[发明专利]气体液化系统和方法

说明书

一种液化系统，其构造成使用单个甲烷膨胀器来提供主要制冷功能。液化系统可包括第一或主换热器和与换热器联接的流体回路，流体回路构造成使源自天然气的进入给料的过程流循环。流体回路可包括：压缩回路；与压缩回路和主换热器联接的甲烷膨胀器；与甲烷膨胀器联接的过冷单元，过冷单元构造成从过程流形成液化天然气(LNG)产物；以及置于主换热器和过冷单元之间的第一节流装置。第一节流装置可构造成使过程流膨胀到过程压力，过程压力与压缩回路内部的吸入压力对应。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2016年2月5日提交且名称为“GAS LIQUEFACTION SYSTEM ANDMETHODS(气体液化系统和方法)”的美国临时申请No. 62/291868的优先权的权益，该申请的内容通过引用以其整体结合在本文中。

背景

使天然气液化可有利于烃和有关物质的运送和存储。一般而言，过程大大减小气体的体积。所产生的液体非常适合于例如通过铁路和公路运送罐车长途运输。对于海外运送和/或运送到无法由此管道基础设施接近的地区来说是特别经济的。

概要

该公开的主题大体涉及可使进入烃流液化的系统。这些系统可构造成典型地在换热器处提供冷却，以紧密地匹配天然气的冷却曲线。这样，系统可形成液化天然气(LNG)产物或流。一些系统可通过使制冷剂循环通过换热器来提供制冷功能。该“制冷”过程常常适合于小规模LNG设施。另一方面，本文的实施例可构造成用于“膨胀器”过程，其使源自进入天然气的流体循环以在换热器处实现冷却。该特征可降低液化系统的成本和复杂性。

一些实施例可构造成使“来源”流体在介于进入烃流的压力和从存储设施进入的流(例如，蒸发气体)的压力之间的中间压力下循环。该特征使膨胀比减小，以便向单个甲烷膨胀器提供足够的制冷功能来使进入给料和其它流体液化以形成LNG产物。与执行液化过程所必需的相比，这些改进可降低实施例的资金成本和操作复杂性。

一些实施例可在许多不同类型的处理设施中应用。可在陆上和/或海上找到这些设施。在一个应用中，实施例可结合到存在于陆上、典型地在岸上(或岸附近)的处理设施中且/或结合为其一部分。这些处理设施可处理来自在陆上和海上找到的生产设施的天然气给料产物。海上生产设施使用管道将从天然气田和/或充满气体的富油田(通常从深海井)提取的给料运送到处理设施。为了LNG处理，处理设施可使用恰当构造的制冷装备或“机组”来将给料变成液体。在其它应用中，实施例可结合到船上(或类似漂浮船舶)的生产设施中，也称为漂浮液化天然气(FLNG)设施。

本文的主题可涉及2015年8月27日提交且名称为“SYSTEM AND PROCESS FORPRODUCTION OF LIQUID NATURAL GAS(用于生产液化天然气的系统和过程)”的美国临时申请No. 62/210827中发现的主题，以及2015年12月31日提交且名称为“GAS LIQUEFACTIONSYSTEM AND METHODS(气体液化系统和方法)”的美国申请No. 14/985490中发现的主题。

附图的简要描述

现在简要地参考附图，其中：

图1绘出液化系统的示例性实施例的示意图；

图2绘出用以实现图1的液化系统的构件的示例的示意图；

图3绘出用以实现图1的液化系统的构件的示例的示意图；

图4绘出用以实现图1的液化系统的构件的示例的示意图；

图5绘出用于在图1、图2、图3和图4的液化系统中使用的压缩回路的示例的示意图；

图6绘出用于在图1、图2、图3和图4的液化系统中使用的压缩回路的示例的示意图；以及

图7绘出液化过程的示例性实施例的流程图。