[发明专利]一种生产液相天然气的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产液相天然气的方法和系统。特别地，本发明涉及一 种液化例如天然气或煤层气体的烃类气体的方法和系统。

背景技术

制造和操作用于处理和液化诸如天然气或煤层气体的烃类气体和生产 液相甲烷或LNG的装置需要大量的资金和操作费用。特别地，随着对与温 室气体排放有关的环境问题和法规的敏感性的增加，此类装置的设计必须寻 求包括能够尽可能的增加燃料效率和减少排放的特征。

发明内容

本发明最宽的方面提供了一种用于液化诸如天然气或煤层气体的烃类 气体的方法和系统。

因此，在第一方面，本发明提供一种用于液化烃类气体的方法，包括下 列步骤：

a)预先处理烃类供给气体以从该烃类供给气体中去除酸性成分和水；

b)设置制冷区域，其中通过使来自混合制冷系统的混合制冷剂和来自 辅助制冷系统的辅助制冷剂循环经过所述制冷区域而在该制冷区域中提供 制冷；

c)将所述混合制冷系统和所述辅助制冷系统连接，使得所述辅助制冷 系统至少部分地由所述混合制冷剂产生的废热驱动；和

d)使预处理过的供给气体经过所述制冷区域，所述预处理过的供给气 体在该制冷区域被冷却，并使冷却的供给气体膨胀以产生烃类液体。

在本发明一个实施例中，使混合制冷剂循环通过所述制冷区域的所述步 骤包括：

a)在压缩机中压缩所述混合制冷剂；

b)使压缩混合制冷剂经过第一热交换通道，该第一热交换通道延伸通 过所述制冷区域，在该第一热交换通道中所述压缩混合制冷剂被冷却并膨胀 以产生混合制冷冷却剂；

c)使所述混合制冷冷却剂经过第二热交换通道以产生混合制冷剂，该 第二热交换通道延伸通过所述制冷区域；和

d)使所述混合制冷剂再循环到所述压缩机。

在本发明另一实施例中，使所述预处理过的供给气体经过所述制冷区域 的所述步骤包括：使所述预处理过的供给气体经过所述制冷区域中的第三热 交换通道。

在本发明另一实施例中，使所述辅助制冷剂循环经过所述制冷区域的所 述步骤包括：使所述辅助制冷剂经过第四热交换通道，该第四热交换通道延 伸通过所述制冷区域的一部分。所述第二热交换通道和所述第四热交换通道 以与所述第一热交换通道和所述第三热交换通道成逆流热交换的关系延伸。

有利的是，发明人已经发现在压缩步骤中由压缩机的燃气涡轮驱动产生 的热量可被用于该方法中以在蒸汽发生器中产生蒸汽，该热量从另一方面可 被认为是废热。该蒸汽可被用于为单蒸汽涡轮发生器提供动力并产生电能驱 动辅助制冷系统。

因此，在本发明的一个优选实施例中，所述方法进一步包括用本发明方 法的压缩步骤中产生的废热至少部分地驱动辅助制冷系统。

在本发明的另一个优选实施例中，该方法进一步包括用所述辅助制冷剂 冷却被直接连接到所述压缩机的气体涡轮机的入口气体。优选地，所述入口 气体被冷却至大约5-10摄氏度范围内的温度。发明人已经估计，燃气涡轮 入口气体的冷却使压缩机输出增加了15-25％，由于压缩机输出与LNG输出 成正比，因此提高了该方法的生产能力。

在本发明的一个实施例中，压缩所述混合制冷剂的所述步骤将所述混合 制冷剂的压力增加大约30bar至50bar。

当混合制冷剂被压缩时，其温度上升。在本发明的另一个实施例中，该 方法包括在将所述压缩混合制冷剂输送到所述第一热交换通道之前将所述 压缩混合制冷剂冷却。采用这种方法，制冷区域的冷却负荷减低。在一个实 施例中，所述压缩混合制冷剂被冷却到低于50摄氏度的温度。在一个优选 实施例中，所述压缩混合制冷剂被冷却到约为10摄氏度。

在另一实施例中，冷却所述压缩混合制冷剂的所述步骤包括：将所述压 缩混合制冷剂从所述压缩机输送到热交换机，特别是空气冷却器或水冷却 器。在本发明可替换实施例中，所述冷却步骤包括：如上所述那样将所述压 缩混合制冷剂从所述压缩机输送到所述热交换机，且进一步将在所述热交换 机中冷却的所述压缩混合制冷剂进一步输送到冷冻器。优选地，所述冷冻器 至少部分地由废热所驱动，特别是由所述压缩步骤产生的废热。