[发明专利]用于液化富烃流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于液化富烃流、特别是天然气流的方法，其中，富烃流的液化逆着由三个混合制冷剂循环组成的混合制冷剂循环级联装置来实现。

下面对于术语“第一混合制冷剂循环”应该总是被理解为二氧化碳制冷剂循环。

背景技术

由德国公开文献197 16 415公开了一种所述类型的用于液化富烃流的方法。通过引用该德国公开文献197 16 415，其公开内容被纳入在本专利申请的公开内容中。

天然气液化装置或者被设计为所谓的LNG基荷型设备-也就是用于以天然气作为原始能量供给的天然气液化设备-或者被设计为所谓的调峰设备-也就是用于满足峰值要求的天然气液化设备。

LNG基荷型设备在一般情况下以制冷循环来驱动，这些制冷循环由烃混合物组成。这些混合物循环比膨胀机循环更节能而且在基荷型设备的大液化功率时实现对应的相对较小的能量消耗。

在这种类型的液化方法中目前基本上是以第一混合物循环用于预冷，第二混合物循环用于液化，第三混合物循环用于过冷富烃流或者天然气。

在预冷和液化之间-如果必要的话-进行高沸点烃的分离。它们至少是待液化的富烃流或天然气这种组分，这些组分在随后的冷却中将被冻结-即C₅₊烃或者芳香烃。此外，经常是将那些使待被液化的天然气的热值不期望地升高的烃-在此特别是指丙烷和丁烷-在液化之前分离出去。

由德国专利申请103 44 030同样公开了一种所述类型的方法，其中至少使用第二混合制冷剂循环的混合制冷剂的分流来预冷富烃流。该液化方法实现了可使用的压缩机和驱动装置更经济的利用，因为这三个混合物循环的(循环)压缩机得到几乎相同的驱动功率，也就是各为总功率的33.33％。因此特别是每年制取大于五百万吨液化天然气的具有大液化功率的大型液化设备能够更经济地运行，因为通过整合这三个制冷循环的压缩机和驱动装置可使得液化过程的用试验的驱动装置或压缩机所能实现的液化功率最大化。

第一混合制冷剂循环的用于预冷的混合制冷剂在上述类型的液化方法中通常在两个或者多个不同的压力水平上蒸发。从而达到供冷对热过程流的冷却要求的良好适应并且减少能耗。因此，特别是对所谓的基荷型设备或-过程来说，单级预冷是罕见的，这是因为其与高能耗相关。

上述属于现有技术的方法具有以下结果：使得至少一个用于预冷的混合制冷剂分流在一个小于剩余混合制冷剂分流的压力下被蒸发。但是，使用低压蒸发的制冷剂必然导致较大的并且从而成本高的设备、机器和管道。

发明内容

本发明的任务在于，给出一种所述类型的方法，它避免了上述的缺点。

为了解决这个任务，提出了一种所述类型的用于液化富烃流的方法，其特征在于，第一和第二混合制冷剂循环用于预冷，而第三混合制冷剂循环用于液化和过冷富烃流。

根据本发明的用于液化富烃流的方法的其他有利构型的特征在于：

-第一和/或第二混合制冷剂循环被设计为单级混合制冷剂循环，

-第三混合制冷剂循环被设计为两级混合制冷剂循环，

-第一和第二混合制冷剂循环的压缩机的功率消耗与该两级的第三混合制冷剂循环的压缩机的功率消耗相同或者基本相同，

-其中，优选这些混合制冷剂循环所有的压缩机具有相同或者基本相同的功率消耗，

-第一和第二混合制冷剂循环的压缩机的功率消耗与该两级的第三混合制冷剂循环的两个压缩机中的每一个压缩机的功率消耗相同或者基本相同，

-优选使用燃气轮机、蒸汽轮机和/或电动机作为用于压缩机的驱动装置。

对于术语“预冷”应理解为使待液化的富烃流冷却到至少-30℃至-70℃，优选-40℃至-60℃的温度上。

现在，根据本发明，为了预冷富烃流，用两个独立的单级混合制冷剂循环来代替在现有液化方法中实现的两级预冷循环。借助于方法条件的合适选择、比如混合物的组成、压力剖面形状等等，能够使本发明液化方法的两个预冷循环的抽吸压力大大升高，也就是典型地提高到5巴或者更高。与此相比，一个两级预冷循环低压级的抽吸压力为2-3巴。

由于用于预冷的混合制冷剂循环具有较高的气体密度，因此本发明的方法实现了更紧凑的设备或过程。此外，与只使用两个混合物循环的液化方法相比，本发明的具有三个混合物循环的方法具有较低的单位能耗。

附图说明

下面借助附图所示的实施例详细描述本发明的方法及其构成从属权利要求主题的构型。