Система для зрідження газу (варіанти)

Изобретения относятся к области криогенной техники и могут быть использованы при ожижении газа, в том числе низкого начального давления и являются вариантами решения одной и той же технической задачи. Техническим результатом, достижение которого обеспечивают изобретения, является повышение эффективности систем ожижения газа, которое выражается: либо в снижении удельных энергозатрат на ожижение одного килограмма газа (при работе системы ожижения с компрессором, имеющим привод от внешнего источника энергии); либо в увеличении доли сжиженного газа от общего его расхода через систему (при работе системы ожижения за счет срабатывания перепада давления газа). Известна система Клода для ожижения газа, содержащая смеситель, компрессор, работающий от внешнего источника энергии, два теплообменника, поршневой детандер, дроссель, сепаратор жидкости, причем сжижаемый газ поступает на первый вход смесителя, второй вход которого соединен с вторым выходом первого теплообменника, а выход - с входом компрессора, выход компрессора соединен с входом детандера и с первым входом первого теплообменника, второй вход которого соединен с выходом детандера и вторым выходом второго теплообменника, первый выход второго теплообменника соединен с входом дросселя, выход дросселя соединен с входом сепаратора жидкости, выход которого соединен с вторым входом второго теплообменника (Баррон Р.Ф. Криогенные системы. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - С.80 - 83, рис.3.17). Недостатком этой системы является низкая эффективность (высокие удельные энергозатраты на килограмм сжиженного газа), вызванная, в частности, тем, что значительная часть газа расширяется в дросселе без получения работы и, кроме того, работа, получаемая в детандере, не используется для сжатия газа, Эффективность системы также снижена вследствие больших эксергетических потерь из-за больших разностей температур между прямым и обратным потоками газа в первом теплообменнике, обусловленных несбалансированностью водяных эквивалентов теплоносителей (отличие в несколько раз). Наиболее близкой к предлагаемым системам по технической сущности является система Капицы для ожижения газа, содержащая смеситель, компрессор, работающий от внешнего источника энергии, регенератор, турбодетандер, теплообменник, дроссель и сепаратор жидкости, причем сжижаемый газ поступает на первый вход смесителя, второй вход которого соединен с вторым выходом регенератора, а выход - с входом компрессора, выход компрессора соединен с первым входом регенератора, второй вход которого подключен к второму выходу теплообменника, первый выход регенератора соединен с входом детандера и с первым входом теплообменника, выход детандера соединен со вторым входом теплообменника, соединенным также с выходом сепаратора, первый выход теплообменника соединен с входом дросселя, выход которого соединен с входом сепаратора жидкости (Баррон Р.Ф. Криогенные системы. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - С.83, 84, рис.3.20). Недостатком системы Капицы является ее низкая эффективность, вызванная тем, что: - значительная доля газа расширяется в дросселе без совершения работы, таким образом неэффективно используется перепад давлений газа в системе, создаваемый компрессором с приводом от внешнего источника энергии, то есть возрастают удельные энергозатраты на ожижение одного килограмма газа; - мощность, развиваемая детандером, не используется для сжатия газа, таким образом, дополнительно расходуется энергия от внешнего источника, то есть возрастают удельные энергозатраты на ожижение одного килограмма газа; - велики эксергетические потери из-за больших разностей температур между прямым и обратным потоками в теплообменнике, а также в регенераторе, следствием чего является снижение выхода жидкости в низкотемпературной части системы, то есть рост удельных энергозатрат на ожижение одного килограмма газа. Общими признаками заявляемой системы по первому варианту и прототипа являются: а) конструктивные элементы: первый компрессор, регенератор, первый теплообменник, первый детандер, первый сепаратор жидкости, дроссель; б) связи; первого выхода регенератора с входом первого детандера, второго входа регенератора с вторым выходом первого теплообменника, второго входа первого теплообменника с выходом первого сепаратора жидкости, первого входа первого сепаратора жидкости с выходом дросселя. В основу изобретения по первому варианту поставлена задача усовершенствования системы для ожижения газа, работающей за счет срабатывания перепада давления газа, в которой путем: а) использования всего перепада давлений газа между входом и выходом системы для выработки холода в детандерах; б) использования мощности детандеров для привода компрессоров; в) совершенствования процессов рекуперации холода в теплообменниках системы обеспечивается технический результат увеличение доли выхода сжиженного газа (с 7% до 15% от общего количества проходящего через систему газа) без дополнительных энергозатрат от внешнего источника, что ведет к росту производительности и улучшению экономических показателей системы ожижения. Решение поставленной задачи по первому варианту обеспечивается тем, что в систему для ожижения газа, содержащую регенератор, первый теплообменник, первый детандер, первый сепаратор жидкости, дроссель, причем первый выход регенератора соединен с входом первого детандера, а его второй вход - с вторым выходом первого теплообменника, второй вход первого теплообменника - с выходом первого сепаратора жидкости, первый вход которого подключен к выходу дросселя, дополнительно введены второй детандер, второй и третий теплообменники, первый и второй компрессоры, второй сепаратор жидкости, причем первый вход регенератора соединен с входом системы, а его второй выход - с входом первого компрессора, выход которого через второй теплообменник подключен ко входу второго компрессора, выход которого через третий теплообменник соединен с выходом системы, выход первого детандера соединен с первым входом первого теплообменника, первый выход которого соединен с входом второго сепаратора жидкости, первый выход которого соединен с входом второго детандера, а его второй выход - с входом дросселя, выход второго детандера соединен с вторым входом первого сепаратора жидкости, при этом первый и второй компрессоры установлены на одном валу с вторым и первым детандерами, соответственно, вторые входы и выходы второго и третьего теплообменников являются входами и выходами подключения к системе охлаждения окружающим воздухом. Общими признаками заявляемой системы по второму варианту и прототипа являются: а) конструктивные элементы: смеситель, первый компрессор с приводом от внешнего источника энергии, регенератор, первый теплообменник, первый детандер, первый сепаратор жидкости, дроссель; б) связи: первого входа смесителя с входом системы, второго входа смесителя с вторым выходом регенератора, выхода смесителя с входом первого компрессора, первого выхода регенератора с входом первого детандера, второго входа регенератора с вторым выходом первого теплообменника, второго входа первого теплообменника с выходом первого сепаратора жидкости, первого входа первого сепаратора жидкости с выходом дросселя, внешнего источника энергии с первым компрессором. В основу изобретения по второму варианту поставлена задача повышения эффективности системы для ожижения газа при работе ее по замкнутой схеме при низком начальном давлении сжижаемого газа, в которой путем: а) использования всего создаваемого первым компрессором с приводом от внешнего источника энергии перепада давлений для охлаждения газа в детандерах, а не в дроссельных устройствах; б) использования мощности детандеров для привода компрессоров; в) совершенствования процессов рекуперации холода неожиженной части циркулирующего газа - обеспечивается технический результат - увеличение выхода сжиженного газа с 7% до 15% от расхода газа, перекачиваемого первым компрессором, что ведет к снижению почти вдвое удельных энергозатрат на килограмм сжиженного газа и за счет этого увеличиваются производительность и экономичность системы. Решение задачи по второму варианту обеспечивается тем, что в систему для ожижения газа, содержащую смеситель, первый компрессор и его привод, регенератор, первый теплообменник, первый детандер, первый сепаратор жидкости, дроссель, причем первый вход смесителя соединен с входом системы, его второй вход - с вторым выходом регенератора, а выход - с входом первого компрессора, первый выход регенератора соединен с входом первого детандера, а его второй вход - с вторым выходом первого теплообменника, второй вход которого подключен к выходу первого сепаратора жидкости, первый вход которого соединен с выходом дросселя, а приводом первого компрессора служит внешний источник энергии (внешний привод), дополнительно введены второй детандер, второй, третий и четвертый теплообменники, второй и третий компрессоры, второй сепаратор жидкости, причем второй вход регенератора через четвертый теплообменник соединен с выходом третьего компрессора, выход первого компрессора через второй теплообменник подключен ко входу второго компрессора, выход которого через третий теплообменник соединен с входом третьего компрессора, выход первого детандера соединен с первым входом первого теплообменника, первый выход которого соединен с входом второго сепаратора жидкости, первый выход которого соединен с входом второго детандера, а второй выход - с входом дросселя, выход второго детандера соединен с вторым входом первого сепаратора жидкости, при этом второй и третий компрессоры установлены на одном валу соответственно со вторым и первым детандерами, вторые входы и выходы второго, третьего и четвертого теплообменников являются входами и выходами подключения к системе охлаждения окружающим воздухом. Общими признаками заявляемой системы по третьему варианту и прототипа являются: а) конструктивные элементы: первый компрессор с приводом от внешнего источника энергии, регенератор, первый теплообменник, первый детандер, первый сепаратор жидкости, дроссель; б) связи: первого выхода регенератора с входом первого детандера, второго входа регенератора с вторым выходом первого теплообменника, второго входа первого теплообменника с выходом первого сепаратора жидкости, первого входа первого сепаратора жидкости с выходом дросселя, внешнего источника энергии с первым компрессором. В основу изобретения по третьему варианту поставлена задача повышения эффективности системы для ожижения газа при работе ее по замкнутой схеме при высоком начальном давлении сжижаемого газа, в которой путем: а) использования всего создаваемого первым компрессором с приводом от внешнего источника энергии перепада давлений для охлаждения газа в детандерах, а не в дроссельных устройствах; б) использования мощности детандеров для привода компрессоров; в) совершенствования процессов рекуперации холода неожиженной части циркулирующего газа; г) использования избыточного давления сжижаемого газа в эжекторе-смесителе - обеспечивается технический результат - увеличение выхода сжиженного газа с 7% до 15% от расхода газа, подаваемого в низкотемпературную часть системы, что ведет к снижению почти вдвое удельных энергозатрат на получение килограмма ожиженного газа и за счет этого увеличиваются производительность и экономичность системы. Решение задачи по третьему варианту обеспечивается тем, что в систему для ожижения газа, содержащую первый компрессор и его привод, регенератор, первый теплообменник, первый детандер, первый сепаратор жидкости, дроссель, причем первый выход регенератора соединен с входом первого детандера, а его второй вход - с вторым выходом первого теплообменника, второй вход которого соединен с выходом первого сепаратора жидкости, первый вход которого подключен к выходу дросселя, а приводом первого компрессора служит внешний источник энергии, дополнительно введены второй детандер, второй, третий и четвертый теплообменники, второй и третий компрессоры, второй сепаратор жидкости, эжектор-смеситель, первый вход которого подключен к входу системы, а его выход- к второму входу регенератора, второй выход которого соединен с входом первого компрессора, выход первого компрессора через второй теплообменник подключен ко входу второго компрессора, выход которого через третий теплообменник соединен с входом третьего компрессора, выход которого через четвертый теплообменник подключен к второму входу эжектора-смесителя, выход первого детандера соединен с первым входом первого теплообменника, первый выход которого соединен с входом второго сепаратора жидкости, первый выход которого соединен с входом второго детандера, а второй выход - с входом дросселя, выход второго детандера соединен с вторым входом первого сепаратора жидкости, причем второй и третий компрессоры установлены на одном валу с вторым и первым детандерами, соответственно, вторые входы и выходы второго, третьего и четвертого теплообменников являются входами и выходами подключения к системе охлаждения окружающим воздухом. Объединение трех технических решений в одну заявку связано с тем, что они являются объектами изобретения одного вида (криогенными системами), одинакового назначения (служат для ожижения газа) и обеспечивают получение одного и того же технического результата (увеличение количества сжиженного газа и снижение затрат энергии от внешнего источника) принципиально одним и тем же путем в различных условиях использования. Причинно-следственные связи между совокупностью существенных признаков заявляемых изобретений и достигаемым техническим результатом для первого варианта системы ожижения газа: - введение второго детандера и его связей позволяет за счет совершения газом работы снизить энтальпию потока газожидкостной смеси, поступающей в первый сепаратор 10, что ведет к увеличению в нем содержания жидкости и, следовательно, к увеличению доли сжиженного газа от общего его расхода через систему; - введение второго сепаратора жидкости и его связей позволяет отделить жидкость от потока газа, направляемого во второй детандер, что необходимо для обеспечения его работоспособности; - введение второго детандера и его связей, а также изменение связей первого теплообменника обеспечивает уменьшение перепадов температур между потоками газа как в первом теплообменнике, так и в регенераторе, что ведет к снижению эксергетическмх потерь системы ожижения, следствием чего является увеличение выхода сжиженного газа; - введение первого и второго компрессоров и их связей позволяет использовать мощности соответствующих детандеров для дополнительного повышения давления газа, направляемого в низкотемпературную часть системы ожижения, что ведет к увеличению доли выхода сжиженного газа; введение второго и третьего теплообменников и их связей позволяет охлаждать газ после компрессоров до температуры окружающей среды, то есть дополнительно отводить тепло в окружающую среду, что соответственно ведет к повышению эффективности системы - увеличению выхода сжиженного газа; - введение связей системы ожижения газа с газораспределительной сетью позволяет ожижать газ только за счет энергии избыточного давления газа, поступающего в систему из газопровода, без использования дополнительных источников энергии. Причинно-следственные связи между совокупностью существенных признаков заявляемых изобретений и достигаемым техническим результатом для второго варианта системы ожижения газа: - введение второго детандера и его связей позволяет за счет совершения газом работы снизить энтальпию потока газожидкостной смеси, поступающей в первый сепаратор, что соответствует увеличению содержания жидкости в потоке и, следовательно, увеличению доли сжиженного газа от расхода газа, перекачиваемого первым компрессором, что ведет к снижению удельных энергозатрат на получение килограмма сжиженного газа; - введение второго сепаратора жидкости и его связей позволяет отделить жидкость от потока газа, направляемого во второй детандер, что необходимо для обеспечения его работоспособности; - введение второго детандера и его связей, а также изменение связей первого теплообменника обеспечивает уменьшение перепадов температур между потоками газа как в первом теплообменнике, так и в регенераторе, что ведет к снижению эксергетических потерь системы ожижения, следствием чего является снижение удельных энергозатрат на получение килограмма ожиженного газа; - введение второго и третьего компрессоров и его связей позволяет использовать мощности соответствующих детандеров для дополнительного повышения давления газа, направляемого в низкотемпературную часть системы ожижения, что ведет к повышению эффективности системы - снижению удельных энергозатрат на получение килограмма сжиженного газа; - введение второго, третьего и четвертого теплообменников и их связей позволяет охлаждать газ после компрессоров до температуры окружающей среды, то есть дополнительно отводить тепло в окружающую среду, что соответственно ведет к повышению эффективности системы - снижению удельных энергозатрат на получение килограмма сжиженного газа. Причинно-следственные связи между совокупностью существенных признаков заявляемых изобретений и достигаемым техническим результатом для третьего варианта системы ожижения газа: - введение второго детандера и его связей позволяет за счет совершения газом работы снизить энтальпию потока газожидкостной смеси, поступающей в первый сепаратор, что соответствует увеличению содержания жидкости в потоке и, следовательно, увеличению доли ожиженного газа от расхода газа, перекачиваемого первым компрессором, что ведет к снижению удельных энергозатрат на получение килограмма ожиженного газа; - введение второго сепаратора жидкости и его связей позволяет отделить жидкость от потока газа, направляемого во второй детандер, что необходимо для обеспечения его работоспособности; - введение второго детандера и его связей, а также изменение связей первого теплообменника обеспечивает уменьшение перепадов температур между потоками газа как в первом теплообменнике, так и в регенераторе, что ведет к снижению эксергетических потерь системы ожижения, следствием чего является снижение удельных энергозатрат на получение килограмма ожиженного газа; - введение второго и третьего компрессоров и их связей позволяет использовать мощности соответствующих детандеров для дополнительного повышения давления газа, направляемого в низкотемпературную часть системы ожижения, что ведет к повышению эффективности системы - снижению удельных энергозатрат на получение килограмма ожиженного газа; - введение второго, третьего и четвертого теплообменников и их связей позволяет охлаждать газ после компрессоров до температуры окружающей среды, то есть дополнительно отводить тепло в окружающую среду, что соответственно ведет к повышению эффективности системы - снижению удельных энергозатрат на получение килограмма ожиженного газа; - введение эжектора-смесителя и его связей позволяет использовать избыточное давление ожижаемого газа для повышения давления газа, направляемого в низкотемпературную часть системы, что ведет к повышению выхода сжиженного газа в первом сепараторе и соответственно к снижению удельных энергозатрат на получение килограмма ожиженного газа. На фиг.1 представлена функциональная схема системы для ожижения газа по первому варианту; на фиг.2 - функциональная схема системы для ожижения газа по второму варианту; на фиг.3 - функциональная схема системы для ожижения газа по третьему варианту. Система для ожижения газа по первому варианту (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 компрессоры, регенератор 3, первый 4, второй 5 и третий 6 теплообменники, первый 7 и второй 8 детандеры, дроссель 9, первый 10 и второй 11 сепараторы жидкости, вход 12 системы, первый 13 и второй 14 входы воздушного охлаждения, первый 15 и второй 16 выходы воздушного охлаждения, выход 17 системы. Вход 12 системы связан с первым входом регенератора 3, первый выход регенератора 3-е входом первого детандера 7, выход которого связан с первым входом первого теплообменника 4. Первый выход первого теплообменника 4 связан с входом второго сепаратора жидкости 11, первый выход которого связан с входом второго детандера 8, а второй - с входом дросселя 9. Выход второго детандера 8 и дросселя 9 связаны с первым и вторым входами первого сепаратора жидкости 10, соответственно. Выход первого сепаратора жидкости 10 через первый теплообменник 4 и регенератор 3 связан с входом первого компрессора 1, который через второй теплообменник 5 связан с входом второго компрессора 2, а второй компрессор 2 через третий теплообменник 6 - с выходом 17 системы. Первый 1 и второй 2 компрессоры связаны общим валом с соответствующими детандерами, а входы 13, 14 и выходы 15, 16 являются входами и выходами подключения к системе охлаждения окружающим воздухом (на схеме не показана). Поясним назначение элементов системы. Первый 1 и второй 2, компрессоры, второй 5 и третий 6 теплообменники, предназначены для доведения давления газа обратного потока до давления газораспределительной сети и охлаждения его после сжатия до температуры близкой к температуре окружающей среды. Регенератор 3 и первый теплообменник 4 предназначены для охлаждения газа прямого потока газом обратного потока. Первый детандер 7 предназначен для охлаждения газа в общем потоке за счет его расширения до промежуточного давления. Второй детандер 8 и дроссель 9 предназначены для охлаждения циркулирующего газа и ожижения части газа за счет его расширения до давления в обратном потоке. Первый 10 и второй 11 сепараторы жидкости предназначены для выделения жидкости из охлажденного циркулирующего газа. Система для ожижения газа по первому варианту работает следующим образом. Сжижаемый газ (природный газ из скважины или газопровода с давлением, например, около 2МПа) с входа 12 системы, пройдя через регенератор 3, первый детандер 7 и первый теплообменник 4, охлаждается до температуры кипения при промежуточном давлении (порядка 0,7МПа), после чего во втором сепараторе жидкости 11 разделяется на два потока: сухой насыщенный пар поступает на вход второго детандера 8, а жидкость - на вход дросселя 9. Во втором детандере 8 и дросселе 9 происходит снижение их давления до давления близкого к атмосферному (0,1 - 0,2МПа) и охлаждение до соответствующей температуры кипения, после чего весь циркулирующий газ поступает в первый сепаратор жидкости 10, откуда сухой насыщенный пар, проходя обратным потоком через первый теплообменник 4 и регенератор 3, охлаждает прямой поток циркулирующего газа, после чего, пройдя первый 1 и второй 2 компрессоры, второй 5 и третий 6 теплообменники, направляется через выход 17 системы в газораспределительную сеть и далее к потребителям газа низкого давления, а ожиженный газ из первого сепаратора жидкости 10 направляется в емкости для хранения. Система для ожижения газа по второму варианту (фиг.2) содержит первый 1, второй 2 и третий 3 компрессоры, регенератор 4, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 теплообменники, первый 9 и второй 10 детандеры, дроссель 11, первый 12 и второй 13 сепараторы жидкости, смеситель 14, внешний привод первого компрессора 15, вход 16 системы, первый 17, второй 18 и третий 19 входы системы воздушного охлаждения, первый 20, второй 21 и третий 22 выходы системы воздушного охлаждения. Вход 16 системы связан с первым входом смесителя 14, второй вход которого связан с вторым выходом регенератора 4, первый выход, регенератора 4 - с входом первого детандера 9, выход которого связан с первым входом первого теплообменника 5. Первый выход первого теплообменника 5 связан с входом второго сепаратора жидкости 13, первый выход которого связан с входом второго детандера 10, а второй с входом дросселя 11. Выход второго детандера 10 и дросселя 11 связаны с первым и вторым входами первого сепаратора жидкости 12, соответственно. Выход первого сепаратора жидкости 12 через первый теплообменник 5 связан с вторым входом регенератора 4, выход смесителя 14 связан с входом первого компрессора 1, который через второй теплообменник 6 связан с входом второго компрессора 2, а второй компрессор 2 через третий теплообменник 7 - с входом третьего компрессора 3. Третий компрессор 3 через четвертый теплообменник 8 связан с первым входом регенератора 4. Первый компрессор 1 связан с внешним приводом 15, а второй 2 и третий 3 компрессоры связаны общим валом с соответствующими детандерами. Входы 17, 18, 19 и выходы 20, 21, 22 являются входами и выходами подключения соответственно четвертого, третьего и второго теплообменников к системе охлаждения окружающим воздухом (на схеме не показана). Поясним назначение элементов системы. Первый 1, второй 2 и третий 3 компрессоры и второй 6, третий 7 и четвертый 8 теплообменники предназначены для доведения давления газа в общем потоке до значений, обеспечивающих получение минимальных удельных энергозатрат на ожижение газа, и охлаждения его после сжатия до температуры близкой к температуре окружающей среды. Смеситель 14 предназначен для смешения сжижаемого газа и обратного потока циркулирующего газа. Остальные элементы системы ожижения газа по варианту 2 имеют то же назначение, что и соответствующие элементы системы по первому варианту. Система для ожижения газа по второму варианту работает следующим образом. Сжижаемый газ (с давлением близким к атмосферному), поступая через вход 16 системы, смешивается в смесителе 14 с газом обратного потока, после чего доводится до давления порядка 2МПа и температуры близкой к температуре окружающей среды с помощью первого 1, второго 2 и третьего 3 компрессоров и второго 6, третьего 7 и четвертого 8 теплообменников. Общий поток циркулирующего газа, пройдя через регенератор 4, первый детандер 9 и первый теплообменник 5, охлаждается до температуры кипения при промежуточном давлении (порядка 0,7МПа), после чего во втором сепараторе жидкости 13 разделяется на два потока: сухой насыщенный пар поступает на вход второго детандера 10, а ожиженный газ - на вход дросселя 11. Во второй детандере 10 и дросселе 11 происходит снижение давления циркулирующего газа до давления близкого к атмосферному и охлаждение его до соответствующей температуры кипения, после чего циркулирующий газ поступает в первый сепаратор жидкости 12, откуда сухой насыщенный пар, проходя обратным потоком через первый теплообменник 5 и регенератор 4, охлаждает прямой поток циркулирующего газа, а ожиженный газ из первого сепаратора жидкости 12 направляется в емкости для хранения. Система ожижения газа по третьему варианту (фиг.3) содержит первый 1, второй 2 и третий 3 компрессоры, регенератор 4, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 теплообменники, первый 9 и второй 10 детандеры, дроссель 11, первый 12 и второй 13 сепараторы жидкости, эжекторсмеситель 14, внешний привод первого компрессора 15, вход 16 системы, первый 17, второй 18 и третий 19 входы системы воздушного охлаждения, первый 20, второй 21 и третий 22 выходы системы воздушного охлаждения. Вход 16 системы связан с первым входом эжектора-смесителя 14, второй вход которого связан с выходом четвертого теплообменника 8, а выход - с первым входом регенератора 4. Первый выход регенератора 4 связан с входом первого детандера 9, выход которого связан с первым входом первого теплообменника 5. Первый выход первого теплообменника 5 связан с входом второго сепаратора жидкости 13, первый выход которого связан с входом второго детандера 10, а второй - с входом дросселя 11. Выход второго детандера 10 и дросселя 11 связаны с первым и вторым входами первого сепаратора жидкости 12, соответственно. Выход первого сепаратора жидкости 12 через первый теплообменник 5 и регенератор 4 связан с входом первого компрессора 1, который через второй теплообменник 6 связан с входом второго компрессора 2, а второй компрессор 2 через третий теплообменник 7 - с входом третьего компрессора 3, выход которого - с входам четвертого теплообменника 8. Первый компрессор 1 связан с внешним приводом 15, а второй 2 и третий 3 компрессоры связаны общим валом с соответствующими детандерами. Входы 17, 18, 19 и выходы 20, 21, 22 являются входами и выходами подключения соответственно четвертого, третьего и второго теплообменников к системе охлаждения окружающим воздухом (на схеме не показана). Поясним назначение элементов системы. Первый 1, второй 2 и третий 3 компрессоры и второй 6, третий 7 и четвертый 8 теплообменники предназначены для доведения давления обратного потока циркулирующего газа до величины, обеспечивающей минимальные удельные энергозатраты на ожижение газа, и охлаждения его после сжатия до температуры близкой к окружающей. Эжектор-смеситель 14 предназначен для смешения циркулирующего газа с предварительно подготовленным сжижаемым газом при максимально возможном использовании избыточного давления последнего для повышения давления общего (прямого) потока газа, направляемого в низкотемпературную часть системы. Остальные элементы системы ожижения газа по варианту 3 имеют то же назначение, что и соответствующие элементы системы по первому и второму вариантам. Система для ожижения газа по третьему варианту работает следующим образом. Ожижаемый газ (например, природный газ из скважины или газопровода) смешивается в эжекторе-смесителе 14 с циркулирующим газом, давление которого было предварительно доведено до величины, обеспечивающей минимальные удельные энергозатраты на ожижение газа, с помощью первого 1, второго 2 и третьего 3 компрессоров и охлажденного до температуры близкой к температуре окружающей среды с помощью второго 6, третьего 7 и четвертого 8 теплообменников. Общий поток циркулирующего газа с повышенным давлением (за счет использования избыточного давления сжижаемого газа) после эжектора-смесителя 14, пройдя через регенератор 4, первый детандер 9 и первый теплообменник 5, охлаждается до температуры кипения при промежуточном давлении, после чего во втором сепараторе жидкости 13 разделяется на два потока: сухой насыщенный пар поступает на вход второго детандера 10, а ожиженный газ - на вход дросселя 11. Во втором детандере 10 и дросселе 11 происходит снижение давления циркулирующего газа до давления близкого к атмосферному и охлаждение его до соответствующей температуры кипения, после чего циркулирующий газ поступает в первый сепаратор жидкости 12, откуда сухой насыщенный пар, проходя обратным потоком через первый теплообменник 5 и регенератор 4, охлаждает прямой поток циркулирующего газа, а ожиженный газ из первого сепаратора жидкости 12 направляется в емкости для хранения. Система для ожижения газа по первому варианту может быть эффективно применена при ожижении природного газа на объектах с избыточным перепадом давления, например, на газораспределительных станциях или на газораспределительных пунктах, а также во всех других случаях, когда имеются потребители газа низкого давления. Система для ожижения газа по третьему варианту, также как и система по второму, может быть достаточно эффективно применена при ожижении природного газа малых месторождений. В начале выработки месторождения (давление природного газа на выходе из скважины более 2МПа) наиболее эффективным является использование системы по третьему варианту, по мере выработки месторождения эжекторсмеситель устанавливается сначала после второго компрессора (при давлении природного газа на выходе из скважины от 1,5МПа до 2МПа), потом после первого компрессора (при давлении природного газа на выходе из скважины от 1МПа до 1,5МПа) и, наконец, при падении давления природного газа на выходе из скважины ниже 1МПа применяется система по второму варианту. Такая последовательность преобразования системы в зависимости от давления газа на выходе из скважины позволяет обеспечить практически полную выработку месторождения и максимальную эффективность системы ожижения природного газа.