"a高温側および低温側を含む熱交換器であって、前記高温側は、前記気体の供給を受け取るように構成される供給気体入口を有し、前記低温側は、生成物が前記熱交換器を出る生成物出口を有しており、前記供給気体入口および前記生成物出口と連通する冷却流路、予備冷却液体流路、予備冷却の冷却流路、高圧流路、および1次冷却流路をさらに含む、前記熱交換器と、b気体出口を有する吸引分離装置と、c前記吸引分離装置の前記気体出口および出口と流体連通する吸引入口を有する第1段圧縮機と、d前記第1段圧縮機の前記出口および出口と流体連通する入口を有する第1段後部冷却器と、e前記第1段後部冷却器の前記出口と流体連通する入口を有し、前記熱交換器の前記高圧流路と流体連通する気体出口、および前記熱交換器の前記予備冷却液体流路と流体連通する液体出口を有する中間段分離装置と、f前記熱交換器の前記予備冷却液体流路と流体連通する入口、および前記熱交換器の前記予備冷却の冷却流路と連通する出口を有する第1の膨張装置と、g前記熱交換器の前記高圧流路と流体連通する入口、および前記熱交換器の前記1次冷却流路と連通する出口を有する第2の膨張装置と、h混合相流を生成するように構成される前記予備冷却の冷却流路、および気体流を生成するように構成される前記1次冷却流路と、i前記気体流を受け取るために前記熱交換器の前記1次冷却流路の出口とさらに流体連通する前記吸引分離装置とを含む、混合冷媒により気体を冷却するシステム。前記予備冷却の冷却流路は、前記低温側ではなく、前記熱交換器の前記高温側を通過し、前記1次冷却流路は、前記熱交換器の前記高温側および低温側を通過し、前記中間段分離装置は、前記冷媒の重い画分を含む液体流を生成するように構成され、その結果、前記気体の冷却曲線の高温側、および前記冷媒の冷却曲線の高温側は、混合相流を生成する前記予備冷却の冷却流路、および気体流を生成する前記1次冷却流路により互いに近づく、請求項1に記載のシステム。前記吸引分離装置は、前記熱交換器の前記1次冷却流路と連通する気体入口、および前記熱交換器の前記予備冷却の冷却流路と連通する混合相入口を含み、その結果、前記1次冷却流路からの前記気体流、および前記予備冷却の冷却流路からの前記混合相流は、前記吸引分離装置内で結合および平衡化され、前記第1段圧縮機の電力消費を低減するために、前記第1段圧縮機の前記吸引入口に冷却気体流を供給する、請求項1に記載のシステム。前記冷却気体流は、熱伝達および質量伝達によりもたらされる、請求項3に記載のシステム。前記吸引分離装置は、液体出口を含んでおり、前記吸引分離装置の前記液体出口と連通する入口、および前記中間段分離装置と流体連通する出口を有するポンプをさらに含む、請求項3に記載のシステム。前記冷却流路、前記高圧流路、および前記1次冷却流路は、前記熱交換器の前記高温側および低温側を通過する、請求項1に記載のシステム。前記予備冷却液体流路および前記予備冷却の冷却流路は、前記熱交換器の前記低温側ではなく、前記熱交換器の前記高温側を通過する、請求項6に記載のシステム。前記予備冷却液体流路および前記予備冷却の冷却流路は、前記熱交換器の前記低温側ではなく、前記熱交換器の前記高温側を通過する、請求項1に記載のシステム。前記気体は、天然ガスである、請求項1に記載のシステム。前記生成物は、液化天然ガスである、請求項9に記載のシステム。前記生成物は、液化ガスである、請求項1に記載のシステム。前記気体の前記供給を受け取り、それを冷却し、前記冷却気体を前記熱交換器の前記気体供給入口に導くように構成される第1の予備冷却システムをさらに含む、請求項1に記載のシステム。前記第1の予備冷却システムは、予備冷却システム冷媒として単一成分冷媒を使用する、請求項12に記載のシステム。前記単一成分冷媒は、プロパンである、請求項13に記載のシステム。前記第1の予備冷却システムは、予備冷却システム冷媒として第2の混合冷媒を使用する、請求項12に記載のシステム。前記第1段圧縮機の前記出口と前記中間段分離装置の前記入口との間の回路内の第2の予備冷却システムをさらに含む、請求項12に記載のシステム。前記第1および第2の予備冷却システムは、単一の予備冷却システム内に含まれる、請求項16に記載のシステム。前記第1段圧縮機の前記出口と前記中間段分離装置の前記入口との間の回路内の予備冷却システムをさらに含む、請求項1に記載のシステム。前記予備冷却システムは、予備冷却システム冷媒として単一成分冷媒を使用する、請求項18に記載のシステム。前記単一成分冷媒は、プロパンである、請求項19に記載のシステム。前記予備冷却システムは、予備冷却システム冷媒として第2の混合冷媒を使用する、請求項18に記載のシステム。前記吸引分離装置は、入口を含んでおり、前記熱交換器の前記1次冷却流路と流体連通する気体入口、および前記熱交換器の前記予備冷却の冷却流路と連通する混合相入口を有する混合装置であって、その結果、前記1次冷却流路からの前記気体流、および前記予備冷却の冷却流路からの前記混合相流は、前記混合装置内で結合および混合されるが、前記吸引分離装置の前記入口と連通する出口をさらに有し、その結果、前記結合および混合した流れは、前記吸引分離装置に供給される、混合装置をさらに含む、請求項1に記載のシステム。前記混合装置は、静止混合器を含む、請求項22に記載のシステム。前記混合装置は、パイプ部分を含む、請求項22に記載のシステム。前記混合装置は、前記熱交換器の管寄せを含む、請求項22に記載のシステム。前記熱交換器の前記予備冷却の冷却流路と流体連通する入口、前記吸引分離装置と連通する気体出口、および前記中間段分離装置と連通する液体出口を有し、その結果、前記第1段圧縮機の前記吸引入口は、前記第1段圧縮機の電力需要量を低減するために、低減した気体モル流量を受け取る、帰還分離装置をさらに含む、請求項1に記載のシステム。前記帰還分離装置の前記液体出口と前記中間段分離装置との間の回路内のポンプをさらに含む、請求項26に記載のシステム。前記帰還分離装置および中間段分離装置は、ドラムである、請求項26に記載のシステム。前記帰還ドラムおよび中間段ドラムは、結合されて単一のドラムになる、請求項28に記載のシステム。前記吸引分離装置および中間段分離装置は、ドラムである、請求項1に記載のシステム。前記第1および第2の膨張装置は、膨張弁である、請求項1に記載のシステム。a高温側および低温側を含む熱交換器であって、前記高温側は、前記気体の供給を受け取るように構成される供給気体入口を有し、前記低温側は、生成物が前記熱交換器を出る生成物出口を有しており、前記供給気体入口と前記生成物出口との間に延びる冷却流路、予備冷却液体流路、予備冷却の冷却流路、高圧気体流路、高圧液体流路、および1次冷却流路をさらに含む、前記熱交換器と、b気体出口を有する吸引分離装置と、c前記吸引分離装置の前記気体出口および出口と流体連通する吸引入口を有する第1段圧縮機と、d前記第1段圧縮機の前記出口および出口と流体連通する入口を有する第1段後部冷却器と、e前記第1段後部冷却器の前記出口と流体連通する入口を有し、気体出口、および前記熱交換器の前記予備冷却液体流路と流体連通する液体出口をさらに有する中間段分離装置と、f前記熱交換器の前記予備冷却液体流路と流体連通する入口、および前記熱交換器の前記予備冷却の冷却流路と連通する出口を有する第1の膨張装置と、g前記中間段分離装置の前記気体出口と流体連通する吸引入口、および出口を有する最終段圧縮機と、h前記最終段圧縮機の前記出口と流体連通する入口、および出口を有する最終段後部冷却器と、i前記最終段後部冷却器の前記出口と流体連通する入口、前記熱交換器の前記高圧気体流路と流体連通する気体出口、および前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通する液体出口を有するアキュムレータ分離装置と、j前記熱交換器の前記高圧気体流路と流体連通する入口、および前記熱交換器の前記1次冷却流路と流体連通する出口を有する第2の膨張装置と、k前記熱交換器の前記高圧液体流路と流体連通する入口、および前記熱交換器の前記1次冷却流路と流体連通する出口を有する第3の膨張装置と、l混合相流を生成するように構成される前記予備冷却の冷却流路、および気体流を生成するように構成される前記1次冷却流路と、m前記気体流を受け取るために前記熱交換器の前記1次冷却流路とさらに流体連通する前記吸引分離装置とを含む、混合冷媒により気体を冷却するシステム。前記予備冷却の冷却流路は、前記低温側ではなく、前記熱交換器の前記高温側を通過し、前記1次冷却流路は、前記熱交換器の前記高温側および低温側を通過し、前記中間段分離装置は、前記冷媒の重い画分を含む液体流を生成するように構成され、その結果、前記気体の冷却曲線の高温側、および前記冷媒の冷却曲線の高温側は、混合相流を生成する前記予備冷却の冷却流路、および気体流を生成する前記1次冷却流路により互いに近づく、請求項32に記載のシステム前記吸引分離装置は、前記熱交換器の前記1次冷却流路と連通する気体入口、および前記熱交換器の前記予備冷却の冷却流路と連通する混合相入口を含み、その結果、前記1次冷却流路からの前記気体流、および前記予備冷却の冷却流路からの前記混合相流は、前記吸引分離装置内で結合および平衡化され、前記第1段圧縮機の電力消費を低減するために、前記第1段圧縮機の前記吸引入口に冷却気体流を供給する、請求項32に記載のシステム。前記冷却気体流は、熱伝達および質量伝達によりもたらされる、請求項34に記載のシステム。前記吸引分離装置は、液体出口を含んでおり、前記吸引分離装置の前記液体出口と連通する入口、および前記中間段分離装置と流体連通する出口を有するポンプをさらに含む、請求項34に記載のシステム。前記冷却流路および1次冷却流路は、前記熱交換器の前記高温側および低温側を通過する、請求項32に記載のシステム。前記予備冷却液体流路および前記予備冷却の冷却流路は、前記熱交換器の前記低温側ではなく、前記熱交換器の前記高温側を通過する、請求項37に記載のシステム。前記予備冷却液体流路および前記予備冷却の冷却流路は、前記熱交換器の前記低温側ではなく、前記熱交換器の前記高温側を通過する、請求項32に記載のシステム。前記気体は、天然ガスである、請求項32に記載のシステム。前記生成物は、液化天然ガスである、請求項40に記載のシステム。前記生成物は、液化ガスである、請求項32に記載のシステム。前記気体の前記供給を受け取り、それを冷却し、前記冷却気体を前記熱交換器の前記気体供給入口に導くように構成される第1の予備冷却システムをさらに含む、請求項32に記載のシステム。前記第1の予備冷却システムは、予備冷却システム冷媒として単一成分冷媒を使用する、請求項43に記載のシステム。前記単一成分冷媒は、プロパンである、請求項44に記載のシステム。前記第1の予備冷却システムは、予備冷却システム冷媒として第2の混合冷媒を使用する、請求項43に記載のシステム。前記第1段圧縮機の前記出口と前記中間段分離装置の前記入口との間の回路内の第2の予備冷却システム、および前記最終段後部冷却器の前記出口と前記アキュムレータ分離装置の前記入口との間の回路内の第3の予備冷却システムをさらに含む、請求項43に記載のシステム。前記第1、第2および第3の予備冷却システムは、単一の予備冷却システム内に含まれる、請求項47に記載のシステム。前記第1段圧縮機の前記出口と前記中間段分離装置の前記入口との間の回路内の予備冷却システムをさらに含む、請求項32に記載のシステム。前記最終段後部冷却器の前記出口と前記アキュムレータ分離装置の前記入口との間の回路内の予備冷却システムをさらに含む、請求項32に記載のシステム。前記吸引分離装置は、入口を含んでおり、前記熱交換器の前記1次冷却流路と流体連通する気体入口、および前記熱交換器の前記予備冷却の冷却流路と連通する混合相入口を有する混合装置であって、その結果、前記1次冷却流路からの前記気体流、および前記予備冷却の冷却流路からの前記混合相流は、前記混合装置内で結合および混合されるが、前記吸引分離装置の前記入口と連通する出口をさらに有し、その結果、前記結合および混合した流れは、前記吸引分離装置に供給される、混合装置をさらに含む、請求項32に記載のシステム。前記混合装置は、静止混合器を含む、請求項51に記載のシステム。前記混合装置は、パイプ部分を含む、請求項51に記載のシステム。前記混合装置は、前記熱交換器の管寄せを含む、請求項51に記載のシステム。前記熱交換器の前記予備冷却の冷却流路と流体連通する入口、前記吸引分離装置と連通する気体出口、および前記中間段分離装置と連通する液体出口を有し、その結果、前記第1段圧縮機の前記吸引入口は、前記第1段圧縮機の電力需要量を低減するために、低減した気体モル流量を受け取る、帰還分離装置をさらに含む、請求項32に記載のシステム。前記帰還分離装置の前記液体出口と前記中間段分離装置との間の回路内のポンプをさらに含む、請求項55に記載のシステム。前記帰還分離装置および中間段分離装置は、ドラムである、請求項55に記載のシステム。前記帰還ドラムおよび中間段ドラムは、結合されて単一のドラムになる、請求項57に記載のシステム。前記吸引分離装置、中間段分離装置、およびアキュムレータ分離装置は、ドラムである、請求項32に記載のシステム。前記第1、第2、および第3の膨張装置は、膨張弁である、請求項32に記載のシステム。a第1および最終の圧縮冷却サイクルを使用して、混合冷媒を圧縮および冷却するステップと、b高圧液体流および気体流が生成されるように、前記第1および最終の圧縮冷却サイクルの後、前記混合冷媒を平衡化および分離するステップと、c1次冷却流が前記熱交換器内に供給されるように、前記高圧液体流および気体流を冷却および膨張させるステップと、d予備冷却液体流が生成されるように、前記第1および最終の圧縮冷却サイクル間に前記混合冷媒を平衡化および分離するステップと、e前記予備冷却液体流が冷却されるように、前記1次冷却流と向流熱交換させながら、前記予備冷却液体流を前記熱交換器に通すステップと、f予備冷却の冷却流が生成されるように、前記冷却された予備冷却液体流を膨張させるステップと、g前記予備冷却の冷却流を前記熱交換器に通すステップと、h前記気体が冷却され、混合相流が前記予備冷却の冷却流から生成され、気体流が前記1次冷却流から生成されるように、前記1次冷却流および前記予備冷却の冷却流と向流熱交換させながら、前記気体流を前記熱交換器に通すステップとを含む、高温側および低温側を有する熱交換器内の気体を冷却する方法。ステップhは、2相流をもたらす、気体流および前記予備冷却の冷却流を供給する、前記1次冷却流をもたらし、i前記圧縮機の温度を低下させるために、第1の圧縮冷却サイクル圧縮機に低減した温度の気体流を供給するように、前記第1の圧縮冷却サイクルの前に前記気体流および前記2相流を混合するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。j前記低減した温度の気体流および冷却された液体流が生成されるように、前記気体流および前記2相流を平衡化および分離するステップと、k前記最終の圧縮冷却サイクルの前に、前記冷却された液体流が前記混合冷媒と再結合するように、前記冷却された液体流を吸引するステップとをさらに含む、請求項62に記載の方法。i帰還気体流および帰還液体流が生成されるように、前記混合相流を平衡化および分離するステップと、j結合流を生成し、前記第1の圧縮冷却サイクルに導くように、前記帰還気体流、および前記1次冷却流からの前記気体流を平衡化および分離するステップとをさらに含む、請求項61に記載の方法。前記最終の圧縮冷却サイクルの前に、前記帰還液体流が前記混合冷媒と再結合するように、前記帰還液体流を吸引するステップをさらに含む、請求項64に記載の方法。ステップcは、前記高圧気体流および高圧液体流が冷却されるように、前記1次冷却流および前記予備冷却の冷却流と向流熱交換させながら、前記高圧気体流および高圧液体流を前記熱交換器に通すステップを含む、請求項61に記載の方法。前記気体は、天然ガスである、請求項61に記載の方法。前記圧縮冷却、ならびに前記第1および最終の圧縮冷却サイクルの一部は、圧縮機および熱交換器により達成される、請求項61に記載の方法。前記気体流および前記1次冷却流は、前記熱交換器の前記高温側および低温側のどちらも通過する、請求項61に記載の方法。前記予備冷却の冷却流は、前記熱交換器の前記高温側を通過するが、前記熱交換器の前記低温側を通過しない、請求項69に記載の方法。ステップcおよびfの前記膨張は、膨張装置により達成される、請求項61に記載の方法。前記膨張装置は、膨張弁である、請求項71に記載の方法。前記気体は、ステップhでさらに液化される、請求項61に記載の方法。前記予備冷却気体流を前記熱交換器に通す前に、前記気体を予備冷却するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。前記第1の圧縮冷却サイクルの後、前記混合冷媒を予備冷却するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。前記最終の圧縮冷却サイクルの後、前記混合冷媒を予備冷却するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。下流混合冷媒システム内でステップhからの前記冷却気体をさらに冷却するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。下流混合冷媒システム内でステップhからの前記冷却気体を液化するステップをさらに含む、請求項61に記載の方法。前記気体は、混合冷媒である、請求項61に記載の方法。前記気体は、単一成分冷媒である、請求項61に記載の方法。0022本発明によれば、以下により詳細に説明するように、重い画分の簡単な平衡分離は、重い画分がプロセスの1次熱交換器を出るときに完全には気化されない場合、混合冷媒プロセス効率を大幅に改善するには十分である。これは、圧縮機吸引時に多少の液化冷媒が存在し、それを事前に分離し、より高い圧力まで吸引しなければならないことを意味する。液化冷媒が冷媒の気化した、より軽い画分と混合されるとき、圧縮機吸引気体は、大幅に冷却され、必要な圧縮機電力が、さらに低減される。中間段の重い画分の平衡分離も、第2またはより高い段の1つまたは複数の圧縮機の負荷を低減し、その結果、プロセス効率が改善する。冷媒の重い成分は、さらにプロセスの低温側から追い出され、冷媒凍結の可能性を低減する。0023さらに、独立した予備冷却の冷却ループで重い画分を使用すると、その結果、熱交換器の高温側で加熱/冷却曲線がほぼ閉じて、より効率的な冷却の使用をもたらす。これは、図2からの曲線開いた曲線および図4からの曲線閉じた曲線が40°C~-40°Cに限定された温度範囲で同じ軸にプロットされる、図8に最も良く示されている。0024本発明のシステムおよび方法の一実施形態を示す、プロセスフロー概略図を図3に提供する。ここで図3を参照して、一実施形態の運転を説明する。0025図3に示すように、本システムは、高温側7および低温側8を含む、6で全体を示す複数流熱交換器を含む。熱交換器は、熱交換器内の冷却流との熱交換による熱の除去を介して冷却流路5内で液化される高圧天然ガス供給流9を受け取る。その結果、液化天然ガス生成物の流れ10が形成される。熱交換器の複数流構造により、単一の交換器へのいくつかの流れの便利でエネルギー効率の良い統合が可能になる。適当な熱交換器は、ChartEnergyChemicals,Inc.ofTheWoodlands、Texasから購入することができる。ChartEnergyChemicals,Inc.から入手可能であるプレートフィン複数流熱交換器は、物理的に小型である利点をさらに提供する。0026熱交換器6を含む、図3のシステムは、先行技術において知られている、13に破線で示すように、他の気体プロセス追加機能を行うように構成することができる。これらのプロセス追加機能は、気体流に1つまたは複数の回数、熱交換器を出て、再び熱交換器に入るように要求し、例えば、天然ガス液体回収または窒素除去を含むことができる。さらに、本発明のシステムおよび方法を天然ガスの液化に関して以下に説明するが、それらは、限定されないが、空気または窒素を含む、天然ガス以外の気体の冷却、液化、および/またはプロセスに使用することができる。0027単一の混合冷媒、および図3に示すシステムの残りの部分を使用して、熱交換器内で熱除去が達成される。以下に説明するように、システムの冷却部分の流れの冷媒組成、状態、および流量を表1に示す。0028図3の右上部を参照すれば、第1段圧縮機11は、低圧気化冷媒流12を受け取り、それを中間圧力まで圧縮する。次に、流れ14は、第1段後部冷却器16に進み、冷却される。後部冷却器16は、例えば熱交換器とすることができる。得られた中間圧力混合相冷媒流18は、中間段ドラム22に進む。中間段ドラム22を図示する一方で、限定されないが、別のタイプの容器、サイクロン分離機、蒸留ユニット、コアレス分離機、またはメッシュもしくはベーンタイプのミスト除去器を含む、別の分離装置を使用することができる。中間段ドラム22も、以下により詳細に説明するように、ポンプ26により供給される中間圧力液化冷媒流24を受け取る。別の実施形態では、代わりに、流れ24は、後部冷却器16の上流で流れ14と結合し、後部冷却器16の下流で流れ18と結合することができる。0029流れ18および24は、ドラム22の気体出口を出る、分離された中間圧力気体流28およびドラムの液体出口を出る中間圧力液体流32をもたらす、中間段ドラム22内で結合および平衡化される。高温で重い画分である中間圧力液体流32は、ドラム22の液体側を出て、熱交換器6の予備冷却液体流路33に入り、さらに熱交換器を通過しながら、以下に説明する様々な冷却流との熱交換により過冷却される。得られた流れ34は、熱交換器を出て、膨張弁36によりフラッシュされる。膨張弁36の代わりに、限定されないが、タービンまたはオリフィスを含む、別のタイプの膨張装置を使用することができる。得られた流れ38は、熱交換器6に再び入り、予備冷却の冷却流路39を介して、さらに冷却する。流れ42は、著しい液体画分との2相混合物として熱交換器の高温側7を出る。0030中間圧力気体流28は、ドラム22の気体出口から第2または最終段の圧縮機44に進み、高圧まで圧縮される。流れ46は、圧縮機44を出て、第2または最終段の後部冷却器48を通過し、冷却される。得られた流れ52は、気相および液相のどちらも含み、これらの相は、アキュムレータドラム54内で分離される。アキュムレータドラム54を図示する一方で、限定されないが、別のタイプの容器、サイクロン分離機、蒸留ユニット、コアレス分離機、またはメッシュもしくはベーンタイプのミスト除去器を含む、別の分離装置を使用することができる。高圧気化冷媒流56は、ドラム54の気体出口を出て、熱交換器6の高温側に進む。高圧液化冷媒流58は、ドラム54の液体出口を出て、さらに熱交換器6の高温側に進む。第1段圧縮機11および第1段後部冷却器16は、第1の圧縮冷却サイクルを構成するが、最終段圧縮機44および最終段後部冷却器48は、最終の圧縮冷却サイクルを構成することに留意されたい。しかし、代わりに、各冷却サイクル段は、複数の圧縮機および/または後部冷却器を含むことができることにも留意されたい。0031高温高圧気化冷媒流56は、熱交換器6の高圧気体流路59を通過するとき、冷却され、凝縮され、過冷却される。その結果、流れ62は、熱交換器6の低温側を出る。流れ62は、膨張弁64によりフラッシュされ、流れ66として熱交換器に再び入り、1次冷却流路65を通過しながら、流れ67として冷却する。膨張弁64の代わりに、限定されないが、タービンまたはオリフィスを含む、別のタイプの膨張装置を使用することができる。0032高温高圧液化冷媒流58は、熱交換器6に入り、高圧液体流路69内で過冷却される。得られた流れ68は、熱交換器を出て、膨張弁72によりフラッシュされる。膨張弁72の代わりに、限定されないが、タービンまたはオリフィスを含む、別のタイプの膨張装置を使用することができる。得られた流れ74は、熱交換器6に再び入り、1次冷却流路65内で流れ67と合流および結合し、流れ76としてさらに冷却し、過熱気体流78として熱交換器6の高温側を出る。0033過熱気体流78、および上述のように著しい液体画分との2相混合物である流れ42は、それぞれ、気体入口および混合相入口を通して低圧吸引ドラム82に入り、低圧吸引ドラム内で結合および平衡化される。吸引ドラム82を図示する一方で、限定されないが、別のタイプの容器、サイクロン分離機、蒸留ユニット、コアレス分離機、またはメッシュもしくはベーンタイプのミスト除去器を含む、別の分離装置を使用することができる。その結果、低圧気化冷媒流12は、ドラム82の気体出口を出る。上述のように、流れ12は、第1段圧縮機11の入口に進む。吸引ドラム82内で混合相流42を、大幅に異なる組成の気体を含む流れ78と混合することにより、圧縮機11の吸引入口で、部分的なフラッシュ冷却効果をもたらすが、フラッシュ冷却効果は、圧縮機に進む気体流の温度、したがって圧縮機自体の温度を低下させ、その結果、圧縮機を運転するのに必要な電力を低減する。0034混合フラッシュ冷却効果により温度がさらに低下した低圧液化冷媒流84は、ドラム82の液体出口を出て、ポンプ26により中間圧力まで吸引される。上述のように、ポンプからの出口流24は、中間段ドラム22に進む。0035その結果、本発明によれば、流れ32、34、38、および42を含む予備冷却の冷媒ループは、熱交換器6の高温側に入り、著しい液体画分と共に出る。部分的に液体の流れ42は、吸引ドラム82内での平衡化および分離、得られた気体の圧縮機11内での圧縮、ならびに得られた液体のポンプ26による吸引のために、流れ78からの使用済冷媒気体と結合される。吸引ドラム82内の平衡状態は、熱および質量の両方の輸送により、圧縮機11に入る流れの温度を低減し、したがって、圧縮機による電力使用量を低減する。0036図3のプロセスに関する混合物加熱曲線および冷却曲線を図4に示す。最適化された単一の混合冷媒プロセスに関する、図2の曲線との比較により、Swensonへの米国特許第4,033,735号に説明されたものと同様に、混合物加熱曲線および冷却曲線は互いに近づき、したがって、圧縮機電力を約5だけ低減することが示される。これは、プラントの資本コストを低減するのを助け、エネルギー消費を関連の環境排出量と共に低減する。これらの利点は、小型から中型サイズの液化天然ガスプラントに1年につき数百万ドルの節約をもたらすことができる。0037図4は、図3のシステムおよび方法により、冷却曲線の熱交換器高温側でほぼ閉じることも示す図8も参照。これは、中間圧力の重い画分液体が冷媒の残りよりも高い温度で沸騰し、したがって、高温側熱交換器冷却に極めて適しているためである。熱交換器内のより軽い画分冷媒とは別に中間圧力の重い画分液体を沸騰させることにより、さらに高い沸点を実現し、その結果、さらに閉じたしたがって、より効率的な高温側の曲線になる。さらに、熱交換器の低温側から重い画分を追い出すことは、凍結の発生を防ぐのを助ける。0038上述の実施形態は、超臨界圧力における、代表となる天然ガス供給に関するものであることに留意されたい。最適な冷媒組成および運転条件は、様々な圧力で、より純粋でない他の天然ガスを液化するとき、変化する。しかし、プロセスの利点は、その熱力学的効率のために残る。0039本発明のシステムおよび方法の第2の実施形態を示す、プロセスフロー概略図を図5に提供する。図5の実施形態では、過熱気体流78および2相混合流42は、図3の吸引ドラム82の代わりに、102で示す混合装置内で結合される。混合装置102は、例えば、静止混合器、流れ78および42が流れる単一のパイプ部分、熱交換器6の充填物または管寄せとすることができる。結合および混合した流れ78および42は、混合装置102を出た後、流れ106として低圧吸引ドラム104の単一の入口に進む。吸引ドラム104を図示する一方で、限定されないが、別のタイプの容器、サイクロン分離機、蒸留ユニット、コアレス分離機、またはメッシュもしくはベーンタイプのミスト除去器を含む、別の分離装置を使用することができる。流れ106が吸引ドラム104に入るとき、気相および液相は分離され、その結果、図3の実施形態で上述したように、低圧液化冷媒流84は、ドラム104の液体出口を出るが、低圧気体流12は、ドラム104の気体出口を出る。図5の実施形態の残りの部分は、図3の実施形態で上述した同じ要素および運転を含むが、表1のデータは異なる可能性がある。0040本発明のシステムおよび方法の第3の実施形態を示す、プロセスフロー概略図を図6に提供する。図6の実施形態では、熱交換器6からの2相混合流42が、ドラム120に帰還するように進む。得られた気相は、帰還気体流122として低圧吸引ドラム124の第1の気体入口に進む。熱交換器6からの過熱気体流78は、低圧吸引ドラム124の第2の気体入口に進む。結合した流れ126は、吸引ドラム124の気体出口を出る。ドラム120および124は、代わりに、組み合わせて、帰還分離機ドラムおよび吸引ドラムの機能を行う単一のドラムまたは容器にすることができる。さらに、ドラム120および124は、限定されないが、別のタイプの容器、サイクロン分離機、蒸留ユニット、コアレス分離機、またはメッシュもしくはベーンタイプのミスト除去器を含む、別のタイプの分離装置に置き換えることができる。0041第1段圧縮機131は、低圧気化冷媒流126を受け取り、それを中間圧力まで圧縮する。次に、圧縮流132は、第1段後部冷却器134に進み、冷却される。その間、帰還分離機ドラム120の液体出口からの液体が、帰還液体流136としてポンプ138に進み、得られた流れ142は、次に、第1段後部冷却器134の上流で流れ132と合流する。0042第1段後部冷却器134を出る中間圧力混合相冷媒流144は、中間段ドラム146に進む。中間段ドラム146を図示する一方で、限定されないが、別のタイプの容器、サイクロン分離機、蒸留ユニット、コアレス分離機、またはメッシュもしくはベーンタイプのミスト除去器を含む、別の分離装置を使用することができる。分離された中間圧力気体流28は、中間段ドラム146の気体出口を出るが、中間圧力液体流32は、ドラムの液体出口を出る。図3の実施形態で上述したように、中間圧力気体流28は、第2段圧縮機44に進むが、高温で重い画分である中間圧力液体流32は、熱交換器6に進む。図6の実施形態の残りの部分は、図3の実施形態で上述した同じ要素および運転を含むが、表1のデータは異なる可能性がある。図6の実施形態は、ドラム124で全く冷却せず、したがって、第1段圧縮機吸引流126を冷却しない。しかし、効率を改善することに関して、冷却された圧縮機吸引流は、圧縮機吸引部への低減した気体モル流量に置き換えられる。圧縮機吸引部への低減した気体流は、図3の実施形態の冷却された圧縮機吸引流によりもたらされる低減量とほぼ等価の圧縮機電力需要量の低減をもたらす。図3の実施形態のポンプ26と比べて、ポンプ138の電力需要量に関連する増加が生じるが、ポンプ電力増加量は、圧縮機電力の節約量と比べて極めて小さいほぼ1/100。0043図7に示す、本発明のシステムおよび方法の第4の実施形態では、図3のシステムは、適宜、202、204、および/または206で示す、1つまたは複数の予備冷却システムを設けられる。当然、図5もしくは6の実施形態、または本発明のシステムの他の任意の実施形態は、図7の予備冷却システムを設けることができる。予備冷却システム202は、熱交換器6の前に天然ガス流9を予備冷却するためにある。予備冷却システム204は、混合相流18が第1段後部冷却器16から中間段ドラム22に進むとき、混合相流18を中間段で予備冷却するためにある。予備冷却システム206は、混合相流52が第2段後部冷却器48からアキュムレータドラム54に進むとき、混合相流52を予備冷却放出するためにある。図7の実施形態の残りの部分は、図3の実施形態で上述した同じ要素および運転を含むが、表1のデータは異なる可能性がある。0044予備冷却システム202、204、または206のそれぞれは、運転のために熱交換器6に組み込み、もしくは熱交換器6に依存することができ、または、例えば第2の複数流熱交換器とすることができる冷却装置を含むことができる。それに加えて、予備冷却システム202、204、および/または206の2つまたは3つすべては、単一の複数流熱交換器に組み込むことができる。当技術分野で知られている、どんな予備冷却システムも使用することができるが、図7の予備冷却システムはそれぞれ、プロパンなどの単一成分冷媒、または予備冷却システム冷媒としての第2の混合冷媒を使用する冷却装置を含むのが好ましい。より具体的には、単一の圧力または複数の圧力で気化する予備冷却の冷媒を有する、よく知られているプロパンC3-MR予備冷却プロセスまたは2相混合冷媒プロセスを使用することができる。他の適当な単一成分冷媒の例は、限定されないが、N-ブタン、イソブタン、プロピレン、エタン、エチレン、アンモニア、フロン、または水を含む。0045図7のシステムまたは他の任意のシステムの実施形態は、予備冷却システム202を設けられるのに加えて、液化システムまたは第2の混合冷媒システムなどの下流プロセス用予備冷却システムとして機能することができる。熱交換器の冷却流路内で冷却される気体は、第2の混合冷媒または単一成分混合冷媒とすることもできる。0046本発明の好ましい実施形態を示し、それを説明してきたが、本発明の技術的思想から逸脱することなく、その中で変更および修正を行うことができ、その範囲は、添付の特許請求の範囲により規定されることが当業者には明らかであろう。"