[发明专利]从液化天然气中产生能量

说明书

发明领域

本发明通常地涉及一种方法，该方法将处于一个压力下的液化天然气转换成处于一更高压力下的液化天然气，并通过对可得到的液化天然气冷阱的经济使用而产生副产品能量。

发明背景

天然气经常在远离其最终使用地的区域得到。很常见的情况是，这种燃料的产地与使用地之间被一巨大的水体分隔开，从而有必要用为这种运输设计的大型容器运输天然气。天然气通常以低温液体在运载容器中跨海运输。在接收终点，这种在常规实践中压力接近大气压而温度约为-160℃(-256°F)的低温液体必须在环境温度和适当升高的压力，一般为80大气压的压力下被再气化并输送到一分配系统。这就需要增加实质的热量以及用于处理在卸载过程中产生的LNG(液化天然气)蒸气的工艺。这些蒸气有时称为气化气体。

提出了许多建议并已经建造了一些设备用于利用LNG巨大的低温潜能。这些工艺中的某一些应用LNG气化工艺来产生副产品能量，作为使用可得到的LNG低温的一种方式。可得到的低温是通过使用一热阱能量源，如海水，大气，低压蒸气以及烟气来利用的。阱之间的热传导是通过将一单一成份或多成份热传导介质用作热交换介质而实现的。例如美国专利第4，320，303号将丙烷作为一闭环工艺中的热传导介质来发电。LNG液体通过液化丙烷而被气化，该液体丙烷然后通过海水气化，而气化的丙烷用于驱动一涡轮机，该涡轮机驱动一发电机。从涡轮机排出的气化丙烷然后加热LNG，使LNG气化而丙烷液化。由LNG低温潜能发电的原理以兰金循环为基础，这与常规热电厂的原理类似。

在本发明的实践之前，所有关于使用LNG低温潜能的方案都涉及LNG的再气化。但现有技术中没有认识到将处于一压力下的液化天然气转换成处于一更高压力下的液化天然气并应用低压LNG的低温潜能的好处。

概述

本发明的实践提供了一种能量源，以满足将常规LNG转换成加压LNG所需的压缩功率。

在本发明的方法中，液化天然气从一处于或接近大气压的压力泵压到一大于1379千帕(200磅/平方英寸)的压力。该加压的液化天然气然后被输送通过一第一热交换器从而将该加压液化天然气加热到一高于-112℃(-170°F)的温度，同时使液化天然气处于或低于其始沸点。本发明的方法同时还通过将一第一热交换介质在一封闭能量环路中循环通过第一和和第二热交换器而产生能量，包括以下步骤：(1)将第一热交换介质输送到第一热交换器，与液化气体进行热交换，以至少部分地液化该第一热交换介质；(2)通过泵压对至少部分液化的第一热交换介质进行加压；(3)将步骤(2)中加压的第一热交换介质输送通过该第一热交换装置，以至少部分地对液化的第一热交换介质进行气化；(4)将步骤(3)中的第一热交换介质输送到第二热交换器，以进一步加热该第一热交换介质，从而产生加压蒸气；(5)将步骤(3)中气化的第一热交换介质输送通过一膨胀装置，将第一热交换介质膨胀到一低压，从而产生能量；(6)将步骤(4)中膨胀的第一热交换介质输送到第一热交换器；及(7)重复步骤(1)至(5)。

附图简介

通过参照下面的详细说明以及附图，本发明及其优点将得到更好的理解，该附图是本发明一实施例的示意性流程图，该实施例中将处于一温度和压力下的LNG转换成处于一更高温度和压力下的LNG并作为副产品回收能量，该附图并不试图将此处列出的其它实施例排除在本发明的范围之外，这些其它实施例是对附图中公开的实施例的正常和期望改进的结果。

发明详述

本发明的方法使用处于或接近大气压的液化天然气的低温来生产液化天然气产品并提供一能量循环，该能量循环最好提供能量，该能量的一部分最好用于该方法中。

参照附图，参考数字10表示一用于将处于或接近大气压且温度为约-160℃(-256°F)的液化天然气(LNG)输送到一绝缘储存容器11中的管道。该储存容器11可以是一岸上静止储存容器或者可以是一船上容器。管道10可以是一用于卸载船上储存容器的管道，或者可以是一从一船上容器延伸到岸上储存容器的管道。

尽管在储存过程中以及储存容器卸载过程中容器11中LNG的一部分将气化为蒸气，但容器11中LNG的主要部分还是通过管道12输送到一适当的泵13。泵13将PLNG的压力提高到大于约1，380千帕(200磅/平方英寸)，最好是大于约2，400千帕(350磅/平方英寸)。

从泵13排出的液化天然气由管道14导引通过热交换器15，将LNG加热到高于约-112℃(-170°F)。该加压的天然气(PLNG)然后由管道16导引到一适当的运输和处理系统。