Patent ES-2854990-T3 (ES)
Title: Procedimiento de licuación de gas natural en triple circuito cerrado de gas refrigerante
Inventor: BONNISSEL MARC
IPC: F25J1/02
Filed: 2012-06-22
Granted: 2021-09-23
Abstract: Procedimiento de licuación de un gas natural que comprende en su mayor parte metano, preferiblemente, al menos el 85% de metano, comprendiendo los otros componentes esencialmente nitrógeno y alcanos de C-2 a C-4, en el que se licúa dicho gas natural que va a licuarse mediante circulación de dicho gas natural a una presión P0 superior o igual a la presión atmosférica (Patm), siendo preferiblemente P0 superior a la presión atmosférica, en al menos un intercambiador de calor criogénico (EC1, EC2, EC3) mediante circulación en circuito cerrado a contracorriente en contacto indirecto con al menos un flujo de gas refrigerante que permanece en estado gaseoso comprimido a una presión P1 que entra en dicho intercambiador criogénico a una temperatura T3' inferior a T3, siendo T3 la temperatura de licuación de dicho gas natural licuado en la salida de dicho intercambiador criogénico, siendo T3 inferior o igual a la temperatura de licuación de dicho gas natural licuado a la presión atmosférica, en el que se licúa dicho gas natural que va a licuarse realizando las siguientes etapas simultáneas de: (a) circulación de dicho gas natural que va a licuarse que circula (Sg) a una presión P0 superior o igual a la presión atmosférica (Patm), siendo preferiblemente P0 superior a la presión atmosférica, en al menos tres intercambiadores de calor criogénicos (EC1, EC2, EC3) dispuestos en serie, entre los cuales: - un primer intercambiador (EC1) en el que se enfría dicho gas natural que entra a una temperatura T0 y sale (BB) a una temperatura T1 inferior a T0, después - un segundo intercambiador (EC2) en el que se licúa totalmente el gas natural y sale (CC) a una temperatura T2 inferior a T1 y superior a T3, y - un tercer intercambiador (EC3) en el que se enfría dicho gas natural licuado de T2 a T3, y (b) circulación en circuito cerrado de al menos dos flujos (S1, S3) de gas refrigerante en estado gaseoso denominados flujos primero y tercero, respectivamente, a presiones diferentes P1 y P2, que atraviesan al menos dos denominados intercambiadores en contacto indirecto con, y a contracorriente con, el flujo de gas natural (Sg), que comprenden: - dicho primer flujo de gas refrigerante (S1) a una presión P1 inferior a P3 que atraviesa los tres intercambiadores (EC1, EC2, EC3) que entra (DD) en dicho tercer intercambiador (EC3) a una temperatura T3' inferior a T3, después entra (CC) a una temperatura T2' inferior a T2 en dicho segundo intercambiador (EC2), después entra (BB) a una temperatura T1' inferior a T1 en dicho primer intercambiador (EC1) y que sale (AA) de dicho primer intercambiador a una temperatura T0' inferior o igual a T0, obteniéndose dicho primer flujo de gas refrigerante a P1 y T3' mediante expansión en al menos un primer expansor (E1) de una primera parte (D1) de un segundo flujo (S2) de gas refrigerante comprimido a la presión P3 superior a P2, circulando dicho segundo flujo (S2) en contacto indirecto con, y a co-corriente con, dicho flujo gas natural (Sg) que entra (AA) en dicho primer intercambiador (EC1) a T0 y dicha primera parte (D1) del segundo flujo (S2) que sale (CC) de dicho segundo intercambiador (EC2) sustancialmente a T2, y - dicho tercer flujo (S3) a una presión P2 superior a P1 e inferior a P3 que circula en contacto indirecto con, y a co-corriente con, dicho primer flujo, que atraviesa únicamente dichos intercambiadores segundo y primero (EC2, EC1), que entra (CC) en dicho segundo intercambiador a una temperatura T2' inferior a T2 y que sale (AA) de dicho primer intercambiador (EC1) a T0' inferior o igual a T0, obteniéndose dicho tercer flujo (S3) de gas refrigerante a P2 y T2 mediante expansión en un segundo expansor (E2) de una segunda parte (D2) de dicho segundo flujo (S2) de gas refrigerante que sale de dicho primer intercambiador sustancialmente a T1, siendo el caudal D2 de dicha segunda parte del segundo flujo preferiblemente superior al caudal D1 de la primera parte del segundo flujo (c) obteniéndose dicho segundo flujo de gas refrigerante (S2) comprimido a la presión P3 mediante compresión por al menos dos compresores (C1, C2, C3) y enfriamiento (H1, H2) de dichos flujos primero y tercero (S1, S3) de gas refrigerante que salen (AA) de dicho primer intercambiador (EC1) a P1 y respectivamente P2, comprimiendo un primer compresor de P1 a P2 la totalidad de dicho primer flujo de gas refrigerante que sale (AA) de dicho primer intercambiador (EC1), y comprimiendo al menos del segundo compresor (C2) de P2 a al menos P'3, siendo P'3 una presión inferior o igual a P3 y superior a P2, por un lado, dicho tercer flujo (S3) de gas refrigerante que sale a P2 de dicho primer intercambiador (EC1) y, por otro, lado dicho primer flujo de gas refrigerante comprimido a P2 que sale de dicho primer compresor, para obtener dicho segundo flujo de gas refrigerante a P3 y T0 después del enfriamiento (H1, H2), procedimiento en el que: - los dos compresores primero y segundo (C1, C2) dispuestos en serie están acoplados respectivamente a dichos expansores primero y segundo (E1, E2) que consisten en turbinas de recuperación de energía, y - al menos dicho primer compresor (C1) está acoplado a un primer motor (M1), estando dicho procedimiento caracterizado porque: - dicho primer motor permite modular y controlar específicamente el valor de la presión P2 aportando una potencia diferenciada a dicho primer compresor con respecto a la potencia aportada a los otros compresores, y - una turbina de gas (GT) está acoplada o bien a dicho segundo compresor, el que comprime dicho segundo flujo de gas refrigerante directamente a P3, o bien a un tercer compresor (C3) montado en serie después del segundo compresor (C2), comprimiendo dicho tercer compresor de P'3 a P3 dicho segundo flujo de gas refrigerante, - aportando dicho primer motor (M1) al menos el 3%, preferiblemente del 3 al 30% de la potencia total aportada al conjunto de dichos compresores puestos en práctica (C1, C2), proporcionando dicha turbina de gas (GT) del 97 al 70% de la potencia total aportada al conjunto de dichos compresores puestos en práctica (C1, C2, C3).