Изъятие хладагента при сжижении природного газа - заявка 2015143167 на патент на изобретение в РФ

1. Способ изъятия хладагента из системы для сжижения природного газа, в которой смешанный хладагент используется для сжижения и/или переохлаждения природного газа, при этом смешанный хладагент содержит смесь метана с одним или несколькими более тяжелыми компонентами, и система для сжижения включает замкнутый холодильный контур, по которому, во время эксплуатации системы для сжижения, циркулирует смешанный хладагент, при этом замкнутый холодильный контур включает основной теплообменник, в который подают подлежащий сжижению и/или переохлаждению посредством косвенного теплообмена с циркулирующим смешанным хладагентом природный газ, при этом способ включает:
(а) отведение испарившегося смешанного хладагента из замкнутого холодильного контура;
(b) подачу испарившегося смешанного хладагента в ректификационную колонну и обеспечение подачи в ректификационную колонну флегмы с тем, чтобы разделить испарившийся смешанный хладагент на головные пары, обогащенные метаном, и кубовую жидкость, обогащенную более тяжелыми компонентами;
(с) отведение головных паров из ректификационной колонны с образованием обогащенного метаном потока, который изъят из системы для сжижения; и
(d) возвращение кубовой жидкости из ректификационной колонны в замкнутый холодильный контур и/или хранение кубовой жидкости с тем, чтобы она могла быть в последствии возвращена в замкнутый холодильный контур.
2. Способ по п. 1, в котором более тяжелые компоненты включают один или несколько более тяжелых углеводородов.
3. Способ по п. 1, в котором смешанный хладагент дополнительно содержит азот, головные пары на стадии (b) обогащены азотом и метаном, обогащенный метаном поток на стадии (с) представляет собой поток, обогащенный азотом и метаном.
4. Способ по п. 1, в котором на стадии (b) флегма ректификационной колонны представляет собой поток конденсата, полученного путем охлаждения и конденсации, по меньшей мере,
части головных паров в конденсаторе на верху колонны посредством косвенного теплообмена с охладителем.
5. Способ по п. 4, в котором охладитель включает поток сжиженного природного газа, отделяемый от сжиженного природного газа, который производится или уже произведен в системе для сжижения.
6. Способ по п. 1, в котором на стадии (b) флегма ректификационной колонны представляет собой поток жидкости, подаваемый в верхнюю часть ректификационной колонны.
7. Способ по п. 6, в котором поток флегмовой жидкости включает поток сжиженного природного газа, отделяемый от сжиженного природного газа, который производится или уже произведен в системе для сжижения.
8. Способ по п. 1, в котором обогащенный метаном поток, полученный на стадии (с), сжигают в факеле, используют в качестве топлива и/или добавляют в исходный природный газ, подлежащий сжижению в системе для сжижения.
9. Способ по п. 1, в котором на стадии (d) кубовая жидкость хранится в кубе ректификационной колонны и/или выводится из ректификационной колонны и хранится в отдельном резервуаре для хранения перед повторной подачей в замкнутый холодильный контур.
10. Способ по п. 1, в котором на стадии (а) испарившийся смешанный хладагент отводят с холодного конца и/или из промежуточной точки основного теплообменника.
11. Способ по п. 1, в котором основной теплообменник представляет собой спиральный теплообменник.
12. Способ по п. 11, в котором на стадии (а) испарившийся смешанный хладагент отводят из межтрубного пространства спирального теплообменника.
13. Способ по п. 1, который осуществляют в ответ на остановку или снижение производительности по сжижению и/или переохлаждению природного газа данной системы сжижения.
14. Способ изменения объема производства сжиженного или переохлажденного природного газа в системе для сжижения природного газа, в которой для сжижения и/или переохлаждения пригодного газа используется смешанный хладагент, при этом,
система для сжижения включает замкнутый холодильный контур, по которому циркулирует смешанный хладагент, смешанный хладагент содержит смесь метана с одним или несколькими более тяжелыми компонентами, и замкнутый холодильный контур включает основной теплообменник, в который подают подлежащий сжижению и/или переохлаждению посредством косвенного теплообмена с циркулирующим смешанным хладагентом природный газ, при этом способ включает:
первый период времени, на протяжении которого природный газ пропускают через основной теплообменник с первой скоростью подачи, и смешанный хладагент циркулирует по замкнутому холодильному контуру с первой скоростью циркуляции, при этом, сжиженный или переохлажденный газ производится при первом объеме производства;
второй период времени, на протяжении которого производство сжиженного или переохлажденного природного газа остановлено, или объем производства сжиженного или переохлажденного природного газа снижен до второго объема производства посредством остановки подачи природного газа в основной теплообменник или снижения скорости его подачи до второй скорости подачи, остановки циркуляции смешанного хладагента в замкнутом холодильном контуре или снижения скорости его циркуляции до второй скорости циркуляции и изъятия хладагента из системы для сжижения, при этом, способ изъятия хладагента из системы для сжижения включает:
(а) отведение испарившегося смешанного хладагента из замкнутого холодильного контура;
(b) подачу испарившегося смешанного хладагента в ректификационную колонну и обеспечение подачи в ректификационную колонну флегмы с тем, чтобы разделить испарившийся смешанный хладагент на головные пары, обогащенные метаном, и кубовую жидкость, обогащенную более тяжелыми компонентами;
(с) отведение головных паров из ректификационной колонны с образованием обогащенного метаном потока, который изъят из системы для сжижения; и
(d) возвращение кубовой жидкости из ректификационной
колонны в замкнутый холодильный контур и/или хранение кубовой жидкости с тем, чтобы она могла быть в последствии возвращена в замкнутый холодильный контур.
15. Способ по п. 14, который дополнительно включает после второго периода времени:
третий период времени, на протяжении которого объем производства сжиженного или переохлажденного природного газа увеличен до третьего объема производства путем увеличения подачи исходного природного газа в основной теплообменник до третьей скорости подачи, добавления хладагента в систему для сжижения и повышения скорости циркуляции смешанного хладагента до третьей скорости циркуляции, при этом, стадия добавления хладагента в систему для сжижения включает введение метана в замкнутый холодильный контур, и, если кубовая жидкость не была уже возвращена в замкнутый холодильный контур на стадии (d) во второй период времени, введение сохраненной кубовой жидкости в замкнутый холодильный контур.
16. Способ по п. 15, в котором третий объем производства сжиженного или переохлажденного природного газа, третья скорость подачи природного газа и третья скорость циркуляции смешанного хладагента такие же как или меньше, чем первый объем производства, первая скорость подачи и первая скорость циркуляции, соответственно.
17. Способ по п. 15, в котором метан, вводимый в замкнутый холодильный контур, получен из исходного природного газа, который является подлежащим сжижению в системе для сжижения природным газом.
18. Система для сжижения природного газа, в которой используется смешанный хладагент, содержащий смесь метана с одним или несколькими более тяжелыми компонентами, с целью сжижения и/или переохлаждения природного газа, при этом система для сжижения включает:
замкнутый холодильный контур, в котором, во время эксплуатации системы для сжижения, находится и циркулирует смешанный хладагент, при этом, замкнутый холодильный контур включает основной теплообменник, в который может быть подан
подлежащий сжижению и/или переохлаждению посредством косвенного теплообмена с циркулирующим смешанным хладагентом природный газ;
ректификационную колонну, предназначенную для приема испарившегося смешанного хладагента из замкнутого холодильного контура и разделения испарившегося смешанного хладагента на головные пары, обогащенные метаном, и кубовую жидкость, обогащенную более тяжелыми компонентами смешанного хладагента;
средство обеспечения подачи флегмы в ректификационную колонну;
трубопроводы для перемещения испарившегося смешанного хладагента из замкнутого холодильного контура в ректификационную колонну, для отведения из ректификационной колонны и изъятия из системы для сжижения обогащенного метаном потока, образованного из головных паров, и для возвращения кубовой жидкости из ректификационной колонны в замкнутый холодильный контур.
19. Система по п. 18, которая дополнительно включает устройство хранения, предназначенное для хранения кубовой жидкости до ее возвращения в замкнутый холодильный цикл.
20. Система по п. 19, в которой устройство хранения, предназначенное для хранения кубовой жидкости, включает куб ректификационной колонны и/или отдельный резервуар для хранения.
21. Система по п. 18, в которой средство обеспечения подачи флегмы в ректификационную колонну включает конденсатор на верху колонны, предназначенный для охлаждения и конденсации, по меньшей мере, части головных паров посредством косвенного теплообмена с охладителем с целью обеспечения потока флегмового конденсата.
22. Система по п. 21, в которой охладитель включает поток сжиженного природного газа, и система дополнительно включает трубопровод для подачи части сжиженного природного газа, полученного в системе для сжижения, в конденсатор на верху колонны.
23. Система по п. 18, в которой средство обеспечения подачи флегмы в ректификационную колонну включает трубопровод для подачи потока флегмовой жидкости в верхнюю часть ректификационной колонны.
24. Система по п. 23, в которой поток флегмовой жидкости включает сжиженный природный газ, и имеется трубопровод для подачи потока флегмы, позволяющий отводить часть сжиженного природного газа, произведенного в системе для сжижения, в верхнюю часть ректификационной колонны.
25. Система по п. 18, в которой по трубопроводу для отведения и изъятия обогащенного метаном потока этот поток поступает в устройство для сжигания этого потока в факеле, в устройство для сжигания этого потока с целью получения энергии и электроэнергии и/или в трубопровод исходного природного газа, предназначенный для подачи природного газа на сжижение в систему для сжижения.
26. Система по п. 18, в которой трубопровод для перемещения испарившегося смешанного хладагента из замкнутого холодильного контура в ректификационную колонну обеспечивает отведение испарившегося смешанного хладагента с холодного конца и/или из промежуточной точки основного теплообменника.
27. Система по п. 18, в которой основной теплообменник представляет собой спиральный теплообменник.
28. Система по п. 27, в которой трубопровод для перемещения испарившегося смешанного хладагента из замкнутого холодильного контура в ректификационную колонну обеспечивает отведение испарившегося смешанного хладагента из межтрубного пространства спирального теплообменника.
Наверх