[go: up one dir, main page]

RU2753206C1 - Method for autonomous production of liquefied natural gas and installation for its implementation - Google Patents

Method for autonomous production of liquefied natural gas and installation for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2753206C1
RU2753206C1 RU2021101588A RU2021101588A RU2753206C1 RU 2753206 C1 RU2753206 C1 RU 2753206C1 RU 2021101588 A RU2021101588 A RU 2021101588A RU 2021101588 A RU2021101588 A RU 2021101588A RU 2753206 C1 RU2753206 C1 RU 2753206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
heat exchanger
cooling
mixed refrigerant
natural gas
Prior art date
Application number
RU2021101588A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Белоусов
Original Assignee
Юрий Васильевич Белоусов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Васильевич Белоусов filed Critical Юрий Васильевич Белоусов
Priority to RU2021101588A priority Critical patent/RU2753206C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753206C1 publication Critical patent/RU2753206C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F25J1/0055—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream originating from an incorporated cascade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0087—Propane; Propylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F25J1/0215—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle
    • F25J1/0216—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle with one SCR cycle using a C3 pre-cooling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0262—Details of the cold heat exchange system
    • F25J1/0264—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams
    • F25J1/0265—Arrangement of heat exchanger cores in parallel with different functions, e.g. different cooling streams comprising cores associated exclusively with the cooling of a refrigerant stream, e.g. for auto-refrigeration or economizer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/66—Separating acid gases, e.g. CO2, SO2, H2S or RSH
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/68—Separating water or hydrates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to natural gas liquefaction technologies, in particular to natural gas liquefaction technology using an external refrigeration cycle, and can be used at sites with access to natural gas. The high-pressure gas is supplied to the mercury purification unit, then it is dried and, after drying, the gas stream is supplied to the first heat exchanger for pre-cooling, in which it is cooled with a refrigerant in the form of propylene, or is directed through the bypass line for purification. The gas is then purified and sent to a second precooling heat exchanger. Then the gas is subcooled with a mixed refrigerant in a heat exchanger for cooling and in a heat exchanger for liquefaction, after which the resulting supercooled stream of high pressure liquefied natural gas is throttled to obtain liquefied natural gas of low pressure, which is passed through a low temperature separator. The resulting liquefied natural gas is sent for storage.
EFFECT: invention improves the quality of the obtained liquefied gas; increases the energy efficiency of the natural gas liquefaction plant, ensures the versatility and reducing the weight and size characteristics of the plant.
14 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к технологиям сжижения природного газа, а именно к технологии сжижения природного газа с использованием внешнего холодильного цикла, и может быть использовано на площадках, имеющих доступ к природному газу.The invention relates to technologies for liquefying natural gas, in particular to technology for liquefying natural gas using an external refrigeration cycle, and can be used at sites with access to natural gas.

Из уровня техники известно множество технических решений для производства сжиженного природного газа, использующих внешний холодильный цикл, работающий на смесевом хладагенте.Many technical solutions are known in the art for the production of liquefied natural gas using an external refrigeration cycle operating on a mixed refrigerant.

Известно изобретение (CN 102304403 В, опубл. 24.07.2013), которое описывает установку производства сжиженного природного газа (СПГ) с использованием холодильного контура, работающего на смесевом хладагенте, и контура предварительного охлаждения, использующего пропилен в качестве хладагента, и способ сжижения природного газа с помощью внешнего холодильного контура, работающего на смесевом хладагенте, с применением контура предварительного охлаждения, с пропиленом в качестве хладагента.Known invention (CN 102304403 B, publ. 07.24.2013), which describes a plant for the production of liquefied natural gas (LNG) using a refrigeration circuit operating on a mixed refrigerant, and a pre-cooling circuit using propylene as a refrigerant, and a method for liquefying natural gas with an external mixed refrigerant circuit using a pre-cooling circuit with propylene as the refrigerant.

Недостатками известных способа и установки являются усложнение последней за счет многоступенчатого сжатия в контуре предварительного охлаждения, что отрицательно влияет на габаритные размеры и надежность установки при малом выигрыше в энергоэффективности для установок малой производительности. Кроме того, низкая температура предварительного охлаждения увеличивает нагрузку на контур предварительного охлаждения, что не позволяет использовать компрессоры одинаковой производительности для контура предварительного охлаждения и контура смесевого хладагента.The disadvantages of the known method and installation are the complication of the latter due to multi-stage compression in the pre-cooling circuit, which negatively affects the overall dimensions and reliability of the installation with a small gain in energy efficiency for installations of low productivity. In addition, a low pre-cooling temperature increases the load on the pre-cooling circuit, which prevents the use of compressors of the same capacity for the pre-cooling circuit and the mixed refrigerant circuit.

Известен способ реконденсации отпарного газа, образующегося при хранении СПГ, и установка для его осуществления (US 2019/0072323 А1, опубл. 07.03.2019), которая включает каскад охлаждения потока газа контуром, работающим на смесевом хладагенте, включающим винтовой маслозаполненный компрессор, каскад предварительного охлаждения, концевые холодильники, масляный сепаратор, теплообменный аппарат, сепаратор смесевого хладагента, регулирующие вентили, при этом согласно известного способа отпарной газ сжимают в компрессоре и охлаждают в концевом холодильнике, затем в испарителе контура предварительного охлаждения, после которого поток газа направляют в многопоточный теплообменный аппарат, где поток охлаждают и сжижают за счет внешнего охлаждения холодильным смесевым контуром. Смесевой хладагент из ресивера смесевого хладагента сжимают в винтовом маслозаполненном компрессоре, затем масло отделяют в сепараторе и смесевой хладагент последовательно охлаждают в концевом холодильнике и испарителе верхнего контура холодильной установки. После охлаждения поток хладагента разделяют в сепараторе, и затем потоки направляются в теплообменный аппарат.There is a known method of recondensing the stripping gas generated during the storage of LNG, and an installation for its implementation (US 2019/0072323 A1, publ. 03/07/2019), which includes a cascade of gas flow cooling by a circuit operating on a mixed refrigerant, cooling, end coolers, oil separator, heat exchanger, mixed refrigerant separator, control valves, while according to the known method the stripping gas is compressed in the compressor and cooled in the end cooler, then in the evaporator of the pre-cooling circuit, after which the gas flow is directed to a multi-stream heat exchanger where the stream is cooled and liquefied by external cooling with a refrigerant mixed circuit. The mixed refrigerant from the receiver of the mixed refrigerant is compressed in an oil-filled screw compressor, then the oil is separated in the separator and the mixed refrigerant is successively cooled in the end cooler and the evaporator of the upper circuit of the refrigeration unit. After cooling, the refrigerant stream is separated in a separator, and then the streams are directed to a heat exchanger.

Вместе с тем, известные способ и установка предназначены для реконденсации отпарного газа на танкерах СПГ, и не могут быть использованы для сжижения неочищенного и неосушенного природного газа. Кроме того, установка ресивера смесевого хладагента на линии всасывания увеличивает габаритные размеры установки и требует большей заправки хладагента, а отсутствие сепараторов для распределения двухфазного потока снижает эффективность работы пластинчато-ребристых теплообменных аппаратов.At the same time, the known method and installation are intended for the recondensation of the boil-off gas on LNG tankers, and cannot be used for the liquefaction of raw and undried natural gas. In addition, the installation of a receiver of a mixed refrigerant on the suction line increases the overall dimensions of the unit and requires a larger charge of the refrigerant, and the absence of separators to distribute the two-phase flow reduces the efficiency of the plate-fin heat exchangers.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предложенному изобретению является способ и система охлаждения и сжижения природного газа смесевыми хладагентами с двухкаскадной системой предварительного охлаждения (CN 104089462 А, опубл. 08.10.2014).The closest analogue (prototype) to the proposed invention is a method and a system for cooling and liquefying natural gas with mixed refrigerants with a two-stage pre-cooling system (CN 104089462 A, publ. 08.10.2014).

В соответствии с этим изобретением в системе установлено два каскада предохлаждения, и давление кипения первого каскада предохлаждения и второго каскада предохлаждения регулируется для достижения ступенчатого предохлаждения природного газа и смесевого хладагента, при этом температура выхода природного газа из первого каскада предохлаждения составляет от 5 до 30°С, температура выхода природного газа из второго каскада предохлаждения составляет от минус 40 до 0°С, а природный газ окончательно охлаждается до температуры от минус 162 до минус 140°С проходя через криогенный блок для получения СПГ. В соответствии с этим методом охлаждения, общий температурный диапазон работы процесса предварительного охлаждения и окончательного охлаждения смесевым хладагентом увеличивается, при этом эффективность близка к традиционным каскадным системам. Кроме того, согласно изобретению, после размещения установки осушки природного газа после первого каскада предварительного охлаждения, содержание воды, поступающей в молекулярное сито, снижается, а адсорбционная и регенерационная нагрузка на блок осушки уменьшается. Известная установка для сжижения природного газа содержит технологическую линию сжижения природного газа, включающую блок ртутной очистки природного газа, блок осушки природного газа, блок очистки природного газа, теплообменные аппараты предварительного охлаждения первой и второй ступени, блок окончательного охлаждения смесевым хладагентом, низкотемпературный сепаратор сжиженного природного газа, и соединительные трубопроводы сжижаемого природного газа, а также внешнюю холодильную машину, имеющую два контура циркуляции, причем первый для хладагента предварительного охлаждения, а второй - для смесевого хладагента, при этом первый контур включает компрессор предварительного охлаждения, сообщенный линией нагнетания с аппаратом воздушного охлаждения, и через него с ресивером хладагента, выход которого сообщен через соответствующий регулирующий вентиль с входами теплообменных аппаратов первой, второй ступени предварительного охлаждения газа, предварительного охлаждения смесевого хладагента и ресивером последнего, выходы упомянутых теплообменных аппаратов сообщены с всасывающей линией компрессора, и контур смесевого хладагента, включающий компрессор смесевого хладагента в линии высокого давления которого установлен охладитель смесевого хладагента, сепаратор смесевого хладагента, выходы которого подключены к блоку окончательного охлаждения смесевым хладагентом, первый и второй сепараторы, при этом линия низкого давления подключена к выходу обратного потока холодильного узла и ко входу компрессора смесевого хладагента.In accordance with this invention, two pre-cooling stages are installed in the system, and the evaporating pressure of the first pre-cooling stage and the second pre-cooling stage is controlled to achieve staged pre-cooling of natural gas and mixed refrigerant, while the natural gas outlet temperature from the first pre-cooling stage is from 5 to 30 ° C. , the natural gas outlet temperature from the second pre-cooling cascade is from minus 40 to 0 ° С, and natural gas is finally cooled to a temperature from minus 162 to minus 140 ° С passing through the cryogenic unit to obtain LNG. With this refrigeration method, the overall operating temperature range of pre-cooling and post-cooling with mixed refrigerant is increased, while the efficiency is close to that of traditional cascade systems. In addition, according to the invention, after placing the natural gas dehydration unit after the first pre-cooling stage, the water content entering the molecular sieve is reduced, and the adsorption and regeneration load on the dehydration unit is reduced. A known installation for liquefying natural gas contains a natural gas liquefaction process line, including a natural gas mercury purification unit, a natural gas dehydration unit, a natural gas purification unit, heat exchangers for pre-cooling of the first and second stages, a final cooling unit with a mixed refrigerant, a low-temperature liquefied natural gas separator , and connecting pipelines of liquefied natural gas, as well as an external refrigeration machine having two circulation circuits, the first for the pre-cooling refrigerant, and the second for the mixed refrigerant, while the first circuit includes a pre-cooling compressor communicated by the discharge line with the air cooler, and through it with the refrigerant receiver, the outlet of which is communicated through the corresponding control valve with the inputs of the heat exchangers of the first, second stage of gas pre-cooling, pre-cooling of the mixed refrigerant and the receiver of the latter, the outputs of the said heat exchangers are connected to the suction line of the compressor, and the mixed refrigerant circuit, which includes a mixed refrigerant compressor in the high pressure line of which a mixed refrigerant cooler is installed, a mixed refrigerant separator, the outputs of which are connected to a final cooling unit with a mixed refrigerant, the first and second separators, while the low pressure line is connected to the outlet of the return flow of the refrigeration unit and to the inlet of the mixed refrigerant compressor.

Недостатком известных способа и устройства является отсутствие системы поддержания состава смесевого хладагента, что снижает надежность работы контура смесевого хладагента и его энергоэффективность. Кроме того, известный способ не обеспечивает поддержания состава смесевого хладагента за счет использования хладагента контура предварительного охлаждения. Кроме того, в известной установке контур предварительного охлаждения состоит из двух ступеней, что является усложнением системы и метода регулирования, при этом в известной установке отсутствует возможность регулирования по температуре окружающей среды, что снижает ее энергоэффективность. Также, в контуре основного охлаждения смесевым хладагентом в известной установке использовано двухступенчатое сжатие хладагента с промежуточным охлаждением, что приводит к усложнению и удорожанию установки.The disadvantage of the known method and device is the lack of a system for maintaining the composition of the mixed refrigerant, which reduces the reliability of the mixed refrigerant circuit and its energy efficiency. In addition, the known method does not provide for maintaining the composition of the mixed refrigerant due to the use of the refrigerant of the pre-cooling circuit. In addition, in the known installation, the pre-cooling circuit consists of two stages, which is a complication of the system and the control method, while in the known installation there is no possibility of controlling the ambient temperature, which reduces its energy efficiency. Also, in the main cooling circuit with a mixed refrigerant in the known installation, a two-stage compression of the refrigerant with intermediate cooling is used, which leads to the complication and rise in the cost of the installation.

Технической проблемой, на решение которой направлена предлагаемая группа изобретений, является разработка способа сжижения природного газа для малотоннажного автономного применения и установки повышенной компактности и энергоэффективности, а также обеспечение надежности ее оборудования.The technical problem to be solved by the proposed group of inventions is the development of a method for liquefying natural gas for low-tonnage autonomous use and installation of increased compactness and energy efficiency, as well as ensuring the reliability of its equipment.

Техническим результатом является повышение качества получаемого сжиженного газа за счет удаления ртути, его осушки и очистки, обеспечение универсальности установки сжижения природного газа за счет ее работы с учетом параметров входного природного газа и параметров окружающей среды, при которых в зависимости от содержания СО2 переключаются режимы ее работы таким образом, что блок очистки газа работает либо при температуре окружающей среды, либо при низкой температуре, повышение энергетической эффективности за счет возможности снижения потребляемой мощности при понижении температуры окружающей среды; и снижение массогабаритных характеристик установки за счет уменьшения количества элементов установки, применения компактных пластинчато-ребристых теплообменных аппаратов и одноступенчатого сжатия в компрессорах.The technical result is to improve the quality of the obtained liquefied gas due to the removal of mercury, its drying and purification, ensuring the versatility of the natural gas liquefaction plant due to its operation, taking into account the parameters of the input natural gas and environmental parameters, at which, depending on the content of CO 2, its modes are switched work in such a way that the gas purification unit operates either at ambient temperature or at low temperature, increasing energy efficiency due to the possibility of reducing power consumption when the ambient temperature drops; and a decrease in the weight and size characteristics of the installation due to a decrease in the number of installation elements, the use of compact plate-fin heat exchangers and single-stage compression in compressors.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что согласно предлагаемому способу сжижения природного газа, газ высокого давления подают в блок ртутной очистки, очищенный от ртути поток осушают, извлекая из него пары воды, и при более низком содержании СО2, когда емкости адсорбента блока очистки газа достаточно для работы при имеющейся без дополнительного охлаждения температуре газа, после осушки газ очищают, извлекая из него диоксид углерода, что приводит к его нагреву, а при более высоком содержании СО2 после осушки поток газа подают в первый теплообменный аппарат предварительного охлаждения, в котором охлаждают хладагентом в виде пропилена до температуры от минус 30 до минус 10°С, далее выходящий из первого теплообменного аппарата газ очищают, извлекая из него диоксид углерода, что приводит к его нагреву, и очищенный нагретый газ разделяют на два потока, первый из которых направляют на регенерацию блоков осушки и очистки и производство электроэнергии, а второй - на дополнительное охлаждение упомянутым хладагентом во второй теплообменный аппарат предварительного охлаждения до температуры от минус 30 до минус 10°С, затем газ переохлаждают смесевым хладагентом в теплообменном аппарате охлаждения до температуры от минус 70 до минус 50°С и направляют в теплообменный аппарат сжижения, после которого полученный переохлажденный поток сжиженного природного газа высокого давления с температурой от минус 160 до минус 140°С дросселируют с получением сжиженного природного газа низкого давления, который пропускают через низкотемпературный сепаратор, и в нем отделяют отпарной газ от сжиженного природного газа, причем сжиженный природный газ направляют для хранения и дальнейшего использования, а отпарной газ из криогенной емкости и низкотемпературного сепаратора направляют на свечу или в ресивер смесевого хладагента, при этом прохождение упомянутых хладагентов обеспечивают по замкнутым циклам, причем хладагент в виде пропилена компримируют в компрессоре предварительного охлаждения, конденсируют в аппарате воздушного охлаждения и подают в ресивер, а затем дросселируют перед подачей в первый и второй теплообменные аппараты предварительного охлаждения и теплообменный аппарат предварительного охлаждения смесевого хладагента, и с выходов указанных теплообменных аппаратов упомянутый хладагент направляют на вход компрессора предварительного охлаждения, а смесевой хладагент также компримируют в компрессоре смесевого хладагента, охлаждают в аппарате воздушного охлаждения, дополнительно охлаждают в теплообменном аппарате предварительного охлаждения смесевого хладагента и частично конденсируют, а затем подают на разделение в первый сепаратор, жидкий и газообразные потоки из которого направляют в теплообменный аппарат охлаждения, при этом жидкость охлаждают и направляют на дросселирование, а пар частично конденсируют и направляют в теплообменный аппарат сжижения, в котором поток пара полностью конденсируют и на выходе из него дросселируют, после чего направляют во второй сепаратор, потоки из которого подают на вход обратного потока в теплообменный аппарат сжижения, посредством которого забирают теплоту от прямых потоков природного газа и смесевого хладагента, затем обратный поток смесевого хладагента смешивают с парожидкостным потоком смесевого хладагента, выходящим после дросселирования, и направляют в третий сепаратор, потоки из которого подают на вход обратного потока в теплообменный аппарат охлаждения, и после нагрева и испарения в котором обратный поток смесевого хладагента направляют на вход в компрессор смесевого хладагента.Achievement of the said technical result is provided by the fact that according to the proposed method for the liquefaction of natural gas, high pressure gas is supplied to the mercury purification unit, cleansed of mercury stream is dried, removing from it water vapor and with a lower content of CO 2, when the capacity of the adsorbent gas purification unit enough to work with the available without additional cooling gas temperature, the gas after the dehydration is purified by extracting therefrom the carbon dioxide, which leads to heat it, while a higher content of CO 2 after drying gas stream fed to the first heat exchanger precooling, wherein the cooled refrigerant in the form of propylene to a temperature of minus 30 to minus 10 ° C, then the gas leaving the first heat exchanger is purified by extracting carbon dioxide from it, which leads to its heating, and the purified heated gas is divided into two streams, the first of which is directed to regeneration of drying and cleaning units and power generation, and the second - for additional cooling with the said refrigerant into the second heat exchanger for pre-cooling to a temperature of minus 30 to minus 10 ° C, then the gas is subcooled with a mixed refrigerant in a heat exchanger for cooling to a temperature of minus 70 to minus 50 ° C and sent to a heat exchanger for liquefaction, after of which the obtained supercooled high-pressure liquefied natural gas stream with a temperature from minus 160 to minus 140 ° C is throttled to obtain low-pressure liquefied natural gas, which is passed through a low-temperature separator, and in it stripping gas is separated from liquefied natural gas, and the liquefied natural gas is directed for storage and further use, and the stripping gas from the cryogenic tank and the low-temperature separator is directed to the candle or to the receiver of the mixed refrigerant, while the passage of the said refrigerants is provided in closed cycles, and the refrigerant in the form of propylene is compressed in the compressor pre two-stage cooling, condensed in an air cooler and fed into the receiver, and then throttled before being fed into the first and second precooler heat exchangers and the precooling heat exchanger for the mixed refrigerant, and from the outlets of these heat exchangers, said refrigerant is directed to the inlet of the precooling compressor, and the mixed refrigerant is also compressed in the compressor of the mixed refrigerant, cooled in the air cooler, additionally cooled in the heat exchanger for preliminary cooling of the mixed refrigerant and partially condensed, and then fed for separation into the first separator, the liquid and gaseous streams from which are sent to the heat exchanger for cooling, at In this case, the liquid is cooled and directed for throttling, and the steam is partially condensed and sent to a heat exchanger for liquefaction, in which the steam flow is completely condensed and throttled at the outlet from it, after which o is sent to the second separator, the streams from which are fed to the return flow inlet to the liquefaction heat exchanger, by means of which heat is taken from the direct streams of natural gas and the mixed refrigerant, then the reverse flow of the mixed refrigerant is mixed with the vapor-liquid flow of the mixed refrigerant leaving after throttling and directed into the third separator, the streams from which are fed to the inlet of the reverse flow to the heat exchanger for cooling, and after heating and evaporation, in which the reverse flow of the mixed refrigerant is directed to the inlet to the compressor of the mixed refrigerant.

Причем в качестве смесевого хладагента используют смесь углеводородов и азота.Moreover, a mixture of hydrocarbons and nitrogen is used as a mixed refrigerant.

Причем регенерацию осуществляют путем последовательного пропускания части потока очищенного природного газа через блоки адсорбционной очистки и осушки.Moreover, the regeneration is carried out by sequentially passing part of the stream of purified natural gas through the adsorption purification and drying units.

Установка для осуществления предложенного способа сжижения природного газа содержит технологическую линию, выполненную в виде последовательно сообщенных соединительными трубопроводами блока ртутной очистки газа, блока адсорбционной осушки газа, регулирующего вентиля подачи газа, первого двухпоточного теплообменного аппарата предварительного охлаждения, блока адсорбционной очистки газа, узла отбора газа на регенерацию, второго двухпоточного теплообменного аппарата предварительного охлаждения, четырехпоточного теплообменного аппарата переохлаждения, трехпоточного теплообменного аппарата сжижения, регулирующего вентиля сжижения, низкотемпературного сепаратора сжиженного природного газа, и криогенной емкости, байпасную линию, снабженную байпасирующим вентилем, подключенную к выходу упомянутого блока осушки и входу упомянутого блока адсорбционной очистки, и внешнюю холодильную машину, имеющую первый контур циркуляции хладагента предварительного охлаждения и второй контур- смесевого хладагента, при этом первый контур включает компрессор предварительного охлаждения, сообщенный линией нагнетания высокого давления с аппаратом воздушного охлаждения и через него с ресивером хладагента, выход которого сообщен через соответствующий регулирующий вентиль со входами первого и второго теплообменных аппаратов предварительного охлаждения газа, предварительного охлаждения смесевого хладагента и ресивером последнего, выходы упомянутых теплообменных аппаратов сообщены со всасывающей линией компрессора, при этом второй контур включает компрессор смесевого хладагента, сообщенный линией нагнетания высокого давления с аппаратом воздушного охлаждения, который подключен ко входу теплообменного аппарата смесевого хладагента, выход которого сообщен со входом первого сепаратора, выходы которого подключены к двум входам четырехпоточного теплообменного аппарата, при этом выход газовой линии высокого давления последнего соединен со входом трехпоточного теплообменного аппарата, выход которого соединен со входом расширительного вентиля, выход последнего соединен со входом второго сепаратора, выходы которого соединены со входом обратного потока трехпоточного теплообменного аппарата, выход обратного потока последнего соединен с третьим сепаратором, к которому также подключен выход расширительного вентиля, соединенного с выходом жидкой фазы смесевого хладагента четырехпоточного теплообменного аппарата, выход которого соединен со входом компрессора линией низкого давления, к которой подключен через вентиль ресивер смесевого хладагента, который также подключен через соленоидный вентиль к линии высокого давления за аппаратом воздушного охлаждения.An installation for implementing the proposed method for liquefying natural gas contains a process line made in the form of a mercury gas purification unit, an adsorption gas dehydration unit, a gas supply control valve, a first two-flow pre-cooling heat exchanger, an adsorption gas purification unit, a gas sampling unit, connected in series with connecting pipelines. regeneration, a second two-flow pre-cooling heat exchanger, a four-flow subcooling heat exchanger, a three-flow liquefaction heat exchanger, a liquefaction control valve, a low-temperature liquefied natural gas separator, and a cryogenic tank, a bypass line equipped with a bypass valve connected to the outlet of the said drying unit and the inlet adsorption cleaning, and an external refrigeration machine, which has a first refrigerant circuit for pre-cooling and a second circuit - mixed refrigerant that, while the first circuit includes a precooling compressor communicated by a high pressure discharge line with an air cooler and through it with a refrigerant receiver, the outlet of which is communicated through a corresponding control valve with the inputs of the first and second heat exchangers for gas precooling, precooling of the mixed refrigerant and the receiver of the latter, the outputs of the said heat exchangers are communicated with the suction line of the compressor, while the second circuit includes a compressor of the mixed refrigerant communicated by the high pressure discharge line with the air cooler, which is connected to the inlet of the heat exchanger of the mixed refrigerant, the output of which is communicated with the inlet of the first separator, the outputs which are connected to two inputs of a four-flow heat exchanger, while the outlet of the high-pressure gas line of the latter is connected to the inlet of a three-flow heat exchanger, the output of which is connected n with the inlet of the expansion valve, the outlet of the latter is connected to the inlet of the second separator, the outputs of which are connected to the inlet of the reverse flow of the three-flow heat exchanger, the outlet of the reverse flow of the latter is connected to the third separator, to which the outlet of the expansion valve is also connected, connected to the outlet of the liquid phase of the mixed refrigerant of the four-flow a heat exchanger, the outlet of which is connected to the compressor inlet by a low pressure line, to which a receiver of a mixed refrigerant is connected through a valve, which is also connected through a solenoid valve to a high pressure line downstream of the air cooler.

В частном случае выполнения установки блок адсорбционной осушки газа и блок адсорбционной очистки газа соответственно имеют по крайней мере два адсорбера для осушки и по крайней мере два адсорбера для очистки, которые используют в качестве газа регенерации природный газ после осушки и очистки, либо газообразный азот.In the particular case of the installation, the gas adsorption drying unit and the gas adsorption gas cleaning unit respectively have at least two adsorbers for drying and at least two adsorbers for cleaning, which are used as the regeneration gas natural gas after drying and cleaning, or gaseous nitrogen.

В частном случае выполнения установки она имеет систему генерации электроэнергии, которая включает в себя генератор, регулирующий вентиль и буферную емкость, подключенную к выходу вентиля узла отбора газа, через адсорбер для осушки и адсорбер для очистки, при этом в качестве топлива для генератора используется отработанный газ регенерации.In the particular case of the installation, it has an electric power generation system, which includes a generator, a control valve and a buffer tank connected to the outlet of the valve of the gas sampling unit, through an adsorber for drying and an adsorber for cleaning, while waste gas is used as fuel for the generator. regeneration.

В частном случае выполнения установки ресивер смесевого хладагента снабжен линией заправки.In the particular case of installation, the mixed refrigerant receiver is equipped with a charging line.

Кроме того, к линии заправки через регулирующий вентиль могут быть подключены баллоны с хладагентом.In addition, refrigerant cylinders can be connected to the charging line through an expansion valve.

Также к линии заправки через регулирующий вентиль может быть подключен отвод отпарного газа из криогенной емкости и газовая линия низкотемпературного сепаратора.Also, a stripping gas outlet from a cryogenic tank and a gas line of a low-temperature separator can be connected to the filling line through a control valve.

В частном случае выполнения установки компрессор предварительного охлаждения и компрессор смесевого хладагента могут быть выполнены в виде винтового маслозаполненного компрессора.In the particular case of the installation, the pre-cooling compressor and the mixed refrigerant compressor can be made in the form of an oil-filled screw compressor.

Причем в качестве хладагента контура предварительного охлаждения может быть использован пропилен.Moreover, propylene can be used as a coolant for the pre-cooling circuit.

В качестве смесевого хладагента может быть использована смесь углеводородов и азота.A mixture of hydrocarbons and nitrogen can be used as a mixed refrigerant.

В частном случае выполнения установки в качестве теплообменных аппаратов могут быть использованы пластинчато-ребристые теплообменные аппараты.In the particular case of the installation, plate-fin heat exchangers can be used as heat exchangers.

В частном случае выполнения установки отвод отпарного газа из криогенной емкости и газовая линия низкотемпературного сепаратора подключены к линии сброса на свечу.In the particular case of the installation, the stripping gas outlet from the cryogenic tank and the gas line of the low-temperature separator are connected to the discharge line to the candle.

На чертеже показана схема установки, обеспечивающая реализацию предложенного способа автономного производства сжиженного природного газа.The drawing shows a diagram of an installation that implements the proposed method for the autonomous production of liquefied natural gas.

Установка для сжижения природного газа содержит технологическую линию, выполненную в виде последовательно сообщенных соединительными трубопроводами блока 1 ртутной очистки газа, блока 2 адсорбционной осушки газа, регулирующего вентиля 34 подачи газа, первого двухпоточного теплообменного аппарата 3 предварительного охлаждения, блока 4 адсорбционной очистки газа, узла 5 отбора газа на регенерацию, второго двухпоточного теплообменного аппарата 36 предварительного охлаждения, четырехпоточного теплообменного аппарата 6 переохлаждения, трехпоточного теплообменного аппарата 7 сжижения, регулирующего вентиля 8 сжижения, низкотемпературного сепаратора 9 сжиженного природного газа, и криогенной емкости 10, байпасную линию, снабженную байпасирующим вентилем 35, подключенную к выходу упомянутого блока 2 осушки и входу упомянутого блока 4 адсорбционной очистки, и внешнюю холодильную машину, имеющую первый контур циркуляции хладагента предварительного охлаждения и второй контур смесевого хладагента, при этом первый контур включает компрессор 27 предварительного охлаждения, сообщенный линией нагнетания высокого давления с аппаратом 28 воздушного охлаждения и через него с ресивером 29 хладагента, выход которого сообщен через соответствующий регулирующий вентиль 32, 33, 30 и 31 со входами первого и второго теплообменных аппаратов 3, 36 предварительного охлаждения газа, теплообменного аппарата 37 предварительного охлаждения смесевого хладагента и ресивером 17 последнего, выходы упомянутых теплообменных аппаратов 3, 36 и 37 сообщены со всасывающей линией компрессора 27, при этом второй контур включает компрессор 19 смесевого хладагента, сообщенный линией нагнетания высокого давления с аппаратом 20 воздушного охлаждения, который подключен ко входу теплообменного аппарата 37 смесевого хладагента, выход которого сообщен со входом первого сепаратора 22, выходы которого подключены к двум входам четырехпоточного теплообменного аппарата 6, при этом выход газовой линии высокого давления последнего соединен со входом трехпоточного теплообменного аппарата 7, выход которого соединен со входом расширительного вентиля 25, выход последнего соединен со входом второго сепаратора 26, выходы которого соединены со входом обратного потока трехпоточного теплообменного аппарата 7, выход обратного потока последнего соединен с третьим сепаратором 24, к которому также подключен выход расширительного вентиля 23, соединенного с выходом жидкой фазы смесевого хладагента четырехпоточного теплообменного аппарата 6, выход которого соединен со входом компрессора 19 линией низкого давления, к которой подключен через вентиль 18 ресивер 17 смесевого хладагента, который также подключен через соленоидный вентиль 21 к линии высокого давления за аппаратом 20 воздушного охлаждения.The installation for the liquefaction of natural gas contains a process line made in the form of a mercury gas purification unit 1, a unit 2 for adsorption gas drying, a gas supply control valve 34, a first two-flow heat exchanger 3 for pre-cooling, a unit 4 for adsorption gas purification, a unit 5 selection of gas for regeneration, a second two-flow heat exchanger 36 for pre-cooling, a four-flow heat exchanger 6 for subcooling, a three-flow heat exchanger 7 for liquefaction, a control valve 8 for liquefaction, a low-temperature separator 9 for liquefied natural gas, and a cryogenic tank 10, a bypass line equipped with a bypass valve 35, connected to the outlet of said drying unit 2 and the inlet of said adsorption cleaning unit 4, and an external refrigeration machine having a first pre-cooling refrigerant circuit and a second mixed refrigerant circuit, wherein the first circuit includes a pre-cooling compressor 27 communicated by a high pressure discharge line with an air cooler 28 and through it with a refrigerant receiver 29, the outlet of which is communicated through a corresponding control valve 32, 33, 30 and 31 with the inputs of the first and second heat exchangers 3 , 36 precooling the gas, the heat exchanger 37 for pre-cooling the mixed refrigerant and the receiver 17 of the latter, the outlets of the said heat exchangers 3, 36 and 37 are communicated with the suction line of the compressor 27, while the second circuit includes the compressor 19 of the mixed refrigerant communicated by the high pressure discharge line with air cooler 20, which is connected to the inlet of the heat exchanger 37 of the mixed refrigerant, the outlet of which is connected to the inlet of the first separator 22, the outputs of which are connected to two inputs of the four-flow heat exchanger 6, while the outlet of the high-pressure gas line after the bottom one is connected to the inlet of the three-flow heat exchanger 7, the outlet of which is connected to the inlet of the expansion valve 25, the outlet of the latter is connected to the inlet of the second separator 26, the outputs of which are connected to the inlet of the reverse flow of the three-flow heat exchanger 7, the outlet of the reverse flow of the latter is connected to the third separator 24, to which is also connected to the outlet of the expansion valve 23, connected to the outlet of the liquid phase of the mixed refrigerant of the four-flow heat exchanger 6, the outlet of which is connected to the inlet of the compressor 19 by a low pressure line, to which the receiver 17 of the mixed refrigerant is connected through the valve 18, which is also connected through the solenoid valve 21 to high pressure lines downstream of the air cooler 20.

Установка может иметь систему генерации электроэнергии, которая включает в себя генератор 14, регулирующий вентиль 13 и буферную емкость 12, подключенную к выходу вентиля узла 5 отбора газа, через адсорбер блока 2 для осушки и адсорбер блока 4 для очистки, при этом в качестве топлива для генератора 14 используется отработанный газ регенерации.The installation can have a system for generating electricity, which includes a generator 14, a control valve 13 and a buffer tank 12 connected to the outlet of the valve of the gas sampling unit 5, through the adsorber of block 2 for drying and an adsorber of block 4 for cleaning, while as fuel for generator 14 uses regeneration waste gas.

К линии заправки ресивера 17 смесевого хладагента через регулирующий вентиль 16 могут быть подключены баллоны 15 с хладагентом.The refrigerant cylinders 15 can be connected to the filling line of the receiver 17 of the mixed refrigerant through the control valve 16.

Кроме того, к линии заправки через регулирующий вентиль 11 может быть подключен отвод отпарного газа из криогенной емкости 10 и газовая линия низкотемпературного сепаратора 9.In addition, the stripping gas outlet from the cryogenic vessel 10 and the gas line of the low-temperature separator 9 can be connected to the filling line through the control valve 11.

Предложенная установка выполнена с возможностью, в зависимости от содержания CO2, переключения режимов ее работы таким образом, что блок очистки газа работает либо при температуре окружающей среды, либо при низкой температуре, обеспечиваемой контуром предварительного охлаждения, при этом емкость адсорбента, использующегося в блоке очистки увеличивается при понижении температуры, и, таким образом, работа блока очистки при низких температурах позволит обеспечить требуемую чистоту сжиженного газа при большем содержании СО2 во входном потоке. При этом, работа блока очистки газа при низкой температуре ведет к увеличению нагрузки на контур предварительного охлаждения, поэтому в установке предусмотрено, что при более низком содержании СО2, когда емкости блока очистки газа хватает для работы при температуре окружающей среды, имеется возможность подачи газа в блок очистки до контура предварительного охлаждения. Таким образом, обеспечивается возможность работы при колебаниях содержания СО2 во входном газе, что, как правило, наблюдается на реальных объектах сжижения газа, при этом блок очистки газа может быть рассчитан не на максимальное, а на среднее содержание СО2, причем работа в периоды пиковой нагрузки по СО2 обеспечивается за счет переключения режимов между теплой и холодной очистками.The proposed installation is made with the ability, depending on the CO 2 content, to switch modes of its operation in such a way that the gas purification unit operates either at ambient temperature or at a low temperature provided by the pre-cooling circuit, while the capacity of the adsorbent used in the purification unit increases with decreasing temperature, and, thus, the operation of the purification unit at low temperatures will provide the required purity of the liquefied gas with a higher content of CO 2 in the input stream. At the same time, the operation of the gas purification unit at a low temperature leads to an increase in the load on the pre-cooling circuit, therefore, the installation provides that at a lower CO 2 content, when the capacity of the gas purification unit is sufficient to operate at ambient temperature, it is possible to supply gas to purification unit up to the pre-cooling circuit. Thus, it is possible to operate with fluctuations in the CO 2 content in the inlet gas, which, as a rule, is observed on real objects of gas liquefaction, while the gas purification unit can be designed not for the maximum, but for the average CO 2 content, and work during periods peak CO 2 load is provided by switching modes between warm and cold cleaning.

С использованием предложенной установки способ сжижения природного газа, например, с параметрами, указанными в таблице 1, осуществляют следующим образом.Using the proposed installation, the method for liquefying natural gas, for example, with the parameters indicated in Table 1, is carried out as follows.

Природный газ подают в блок 1 ртутной очистки для удаления соединений ртути, что необходимо для безопасной эксплуатации алюминиевых пластинчато-ребристых теплообменных аппаратов 3, 6, 7 и 36. Содержание ртути в природном газе после очистки составляет не более 0,01 мкг/нм3. Затем газ попадает в блок 2 осушки, где происходит удаление паров воды до концентрации не более 1 ppm в очищенном газе. После осушки поток газа подают в первый теплообменный аппарат 3 предварительного охлаждения, в котором охлаждают хладагентом в виде пропилена до температуры от минус 30 до минус 10°С. Далее выходящий из первого теплообменного аппарата 3 газ очищают, извлекая из него диоксид углерода, что приводит к его нагреву до температуры 10°С. Глубина очистки природного газа не более 50 ppmv СО2 в очищенном газе.Natural gas is supplied to the unit 1 of mercury purification to remove mercury compounds, which is necessary for the safe operation of aluminum plate-fin heat exchangers 3, 6, 7 and 36. The content of mercury in natural gas after purification is not more than 0.01 μg / Nm 3 . Then the gas enters the drying unit 2, where water vapor is removed to a concentration of no more than 1 ppm in the cleaned gas. After drying, the gas stream is fed into the first heat exchanger 3 for pre-cooling, in which it is cooled with a refrigerant in the form of propylene to a temperature of minus 30 to minus 10 ° C. Further, the gas leaving the first heat exchanger 3 is purified by extracting carbon dioxide from it, which leads to its heating to a temperature of 10 ° C. The depth of natural gas purification is not more than 50 ppmv СО 2 in purified gas.

Figure 00000001
Figure 00000001

Очищенный газ разделяют на два потока, первый из которых с расходом около 600 кг/ч и давлением 1,6 МПа направляют на регенерацию блоков 2 и 4 осушки и очистки и производство электроэнергии, а второй поток с расходом около 3200 кг/ч и давлением 4,5 МПа на дополнительное охлаждение упомянутым хладагентом во второй теплообменный аппарат 36 предварительного охлаждения до температуры от минус 30 до минус 10°С.The cleaned gas is divided into two streams, the first of which with a flow rate of about 600 kg / h and a pressure of 1.6 MPa is directed to the regeneration of units 2 and 4 for drying and cleaning and electricity generation, and the second stream with a flow rate of about 3200 kg / h and a pressure of 4 , 5 MPa for additional cooling with the mentioned refrigerant into the second heat exchanger 36 for preliminary cooling to a temperature of minus 30 to minus 10 ° C.

Затем газ переохлаждают смесевым хладагентом в теплообменном аппарате 6 охлаждения до температуры от минус 70 до минус 50°С и направляют в теплообменный аппарат 7 сжижения, после которого полученный переохлажденный поток сжиженного природного газа высокого давления с температурой от минус 160 до минус 140°С дросселируют до давления 0,4 МПа с получением сжиженного природного газа низкого давления, который пропускают через низкотемпературный сепаратор 9, и в нем отделяют отпарной газ от сжиженного природного газа. В зависимости от состава природного газа на входе расход отпарного газа варьируется от 0 до 100 кг/ч. В данном случае отпарной газ отсутствует.Then the gas is subcooled with a mixed refrigerant in a heat exchanger 6 for cooling to a temperature of minus 70 to minus 50 ° C and is sent to a heat exchanger 7 for liquefaction, after which the resulting supercooled stream of high pressure liquefied natural gas with a temperature of minus 160 to minus 140 ° C is throttled to pressure of 0.4 MPa to obtain liquefied natural gas of low pressure, which is passed through a low-temperature separator 9, and in it stripping gas is separated from liquefied natural gas. Depending on the composition of the natural gas at the inlet, the stripping gas flow rate varies from 0 to 100 kg / h. In this case, there is no boil-off gas.

Сжиженный природный газ с расходом 3200 кг/ч, температурой от минус 160 до минус 140°С и давлением 0,4 МПа направляют для хранения и дальнейшего использования, а отпарной газ из криогенной емкости 10 и низкотемпературного сепаратора 9 направляют на свечу или в ресивер 17 смесевого хладагента.Liquefied natural gas with a flow rate of 3200 kg / h, a temperature from minus 160 to minus 140 ° C and a pressure of 0.4 MPa is sent for storage and further use, and stripping gas from a cryogenic tank 10 and a low-temperature separator 9 is sent to a candle or to a receiver 17 mixed refrigerant.

Хладагент контура предварительного охлаждения в виде пропилена с давлением около 0,2 МПа и температурой от минус 30 до минус 10°С компримируют в компрессоре 27 предварительного охлаждения до давления около 1,8 МПа, конденсируют в аппарате 28 воздушного охлаждения при температуре около 43°С и подают в ресивер 29, а затем дросселируют до давления около 0,2 МПа и температуры от минус 30 до минус 10°С перед подачей в первый и второй теплообменные аппараты 3 и 36 предварительного охлаждения и теплообменный аппарат 37 предварительного охлаждения смесевого хладагента, и с выходов указанных теплообменных аппаратов 3, 36 и 37 упомянутый хладагент направляют на вход компрессора 27 предварительного охлаждения.The refrigerant of the precooling circuit in the form of propylene with a pressure of about 0.2 MPa and a temperature of minus 30 to minus 10 ° C is compressed in the precooling compressor 27 to a pressure of about 1.8 MPa, condensed in an air cooler 28 at a temperature of about 43 ° C and fed into the receiver 29, and then throttled to a pressure of about 0.2 MPa and a temperature from minus 30 to minus 10 ° C before feeding into the first and second heat exchangers 3 and 36 of precooling and heat exchanger 37 for precooling the mixed refrigerant, and with the outlets of said heat exchangers 3, 36 and 37, said refrigerant is directed to the inlet of the pre-cooling compressor 27.

Смесевой хладагент, состоящий из азота, метана, этилена, пропилена и изобутана, с температурой около минус 30°С и давлением около 0,3 МПа компримируют в компрессоре 19 смесевого хладагента до давления около 2 МПа, охлаждают в аппарате 20 воздушного охлаждения до температуры около 43°С, дополнительно охлаждают в теплообменном аппарате 37 предварительного охлаждения смесевого хладагента до температуры от минус 30 до минус 10°С и частично конденсируют.A mixed refrigerant consisting of nitrogen, methane, ethylene, propylene and isobutane, with a temperature of about minus 30 ° C and a pressure of about 0.3 MPa, is compressed in the compressor 19 of the mixed refrigerant to a pressure of about 2 MPa, cooled in an air cooler 20 to a temperature of about 43 ° C, additionally cooled in the heat exchanger 37 for preliminary cooling of the mixed refrigerant to a temperature of minus 30 to minus 10 ° C and partially condensed.

Затем смесевой хладагент подают на разделение в первый сепаратор 22, жидкий и газообразные потоки из которого направляют в теплообменный аппарат 6 охлаждения, при этом жидкость охлаждают до температуры от минус 70 до минус 50°С и направляют на дросселирование, а пар охлаждают до температуры от минус 70 до минус 50°С, частично конденсируют и направляют в теплообменный аппарат 7 сжижения, в котором поток пара полностью конденсируют и переохлаждают до температуры от минус 160 до минус 140°С и на выходе из него дросселируют до давления около 0,4 МПа, после чего направляют во второй сепаратор 26, потоки из которого подают на вход обратного потока в теплообменный аппарат 7 сжижения, посредством которого забирают теплоту от прямых потоков природного газа и смесевого хладагента, затем обратный поток смесевого хладагента смешивают с парожидкостным потоком смесевого хладагента, выходящим после дросселирования, и направляют в третий сепаратор 24, потоки из которого подают на вход обратного потока в теплообменный аппарат 6 охлаждения, и после нагрева и испарения в котором обратный поток смесевого хладагента направляют на вход в компрессор 19 смесевого хладагента.Then the mixed refrigerant is fed for separation into the first separator 22, the liquid and gaseous streams from which are sent to the heat exchanger 6 for cooling, while the liquid is cooled to a temperature from minus 70 to minus 50 ° C and sent to throttling, and the vapor is cooled to a temperature from minus 70 to minus 50 ° C, partially condensed and sent to the heat exchanger 7 for liquefaction, in which the steam flow is completely condensed and subcooled to a temperature from minus 160 to minus 140 ° C and at the outlet it is throttled to a pressure of about 0.4 MPa, after which is directed to the second separator 26, the streams from which are fed to the inlet of the return flow to the heat exchanger 7 of the liquefaction, by means of which heat is taken from the direct streams of natural gas and the mixed refrigerant, then the reverse flow of the mixed refrigerant is mixed with the vapor-liquid flow of the mixed refrigerant leaving after throttling, and sent to the third separator 24, the streams from which are fed to the inlet of the reverse flow into the heat exchanger 6 cooling, and after heating and evaporation in which the reverse flow of the mixed refrigerant is directed to the inlet to the compressor 19 of the mixed refrigerant.

Способ сжижения природного газа, например, с параметрами, указанными в таблице 2, с использованием предложенной установки осуществляют следующим образом.The method for liquefying natural gas, for example, with the parameters indicated in Table 2, using the proposed installation is carried out as follows.

Природный газ подают в блок 1 ртутной очистки для удаления соединений ртути, что необходимо для безопасной эксплуатации алюминиевых пластинчато-ребристых теплообменных аппаратов 6, 7 и 36. Содержание ртути в природном газе после очистки составляет не более 0,01 мкг/нм3. Затем газ попадает в блок 2 осушки, где происходит удаление паров воды до концентрации не более 1 ppm в очищенном газе. Далее выходящий газ очищают, извлекая из него диоксид углерода. Глубина очистки природного газа не более 50 ppmv СО2 в очищенном газе.Natural gas is supplied to the unit 1 of mercury purification to remove mercury compounds, which is necessary for the safe operation of aluminum plate-fin heat exchangers 6, 7 and 36. The content of mercury in natural gas after purification is not more than 0.01 μg / Nm 3 . Then the gas enters the drying unit 2, where water vapor is removed to a concentration of no more than 1 ppm in the cleaned gas. Further, the outgoing gas is purified by extracting carbon dioxide from it. The depth of natural gas purification is not more than 50 ppmv СО 2 in purified gas.

Figure 00000002
Figure 00000002

Очищенный газ разделяют на два потока, первый из которых с расходом около 600 кг/ч и давлением около 1,6 МПа направляют на регенерацию блоков 2 и 4 осушки и очистки и производство электроэнергии, а второй поток с расходом около 3200 кг/ч и давлением около 4,5 МПа на дополнительное охлаждение упомянутым хладагентом во второй теплообменный аппарат 36 предварительного охлаждения до температуры от минус 30 до минус 10°С. Затем газ переохлаждают смесевым хладагентом в теплообменном аппарате 6 охлаждения до температуры от минус 50 до минус 70°С и направляют в теплообменный аппарат 7 сжижения, после которого полученный переохлажденный поток сжиженного природного газа высокого давления с температурой от минус 160 до минус 140°С дросселируют до давления около 0,4 МПа с получением сжиженного природного газа низкого давления, который пропускают через низкотемпературный сепаратор 9, и в нем отделяют отпарной газ от сжиженного природного газа. В зависимости от состава природного газа на входе расход отпарного газа варьируется от 0 до 100 кг/ч. В данном случае отпарной газ отсутствует.The cleaned gas is divided into two streams, the first of which with a flow rate of about 600 kg / h and a pressure of about 1.6 MPa is directed to the regeneration of units 2 and 4 for drying and cleaning and electricity generation, and the second stream with a flow rate of about 3200 kg / h and pressure about 4.5 MPa for additional cooling with the mentioned refrigerant into the second heat exchanger 36 for preliminary cooling to a temperature of minus 30 to minus 10 ° C. Then the gas is subcooled with a mixed refrigerant in a heat exchanger 6 for cooling to a temperature of minus 50 to minus 70 ° C and sent to a heat exchanger 7 for liquefaction, after which the resulting supercooled stream of high pressure liquefied natural gas with a temperature of minus 160 to minus 140 ° C is throttled to pressure of about 0.4 MPa to obtain liquefied natural gas of low pressure, which is passed through a low-temperature separator 9, and in it stripping gas is separated from liquefied natural gas. Depending on the composition of the natural gas at the inlet, the stripping gas flow rate varies from 0 to 100 kg / h. In this case, there is no boil-off gas.

Сжиженный природный газ с расходом около 3200 кг/ч, температурой около минус 146°С и давлением около 0,4 МПа направляют для хранения и дальнейшего использования, а отпарной газ из криогенной емкости 10 и низкотемпературного сепаратора 9 направляют на свечу или в ресивер 17 смесевого хладагента.Liquefied natural gas with a consumption of about 3200 kg / h, a temperature of about minus 146 ° C and a pressure of about 0.4 MPa is sent for storage and further use, and the stripping gas from the cryogenic tank 10 and the low-temperature separator 9 is sent to the candle or to the receiver 17 of the mixed refrigerant.

Хладагент контура предварительного охлаждения в виде пропилена с давлением около 0,2 МПа и температурой около минус 20°С компримируют в компрессоре 27 предварительного охлаждения до давления около 1,7 МПа, конденсируют в аппарате 28 воздушного охлаждения при температуре около 43°С и подают в ресивер 29, а затем дросселируют до давления около 0,2 МПа и температуры от минус 30 до минус 10°С перед подачей в теплообменный аппарат 36 предварительного охлаждения и теплообменный аппарат 37 предварительного охлаждения смесевого хладагента, и с выходов указанных теплообменных аппаратов 36 и 37 упомянутый хладагент направляют на вход компрессора 27 предварительного охлаждения.The refrigerant of the pre-cooling circuit in the form of propylene with a pressure of about 0.2 MPa and a temperature of about minus 20 ° C is compressed in the pre-cooling compressor 27 to a pressure of about 1.7 MPa, condensed in an air cooler 28 at a temperature of about 43 ° C and supplied to receiver 29, and then throttled to a pressure of about 0.2 MPa and a temperature from minus 30 to minus 10 ° C before being fed into the precooling heat exchanger 36 and the precooling heat exchanger 37 of the mixed refrigerant, and from the outlets of the said heat exchangers 36 and 37 mentioned the refrigerant is directed to the inlet of the pre-cooling compressor 27.

Смесевой хладагент, состоящий из азота, метана, этилена, пропилена и изобутана, с температурой около минус 30°С и давлением около 0,3 МПа компримируют в компрессоре 19 смесевого хладагента до давления около 2 МПа, охлаждают в аппарате 20 воздушного охлаждения до температуры около 43°С, дополнительно охлаждают в теплообменном аппарате 37 предварительного охлаждения смесевого хладагента до температуры от минус 30 до минус 10°С и частично конденсируют.A mixed refrigerant consisting of nitrogen, methane, ethylene, propylene and isobutane, with a temperature of about minus 30 ° C and a pressure of about 0.3 MPa, is compressed in the compressor 19 of the mixed refrigerant to a pressure of about 2 MPa, cooled in an air cooler 20 to a temperature of about 43 ° C, additionally cooled in the heat exchanger 37 for preliminary cooling of the mixed refrigerant to a temperature of minus 30 to minus 10 ° C and partially condensed.

Затем смесевой хладагент подают на разделение в первый сепаратор 22, жидкий и газообразные потоки из которого направляют в теплообменный аппарат 6 охлаждения, при этом жидкость охлаждают до температуры от минус 70 до минус 50°С и направляют на дросселирование, а пар охлаждают до температуры от минус 70 до минус 50°С, частично конденсируют и направляют в теплообменный аппарат 7 сжижения, в котором поток пара полностью конденсируют и переохлаждают до температуры от минус 160 до минус 140°С и на выходе из него дросселируют до давления около 0,4 МПа, после чего направляют во второй сепаратор 26, потоки из которого подают на вход обратного потока в теплообменный аппарат 7 сжижения, посредством которого забирают теплоту от прямых потоков природного газа и смесевого хладагента, затем обратный поток смесевого хладагента смешивают с парожидкостным потоком смесевого хладагента, выходящим после дросселирования, и направляют в третий сепаратор 24, потоки из которого подают на вход обратного потока в теплообменный аппарат 6 охлаждения, и после нагрева и испарения в котором обратный поток смесевого хладагента направляют на вход в компрессор 19 смесевого хладагента.Then the mixed refrigerant is fed for separation into the first separator 22, the liquid and gaseous streams from which are sent to the heat exchanger 6 for cooling, while the liquid is cooled to a temperature from minus 70 to minus 50 ° C and sent to throttling, and the vapor is cooled to a temperature from minus 70 to minus 50 ° C, partially condensed and sent to the heat exchanger 7 for liquefaction, in which the steam flow is completely condensed and subcooled to a temperature from minus 160 to minus 140 ° C and at the outlet it is throttled to a pressure of about 0.4 MPa, after which is directed to the second separator 26, the streams from which are fed to the inlet of the return flow to the heat exchanger 7 of the liquefaction, by means of which heat is taken from the direct streams of natural gas and the mixed refrigerant, then the reverse flow of the mixed refrigerant is mixed with the vapor-liquid flow of the mixed refrigerant leaving after throttling, and sent to the third separator 24, the streams from which are fed to the inlet of the reverse flow into the heat exchanger 6 cooling, and after heating and evaporation in which the reverse flow of the mixed refrigerant is directed to the inlet to the compressor 19 of the mixed refrigerant.

Claims (14)

1. Способ сжижения природного газа, заключающийся в том, что подают газ высокого давления в блок ртутной очистки, очищенный от ртути поток осушают, извлекая из него пары воды, и при более низком содержании СО2, когда емкости адсорбента блока очистки газа достаточно для работы при имеющейся без дополнительного охлаждения температуре газа, после осушки газ очищают, извлекая из него диоксид углерода, что приводит к его нагреву, а при более высоком содержании СО2 после осушки поток газа подают в первый теплообменный аппарат предварительного охлаждения, в котором охлаждают хладагентом в виде пропилена до температуры от минус 30 до минус 10°С, далее выходящий из первого теплообменного аппарата газ очищают, извлекая из него диоксид углерода, что приводит к его нагреву, затем очищенный нагретый газ разделяют на два потока, первый из которых направляют на регенерацию блоков осушки и очистки и производство электроэнергии, а второй - на дополнительное охлаждение упомянутым хладагентом во второй теплообменный аппарат предварительного охлаждения до температуры от минус 30 до минус 10°С, после чего газ переохлаждают смесевым хладагентом в теплообменном аппарате охлаждения до температуры от минус 70 до минус 50°С и направляют в теплообменный аппарат сжижения, после которого полученный переохлажденный поток сжиженного природного газа высокого давления с температурой от минус 160 до минус 140°С дросселируют с получением сжиженного природного газа низкого давления, который пропускают через низкотемпературный сепаратор, и в нем отделяют отпарной газ от сжиженного природного газа, причем сжиженный природный газ направляют для хранения и дальнейшего использования, а отпарной газ из криогенной емкости и низкотемпературного сепаратора направляют на свечу или в ресивер смесевого хладагента, при этом прохождение упомянутых хладагентов обеспечивают по замкнутым циклам, причем хладагент в виде пропилена компримируют в компрессоре предварительного охлаждения, конденсируют в аппарате воздушного охлаждения и подают в ресивер, а затем дросселируют перед подачей в первый и второй теплообменные аппараты предварительного охлаждения и теплообменный аппарат предварительного охлаждения смесевого хладагента, и с выходов указанных теплообменных аппаратов упомянутый хладагент направляют на вход компрессора предварительного охлаждения, а смесевой хладагент также компримируют в компрессоре смесевого хладагента, охлаждают в аппарате воздушного охлаждения, дополнительно охлаждают в теплообменном аппарате предварительного охлаждения смесевого хладагента и частично конденсируют, а затем подают на разделение в первый сепаратор, жидкий и газообразные потоки из которого направляют в теплообменный аппарат охлаждения, при этом жидкость охлаждают и направляют на дросселирование, а пар частично конденсируют и направляют в теплообменный аппарат сжижения, в котором поток пара полностью конденсируют и на выходе из него дросселируют, после чего направляют во второй сепаратор, потоки из которого подают на вход обратного потока в теплообменный аппарат сжижения, посредством которого забирают теплоту от прямых потоков природного газа и смесевого хладагента, затем обратный поток смесевого хладагента смешивают с парожидкостным потоком смесевого хладагента, выходящим после дросселирования, и направляют в третий сепаратор, потоки из которого подают на вход обратного потока в теплообменный аппарат охлаждения, и после нагрева и испарения в котором обратный поток смесевого хладагента направляют на вход в компрессор смесевого хладагента.1. The method of liquefying natural gas, which consists in the fact that high-pressure gas is supplied to the mercury purification unit, the stream purified from mercury is dried by extracting water vapor from it, and at a lower CO 2 content, when the adsorbent capacity of the gas purification unit is sufficient for operation at temperatures available without additional cooling gas after the drying gas is purified by extracting therefrom the carbon dioxide, which leads to heat it, while a higher content of CO 2 after drying gas stream fed to the first heat exchanger precooling, wherein the cooled refrigerant in the form of propylene to a temperature from minus 30 to minus 10 ° C, then the gas leaving the first heat exchanger is purified by extracting carbon dioxide from it, which leads to its heating, then the purified heated gas is divided into two streams, the first of which is directed to the regeneration of drying units and purification and production of electricity, and the second - for additional cooling with the mentioned refrigerant in the second th heat exchanger for preliminary cooling to a temperature of minus 30 to minus 10 ° C, after which the gas is subcooled with a mixed refrigerant in a heat exchanger for cooling to a temperature of minus 70 to minus 50 ° C and sent to a heat exchanger for liquefaction, after which the resulting supercooled stream of liquefied natural high-pressure gas with a temperature from minus 160 to minus 140 ° C is throttled to obtain low-pressure liquefied natural gas, which is passed through a low-temperature separator, and stripping gas is separated in it from liquefied natural gas, and the liquefied natural gas is sent for storage and further use, and the stripping gas from the cryogenic tank and the low-temperature separator is directed to the candle or to the receiver of the mixed refrigerant, while the passage of the said refrigerants is provided in closed cycles, and the refrigerant in the form of propylene is compressed in the pre-cooling compressor, condensed in the air cooling and is fed into the receiver, and then throttled before being fed into the first and second heat exchangers for pre-cooling and the heat exchanger for pre-cooling of the mixed refrigerant, and from the outputs of these heat exchangers, the said refrigerant is directed to the inlet of the pre-cooling compressor, and the mixed refrigerant is also compressed in the compressor mixed refrigerant, cooled in an air cooler, additionally cooled in a heat exchanger for pre-cooling of a mixed refrigerant and partially condensed, and then fed to the first separator for separation, the liquid and gaseous streams from which are sent to a heat exchanger for cooling, while the liquid is cooled and directed to throttling, and the steam is partially condensed and sent to a heat exchanger for liquefaction, in which the steam flow is completely condensed and throttled at the outlet from it, and then sent to the second separator, the flows from which are are fed to the inlet of the return flow to the liquefaction heat exchanger, by means of which heat is taken from the direct streams of natural gas and the mixed refrigerant, then the reverse flow of the mixed refrigerant is mixed with the vapor-liquid flow of the mixed refrigerant leaving after throttling and sent to the third separator, the flows from which are fed to inlet of the return flow to the heat exchanger for cooling, and after heating and evaporation, in which the reverse flow of the mixed refrigerant is directed to the inlet of the compressor of the mixed refrigerant. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве смесевого хладагента используют смесь углеводородов и азота.2. A method according to claim 1, characterized in that a mixture of hydrocarbons and nitrogen is used as a mixed refrigerant. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что регенерацию осуществляют путем последовательного пропускания части потока очищенного природного газа через блоки адсорбционной очистки и осушки.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the regeneration is carried out by sequentially passing a portion of the purified natural gas stream through the adsorption purification and drying units. 4. Установка для сжижения природного газа, содержащая технологическую линию, выполненную в виде последовательно сообщенных соединительными трубопроводами блока ртутной очистки газа, блока адсорбционной осушки газа, регулирующего вентиля подачи газа, первого двухпоточного теплообменного аппарата предварительного охлаждения, блока адсорбционной очистки газа, узла отбора газа на регенерацию, второго двухпоточного теплообменного аппарата предварительного охлаждения, четырехпоточного теплообменного аппарата переохлаждения, трехпоточного теплообменного аппарата сжижения, регулирующего вентиля сжижения, низкотемпературного сепаратора сжиженного природного газа, и криогенной емкости, байпасную линию, снабженную байпасирующим вентилем, подключенную к выходу упомянутого блока осушки и входу упомянутого блока адсорбционной очистки, и внешнюю холодильную машину, имеющую первый контур циркуляции хладагента предварительного охлаждения и второй контур - смесевого хладагента, при этом первый контур включает компрессор предварительного охлаждения, сообщенный линией нагнетания высокого давления с аппаратом воздушного охлаждения и через него с ресивером хладагента, выход которого сообщен через соответствующий регулирующий вентиль со входами первого и второго теплообменных аппаратов предварительного охлаждения газа, предварительного охлаждения смесевого хладагента и ресивером последнего, выходы упомянутых теплообменных аппаратов сообщены со всасывающей линией компрессора, при этом второй контур включает компрессор смесевого хладагента, сообщенный линией нагнетания высокого давления с аппаратом воздушного охлаждения, который подключен ко входу теплообменного аппарата смесевого хладагента, выход которого сообщен со входом первого сепаратора, выходы которого подключены к двум входам четырехпоточного теплообменного аппарата, при этом выход газовой линии высокого давления последнего соединен со входом трехпоточного теплообменного аппарата, выход которого соединен со входом расширительного вентиля, выход последнего соединен со входом второго сепаратора, выходы которого соединены со входом обратного потока трехпоточного теплообменного аппарата, выход обратного потока последнего соединен с третьим сепаратором, к которому также подключен выход расширительного вентиля, соединенного с выходом жидкой фазы смесевого хладагента четырехпоточного теплообменного аппарата, выход которого соединен со входом компрессора линией низкого давления, к которой подключен через вентиль ресивер смесевого хладагента, который также подключен через соленоидный вентиль к линии высокого давления за аппаратом воздушного охлаждения.4. Installation for liquefaction of natural gas, containing a process line made in the form of a mercury gas purification unit connected in series with connecting pipelines, an adsorption gas dehydration unit, a gas supply control valve, a first two-flow pre-cooling heat exchanger, an adsorption gas purification unit, a gas sampling unit for regeneration, a second two-flow pre-cooling heat exchanger, a four-flow subcooling heat exchanger, a three-flow liquefaction heat exchanger, a liquefaction control valve, a low-temperature liquefied natural gas separator, and a cryogenic tank, a bypass line equipped with a bypass valve connected to the outlet of the said drying unit and the inlet adsorption cleaning, and an external refrigeration machine, which has a first circuit of the pre-cooling refrigerant circulation and the second circuit - a mixed refrigerant, while the first circuit is vk switches on the pre-cooling compressor, communicated by the high-pressure discharge line with the air cooler and through it with the refrigerant receiver, the outlet of which is communicated through the corresponding control valve with the inputs of the first and second heat exchangers for pre-cooling the gas, pre-cooling the mixed refrigerant and the receiver of the latter, the outlets of the mentioned heat exchangers devices are communicated with the compressor suction line, while the second circuit includes a mixed refrigerant compressor communicated by a high pressure discharge line with an air cooler, which is connected to the inlet of the mixed refrigerant heat exchanger, the output of which is connected to the inlet of the first separator, the outputs of which are connected to two inputs of a four-flow heat exchanger, while the outlet of the high-pressure gas line of the latter is connected to the inlet of a three-flow heat exchanger, the outlet of which is connected to the inlet of the expansion valve, the outlet of the latter is connected to the inlet of the second separator, the outputs of which are connected to the inlet of the reverse flow of the three-flow heat exchanger, the outlet of the reverse flow of the latter is connected to the third separator, to which the outlet of the expansion valve is also connected, connected to the outlet of the liquid phase of the mixed refrigerant of the four-flow heat exchanger, the outlet which is connected to the compressor inlet by a low pressure line, to which a mixed refrigerant receiver is connected through a valve, which is also connected through a solenoid valve to a high pressure line downstream of the air cooler. 5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что блок адсорбционной осушки газа и блок адсорбционной очистки газа соответственно имеют по крайней мере два адсорбера для осушки и по крайней мере два адсорбера для очистки, которые используют в качестве газа регенерации природный газ после осушки и очистки, либо газообразный азот.5. Installation according to claim 4, characterized in that the adsorption gas dehydration unit and the adsorption gas purification unit respectively have at least two adsorbers for dehydration and at least two adsorbers for purification, which use natural gas as the regeneration gas after dehydration, and purification, or nitrogen gas. 6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что она имеет систему генерации электроэнергии, которая включает в себя генератор, регулирующий вентиль и буферную емкость, подключенную к выходу вентиля узла отбора газа, через адсорбер для осушки и адсорбер для очистки, при этом в качестве топлива для генератора используется отработанный газ регенерации.6. Installation according to claim 5, characterized in that it has a power generation system, which includes a generator, a control valve and a buffer tank connected to the outlet of the valve of the gas sampling unit, through an adsorber for drying and an adsorber for cleaning, while in Regeneration waste gas is used as fuel for the generator. 7. Установка по одному из пп. 4-6, отличающаяся тем, что ресивер смесевого хладагента снабжен линией заправки.7. Installation according to one of paragraphs. 4-6, characterized in that the receiver of the mixed refrigerant is equipped with a charging line. 8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что к линии заправки через регулирующий вентиль подключены баллоны с хладагентом.8. Installation according to claim 7, characterized in that refrigerant cylinders are connected to the filling line through a control valve. 9. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что к линии заправки через регулирующий вентиль подключен отвод отпарного газа из криогенной емкости и газовая линия низкотемпературного сепаратора.9. The installation according to claim 7, characterized in that the stripping gas outlet from the cryogenic tank and the gas line of the low-temperature separator are connected to the filling line through the control valve. 10. Установка по одному из пп. 4-9, отличающаяся тем, что компрессор предварительного охлаждения и компрессор смесевого хладагента выполнены в виде винтового маслозаполненного компрессора.10. Installation according to one of paragraphs. 4-9, characterized in that the pre-cooling compressor and the mixed refrigerant compressor are made in the form of an oil-flooded screw compressor. 11. Установка по одному из пп. 4-10, отличающаяся тем, что в качестве хладагента контура предварительного охлаждения использован пропилен.11. Installation according to one of paragraphs. 4-10, characterized in that propylene is used as the refrigerant in the pre-cooling circuit. 12. Установка по одному из пп. 4-11, отличающаяся тем, что в качестве смесевого хладагента использована смесь углеводородов и азота.12. Installation according to one of paragraphs. 4-11, characterized in that a mixture of hydrocarbons and nitrogen is used as a mixed refrigerant. 13. Установка по одному из пп. 4-12, отличающаяся тем, что в качестве теплообменных аппаратов использованы пластинчато-ребристые теплообменные аппараты.13. Installation according to one of paragraphs. 4-12, characterized in that plate-fin heat exchangers are used as heat exchangers. 14. Установка по одному из пп. 4-13, отличающаяся тем, что отвод отпарного газа из криогенной емкости и газовая линия низкотемпературного сепаратора подключены к линии сброса на свечу.14. Installation according to one of paragraphs. 4-13, characterized in that the stripping gas outlet from the cryogenic vessel and the gas line of the low-temperature separator are connected to the discharge line to the candle.
RU2021101588A 2021-01-26 2021-01-26 Method for autonomous production of liquefied natural gas and installation for its implementation RU2753206C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101588A RU2753206C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Method for autonomous production of liquefied natural gas and installation for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021101588A RU2753206C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Method for autonomous production of liquefied natural gas and installation for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753206C1 true RU2753206C1 (en) 2021-08-12

Family

ID=77349134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021101588A RU2753206C1 (en) 2021-01-26 2021-01-26 Method for autonomous production of liquefied natural gas and installation for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753206C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4033735A (en) * 1971-01-14 1977-07-05 J. F. Pritchard And Company Single mixed refrigerant, closed loop process for liquefying natural gas
SU645618A3 (en) * 1970-12-21 1979-01-30 Л,Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур, Л.Этюд Эл, Эксплуатасьон Дэпросэдэ, Жорж Клод (Фирма) Method of cooling and condensing natural gas
RU2170894C2 (en) * 1995-12-20 2001-07-20 Филлипс Петролеум Компани Method of separation of load in the course of stage-type cooling
RU2212598C1 (en) * 2002-02-26 2003-09-20 Горбачев Станислав Прокофьевич Method and apparatus for natural gas partial liquefaction
CN104089462A (en) * 2014-07-16 2014-10-08 北京安珂罗工程技术有限公司 Method and system for refrigerating and liquefying natural gas by mixed refrigerants in two-level precooling mode

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU645618A3 (en) * 1970-12-21 1979-01-30 Л,Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур, Л.Этюд Эл, Эксплуатасьон Дэпросэдэ, Жорж Клод (Фирма) Method of cooling and condensing natural gas
US4033735A (en) * 1971-01-14 1977-07-05 J. F. Pritchard And Company Single mixed refrigerant, closed loop process for liquefying natural gas
RU2170894C2 (en) * 1995-12-20 2001-07-20 Филлипс Петролеум Компани Method of separation of load in the course of stage-type cooling
RU2212598C1 (en) * 2002-02-26 2003-09-20 Горбачев Станислав Прокофьевич Method and apparatus for natural gas partial liquefaction
CN104089462A (en) * 2014-07-16 2014-10-08 北京安珂罗工程技术有限公司 Method and system for refrigerating and liquefying natural gas by mixed refrigerants in two-level precooling mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2300061C2 (en) Method of liquefying natural gas
JP5006515B2 (en) Improved drive and compressor system for natural gas liquefaction
US6253574B1 (en) Method for liquefying a stream rich in hydrocarbons
CA2864482C (en) Method and system for liquefying natural gas using single mixed refrigerant and refrigeration medium
CN103075868B (en) Natural gas liquefaction system and method
KR102283088B1 (en) Polar cascade method for liquefying natural gas in high-pressure cycle with pre-cooling with ethane and auxiliary cooling with nitrogen and plant for its implementation
JP2006504928A (en) Motor driven compressor system for natural gas liquefaction
WO2014039008A1 (en) System and method for natural gas liquefaction
EA013234B1 (en) Semi-closed loop lng process
MX2010011500A (en) Dual nitrogen expansion process.
CN111578620B (en) System and process method for vehicle-mounted movable recovery of mixed hydrocarbon and liquefied natural gas in oilfield blow-down gas
RU2568697C2 (en) Liquefaction of fraction enriched with hydrocarbons
AU2021382399A1 (en) Process for producing liquefied hydrogen
US20230375261A1 (en) Closed loop lng process for a feed gas with nitrogen
RU2753206C1 (en) Method for autonomous production of liquefied natural gas and installation for its implementation
CN114165987B (en) Liquid carbon dioxide production device and production method thereof
CN114440551B (en) Device and method for recycling mixed hydrocarbon of associated gas of oil field rich in nitrogen and liquefying dry gas at low temperature
RU2779805C1 (en) Method for liquefiting hydrogen and installation for its implementation (options)
US20230392859A1 (en) Cryogenic Gas Cooling System and Method
CN116086131A (en) Mixed refrigerant liquefied natural gas device and method for precooling frozen brine
WO2023225476A2 (en) System and method for cooling fluids containing hydrogen or helium
CN114702993A (en) Offshore natural gas treatment method suitable for high acid gas content
MXPA99006305A (en) Use of a turboexpander cycle in liquefied natural gas process