Cпосіб виробництва зрідженого природного газу з багатокомпонентного живильного потоку (варіанти)

1 Спосіб виробництва зрідженого природного газу з багатокомпонентного живильного потоку, який містить метан і компонент, що заморожують і який має відносну випарюваність, що менша за випарюваність метану, який відрізняється тим, що включає операції (a) введення багатокомпонентного живильного потоку в роздільну систему, що має секцію заморожування, яка працює за тиску вище, приблизно 1380кПа і за умови формування твердих частинок для компонента, що заморожують, і ректифікаційну секцію, яка розташована під секцією заморожування, вказана роздільна система виробляє потік пари, багатої на метан, і потік рідини, багатої на компонент, що заморожують, (b) охолодження щонайменше частини вказаного потоку пари для одержання багатого на метан зрідженого потоку, що має температуру вище приблизно -112°С і тиск, достатній для того, щоб рідкий продукт був у точці початку його кипіння або більш низькій, (c) виведення першої частини зрідженого потоку операції (Ь), як потоку зрідженого продукту, багатого на метан, (d) введення другої частини зрідженого потоку операції (Ь) у вказану роздільну систему для забезпечення охолодження вказаної роздільної системи 2 Спосіб за п 1 , який відрізняється тим, що в засіб для зберігання при температурі вище -112°С додатково вводять потік зрідженого продукту 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що операція охолодження (Ь) додатково містить етапи стиснення вказаного потоку пари для одержання потоку високого тиску, охолодження щонайменше частини вказаного стисненого потоку в теплообміннику і розширення охолодженого стисненого потоку до одержання меншого тиску, завдяки чому стиснений потік додатково охолоджують для одержання багатого на метан зрідженого потоку, що має температуру вище приблизно -112°С і тиск, достатній для того, щоб рідкий продукт був в точці початку його кипіння або більш низькій 4 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що охолодження стисненого потоку в теплообміннику здійснюють ЗОВНІШНІМ теплообміном з потоком пари операції (а) 5 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що додатково містить операцію охолодження потоку рідини, виробленого вказаною роздільною системою шляхом розширення, і використання розширеного охолодженого потоку рідини для охолодження ЗОВНІШНІМ теплообміном стисненого потоку 6 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що додатково містить операцію регулювання тиску стисненого потоку і тиску розширеного потоку для запобігання формування твердих частинок у другій частині зрідженого потоку, введеного в роздільну систему 7 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що вказана роздільна система в ході операції (а) містить першу ректифікаційну колону і другу ректифікаційну колону, причому вказана перша ректифікаційна колона містить ректифікаційну секцію і зону заморожування, яка розташована над ректифікаційною секцією, вказана друга ректифікаційна колона містить ректифікаційну секцію, що додатково включає операції введення вказаного багатокомпонентного живильного потоку операції (а) у вказану першу ректифікаційну колону подавання верхнього потоку пари із вказаної зони заморожування до нижньої частини другої ректифікаційної колони, виведення потоку пари з другої ректифікаційної колони і охолодження вказаної пари згідно з операцією (Ь), подавання другої частини зрідженого потоку one О C O 00 48312 рації (d) у верхню частину другої роздільної колони, виведення нижнього потоку рідини з вказаної другої ректифікаційної колони, і подавання нижнього потоку рідини до вказаної зони заморожування вказаної першої ректифікаційної колони 8 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що роздільна система містить першу ректифікаційну секцію, другу ректифікаційну секцію, яка розташована під першою ректифікаційною секцією, і зону заморожування, що розташована поміж першою і другою ректифікаційними секціями, в якому другу частину зрідженого потоку операції (d) вводять до першої ректифікаційної секції 9 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що охолодження вказаного потоку пари в ході операції (Ь) виконують в теплообміннику, який охолоджують охолоджувальною системою з замкнутим циклом 10 Спосіб за п 9, який відрізняється тим, що охолоджувальна система з замкнутим циклом містить пропан як переважний холодоагент 11 Спосіб за п 9, який відрізняється тим, що охолоджувальна система з замкнутим циклом має холодоагент, що містить метан, етан, пропан, бутан, пентан, вуглекислий газ, сірчистий водень і азот 12 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що перед операцією (Ь) він додатково містить операцію введення до вказаного процесу випарів, які одержанні при випарюванні багатого на метан зрідженого газу 13 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зрідження потоку газу виконують з використанням двох замкнутих циклів охолодження в каскадній конфігурації 14 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що багатокомпонентний потік газу операції (Ь) має тиск вищий за ЗЮОкПа 15 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що заморожуваним компонентом є вуглекислий газ 16 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що операція охолодження (Ь) додатково включає етапи стиснення вказаного потоку пари для одержання стисненого потоку, охолодження щонайменше частини вказаного стисненого потоку в теплообміннику, виведення першої частини охолодженого стисненого потоку як потоку газоподібного продукту, і розширення другої частини охолодженого стисненого потоку до одержання меншого тиску, за допомогою чого стиснений потік додатково охолоджують для одержання багатого на метан зрідженого потоку, що має температуру вище приблизно -112°С і тиск, достатній для того, щоб рідкий продукт був у точці початку його кипіння або більш низькій 17 Спосіб виробництва зрідженого природного газу з багатокомпонентного живильного потоку, що містить метан і компонент, що заморожують, який має відносну випарюваність, що менша за випарюваність метану, який відрізняється тим, що включає операції (a) введення багатокомпонентного живильного потоку у роздільну систему, причому вказана роздільна система працює в умовах формування твердих частинок для вказаного компонента, що заморожують, (b) виведення потоку пари з верхньої частини вка заної роздільної системи, (c) стиснення вказаного потоку пари для одержання потоку з більш високим тиском, (d) охолодження щонайменше частини вказаного стисненого потоку з використанням холоду, який отримують від потоку пари операції (Ь), (є) розширення вказаного охолодженого стисненого потоку для додаткового охолодження вказаного стисненого потоку, причому вказаний розширений потік переважно являє собою рідину (f) подавання щонайменше частини вказаного розширеного потоку до верхньої частини роздільної системи для забезпечення охолодження вказаної роздільної системи, (д) добування з розширеного потоку рідкого продукту, який багатий на метан 18 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що додатково містить операції добування частини вказаного стисненого потоку пари операції (с) і охолодження частини, що залишилась, вказаного потоку пари згідно з операцією (d) 19 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що вказаний потік пари операції (Ь) нагрівають перед стисненням вході операції (с) 20 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що роздільна система містить першу ректифікаційну секцію, другу ректифікаційну секцію, що розташована під першою ректифікаційною секцією, і зону заморожування, розташовану між першою і другою ректифікаційним секціями, в якому розширений потік рідини вводять у першу ректифікаційну секцію 21 Спосіб за п 20, який відрізняється тим, що вказаний багатокомпонентний живильний потік вводять під першу ректифікаційну секцію 22 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що додатково включає операцію видалення рідини з роздільної системи, охолоджування вказаної рідини розширювальним засобом і щонайменше часткове випарювання вказаної рідини завдяки теплообміну із стисненим потоком операції (с) 23 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що додатково включає операцію видалення з роздільної системи рідини, що збагачена вказаним компонентом, що заморожується, охолодження вказаної рідини, збагаченої компонентом, що заморожують, за допомогою розширювального засобу, і охолодження багатокомпонентного живильного потоку до того, як він надходить в роздільну систему, за допомогою теплообміну з вказаною збагаченою заморожуваним компонентом рідиною, яка була піддана розширенню 24 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що додатково включає операцію охолодження багатокомпонентного потоку розширювальним засобом до того, як він потрапляє в роздільну систему 25 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що тиск потоку з підвищеним тиском операції (с) і тиск розширеного потоку (є) регулюють для запобігання формування твердих частинок в потоці, який подають до роздільної системи в ході операції (f) 26 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що потік добутого рідкого продукту операції (д) має тиск вище приблизно 1380кПа 27 Спосіб за п 17, який відрізняється тим, що розширений потік операції (є) переважно являє 48312 собою рідину під тиском вище ніж приблизно 1380кПа (200 psia) та потік рідкого, багатого на метан продукту, отриманого згідно з операцією (д), являє собою зріджений природний газ під тиском вище приблизно 1380кПа 28 Спосіб виробництва зрідженного природного газу з багатокомпонентного живильного потоку, що містить метан і компонент, що заморожують, і який має відносну випарюваність, що менша за випарюваність метану, який відрізняється тим, що (a) рідина має температуру вищу приблизно 112°С і тиск, достатній для того, щоб рідина була в точці початку кипіння або нижче, (b) багатокомпонентний живильний потік, що має тиск вищий приблизно 1380кПа, вводять в роздільну систему, що працює в умовах формування твердих частинок для вказаного компонента, що заморожують, для одержання потоку багатої на метан пари і потоку рідини, яка багата на вказаний компонент, що стверджують в роздільній системі, (c) потік пари зріджується охолоджувальною системою із замкнутим циклом для одержання багатої на метан рідини, що має температуру вище приблизно -112°С і тиск, достатній для того, щоб рідина була в точці початку и кипіння або нижче, та (d) вказана багата на метан рідина вводиться у ємкість для зберігання при температурі вищій 112°С 29 Спосіб за п 28, який відрізняється тим, що зрідження багатокомпонентного живильного потоку виконують за допомогою охолоджувальної системи з замкнутим циклом 30 Спосіб за п 28, який відрізняється тим, що перед зрідженням живильного потоку, додатково включають операцію комбінування потоку пари з роздільної системи з газовими випарами, що одержані при випарюванні зрідженого природного газу Цей винахід відноситься до способу зрідження природного газу і, більш конкретно, відноситься до способу виробництва зрідженого природного газу під тиском (ЗПГПТ) з потоку природного газу, який містить щонайменше один компонент, що заморожується Завдяки його якостям, які відноситься до чистоти горіння і зручності застосування, природний газ в останні роки став широко використовуватись Багато джерел природного газу розташовані у віддалених районах, на великих відстанях від будьяких комерційних ринків газу Іноді для транспортування здобутого природного газу до комерційного ринку використовують трубопровід Коли транспортування по трубопроводу неможливе, здобутий природний газ часто перероблюють в зріджений природний газ (який називається "ЗПГ") для транспортування на ринок Однією З характерних ознак станції для зрідження природного газу є великі інвестиційні капіталовкладення, що необхідні для створення станції Обладнання, яке використовується для зрідження природного газу, в цілому досить дороге Станція для зрідження газу заснована на декількох базових системах, які включають обладнання для очищення газу для видалення домішок, зрідження, охолодження, енергетичне обладнання та споруди для зберігання і навантажування на транспортні засоби Хоча вартість станцій для зрідження природного газу широко коливається в залежності від місцезнаходження станції, типовий звичайний проект по зрідженню природного газу може коштувати від 5 до 10 мільярдів доларів США, включаючи витрати на розробку родовища Охолоджувальні системи станції можуть оцінюватися на суму, яка складає до 30% витрат 7600кПа і з температурами від близько 20°С до близько 40°С Природний газ, яким переважно є метан, не може бути зріджений простим підвищенням тиску, як у випадку з більш важкими вуглеводнями, які використовуються в енергетичній галузі Критичною температурою для метану є -82,5°С Це означає, що метан може бути зріджений тільки при температурі більш низький, ніж ця, незалежно від тиску, що застосовується Оскільки природний газ є сумішшю газів, він зріджується в межах діапазону температур Критична температура природного газу складає від близько -85°С до близько 62°С Охолоджувальні системи для зрідження природного газу дорогі у зв'язку з тим, що для зрідження природного газу необхідне дуже сильне охолодження Типовий потік природного газу потрапляє до установки для зрідження природного газу під тиском від близько 4830кПа до близько Типово, що склад природного газу при атмосферному тиску буде зріджуватись в температурному діапазоні між близько -165°С і -155°С Оскільки обладнання для охолодження складає таку значну частину витрат на обладнання для зрідження природного газу, великі зусилля були докладені для зменшення витрат на охолодження Відомо багато систем для зрідження природного газу шляхом послідовного пропускання газу під підвищеним тиском через безліч етапів охолодження, на протязі яких газ охолоджується до послідовно більш низьких температур до зрідження газу При звичайному зрідженні газ охолоджують до температури, яка складає близько -160°С при атмосферному тиску або близькому до нього Охолодження звичайно виконують шляхом теплообміну з одним, або більше холодоагентами, таким як пропан, пропілен, етан, етилен і метан Хоча багато циклів охолодження використовувались для зрідження природного газу, найбільш широко відомими для зрідження природного газу є три типи (1) "каскадний цикл", в якому використовують багато однокомпонентних холодоагентів в теплообмінниках, що розташовані послідовно для зменшення температури газу до температури зрідження, (2) "цикл розширення", який розширює газ від високого тиску до низького з ВІДПОВІДНИМ зменшенням температури, і (3) "цикл багатокомпонентного охолодження", в якому використовується 48312 багатокомпонентний холодоагент в спеціально сконструйованих теплообмінниках В більшості циклів зрідження природного газу використовуються варіації або комбінації цих трьох базових типів На звичайних станціях зрідження природного газу вода, вуглекислий газ, сірчисті сполуки, такі як сірчистий водень та ІНШІ КИСЛІ гази, n-пентан і більш важкі вуглеводні, включаючи бензол, повинні бути по суті видалені з процесу обробки природного газу до рівнів, які досягають частин на мільйон Частина з цих сполук буде замерзати, викликаючи проблеми закупорювання в обладнанні для обробки Інші сполуки, такі як ті, що містять сірку, як правило видаляють для ВІДПОВІДНОСТІ комерційній специфікації На звичайній станції зрідження природного газу для очистки газу для видалення вуглекислого газу і кислих газів вимагається спеціальне обладнання В обладнанні для очистки газу, як правило, використовують регенеративний спосіб з ХІМІЧНИМ і/або фізичним розчиненням, і воно вимагає капіталовкладень Крім того, експлуатаційні витрати також високі Для видалення водяної пари необхідні дегідратори з сухим прошарком, такі як молекулярні сита Колона для промивки газу і фракціонуюче обладнання використовуються для видалення вуглеводнів, які викликають проблеми закупорення На звичайному підприємстві для зрідження природного газу також видаляють ртуть, оскільки вона може викликати пошкодження обладнання, сконструйованого з алюмінію Крім того, більшу частину азоту, який може бути присутнім в природному газі, видаляють після обробки, оскільки азот не залишається в рідкий фазі при транспортуванні звичайного зрідженого природного газу, і наявність парів азоту в контейнерах зі зрідженим природним газом в пункті доставки є непереважною В патенті US 4,284,423, кп F 25 J 3/02, опублікованому 18 серпня 1981 року, описаний спосіб виробництва зрідженого природного газу багатокомпонентного живильного потоку, який містить метан і компонент, що заморожується і має відносну випаровуваність, що менша за випаровуваність метану В цьому патенті розглянуто введення живильного газу, що містить СН4, та СОг, в роздільну колонку Верхній потік з роздільної колонки зріджується і повертається до фракціонуючої колонки як зворотній потік Недоліком цього рішення є те, що фракціонуюча колонка не використовується за умов, які можуть призвести до формування твердих частинок ССЬ, а також цей спосіб не передбачає отримання багатого на метан продукту під тиском з температурою вище -112°С В промисловості залишається суттєвою потреба в удосконаленому способі зрідження природного газу, який містить СО2 в концентраціях, які викликали б його заморожування в процесі зрідження, і одночасно були би економічними в споживанні потужності Даний винахід усуває ці недоліки Винахід, в цілому, відноситься до способу виробництва зрідженого природного газу багатокомпонентного живильного потоку, який містить метан і компонент, що заморожується і має відносну випаровуваність, що менша за випаровуваність ме 8 тану Компонентом, що заморожується, звичайно буває СО2, H2S або інший кислий газ, може бути і який небудь інший компонент, який потенційно може формувати тверді частинки в роздільній системі Згідно ЗІ способом, що відповідає цьому винаходу, багатокомпонентний живильний потік, який містить метан і компонент, що заморожується, який має відносну випарюваність, яка менша за випарюваність метану, вводять в роздільну систему, яка має морозильну секцію, що працює під тиском, який вище, ніж приблизно 1380кПа, і в умовах, які сприяють формуванню твердих частинок з компоненту, що заморожується, і ректифікаційну секцію, яка має зону керованого заморожування ("ЗКЗ"), виробляє потік багатої метаном пари і потік рідини, багатої на компонент, що заморожується Щонайменше, частина потоку пари охолоджується для виробництва багатого метаном зрідженого потоку, що має температуру вищу, ніж приблизно -112°С, і тиск, достатній для того, щоб рідкий продукт був у точці початку його кипіння або нижче неї Першу частину зрідженого потоку видаляють з процесу в формі потоку зрідженого продукту під тиском (ЗПГПТ) Друга частина зрідженого потоку повертається в роздільну систему для виконання функції холодоагенту в роздільній системі В одному прикладі здійснення винаходу потік пари виводять з верхнього району роздільної системи, стискають до підвищеного тиску і охолоджують Охолоджений стиснений потік після того розширюється розширювальним засобом для виробництва переважно рідкого потоку Перша частина рідкого потоку подається як зворотній потік до роздільної системи, за допомогою чого забезпечується охолодження з розімкнутим циклом роздільної системи, і друга частина рідкого потоку виводиться як потік продукту, що має температуру, яка вище приблизно -112°С, і тиск, достатній для того, щоб рідкий продукт був у точці початку його кипіння, або нижче за неї В іншому прикладі здійснення винаходу, потік пари виводиться з верхнього району роздільної системи і охолоджується системою охолодження із замкнутим циклом для зрідження багатого на метан потоку пари для виробництва рідини, що має температуру, яка вище приблизно -112°С, і тиск, достатній для того, щоб рідкий продукт був у точці початку кипіння, або нижче за неї Спосіб, що відповідає цьому винаходу, може використовуватись як для первинного зрідження природного газу у живильного джерела для зберігання і транспортування, так і для повторного зрідження парів природного газу, які виділяються при зберіганні і завантаженні на транспортний засіб ВІДПОВІДНО, метою цього винаходу є одержання вдосконаленої, комплексної системи зрідження і видалення СОг для зрідження або повторного зрідження природного газу з високими концентраціями СОг (більш, ніж приблизно 5%) Іншою метою цього винаходу є одержання вдосконаленої системи зрідження, яка потребує значно меншої сили стискання, ніж у відомих системах Ще однією метою цього винаходу є одержання, більш ефек 48312 тивного способу зрідження шляхом зберігання робочої температури на протязі здійснення всього способу вище, ніж приблизно -112°С, що дозволяє виконувати обробляюче обладнання з менш дорогих матеріалів, ніж цього потребує звичайний спосіб зрідження природного газу, в якому, щонайменше, частина способу здійснюється при температурах до приблизно -160°С Охолодження до дуже низьких температур, згідно із звичайним способом зрідження природного газу, коштує дуже дорого порівняно з відносно помірним охолодженням, якого потребує виробництво зрідженого природного газу під тиском, згідно з практикою цього винаходу Цей винахід і його переваги можна буде краще зрозуміти, якщо звернутися до наступного докладного опису і фігурам, що прикладаються, які є блок-схемами типових прикладів цього винаходу Фіг 1 схематично зображує кріогенний процес в зоні заморожування, що в цілому, ілюструє замкнутий цикл охолодження для виробництва зрідженого природного газу під тиском, згідно зі способом, що відповідає цьому винаходу Фіг 2 схематично зображує кріогенний процес в зоні заморожування, що в цілому, ілюструє замкнутий цикл охолодження для виробництва зрідженого природного газу під тиском, згідно зі способом, що відповідає цьому винаходу Фіг 3 схематично зображує ще один приклад здійснення цього винаходу, в якому вуглекислий газ і метан розділяються ректифікацією в ректифікаційній колоні, яка має зону заморожування, в якій один верхній потік продукту є зрідженим природним газом під тиском, та інший верхній потік продукту є газом, який збувається в споживацьку газову магістраль Блок-схеми, які представлені на фігурах, ілюструють різні приклади здійснення способу, який відповідає цьому винаходу Фігури не призначені для виключення з об'єму винаходу інших прикладів його здійснення, які є нормальними і очікуваними модифікаціями цих конкретних прикладів РІЗНІ необхідні підсистеми, такі як насоси, клапани, змішувачі потоку, системи керування і датчики були виключені на фігурах для спрощення і наочності Спосіб, ще відповідає цьому винаходу, забезпечує ректифікаційне розділення в роздільній системі багатокомпонентного живильного потоку, який містить метан і щонайменше один компонент, що заморожується, який має відносну випарюваність, меншу за випарюваність метану, в якому роздільна система містить зону керованого заморожування ("ЗКЗ") Роздільна система виробляє верхній потік пари, збагаченої метаном, і нижній продукт, збагачений компонентом, що заморожується Щонайменше, частину верхнього потоку пари потім зріджують для виробництва зрідженого природного газу, що має температуру, яка вища приблизно 112°С, і тиск, достатній для того, щоб рідкий продукт був у точці початку кипіння або нижче неї Цей продукт інколи тут згадується як зріджений природний газ під тиском ("ЗГТГПТ") Іншу частину такого зрідженого верхнього потоку повертають в роздільну систему як зворотний потік Термін "точка початку кипіння" означає темпе 10 ратуру і тиск, при яких рідина починає перетворюватись в газ Наприклад, якщо деякий об'єм зрідженого природного газу під тиском утримують під ПОСТІЙНІМ тиском, але його температура підвищується, то температура, при якій починають формуватися бульбашки газу в зрідженому природному газі під тиском, є точкою початку кипіння В точці початку кипіння, зрідженений природний газ під тиском є насиченою рідиною Переважно, щоб зріджений природний газ під тиском не був конденсованим тільки до його точки початку кипіння, а був додатково охолоджений для додаткового зниження температури рідини Додаткове охолодження зрідженого природного газу під тиском зменшує КІЛЬКІСТЬ випарів при зберіганні, транспортуванні і користуванні До появи цього винаходу, спеціалістам в даній галузі техніки було добре зрозуміло, що зона керованого заморожування повинна видаляти небажаний СОг Не було взято до уваги, що процес керованого заморожування міг би поєднуватися з процесом зрідження для виробництва зрідженого природного газу під тиском Спосіб, який відповідає цьому винаходу, більш економічний в застосуванні, оскільки він потребує менше енергії для зрідження природного газу, ніж спосіб, який використовувався раніше, і обладнання, що використовується згідно зі способом, який відповідає цьому винаходу, може вироблятися з менш дорогих матеріалів В протилежність цьому, способи відомого рівня техніки, що призначені для виробництва зрідженого природного газу при атмосферному тиску, який має такі низькі температури як -160°С, вимагають обладнання, яке виконане з дорогих матеріалів для безпеки праці Згідно З ЦИМ винаходом, потреба в енергії, яка необхідна для зрідження природного газу, який містить значні концентрації компонента, що заморожується, такого як СОг, значно знижена порівняно з потребою в енергії для здійснення звичайного способу виробництва зрідженого природного газу з такого природного газу Зменшення необхідної для охолодження енергії, яка вимагається згідно зі способом, що відповідає цьому винаходу, призводить до значного зменшення капіталовкладень, пропорційне зменшенню виробничих витрат і збільшенню ефективності і надійності, таким чином, значно збільшуючи економічність виробництва зрідженого природного газу При робочих тисках і температурах, ВІДПОВІДНИХ цьому винаходу, близько 3,5мас % нікелю може використовуватися в трубопроводах і обладнанні в найбільш холодних робочих районах процесу зрідження, тоді як більш дорогий вміст 9мас % нікелю чи алюмінію звичайно вимагається для такого ж обладнання згідно із звичайним способом виробництва зрідженого природного газу Це дає ще одне значне зменшення вартості здійснення способу, який відповідає цьому винаходу, порівняно з відомими способами виробництва зрідженого природного газу Першою важливою обставиною при кріогенній обробці природного газу є забруднення Сирий природний газ, як вихідна сировина, яка придатна для здійснення способу, що відповідає цьому винаходу, може містити природний газ, одержаний із 12 11 48312 свердловини з сирою нафтою (попутний газ) або з газу газової свердловини (незв'язаний газ) Сирий приЖивильний потік 10 проходить крізь охолородний газ часто містить воду, вуглекислий газ, джувач ЗО Охолоджувач ЗО може містити один сірчистий водень, азот, бутан, вуглеводні з шістю, або більше звичайних теплообмінників, які охолоабо більше атомами вуглецю в молекулі, бруд, джують потік природного газу до кріогенних темсірчисте залізо, парафін та нафту Розчинності цих ператур, переважно, до приблизно -50°С -70°С і, домішок варіюються в залежності від температури, більш переважно, до температур, які трохи перетиску і складу При кріогенних температурах СОг, вищують температуру затвердження СОг Охоловода та ІНШІ ДОМІШКИ можуть формувати тверді джувач ЗО може містити один або більше теплочастинки, які можуть забивати проходи для потоків обмінних систем, які охолоджуються звичайними в кріогенних теплообмінниках Ці потенційні трудохолоджувальними пристроями, один або більше нощі можуть бути подолані за допомогою видарозширюючих засобів, таких як клапани Джоулялення таких ДОМІШКІВ, якщо умови в їх чистому Томпсона або турборозширювачі, один або більше компоненті, межі твердої фази при певних темпетеплообмінників, в яких як холодоагент використоратурах і тиску прогнозуються В наступному описі вується рідина з нижньої секції фракціонуючої ковинаходу припускається, що потік природного газу лони 31, один або більше теплообмінників, в яких містить СОг Якщо потік природного газу містить як холодоагент використовується нижній потік високомолекулярні вуглеводні, які могли заморопродукту з фракціонуючої колони 31, або будь-яке жуватися при зрідженні, ці важкі вуглеводні будуть інше придатне джерело охолодження Переважна видалятися разом з СОг охолоджуюча система буде залежати від доступності охолоджуючих засобів, обмежень простору, Однією З переваг цього винаходу є те, що якщо вони є, і міркувань охорони оточуючого себільш високі робочі температури допускають вміст редовища і безпеки Спеціалісти з цієї галузі техв природному газі більш високих рівнів концентраники можуть вобрати придатну систему охолоджуції компонентів, що заморожуються, ніж це було б вання, беручи до уваги робочі умови процесу можливим при звичайному способі зрідження призрідження родного газу Наприклад, на звичайній станції для зрідження природного газу, яка виробляє зріджеОхолоджений потік 11, який виходить з живиний природний газ при температуре -160°С, вміст льного охолоджувача ЗО, подається в фракціонуюСОг повинен бути нижче приблизно 50 частинок на чу колону 31, що має зону керованого заморожумільйон для усунення проблем заморожування В вання ("ЗКЗ"), яка є спеціальною секцією для протилежність цьому, при підтриманні робочих твердіння і плавлення СОг Секція керованого затемператур вище приблизно -112°С, природний морожування, в якій здійснюється твердіння і плагаз може містити СОг на таких високих рівнях, як влення СОг не містить насадок або жолобків, як приблизно 1,4 молекулярного % СОг при темперазвичайні ДИСТИЛЯЦІЙНІ колони, натомість вона містурах -112°С і 4,2% при -95°С без одержання протить одне або більше розпилювальних сопел і блем заморожування при здійсненні способу зрідплавильний піддон Твердий СОг формується в ження, що відповідає цьому винаходу випарювальному просторі в ДИСТИЛЯЦІЙНІЙ КОЛОНІ І падає в рідину в плавильному ПІДДОНІ ПО суті всі Крім того, при здійсненні способу, що відповітверді частинки, що формуються, опиняються задає цьому винаходу, немає необхідності у видамкненими в зону керованого заморожування Рекленні помірних кількостей азоту, які містяться в тифікаційна колона 31 має звичайну ректифікаційприродному газі, оскільки азот буде залишатися в ну секцію нижче від секції керованого рідкій фазі разом із зрідженими вуглеводнями, при заморожування і, переважно, ще одну ректифікаробочих тисках і температурах, що відповідають ційну секцію вище від секції керованого заморожуцьому винаходу Здатність зменшення, або в девання Конструкція і робота фракціонуючої колони яких випадках вилучення обладнання, яке потріб31 ВІДОМІ спеціалістам в цій галузі техніки Прине для очищення газу і видалення азоту, надає клади конструкцій зон керованого заморожування значних технічних і економічних переваг Ці та ІНШІ розкриті в патентах США №№ 4533372, 4923493, переваги винаходу будуть краще зрозумілі із по5062270, 5120338 і 5265428 силанням на фігури, які ілюструють спосіб зрідження Багатий на СОг потік 12 виходить з нижньої частини колони 31 Рідкий нижній продукт нагріваЯк показано на фіг1, живильний потік 10 приється у випарнику 35, і його частина повертається родного газу потрапляє до системи під тиском вив нижню секцію колони 31 у вигляді випарів Часще приблизно ЗЮОкПа, і переважно, вище притина, що лишилася, (потік 13) виходить з процесу близно 4800кПа і з температурами, переважно, від обробки у вигляді багатого на СОг продукту Багабіля 0°С до 40°С, проте, якщо необхідно, можуть тий на метан потік 14 виходить з верхньої частини використовуватись різні тиски та температури і колони 31 і проходить через теплообмінник 32, система може бути ВІДПОВІДНО модифікована Якякий охолоджується потоком 17, що сполучається що потік 10 газу має тиск нижче приблизно із звичайною охолоджуючою системою 33 з за1380кПа, він може бути стиснутий придатним коммкнутим циклом Може використовуватися однопресорним засобом (не показано), яке може містикомпонентна, багатокомпонентна або каскадна ти один або більше компресорів В цьому описі система охолоджування Каскадна охолоджувальспособу, який відповідає винаходу, припускається, на система могла б містити, щонайменше, два що потік 10 природного газу був належним чином замкнутих цикли охолоджування Охолоджувальна оброблений для видалення води з використанням система із замкнутим циклом може використовузвичайних і добре відомих способів (не показані на вати як холодоагент метан, етан, пропан, бутан, фіг1) для одержання "сухого" потоку природного 14 13 48312 пентан, вуглекислий газ, сірчистий водень і азот ного потоку 64 безпосередньо в колону 51 із зоною Частіше в охолоджувальній системі з замкнутим керованого заморожування циклом переважним холодоагентом є пропан ХоТемпература газу, що подається в колону 51 із ча на фіг 1 показаний тільки один теплообмінник зоною керованого заморожування, вище темпера32, згідно з цим винаходом може використовуватури твердіння СОг Багатий на метан потік 52 тися безліч теплообмінників для охолоджування пари виходить з верхньої частини колони 51 із потоку 14 пари на протязі безлічі етапів Теплообзоною керованого заморожування, і збагачений мінник 32, переважно конденсує по суті весь потік вуглекислим газом потік 53 виходить з нижньої 14 пари в рідину Потік 19, що виходить з теплочастини колони 51 із зоною керованого заморожуобмінника, має температуру, яка вища, приблизно, вання Рідкий НИЖНІЙ продукт нагрівається у випа-112°С, і тиск достатній для того, щоб рідкий прорнику 65, і його частина повертається до нижньої дукт був в точці початку кипіння або більш низьсекції колони 51 із зоною керованого заморожукий Перша частина рідкого потоку 19 проходить як вання як випарена пара Частина, що залишалася, потік 20 в придатний засіб 34 для зберігання, такий (потік 54) виводиться з процесу обробки у вигляді як стаціонарна цистерна для зберігання, або на багатого СОг рідкого продукту транспортний засіб, такий як судно для перевеПерша частина верхнього потоку 52 повертазення зрідженого природного газу під тиском, ванється назад в колону 51 із зоною керованого замотажний автомобіль або залізнична цистерна, прирожування у вигляді потоку 64 для забезпечення датні для утримання зрідженого газу під тиском з охолодження у вигляді потоку 64 для забезпечентемпературою вище приблизно -112°С і під тисня охолодження із замкнутим контуром колони 51 ком, достатнім для того, щоб рідкий продукт був в із зоною керованого заморожування Друга частиточці початку кипіння або більш низькій Друга часна верхнього потоку 52 виводиться (потік 63) у тина рідкого потоку 19 повертається у вигляді повигляді одержанного зрідженого природного газу току 21 в роздільну колону 31 для охолодження під тиском, який відповідає робочому тиску колони роздільної колони 31 ВІДНОСНІ пропорції потоків 20 51 із зоною керованого заморожування або близьі 21 будуть залежать від складу живильного газу кий до нього, і з температурою, яка вище приблиз10, робочих характеристик роздільної колони 31 і но -112°С Третя частина верхнього потоку 52 мобажаної специфікації продукту же, при необхідності, виводитися (потік 59) для використання як газ для споживчої магістралі або При зберіганні, транспортуванні, і споживанні для подальшої обробки зрідженого природного газу може заявлятися помірна КІЛЬКІСТЬ "випарів" в результаті випарення Принципові компоненти охолоджування з розрідженого природного газу Спосіб, що відповідає зімкнутим циклом у цьому прикладі здійснення цьому винаходу, може, при необхідності, містити винаходу містять стиснення одним або більше повторне зрідження випарів, які багаті на метан компресорів 57 верхнього потоку 52, що виходить Як показано на фіг1, потік 16 випарів може, при з верхньої частини колони 51, із зоною керованого необхідності, вводитися в потік 14 пари для охозаморожування, охолоджування стисненого газу лодження теплообмінником 32 Потік 16 випарів одним або більше охолоджувачів 58, проходження повинен мати тиск (або близький до нього) потоку щонайменше частини охолодженого газу (потік 61) 14 пари, в який вводять випари В залежності від в один або більше розширювальних засобів 62 для тиску випарів, може вимагатись регулювання тиску зменшення тиску потоку газу і його охолодження, і випарів, при допомозі одного або більш компресоподачу частини (потік 64) охолоджуваного розширів або розширювачів (не показані на фігурках) реного потоку в колону 51 із зоною керованого для ВІДПОВІДНОСТІ тиску в точці, де випари потрапзаморожування Повернення частини верхнього ляють до процесу зрідження Невелика частина потоку 52, згідно з цим способом, забезпечує охопотоку 14 пари може, при необхідності, видалятилодження з розімкнутим циклом колони 51 із зося з процесу в як паливо (потік 15) для подавання ною керованого заморожування Потік 60 охолочастини енергії, необхідної для приведення в рух джується теплообмінником 55, який також нагріває компресорів і насосів, в процесі зрідження Це паверхній потік 52 Тиском потоку 64, переважно, ливо може, при необхідності, використовуватися керують шляхом регулювання сили стиснення, яка як джерело охолоджування для сприяння охоловиробляється компресором 57, для забезпечення джуванню живильного потоку 10 того, щоб тиски в рідині потоків 60, 61 і 64 були достатньо високими для попередження формуФіг 2 схематично ілюструє інший приклад здійвання твердих частинок Повернення, щонайменснення цього винаходу, в якому охолоджування з ше, частини верхнього потоку 52 пари у верхню розімкнутим циклом використовують для забезпечастину колони 51 у вигляді рідини, конденсованої чення охолоджування роздільної колони 51 і для охолоджуванням з розімкнутим циклом, також завиробництва зрідженого природного газу під тисбезпечує зворотний приплив в колону 51 ком Як показано на фіг 2, багатокомпонентний потік 50 газу, що містить метан і вуглекислий газ, Колона 51 із зоною керованого заморожування який був зневоднений і охолоджений будь-яким має звичайну ректифікаційну секцію над секцією придатним засобом охолоджування (не показано керованого заморожування Секція керованого на фіг 2), подають в колону 51 із зоною керованого заморожування виконує формування і плавлення заморожування, яка має точно таку ж конструкцію, твердих частинок СОг На початку роботи весь яка і роздільна колона 31, що показана на фіг 1 потік 64 може спрямовуватися безпосередньо до Цей приклад здійснення винаходу ефективно усусекції керованого заморожування Коли потік 64 ває можливість формування твердих частинок в стає бідним на речовини, що формують тверді процесі зрідження шляхом спрямування живильчастинки, більша частина потоку 64 може подава 16 15 48312 тися до ректифікаційної секції колони, що знахолообмінники 130, 132, і 132 для охолодження подиться над секцією керованого заморожування току 102 і для виконання функції випарника для вироблення тепла для ректифікаційної секції 193 Фіг 3 схематично ілюструє інший приклад здійколони 190 Потік 103 охолоджується одним або снення цього винаходу, в якому способом, що відбільше теплообмінниками, які знаходяться в тепповідає цьому винаходу, як потоки продукту виролообмінному контакті з одним із нижніх потоків бляють як зріджений природний газ під тиском, так продукту колони 190 Фіг 3 зображує два теплообі газ для споживчої магістралі В цьому прикладі мінники 133 і 141, які нагрівають нижні продукти, здійснення винаходу верхні потоки продукту стащо виходять з колони 190 Однак КІЛЬКІСТЬ теплоновлять 50% зрідженого природного газу під тисобмінників, що забезпечують охолоджування жиком (потік 126) і 50% газу (поток 110) для споживвильного потоку, буде залежати від ряду факторів, чої магістралі Проте додатковий зріджений включаючи, але не обмежуючись ними, швидкість природний газ під тиском, що досягає 100% всього потоку газу, що входить, склад газу, що входить, об'єму, може вироблятися завдяки застосуванню температуру живильного газу і вимоги теплообмідодаткового охолодження або шляхом теплообміну При необхідності, хоча це і не показано на ну з більш холодним рідинами, або зниження тиску фіг 3, живильний потік 101 може охолоджуватися, в розширювачі, за рахунок застосування обладщонайменше, частково звичайними охолоджуюнання для додаткового стиснення і додаткових чими системами, такими як однокомпонентні або охолодників Також менше зрідженого природного багатокомпонентні охолоджуючі системи газу під тиском можна виробляти, застосовуючи менше охолоджування Потоки 102 і 103 знову комбінуються, і комбіВідносно фіг 3 передбачається, що живильний потік 101 природного газу містить понад 5 молекулярних % СОг і по суті не містить води для запобігання утворенню заморожених частинок і гідрату в процесі обробки Після зневоднення живильний потік охолоджують, знижують його тиск і подають в ректифікаційну колону 190, яка працює під тиском в межах від, приблизно, 1379кПа до, приблизно, 4482кПа Ректифікаційна колона 190, яка має секцію керованого заморожування, подібно роздільній колоні 31, що показана на фіг 1, розділяє живильний потік на збагачений метаном верхній пароподібний продукт і збагачений вуглекислим газом рідкий нижній продукт Згідно З ЦИМ винаходом ректифікаційна колона 190 має, щонайменше, дві і три окремі секції, ректифікаційну секцію 193, зону 192 керованого заморожування (ЗКЗ), розташовану над ректифікаційною секцією 193, і, при необхідності, верхню ректифікаційну секцію 191 В цьому прикладі живильний потік подається до верхньої частини ректифікаційної секції 193 у формі потоку 105, де він піддається звичайній ректифікації Ректифікаційні секції 191 і 193 містять піддони і/або насадки і забезпечують необхідний контакт між рідинами, що стікають вниз, і парами, що піднімаються вверх Більш легкі пари виходять з ректифікаційної секції 193 і надходять в зону 192 керованого заморожування Надійшовши в зону 192 керованого заморожування, пари контактують з рідиною (поворотною рідиною, що розпилюється в зоні заморожування), яка виходить з сопел або розпилювальних вузлів 194 Після цього пари продовжують підніматися вверх через верхню ректифікаційну секцію 191 Для ефективного відокремлення СОг від потоку природного газу в колоні 190, потрібне охолодження для забезпечення переміщення в рідкому стані у верхніх секціях колони 190 Згідно З практикою, що застосовується в данному прикладі здійснення винаходу, охолоджування верхньої частини колони 190 забезпечується охолоджуванням з розімкнутим циклом У прикладі здійснення винаходу, показаному на фіг 3, живильний газ, що надходить, розділюється на два потоки потік 102 і потік 103 Потік 102 охолоджується в одному або більше теплообмінниках В цьому прикладі використовують три теп нований потік проходить через придатний розширювальний засіб, такий як клапан 150 ДжоуляТомпсона, досягаючи тиску, приблизно відповідному робочому тиску в роздільній колоні 190 В альтернативному варіанті, замість клапану 150 Джоуля-Томпсона може використовуватися турборозширювач Миттєве розширення за допомогою клапану 150 утворює охолоджений розширюванням потік 105, який спрямований у верхню частину ректифікаційної секції 193 в точку, де температура, переважно, достатньо висока для виключення заморожування СОг Верхній потік 106 пари з роздільної колони 190 проходить через теплообмінник 145, який нагріває потік 106 пари Нагрітий потік пари (потік 107) повторно стискається однокаскадним стисненням або багатокаскадним стисненням низкою компресорів В цьому прикладі потік 107 проходить послідовно через два звичайних компресори 160 і 161 Після КОЖНОГО етапу стиснення потік 107 охолоджується додатковими охолодниками 138 і 139, з використанням як охолоджуючої речовини оточуючого повітря або води При стисненні і охолодженні потоку 107 отримують газ, який може використовуватися для збуту в споживчу газову магістраль або піддаватися подальшій обробці Стиснення потоку 107 пари звичайне буде проводитись до одержання щонайменше тиску, який відповідає вимогам магістралі Частина потоку 107 після проходження через компресор 160 може, при необхідності, виводитись (потік 128) для використання як палива для станції обробки газу Інша частина потоку 107 після проходження через додатковий охолодник 139 виводиться (потік 110) як споживчий газ Частина потоку 107, що залишалася, проходить як потік 108 у теплообмінники 140, 136 1137 Потік 108 охолоджується в теплообмінниках 136 і 137 холодною рідиною з потоку 124, що виходить з нижньої частини колони 190 Потік 108 потім додатково охолоджують в теплообміннику 145, завдяки теплообміну з верхнім потоком 106 пари, який отримується при нагріванні потоку 106 Потік 108 потім розширюється придатним розширювальним пристроєм, таким як розширювач 158, для одержання тиску, приблизно рівному робочо 17 48312 18 му тиску колони 190 Потім потік 108 розділяється, при цьому одна його частина проходить як зріджений природний газ під тиском (потік 126) з температурою вище приблизно -112°С і тиск вище приблизно 1380кПа для зберігання або транспортування Інша частина (потік 109) надходить до роздільної колони 190 Тиск на виході компресора 161 регулюється для одержання тиску, який достатньо високий для того, щоб падіння тиску в розширювачі 158 виробляло достатнє охолодження для забезпечення того, що потоки 109 і 126 переважно являють собою рідину, збагачену метаном Для виробництва додаткового зрідженого природного газу під тиском (потік 126), додаткове стискання може здійснюватися після компресора 160 і до теплообмінника 136 Для початку процесу, потік 109, переважно, подають через потік 109А і вприскують безпосередньо до секції 192 керованого заморожування при допомозі розпилювального сопла 194 Після ТОГО, ЯК процес розпочався, потік 109 може подаватися (потік 109В) до верхньої секції 191 роздільної колони 190 З, мають тільки одну ректифікаційну колону (колона 31 на ф і г 1 , колона 51 на фіг 2 і колона 190 на фігЗ), роздільні системи, що відповідають даному винаходу, можуть містити дві або більше ректифікаційних колон Наприклад, для зменшення висоти колони 190, що показана на фіг 3, може бути бажано розділити колону 190 на дві або більше колон (не показані на фігурах) Перша колона містить дві секції ректифікаційну секцію і зону керованого заморожування над дистиляційною секцію, яка виконує таку ж функцію, як і секція 191, що показана на фіг 3 Багатокомпонентний живильний потік подають до першої ректифікаційної колони Рідкий осад з другої колони подають в зону заморожування першої колони Верхню пару з першої колони подають до нижньої частини другої колони Друга колона має такий же розімкнутий цикл охолодження, як показано на фіг 3 відносно колони 190 Потік пари з другої ректифікаційної колони виводять, охолоджують, і частину його повертають до верхньої частини другої роздільної колони Потік 115 збагаченого СОг рідкого продукту виходить з нижньої частини колони 190 Потік 115 розділяється на дві частини потік 116 і потік 117 Потік 116 проходить через придатний розширювальний засіб, такий як клапан 153 ДжоуляТомпсона, для зниження тиску Потік 124, який виходить з клапана 153, потім нагрівається в теплообміннику 136, і потік 124 проходить через інший клапан 154 Джоуля-Томпсона і ще один теплообмінник 137 Одержаний в результаті потік 125 потім зливається з потоком 120 пари, що виходить з розділювача 181 Приклади Імітовані баланси маси і енергії були виконані для ілюстрації прикладів здійснення винаходу, що показані на фіг 1 і фіг 3, і результати показані в таблицях 1 і 2, ВІДПОВІДНО, що наведені нижче Для даних, що представлені в таблиці 1, припускалося, що верхній потік продукту є 100 %-м зрідженим природним газом під тиском (потік 20 на фиг 1), і охолоджуюча система була каскадною пропанетиленовою системою Для даних, що представлені в таблиці 2, припускалося, що верхні потоки продукту складають 50% стисненого зрідженого природного продукту (потік 126 на фігЗ) і 50% споживчого газу (потік 110 на фіг 3) Потік 117 розширюється придатним розширювальним пристроєм, таким як розширювальний клапан 151, і проходить через теплообмінник 133, таким чином, охолоджуючи живильний потік 103 Потік 117 потім спрямовується в розділювач 180, який є звичайним пристроєм для розділення газу і рідини Пара з розділювача 180 (потік 118) проходить через один або більше компресорів і насосів високого тиску для підвищення тиску На фіг 3 показана серія з двох компресорів 164 і 165 і насос 166 з охолодниками 143 і 144 Потік 122 продукту, що виходить з насосу цієї серії, має тиск і температуру, придатні для нагнітання в підземні формації РІДКІ продукти, що виходять з розділювача 180 потоком 119, проходять через розширювальний пристрій, такий як розширювальний клапан 152, і потім проходять через теплообмінник 141, який знаходиться в теплообмінній взаємодії з живильним потоком 103, таким чином додатково охолоджуючи живильний потік 103 Потік 119 потім спрямовується в розділювач 181, який є звичайним пристроєм для розділення газу і рідини Пари з роздільника 181 проходять (потік 120) до компресору 163, за яким іде звичайний додатковий охолоджувач 142 Потік 120 потім зливається з потоком 118 Будь-який конденсат, доступний з потоку 121, може добуватися звичайними способами миттєвого випарювання або стабілізації і потім може продаватися, спалюватися або використовуватися як паливо Хоча роздільні системи, що показані на фіг 1 Данні були одержані з використанням доступної на ринку програми імітації процесу, що має назву HYSYS™ (яка постачається Hyprotech Ltd of Calgary, Canada), проте ІНШІ доступні на ринку програми імітації процесу можуть використовуватися для одержання даних, включаючи, наприклад, HYSIM™, PROII™ і ASPEN PLUS™, які ВІДОМІ спеціалістам з даної галузі техніки Дані, що представлені в таблицях, запропоновані для кращого розуміння прикладів здійснення винаходу, що показані на фіг 1 і 3, але винахід не повинен тлумачитися, як обмежений ними Температури і швидкості потоків не повинні розглядатися як обмеження винаходу, який може мати багато варіацій температур і швидкостей потоків, в рамках викладеного тут Додаткова імітація способу була здійснена з використанням базової блок-схеми, що показана на фіг 1, (застосовуючи такий же склад живильного потоку і температуру, як і використані для одержання даних, що показані у таблиці 1) для виробництва звичайного зрідженого природного газу під тиском, що близький до атмосферного, і з температурою -161 °С Звичайний спосіб виробництва зрідженого природного газу з застосуванням зони керованого заморожування вимагає значно більшого охолодження, ніж спосіб виробництва зрідженого природного газу під тиском з застосуванням зони керованого заморожування, що показаний на фіг 1 Для одержання охолоджуван 19 48312 ня, яке вимагає для виробництва зрідженого природного газу при температурі -161 °С, охолоджувальна система повинна бути розширена від системи з каскадом пропан/етилен до системи з каскадом пропан/етилен/метан Додатково потік 20 міг би потребувати подальшого охолоджування з використанням метану, і тиск продукту міг би знижуватися з використанням розширювача рідини або клапана Джоуля-Том со на для виробництва зрідженого природного газу при атмосферному тиску або близькому до нього Через понижені температури СОг, що міститься у зрідженому природному газі, повинен видалятися до рівня, який складає приблизно 50 частин на мільйон, для усунення проблем, пов'язаних з заморожуванням СО2 при здійсненні цього способу, замість 2% СО2, згідно із способом одержання зрідженого газу під тиском з застосуванням зони керованого заморожування, що показаний на фіг 1 Таблиця 3 демонструє порівняння вимог до стиснення холодоагенту для звичайного способу одержання зрідженого природного газу і способу одержання зрідженого природного газу під тиском, який описано в імітованому прикладі, викладеному в попередньому абзаці Як показано в таблиці З, сумарна сила, що потребує для стиснення холо 20 доагенту була, на 67% вище для виробництва звичайного зрідженого природного газу, в порівнянні з виробництвом зрідженого природного газу під тиском, згідно з цим винаходом Спеціаліст з даної галузі техніки, особливо той, що користується перевагами, запропонованими цим патентом, знайде багато модифікацій і варіантів здійснення конкретних способів, що описані вище Наприклад, безліч різних температур і тисків може використовуватись, згідно з винаходом, в залежності від загальної конструкції системи і складу живильного газу Крім того, ланцюжок охолоджування живильного газу може бути доповнений або змінений в залежності від загальних конструктивних потреб для досягнення вимог оптимального і ефективного теплообміну Крім того, деякі операції способу можуть виконуватися з використанням додаткових пристроїв, які взаємозамінні з показаними пристроями Наприклад, розділення і охолоджування можуть виконуватися в одному пристрої Як викладено вище, конкретно описані варіанти здійснення винаходу і приклади не слід використовувати для обмеження обсягу винаходу, який визначений наведеними нижче пунктами формули винаходу та їх еквівалентами Таблиця 1 Комплексний спосіб керованого заморожування/одержання зрідженого природного газу підтиском Потік 10 11 12 13 14 19 20 21 Фаза Пара/рідини Пара Пара/рідина Рідина Рідина Пара Рідина Рідина Рідина Тиск (кПа) Температура(°С) 6764 3103 3103 3103 3068 3068 3068 3068 18,3 -56,7 -7,7 -4,9 -92,0 -94,6 -94,6 -94,6 Сумарний потік (кгмоль/год) 49805 49805 55656 36424 30844 30844 13381 17463 Молекулярних % СО2 СН4 71,1 26,6 71,1 26,6 95,9 1,4 96,5 0,5 2,0 97,7 2,0 97,7 2,0 97,7 2,0 97,7 Таблиця 2 Комплексний спосіб керованого заморожування/одержання зрідженого природного газу підтиском за допомогою охолодження з розімкнутим циклом Потік 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 115 116 117 118 Фаза Пара/рідина пара пара пара Пара/рідина Пара/рідина пара пара пара рідина пара Рідина рідина/ рідина пара Тиск (кПа) 6764 6764 6764 6695 2758 2758 2551 16823 2758 16823 2758 2758 2758 1862 Температура Сумарний СО 2 N2 (°С) ПОТІК (мол %) (мол %) 18,3 49850 71,1 0,4 18,3 19731 71,1 0,4 18,3 30119 71,1 0,4 -7,8 5942 71,1 0,4 -56,7 49850 71,1 0,4 -99,4 31116 0,1 1,5 -30,6 31116 0,1 1,5 51,7 23723 0,1 1,5 -101,7 18008 0,1 1,5 51,7 5715 0,1 1,5 -11,1 36741 96,5 0,0 -11,1 6532 96,5 0,0 -11,1 30209 96,5 0,0 -21,1 21727 96,8 0,0 СН4 (мол %) 26,6 26,6 26,6 26,6 26,6 98,4 98,4 98,4 98,4 98,4 1,0 1,0 1,0 1,3 H2S (мол %) 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 16 ч/млн 16 ч/млн 16 ч/млн 16 ч/млн 16 ч/млн 0,7 0,7 0,7 0,7 С2+ (мол %) 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,8 1,8 1,8 1,2 22 48312 21 Продовження таблиці 2 Потік 119 120 121 122 123 124 125 126 128 Фаза Пара/рідина рідина пара рідина рідина пара пара/рідина пара рідина пара Тиск (кПа) 1862 621 621 29751 16616 1931 621 2758 6895 Температура Сумарний СО2 N2 ПОТІК (мол %) (мол %) (°С) 0,0 -21,1 8482 95,5 0,0 -23,3 8210 97,8 0,0 -23,3 227 18,7 0,0 65,6 36514 97,0 -28,3 23723 0,1 1,5 0,0 -22,2 6532 96,5 0,0 -22,2 6532 96,5 -101,7 5715 0,1 1,5 56,1 1633 0,1 1,5 СН4 (мол %) 0,1 0,1 0,0 1,0 98,4 1,0 1,0 98,4 98,4 H2S (мол %) 0,9 0,9 0,6 0,7 16 ч/млн 0,7 0,7 16 ч/млн 16 ч/млн С2+ (мол %) 3,5 1,2 80,7 1,3 0,0 1,8 1,8 0,0 0,0 Таблиця З Порівняння потужності, що споживається на стиснення холодоагенту при одержанні звичайного зрідженого природного газу і зрідженого природного газу під тиском Звич сп Компресори Компресори з пропановим холодоагентом Компресори з етиленовим холодоагентом Компресори з метановим холодоагентом Сумарна проектна потужність на стиснення холодоагенту Відсоткова співвідношення Потужність (к с) ЗПГПТ Різниця Звич сп Потужність (кВт) ЗПГПТ Різниця 162210 115960 46250 120962 86473 34489 86090 41490 44600 64198 30940 33259 14031 0 14031 10563 0 10463 262331 157450 104881 195623 117412 78211 167% 100% 67% 167% 100% 67% 16 Паливо Спои Випари необхідності) Випар (при необхідності) ЖИВИЛЬНИЙ ПОТІК газу 13 Багатий на СО 2 потік рідини ФІГ. 1 24 59 Споживання або подальша обробка зпгпт Живильний потік газу 54 _ Багатий на СО потік різний > г S3 Фіг. 2 зпгпт Фіг. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71