[发明专利]整体式预冷却混合制冷系统和方法

摘要

一种在热交换器中用于冷却和液化气体的系统和方法，包括使用第一和最后压缩和冷却循环来压缩和冷却混合制冷剂，使得形成高压液体和蒸汽物流。高压液体和蒸汽物流在热交换器中被冷却，然后膨胀，使得在热交换器中提供主制冷物流。混合制冷剂在第一和最后压缩和冷却循环之间进行冷却和平衡，使得在该热交换器中形成预冷却液体蒸汽并过冷。然后物流膨胀并作为预冷却制冷物流穿过热交换器。使气体物流以与主制冷物流和预冷却制冷物流进行逆流热交换的方式穿过热交换器，使得气体被冷却。

主权项

一种使用混合制冷剂冷却气体的系统，包括：a)热交换器，其包括热端和冷端，所述热端具有适于接收气体进料的进料气体入口，并且所述冷端具有产品通过其离开所述热交换器的产品出口，所述热交换器还包括在所述进料气体入口和所述产品出口之间延伸的冷却通路、预冷却液体通路、预冷却制冷通路、高压蒸汽通路、高压液体通路和主制冷通路；b)抽吸分离装置，其具有蒸汽出口；c)第一级压缩机，其具有抽吸入口和出口，所述抽吸入口与所述抽吸分离装置的蒸汽出口流体连通；d)第一级后冷却器，其具有入口和出口，所述入口与所述第一级压缩机的出口流体连通；e)级间分离装置，其具有与所述第一级后冷却器的出口流体连通的入口，所述级间分离装置还具有蒸汽出口和液体出口，所述液体出口与所述热交换器的预冷却液体通路流体连通；f)第一膨胀装置，其具有入口和出口，所述入口与所述热交换器的预冷却液体通路流体连通，且所述出口与所述热交换器的预冷却制冷通路流体连通；g)末级压缩机，其具有抽吸入口和出口，所述抽吸入口与所述级间分离装置的蒸汽出口流体连通；h)末级后冷却器，其具有入口和出口，所述入口与所述末级压缩机的出口流体连通；i)累积分离装置，其具有入口以及蒸汽出口和液体出口，所述入口与所述末级后冷却器的出口流体连通，所述蒸汽出口与所述热交换器的高压蒸汽通路流体连通，并且所述液体出口与所述热交换器的高压液体通路流体连通；j)第二膨胀装置，其具有与所述热交换器的高压蒸汽通路流体连通的入口和与所述热交换器的主制冷通路流体连通的出口；k)第三膨胀装置，其具有与所述热交换器的高压液体通路流体连通的入口和与所述热交换器的主制冷通路流体连通的出口；l)所述预冷却制冷通路适于产生混合相物流，并且所述主制冷通路适于产生蒸汽物流；以及m)所述抽吸分离装置还与所述热交换器的主制冷通路流体连通。