Спосіб і система виробництва зрідженого природного газу

1. Спосіб зрідження газоподібного вуглеводню, що включає операції, при яких: а) попередньо обробляють сирий газоподібний вуглеводень для видалення сірчистих компонентів і води; b) забезпечують наявність зони охолодження, причому охолодження в зазначеній зоні охолодження створюють за рахунок циркуляції через зону охолодження змішаного холодоагенту із системи змішаного холодоагенту і допоміжного холодоагенту з допоміжної системи охолодження; c) зв'язують систему змішаного холодоагенту і допоміжну систему охолодження таким чином, що допоміжну систему охолодження, принаймні частково, активізують відпрацьованим теплом, генерованим змішаним холодоагентом; і d) пропускають попередньо оброблений сирий газ через зону охолодження, де попередньо оброблений сирий газ охолоджують і розширюють охолоджений сирий газ для одержання рідкого вуглеводню, при цьому операція циркуляції змішаного холодоагенту через зону охолодження включає дії, при яких: і) стискають змішаний холодоагент у компресорі; іі) пропускають стиснутий змішаний холодоагент через перший теплообмінний тракт, що поширюється по зоні охолодження, де стиснутий змішаний холодоагент охолоджують і розширюють для одержання охолоджувального середовища змішаного холодоагенту; ііі) пропускають охолоджувальне середовище змішаного холодоагенту через другий теплообмінний тракт, що поширюється по зоні охолодження для одержання змішаного холодоагенту; і 2 (19) 1 3 13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що теплообмінником є повітряний або водяний охолоджувач. 14. Спосіб за п. 12 або п. 13, який відрізняється тим, що процес охолодження включає операцію, при якій стиснутий змішаний холодоагент подають із компресора в теплообмінник, і далі стиснутий змішаний холодоагент, охолоджений у теплообміннику, подають у холодильний апарат. 15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що холодильний апарат запускають у дію, принаймні частково, відпрацьованим теплом. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що відпрацьоване тепло отримують при здійсненні операції стиснення. 17. Спосіб за будь-яким з пп. 1-16, який відрізняється тим, що його здійснюють при температурі охолоджувального засобу змішаного холодоагенту, яка дорівнює або нижча за температуру, при якій забезпечують конденсацію попередньо обробленого сирого газу. 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що його здійснюють при температурі охолоджувального засобу змішаного холодоагенту, нижчій за 150 °С. 19. Спосіб за будь-яким з пп. 1-18, який відрізняється тим, що змішаний холодоагент включає сполуки, вибрані із групи, що складається з азоту й вуглеводнів, які містять від 1 до 5 атомів вуглецю. 20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що змішаний холодоагент містить азот, метан, етан або етилен, ізобутан і/або n-бутан. 21. Спосіб за п. 19 або п. 20, який відрізняється тим, що композиція змішаного холодоагенту включає діапазон процентного вмісту наступних мольних фракцій: азот: від 5 до 15; метан: від 25 до 35; С2: від 33 до 42; С3: від 0 до 10; С4: від 0 до 20; і С5: від 0 до 20. 22. Спосіб за будь-яким з пп. 1-21, який відрізняється тим, що газоподібним вуглеводнем є природний газ або метан вугільного шару. 23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що газоподібний вуглеводень регенерують із зони охолодження при температурі зрідження або нижче температури зрідження метану. 24. Система зрідження газоподібного вуглеводню, що включає: a) змішаний холодоагент; b) компресор для стиснення змішаного холодоагенту; c) охолоджувальний теплообмінник для охолодження попередньо обробленого сирого газу, з метою одержання рідкого вуглеводню, при цьому охолоджувальний теплообмінник має перший теплообмінний тракт, що за допомогою потоку середовища зв'язаний з компресором, другий теплообмінний тракт і третій теплообмінний тракт, причому перший, другий й третій теплообмінні тракти розповсюджуються по зоні охолодження, а також четвертий теплообмінний тракт, що розповсюджується по частині зони охолодження, крім того, другий і четвертий теплообмінні тракти розміщені із забезпеченням теплообміну при протилежному напрямку потоку відносно першого і третього теплообмінних трактів; детандер, зв'язаний 97403 4 за допомогою потоку середовища з вихідним отвором з першого теплообмінного тракту й вхідним отвором у другий теплообмінний тракт; d) лінію рециркуляції змішаного холодоагенту, зв'язану за допомогою потоку середовища з вихідним отвором із другого теплообмінного тракту й вхідним отвором у компресор; e) допоміжну систему охолодження, що містить допоміжний холодоагент, зв'язаний за допомогою потоку середовища із четвертим теплообмінним трактом; f) джерело попередньо обробленого сирого газу, зв'язане за допомогою потоку середовища із вхідним отвором третього теплообмінного тракту; і g) лінію рідкого вуглеводню, зв'язану за допомогою потоку середовища з вихідним отвором третього теплообмінного тракту. 25. Система за п. 24, яка відрізняється тим, що як компресор використовують одноступінчастий компресор, що приводиться у дію газовою турбіною. 26. Система за п. 25, яка відрізняється тим, що як компресор використовують одноступінчастий відцентровий компресор. 27. Система за п. 25, яка відрізняється тим, що як компресор використовують двоступінчастий компресор, що приводиться у дію відповідними газовими турбінами, із проміжним холодильником і міжступінчастим скрубером. 28. Система за пп. 25-27, яка відрізняється тим, що газова турбіна зв'язана з парогенератором по такій конструкційній схемі, у якій відпрацьоване тепло від газової турбіни сприяє виробленню пари в парогенераторі. 29. Система за п. 28, яка відрізняється тим, що парогенератор зв'язаний з окремим паротурбінним генератором, конструкція якого забезпечує виробництво електроенергії. 30. Система за п. 29, яка відрізняється тим, що кількості електроенергії, генерованої окремим паротурбінним генератором, досить для приведення в дію допоміжної системи охолодження. 31. Система за будь-яким з пп. 24-30, яка відрізняється тим, що допоміжний холодоагент містить низькотемпературний аміак, а допоміжна система охолодження містить один або декілька блоків охолодження аміаку. 32. Система за п. 31, яка відрізняється тим, що один або декілька блоків охолодження аміаку охолоджуються повітряними охолоджувачами. 33. Система за пп. 25-32, яка відрізняється тим, що допоміжна система охолодження взаємодіє по типу теплообміну з газовою турбіною, причому дана взаємодія по типу теплообміну організована таким чином, що забезпечується охолодження припливного повітря газової турбіни за допомогою допоміжної системи охолодження. 34. Система за будь-яким з пп. 24-33, яка відрізняється тим, що вона містить охолоджувач для охолодження стиснутого змішаного холодоагенту перед тим, як стиснутий змішаний холодоагент надійде в охолоджувальний теплообмінник. 35. Система за п. 34, яка відрізняється тим, що таким охолоджувачем є теплообмінник з повітряним охолодженням або теплообмінник з водяним охолодженням. 5 97403 6 36. Система за будь-яким з пп. 24-35, яка відрізняється тим, що рідкий вуглеводень у лінії рідкого вуглеводню розширюється за допомогою детан дера для подальшого охолодження рідкого вуглеводню. Даний винахід відноситься до способу й системи для виробництва зрідженого природного і азу Зокрема, даний винахід відноситься до способу й системи для зрідження газоподібною вуглеводню, наприклад, природного газу або газу вугільної о шару. Виготовлення, монтаж і робота установки для обробки і зрідження газоподібною вуглеводню, наприклад, природного газу або і азу вугільного шару, а також виробництво зрідженою метану або зрідженого природного газу (LNG) пов'язані із залученням великого капіталу й супроводжуються значними експлуатаційними витратами. Зокрема, з більш глибоким усвідомленням важливості рішення проблем, що мають відношення до навколишнього середовища, і у зв'язку з необхідністю виконання інструкцій, що мають відношення до викидів паливного газу сухої перегонки, проект такої установки повинен розроблятися з урахуванням обов'язкового рішення технічних завдань збільшення наливної ефективності й зниження викидів, де тільки це можливо. У самому широкому аспекті винахід забезпечує спосіб і систему для зрідження газоподібного вуглеводню, наприклад, газу вугільного шару або природного газу. Відповідно до першого аспекту, даний винахід забезпечує спосіб зрідження газоподібного вуглеводню, що включає операції, при яких: a) попередньо обробляють сирий газоподібний вуглеводень для видалення сірчистих компонентів і води; b) забезпечують наявність зони охолодження, причому охолодження в зазначеній зоні охолодження створюють за рахунок циркуляції через зону охолодження змішаного холодоагента із системи змішаного холодоагента й допоміжного холодоагента з допоміжної системи охолодження; c) зв'язують систему змішаного холодоагента й допоміжну систему охолодження таким чином, щоб допоміжна система охолодження, принаймні, частково активізувалася відпрацьованим теплом, генерованим змішаним холодоагентом; і d) пропускають попередньо оброблений сирий газ через зону охолодження, де попередньо оброблений сирий газ охолоджують і розширюють охолоджений сирий газ для отримання рідкого вуглеводню. В одному із прикладів здійснення даного винаходу операція циркуляції змішаного холодоагента через зону охолодження містить дії, при яких: a) стискають змішаний холодоагенті у компресорі; b) пропускають стислий змішаний холодоагент через перший теплообмінний тракт, що поширюється по зоні охолодження, де стислий змішаний холодоагент охолоджують і розширюють для отримання охолоджувального середовища змішаного холодоагента; c) пропускають охолоджувальне середовище змішаною холодоагента через другий теплообмінний тракт, що поширюється по юні охолодження для отримання змішаного холодоагента; і d) забезпечують рециркуляцію змішаного холодоагента в напрямку компресора. В іншому прикладі здійснення даною винаходу операція, при якій попередньо оброблений сирий і аз пропускають через зону охолодження, включає дію, при якій попередньо оброблений сирий і аз пропускають через третій теплообмінний тракт у зоні охолодження. Ще в одному прикладі здійснення даного винаходу операція циркуляції допоміжного холодоагента через зону охолодження містить дію, при якій допоміжний холодоагент пропускають через четвертий теплообмінний тракт, що проходить через частину зони охолодження. Другий й четвертий теплообмінні тракти поширюються в напрямку, протилежному напрямку поширення першого і третього теплообмінних трактів. Винахідникам вдалося розкрити, що тепло, вироблене під час операції стиснення, виконаної газотурбінним приводом компресора, що в іншому випадку вважалося б марно відпрацьованим теплом, може бути використане в технологічному процесі паротворення в паровому генераторі. Отримана пара може бути використана для приведення в дію окремого паротурбінного генератора і виробництва електроенергії, що запускає допоміжну систему охолодження. Відповідно до цього, у переважному прикладі здійснення винаходу спосіб додатково включає операцію приведення до дії, принаймні, частково, допоміжної системи охолодження, у результаті використання відпрацьованого тепла, виробленого в процесі операції стиснення при здійсненні способу за даним винаходом. Ще в одному переважному прикладі здійснення даного винаходу спосіб додатково включає операцію охолодження притомного повітря, що надходить в газову турбіну, безпосередньо зв'язану з компресором, допоміжним холодоагентом. Переважно, притомне повітря прохолоджують до температури від 5 °C до 10 °C Винахідники визначили, що охолодження) притомного повітря газової турбіни підвищує к.к.д. компресора на 15 % - 25 %, збільшуючи тим самим продуктивність способу, оскільки к.к.д. компресора пропорційний кількості виробленого LNG. Відповідно до ще одного прикладу здійснення винаходу, операція стиснення змішаного холодоагента підвищує його тиск на 30-50 бар. При стисненні змішаного холодоагента його температура підвищується. Ще в одному прикладі 7 здійснення винаходу спосіб включає операцію охолодження стислого змішаною холодоагента, яку виконують перш, ніж пропустити стислий змішаний холодоагент по першому теплообмінному тракту. Завдяки такій дії, навантаження на охолоджувальний процес у зоні охолодження знижуються. В одному із прикладів здійснення винаходу стислий змішаний холодоагент охолоджують до температури нижче 50 °C. У переважному прикладі здійснення винаходу стислий змішаний холодоагент охолоджують до температури, приблизно, 10 °C. В іншому прикладі здійснення винаходу операція охолодження стислого змішаного холодоагента містить дію, при якій стислий змішаний холодоагент подають від компресора до теплообмінника, зокрема, до повітряного або водяного охолоджувача. В альтернативному прикладі здійснення винаходу операція охолодження стислою змішаного холодоагента містить дії, при яких стислий змішаний холодоагент подають від компресора до теплообмінника, як описано вище, а потім пропускають стислий змішаний і охолоджений у теплообміннику холодоагент у холодильний апарат (кристалізатор). Переважно, даний холодильний апарат, принаймні, частково, приводиться в дію відпрацьованим теплом, зокрема, відпрацьованим теплом, виробленим у процесі операції стиснення. В одному із прикладів здійснення винаходу температура охолоджувального складу змішаного холодоагента дорівнює або нижче температури, при якій попередньо оброблений сирий газ конденсується. Переважно, температура охолоджувального складу змішаного холодоагента становить нижче -150 °C. В одному із прикладів здійснення винаходу змішаний холодоагент містить сполуки, обрані із групи, яка складається з азоту й вуглеводнів, що містять від 1 до 5 атомів вуглецю. Переважно, змішаний холодоагент включає азот, метан, етан або етилен, ізобутан і/або nбутан. В одному з переважних прикладів здійснення винаходу сполука змішаного холодоагента включає представлений нижче діапазон процентного вмісту наступних мольних фракцій: азот: від 5 до 15; метан: від 25 до 35; С2: від 33 до 42; СЗ: від 0 до 10; С4: від 0 до 20; і С5: від 0 до 20. Сполука змішаного холодоагента може бути вибрана таким чином, що криві охолодження й нагрівання композитної сполуки змішаного холодоагента збігаються в межах, приблизно 2 °C відносно один одного, при цьому криві охолодження й нагрівання композитної сполуки, в основному, безперервні. В одному із прикладів здійснення даного винаходу газоподібним вуглеводнем є газ метан вугільного шару або природний газ. Переважно, газоподібний вуглеводень одержують із зони охолодження при температурі зрідження або нижче температури зрідження метану. У другому аспекті даний винахід пропонує систему зрідження газоподібного вуглеводню, що включає: - змішаний холодоагент; 97403 8 - компресор для стиску змішаного холодоаген та; - охолоджувальний теплообмінник для охолодження попередньо обробленого сирого газу, з метою одержання рідкого вуглеводню, при цьому охолоджувальний теплообмінник має перший теплообмінний тракт, що за допомогою потоку середовища зв'язаний з компресором, другий теплообмінний тракт і третій теплообмінний тракт, причому перший, другий і третій теплообмінні тракти розповсюджуються через зону охолодження, а також теплообмінник мас четвертий теплообмінний тракт, що розповсюджується через частину зони охолодження, крім того, другий і четвертий теплообмінні тракти розташовуються із забезпеченням теплообміну з протилежним напрямком потоку відносно першого і третього теплообмінних трактів; - детандер, зв'язаний за допомогою потоку середовища з вихідним отвором з першого теплообмінного тракту й вхідним отвором у другий теплообмінний тракт; - лінію рециркуляції змішаного холодоагента, зв'язану за допомогою потоку середовища з вихідним отвором із другого теплообмінного тракту й вхідним отвором у компресор; - допоміжну систему охолодження, що містить допоміжний холодоагент, зв'язану за допомогою потоку середовища із четвертим теплообмінним трактом; - джерело попередньо обробленого сирого газу, зв'язане за допомогою потоку середовища із вхідним отвором третього теплообмінного тракту; і - лінію рідкого вуглеводню, зв'язану за допомогою потоку середовища з вихідним отвором третього теплообмінного тракту. В одному із прикладів здійснення винаходу як компресор використовують одноступінчастий компресор. Переважно, використовують одноступінчастий відцентровий компресор, що приводиться у дію безпосередньо газовою турбіною (без редуктора). В альтернативному прикладі здійснення винаходу як компресор використають двоступінчастий компресор із проміжним холодильником і міжступінчастим скрубером, па вибір, обладнаний редуктором. В іншому прикладі здійснення газова турбіна зв'язана з парогенератором по такій конструкційній схемі, у якій відпрацьоване тепло газової турбіни сприяє виробленню пари в парогенераторі. Ще в одному прикладі здійснення система містить окремий паротурбінний генератор, конструкція якого забезпечує виробництво електроенергії. Переважно, кількості електроенергії, генерованої одиночним парогенератором, досить для приведення в дію допоміжної системи охолодження. Ще в одному прикладі здійснення винаходу допоміжний холодоагент містить низькотемпературний аміак, а допоміжна система охолодження містить один або декілька блоків охолодження аміаку. Переважно, один або декілька блоків охолодження аміаку охолоджуються повітряними або водяними охолоджувачами У переважному прикладі здійснення винаходу допоміжна система) охолодження взаємодіє з га 9 зовою турбіною, причому дана взаємодія відбувається по типу теплообміну таким чином, що забезпечується охолодження вхідного повітря газової турбіни допоміжною системою охолодження. Ще в одному прикладі здійснення винаходу система містить охолоджувач для охолодження стислого змішаного холодоагента перш, ніж стислий змішаний холодоагент надійде в охолоджувальний теплообмінник. Переважно, таким охолоджувачем є теплообмінник, охолоджуваний повітрям, або теплообмінник, охолоджуваний водою. В альтернативному прикладі здійснення винаходу охолоджувач додатково містить холодильну установку, послідовно підключену до теплообмінника з повітряним або водяним охолодженням. Переважно, така холодильна установка, принаймні, частково приводиться в дію відпрацьованим теплом, отриманим у результаті роботи компресора, зокрема, відпрацьованим теплом, отриманим у результаті роботи газотурбінного привода. Ще в одному прикладі здійснення винаходу рідкий вуглеводень у лінії рідкого вуглеводню розширюється, проходячи через детандер для подальшого охолодження рідкого вуглеводню. Переважні приклади здійснення, що поєднують у собі всі аспекти даного винаходу, описуються далі з посиланнями на конкретні приклади, що супроводжуються малюнками, де: на Фіг.1 дане схематичне зображення технологічної схеми зрідження 5 матеріалу текучого середовища, наприклад, природного газу або газу вугільного шару (CSG), відповідно до одного з прикладів здійснення даного винаходу; на Фіг.2 представлена складна крива охолодження й нагрівання окремого змішаною холодоагента і матеріалу текучого середовища. На Фіг.1. представлено спосіб охолодження матеріалу текучого середовища до кріогенної температури з метою його зрідження. Ілюстративні приклади матеріалу текучого середовища включають, але не обмежуються переліком, до якого входить природний газ і газ вугільного шару (CSG). Незважаючи на те, що даний приклад здійснення описаний у зв'язку з виробництвом зрідженого природного газу (LNG) із природного газу або газу вугільного шару (CSG), цілком очевидно, що даний спосіб може бути застосований до інших матеріалів текучого середовища, які можуть бути зріджені при кріогенних температурах. Широко відома технологія виробництва LNG, що включає попередню обробку сирого природною газу або газу вугільного шару (CSG) для видалення води, діоксиду вуглецю і, на вибір, інших речовин, які можуть загущувати нагнітальний потік при температурі, що наближається до температури зрідження, а потім охолодження попередньо обробленого сирого газу до кріогенних температур, при яких одержують LNG. Відповідно до Фіг.1, сирий газ 60 надходить на обробку при контрольованому тиску, що дорівнює, приблизно 900 psi (футів на кв. дюйм). Діоксид вуглецю видаляють із сирого газу при проведенні останнього через звичайну агрегатну десорбційну установку 62 для випарювання СО2, у якій вміст 97403 10 СО2 доводять до 50-150 часток на мільйон (ррm). Ілюстративні приклади агрегатної десорбційної установки 62 для випарювання СО2 включають блок аміну, що містить контактний апарат (змішувач) аміну (наприклад, MDEA) і ребойлер (випарник) аміну. Звичайно, газ, що виходить із змішувача аміну, насичується водою (наприклад, 70фунт./ММстанд.куб.фут.). Для видалення більшої частини води газ охолоджують, приблизно, до температури його гідрування (наприклад, -15°) в охолоджувачі 66. Переважно, охолоджувач 66 набуває охолоджувальної здатності від допоміжної системи охолодження 20. Сконденсована вода і відділяється з охолодженого газового потоку й вертається в блок аміну для подальшої участі в технологічному процесі. Вода повинна бути вилучена з охолодженого газового потоку до показника 1 часток на мільйон (ррm) ще до здійснення процесу зрідження, щоб уникнути замерзання, коли температура газового потоку знижується до величини нижче точки замерзання гідрату. Відповідно, охолоджений газовий потік із зниженим вмістом води (наприклад, ~20фунт./ММстанд.куб.фут.) пропускають через установку дегідратації 64. Установка 64 дегідратації містить три місткості з молекулярними ситами (фільтрами). Звичайно, дві місткості з молекулярними ситами працюють в абсорбційному режимі, тоді як третя місткість працює в режимі регенерації або очікування. Боковий погон сухого газу, що виходить із робочої місткості, використовується для газу регенерації. Вологий газ регенерації охолоджують, використовуючи повітря, і відокремлюють сконденсовану воду. Насичений газовий потік нагрівають і використають як паливний газ. Випарний газ, переважно, використається як паливний газ і/або як газ регенерації (як буде описано далі), при цьому, будь-яка нестача поповнюється з потоку сухого газу. Для одержання газу регенерації не потрібно застосовувати компресор рециркуляції. Сирий газ 60, на вибір, може піддаватися подальшій обробці для видалення різновидів сполук, що містять сірку, або їм подібних, наприклад сірчистих сполук, хоча перевагу може бути віддано способам, при яких багато сірчистих сполук можуть бути вилучені одночасно з діоксидом вуглецю на десорбційній установці 62 для випарювання СО2. У результаті попередньої обробки, сирий газ 60 нагрівається до температури 50 °C. В одному із прикладів здійснення даного винаходу попередньо оброблений сирий газ, на вибір, може бути охолоджений в охолоджувачі (не показаний) до температури, приблизно, від 10 °C до -50 °C. Підходящими прикладами таких охолоджувачів, які можуть бути використані в способі за даним винаходом, є, наприклад, аміачний абсорбційний охолоджувач, літій-бромідний абсорбційний охолоджувач і інші подібні пристрої, або допоміжна система охолодження 20. Переважно, у залежності від сполуки сирого газу, охолоджувач може забезпечувати конденсацію важких вуглеводнів у попередньо оброблюваному потоці. Такі сконденсовані компоненти можуть або формувати додатковий потік продукту, 11 або можуть бути використані як паливний газ або газ регенерації в різних частинах системи. Охолодження попередньо обробленого газового потоку має першорядне значення, що полягає в значному зниженні витрат на виконання операції охолодження для забезпечення ефекту зрідження, в окремих прикладах здійснення - на 30 % у порівнянні з існуючим рівнем техніки. Охолоджений попередньо оброблений газовий потік подають у зону 28 охолодження через лінію 32, де даний потік зріджується. Зона 28 охолодження включає охолоджуваний теплообмінник, у якому охолодження останнього забезпечується змішаним холодоагентом і допоміжною системою охолодження 20. Переважно, теплообмінник являє собою пластинчасті теплообмінні каркаси з напаяним оребренням, які встановлені у сталевому коробі, що продувається. Охолоджуваний теплообмінник має перший теплообмінний тракт 40, що за допомогою потоку середовища зв'язаний з компресором 12, другий теплообмінний тракт 42 і третій теплообмінний тракт 44. Причому кожний з першого, другого і третього 40, 42, 44 теплообмінних трактів проходять через охолоджуваний теплообмінник, як показано на Фіг.1. Крім того, охолоджуваний теплообмінник має також четвертий теплообмінний тракт 46, що поширюється по частині охолоджуваного теплообмінника, зокрема, по холодній його частині. Другий й четвертий теплообмінні тракти 42, 46 розташовуються із забезпеченням теплообміну при протилежному напрямку потоку відносно першого і третього теплообмінних трактів 40, 44. Охолодження виконується в зоні охолодження 28 при циркуляції по ній змішаного холодоагента. Змішаний холодоагент із циліндра 10 усмоктування холодоагента подається в компресор 12. Компресор 12, переважно, являє собою компресорний блок із двох паралельних одноступінчастих відцентрових компресорів, кожний з яких приводиться в дію безпосередньо газовою турбіною 100, зокрема, газовою турбіною, що працює на газі, похідному від повітря. На вибір, як компресор 12 може бути використаний двоступінчастий компресор із проміжним охолоджувачем і міжступінчастим скрубером. Як правило, використають компресор 12 такого типу, що працює з к.к.д. від 75 % до 85 %. Відпрацьоване тепло газових турбін 100 може бути використане для генерування пари, що, у свою чергу, використається для приведення в дію електрогенератора (не показаний). Таким чином, може бути генерована достатня кількість електроенергії для постачання електрикою всіх електричних компонентів, що входять до складу установки зрідження, зокрема, допоміжної системи охолодження 20. Пара, що генерується відпрацьованим теплом газової турбіни 100, також може бути використана, з метою підігріву амінного ребойлера десорбційної установки 62 для випарювання СО2, для регенерації молекулярних сит установки 64 дегідратації, газу регенерації й паливного газу. Змішаний холодоагент стискають до тиску від 30 до 50 бар, як правило, від 35 до 40 бар. Внаслідок стиснення в компресорі 12, температура стис 97403 12 лого змішаного холодоагента піднімається, приблизно, до температури в діапазоні від 120 °C до 160 °C, звичайно, до 140 °C. Після цього стислий змішаний холодоагент подають по лінії 14 в охолоджувач 16 для зниження температури стислого змішаного холодоагента до значення нижче 45 °C. В одному із прикладів здійснення винаходу охолоджувач 16 представлений оребреним трубчастим теплообмінником з повітряним охолодженням, у якому стислий змішаний холодоагент охолоджують шляхом подачі стислого змішаного холодоагента в напрямку, протилежному течії середовища, наприклад, повітря або іншого подібного компонента. В альтернативному прикладі здійснення винаходу охолоджувачем 16 є кожухотрубчастий теплообмінник, у якому стислий змішаний холодоагент охолоджують шляхом подачі стислого змішаного холодоагента в напрямку, протилежному течії середовища, наприклад, води або іншого подібного компонента. Охолоджений стислий змішаний холодоагент подають у перший теплообмінний тракт 40 зони охолодження 28, де він додатково охолоджується й розширюється при проходженні через детандер 48, переважно, слідуючи ефекту Joule-Thomson і забезпечуючи, таким чином, процес охолодження для зони охолодження 28 як охолоджувач змішаного холодоагента. Охолоджувач змішаного холодоагента подають по другому теплообмінному тракту 42, де він нагрівається в процесі протитечійного теплообміну зі стислим змішаним холодоагентом, при цьому, попередньо оброблений сирий газ пропускають по першому і третьому теплообмінних трактах 40, 44, відповідно. Після цього змішаний холодоагент повертають у циліндр 10 усмоктування холодоагента перед введенням його в компресор 12, завершуючи, таким чином, замкну і ий цикл процесу отримання окремого змішаного холодоагента. Змішаний холодоагент виробляють із матеріалу текучого середовища або з випарного газу (метану та/або вуглеводнів С2-С5), джерела азоту (азоту) з одним або декількома компонентами холодоагента, отриманими від сторонніх виробників. Змішаний холодоагент містить сполуки, вибрані із групи речовин, яка включає азот і вуглеводні, що містять від 1 до 5 атомів вуглецю. Якщо матеріалом охолоджуваного текучою середовища є природний газ або газ вугільного шару, підходящою є наведена нижче сполука для змішаного холодоагента, приготованого з дотриманням наступного співвідношення процентного вмісту мольних фракцій: азот: від 5 до 15; метан: від 25 до 35; С2: від 33 до 42; С3: від 0 до 10; С4: від 0 до 20; і С5: від 0 до 20. У переважному прикладі здійснення змішаний холодоагент включає азот, метан, етан або етилен і ізобутан та/або n-бутан. На Фіг.2 представлена складна крива охолодження й нагрівання окремого змішаного холодоагента і природного газу. Тісне наближення кривих у межах 2° указує на ефективність способу й системи за даним винаходом. Допоміжне охолодження може бути виконане в зоні охолодження 28 допоміжною системою охолодження 20. Допоміжна система охолодження 20 13 включає один або два аміачних блоки охолодження, охолоджуваних повітряними охолоджувачами. Допоміжний холодоагент, наприклад, низькотемпературний аміак проходить по четвертому теплообмінному тракту 44, розташованому в холодній ділянці зони охолодження 28. Завдяки цьому, до 70 % охолоджувальної здатності, створюваної допоміжною системою охолодження 20, може бути спрямоване в зону охолодження 28. Допоміжне охолодження забезпечує 20 % підвищення виходу продукту, тобто LNG, і підвищує к.к.д. установки, наприклад, на 20 % у частині витрати палива в газовій турбіні 100. Допоміжна система охолодження 20 утилізує відпрацьоване іепло, отримане від гарячих вихлопних газів газової турбіни 100, для забезпечення охолодження допоміжної системи охолодження 20. Позитивним моментом є те, що допоміжне відпрацьоване тепло, генероване іншими компонентами в установці зрідження, може бути також використане для забезпечення охолодження допоміжної системи охолодження 20. Так, як відпрацьоване тепло може бути використане тепло від інших компресорів, первинних двигунів, використовуваних при генеруванні електроенергії, від гарячих газів, що спалюють у факелі, відпрацьованих газів або рідин, сонячної енергії й інших джерел. Допоміжна система охолодження 20 також використовується для охолодження повітря на вході в газову турбіну 100. Важливо відзначити, що охолодження повітря, що входить у газову турбіну, на 15-25 % підвищує продуктивність установки, оскільки продуктивність компресора пропорційна виходу LNG. Зріджений газ, одержують із третього теплообмінного тракту 44 зони охолодження 28 через лінію 72 при температурі від 150 °C до -170 °C. Після цього зріджений газ розширюється, проходячи через детандер 74, що знижує температуру зрідженого газу, приблизно, до -160 °C. Прикладами детандерів, використовуваних у даному винаході, не обмежуючись названим, можуть служити розширювальні клапани, JT клапани (об'єднані клапани), пристрої Вентурі і ротаційний механічний детандер. Далі зріджений газ направляють у місткість 76 для зберігання (складський резервуар) через лінію 78. Випарні гази (BOG), генеровані у місткості 76 для зберігання, можуть направлялися в компресор 78, переважно, компресор низького тиску, по лінії 80. Стислий BOG подається в зону охолодження 28 через лінію 82 і проходить через частину зони охолодження 28, де даний стислий BOG охолоджується до температури в діапазоні від -1 50 °C до -170 °C. При цих температурах частина BOG конденсується до рідкої фракції. Зокрема, рідка фракція охолодженого BOG здебільшого містить метан. Хоча парова фракція охолодженого BOG також містить метан, у порівнянні з рідкою фракцією, в ній спостерігається ріст концентрації азоту, як правило, від 20 % до 60 %. Отриманий склад зазначе 97403 14 ної парової фракції придатний для використання її як паливний газ. Отримана двофазова суміш направляється в сепаратор 84 по лінії 86, звідки відділена рідка фракція по лінії 88 направляється назад у місткість 76 для зберігання. Охолоджена газова фракція, відділена в сепараторі 84, подається в компресор, переважно, компресор високого тиску, і використовується в установці як паливний газ і/або газ регенерації через лінію. На вибір, охолоджена газова фракція, відділена в сепараторі 84, є придатною для використання як охолоджувальне середовище, ідо циркулює через кріогенну технологічну систему (напірну лінію) для передачі кріогенних текучих середовищ, наприклад, LNG або рідкого метану з газу вугільного шару, з місткості 76 у прийомні або завантажувальні засоби для технічного обслуговування технологічної системи (напірної лінії) при криогенних або незначно вищих температурах. Відповідно до Фіг.1, основна перекачувальна лінія 92 і лінія 94 повернення пари обидві за допомогою потоку середовища зв'язують місткість 76 із прийомними або завантажувальними засобами (не показані). Місткість 76 обладнана насосом 96 для перекачування LNG з місткості 76 через основну перекачувальну лінію 92. Як було описано раніше, охолоджена газова фракція, відділена в сепараторі 85, придатна для використання як охолоджувальне середовище, що циркулює по кріогенній технологічній системі (системі напірної лінії) для перекачування кріогенних рідин. Відповідно до цього, охолоджена газова фракція, відділена в сепараторі 85, направляється по лінії 98 в основну перекачувальну лінію 92, після чого охолоджена газова фракція циркулює по основній перекачувальній лінії 92 і лінії 94 повернення пари для технічного обслуговування криогенної технологічної системи (системи напірної лінії) при кріогенній температурі або при температурі, що незначно перевищує кріогенну температуру. Переважно, лінія 94 повернення пари за допомогою текучого середовища зв'язана з вхідним отвором у компресор 78, щоб випарні гази, генеровані під час операцій перекачування, могли б бути традиційно оброблені у відповідності до способу обробки випарних газів, як було вказано вище. Перед початком операцій перекачування середовища передбачено, що додаткове охолодження й заповнення основної перекачувальної лінії 92 може бути забезпечене шляхом наповнення згаданої лінії 92 за рахунок подачі рідкої фракції, відділеної в сепараторі 84, або рідкотекучого матеріалу, відібраного з теплообмінника 28 за допомогою зазначеної вище лінії 92 через лінію 99. Передбачається, що будь-яка рідка фракція, що залишилася лінії 99 після завершення операцій перекачування, може самопливом повернутися назад у місткість 76 під впливом природною тиску, що виникає у лінії 99, завдяки нагріванню від навколишнього середовища. 15 Спосіб і система, описані вище, мають наступні переваги в порівнянні із традиційними установками LNG. (1) Інтегровані об'єднані теплоенергетичні технологічні системи (СНР) використовують відпрацьоване тепло газових турбін 100 плюс деякі допоміжні види палива разом з регенерованим випарним газом (який є відпрацьованим газом з низьким показником Btu (британської теплової одиниці)), з метою забезпечення всіх вимог до процесу нагрівання, а також електричну енергію, генеровану паротурбінним генератором, для установки LNG. Відпрацьоване тепло також використовується для приведення в дію стандартних агрегатних компресорів охолодження аміаку, що входять до складу допоміжної системи охолодження 20, яка забезпечує додаткове охолодження для: - повітря на вході в газову турбіну, що підвищує продуктивність установки на 15-25 %; - усього технологічного циклу, що створює передумови для зниження розмірів установки дегідратації і збалансованості газу регенерації і паливного газу, необхідного для приведення в дію газових турбін 100; - зони охолодження, що майже на 20 % підвищує продуктивність установки і ще на 20 % - енергетичний к.к.д. (2) Система змішаного холодоагента розроблена таким чином, що забезпечує близьке співпадання на кривих охолодження, доводячи до максимуму ефективність охолодження. Інтеграція допоміжної системи охолодження 20 у зону охолодження 28 поліпшує теплопередачу на теплому кінці теплообмінника шляхом збільшення середньої логарифмічної різниці температур (LMTD), що сприяє зменшенню розміру теплообмінника. Це) також забезпечує зниження температури при усмоктуванні змішаного холодоагента в компресор, що значно покращує продуктивність компресора. (3) Високий к. к. д., використання СНР для забезпечення відповідності вимогам до теплової і електричної енергії, а також використання в газовій турбіні 100 сухих камер згоряння з низьким виходом забруднюючих речовин дає можливість проводити процес з низьким коефіцієнтом викидів забруднюючих речовин у навколишнє середовище. (4) Ефективна регенерація BOG. Дана система розроблена таким чином, що забезпечує регенерацію дросельної пари (частини рідкого холодоагента, що випаровується при раптовому зниженні тиску) і BOG, генерованого у місткості (складському резервуарі) 76 і в засобах приймання/завантаження (наприклад, судна) у процесі навантаження. Газ BOG стискають у компресорі 78, 97403 16 де він повторно зріджується в зоні охолодження 28 до регенерації метану у вигляді рідини. Рідкий метан повертають у місткість для зберігання 26, а дросельна пара, що концентрується в азоті, використовується в якості додаткового запалювана для спалювання вихлопу газової турбіни 100. Це дешевий і енергозберігаючий метод обробки BOG і видалення азоту із системи. Крім того, даний спосіб супроводжується мінімізацією або навіть виключенням спалювання факельних непридатних газів під час завантаження. (5) Ефективна система перекачування середовища по напірній лінії. Система розроблена таким чином, що забезпечується зниження втрат тепла в перекачувальних лініях і супутнє зниження генерованих у них BOG, частина яких повинна була б іти у факел при умовах існуючого рівня техніки. У розглянутому винаході будь-який BOG, генерований у перекачувальній напірній лінії, може бути повторно спрямований у компресор 78 і зону охолодження 28 для зрідження і використане як охолоджувальне середовище. Крім того, розкриті спосіб і система усувають необхідність у додаткових перекачувальних лініях і зв'язаних з ними циркуляційних насосах, знижуючи, таким чином, капіталовкладення в зазначену систему. (6) Зниження капіталовкладень і витрат на експлуатацію й обслуговування. Зниження одиниць устаткування й модульних блоків приводить до зниження витрат на здійснення робіт із цивільного будівництва, механічне обслуговування, перекачування середовищ, витрат по електриці, контрольно-вимірювальним приладам, а також до більше стислих строків будівництва, причому кожний з перерахованих моментів вносить свій вклад у зниження витрат. Це приводить до спрощення операцій, здійснення яких вимагає меншого штату працівників по експлуатації й обслуговуванню. Варто розуміти, що, хоча використання і публікації з попереднього рівня техніки і можуть бути згадані в даному документі, таке посилання не означає, що кожний з таких документів є частиною загального рівня техніки в Австралії або будь-якій іншій країні. У контексті даного опису значення слів "що містить" означає "що включає, але не обмежується включеним", причому слово "містить" має відповідне значення. Фахівець, кваліфікований у даній області техніки, може розкрити для себе ряд варіантів і модифікацій на додаток до описаного в даному документі, не виходячи за межі основних винахідницьких задумів. Всі такі варіанти й модифікації повинні перебувати в рамках об'єму захисту даного винаходу, сутність якого випливає з опису. 17 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 97403 Підписне 18 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601