所述之方法，其中该被加压气体进料流之获得系藉：将一预冷，干燥及压缩过天然气流中之C₂及较重碳氢化合物除去，并将所获得富于甲烷流于该冷冻热交换器中与该蒸发冻剂进行非直接热交换而冷却并部分液化，再分离所获得双相流而产生该被加压气体进料流及一液体流，其中该液化气体产品包含液化甲烷。

5、按权利要求4所述之方法，其中进一步包含于该冷冻热交换器中将一含甲烷被加压气体流与该第一及第二蒸发多成分冻剂流进行非直接热交换而使其液化，将所获得液化流膨胀，因而提供一附加液体甲烷产品，并与从第一膨胀器出来之产品合并。

6、按权利要求1所述之方法，其中该多成分冻剂包含氮，甲烷，乙烷，及丙烷。

7、一种对一气体进料流液化提供冷冻之封闭环路方法，包括以下步骤：

（a）压缩，冷却，及部分液化-气体多成分冻剂混合物;

（b）分离该部分液化冻剂为一蒸气流及一液体流;

（c）压缩该蒸气流;

（d）藉于-冷冻热交换器中与一第一及第二蒸发冻剂流进行非直接热交换而将该被压缩蒸气流冷却及液化;

（e）膨胀步骤（d）之被液化流并且将此膨胀流导入该冷冻热交换器而提供该第二蒸发多成分冻剂流，其中膨胀所产生之功被应用于步骤（c）中蒸气流之压缩;

（f）泵压步骤（b）中液体流并且此被泵压之流藉于该冷冻热交换器中与该第一及第二蒸发冻剂流进行非直接热交换而被冷却;

（g）将步骤（f）之被泵压及冷却液体流膨胀，并且将此膨胀流导入该冷冻热交换器以提供该第一蒸发多成分冻剂流，其中膨胀所产生之功被应用于步骤（f）中液体流之泵压;及

（h）从该冷冻热交换器中取出被蒸发多成分冻剂并且重复步骤（a）;

其中该蒸发多成分冻剂流于该冷冻热交换器中所提供之冷冻的一部分，藉非直接热交换而于其中液化该气体进料流，其中因为应用膨胀所产生之功来压缩该蒸气流及泵压该液体流，所以该方法在固定能量消耗下具有增加之冷冻量。