ДОПОЛНЕННАЯ УСТАНОВКА ПО ПРОИЗВОДСТВУ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ
SUPPLEMENTED PLANT FOR PRODUCTION OF LIQUEFIED NATURAL GAS AND ITS OPERATION METHOD

Область техники
Настоящее изобретение направлено на установку по производству сжиженного природного газа (СПГ), содержащую множество линий обработки и сжижения. Изобретение дополнительно относится к способу дооснащения и/или эксплуатации такой установки для производства сжиженного природного газа.
Уровень техники
2
2
2
Природный газ можно сжижать для целей хранения и транспортировки, поскольку в жидком состоянии он занимает меньший объем, чем в газообразном состоянии. Обычно перед сжижением природный газ обрабатывают для удаления загрязнений (таких как HO, CO, HS и т.п.) и молекул тяжелых углеводородов, которые могут замерзнуть во время процесса сжижения.
Сжижение природного газа является энергоемким процессом. Поэтому разработка и эксплуатация установок по производству сжиженного природного газа наиболее эффективным способом является областью постоянного внимания.
В документе WO2006/120127 описана установка для получения СПГ, содержащая одну линию сжижения для подачи СПГ в жидкой или «псевдожидкостной» форме. СПГ в жидкой или «псевдожидкостной» форме направляется в разделительную установку для подачи очищенного СПГ и потока, обогащенного азотом.
В документе WO201576975 описывается способ дооснащения полномасштабной установки СПГ с целью повышения производительности установки по производству СПГ и способ эксплуатации такой модифицированной установки. Небольшая установка СПГ, имеющая производительность менее 2 млн. тонн в год, может быть интегрирована вместе с основной установкой СПГ, производительность которой составляет не менее 4 млн. тонн в год, так что конечный испарительный газ и испаренный газ, полученные на основной установке СПГ, могут быть сжижены с помощью небольшой установки по сжижению природного газа, обеспечивающей получение дополнительного СПГ. В соответствии с документом WO201576975 производительность интегрированной системы может быть улучшена путем повышения температуры газового потока, выходящего из основного криогенного теплообменника основной установки СПГ, и обладающего температурой от 5°С до 30°С по сравнению с расчетной температурой.
Документ WO2006009646 относится к установкам по переработке углеводородного флюида, способам проектирования установок по переработке углеводородного флюида, способам эксплуатации установок по переработке углеводородного флюида и способам получения углеводородных флюидов с помощью установок по переработке углеводородного флюида. Более конкретно, некоторые варианты реализации изобретения относятся к установкам для сжижения природного газа, способам проектирования установок для сжижения природного газа, способам эксплуатации установок для сжижения природного газа и способам получения СПГ с использованием установок для сжижения природного газа. Один вариант реализации изобретения включает в себя установку обработки углеводородного флюида, содержащую множество типов модулей технологического блока, причем множество типов модулей технологического блока содержит по меньшей мере первый тип модуля технологического блока, содержащий один или несколько модулей первого технологического блока и второй тип модуля технологического блока, содержащий два или более интегрированных модулей второго блока процесса, в которых по меньшей мере один из модулей первого блока процесса и по меньшей мере один из модулей второго блока процесса имеют размеры, соответствующие их по существу максимальной эффективности обработки.
Сущность изобретения
Цель изобретения заключается в создании более эффективной установки СПГ.
В одном аспекте настоящее изобретение направлено на установку сжижения природного газа для получения сжиженного природного газа из загрязненного сырьевого потока природного газа, установку по производству сжиженного природного газа, содержащая две или более параллельных линии по обработке и сжижению газа, расположенных в технологических участках параллельного сырьевого потока загрязненного природного газа, каждая из которых содержит:
- впуск для приема порции сырьевого потока загрязненного природного газа,
- ступень обработки газа для удаления загрязнений из соответствующей части сырьевого потока загрязненного природного газа, в результате чего создается поток очищенного природного газа,
- ступень охлаждения, предназначенная для приема потока очищенного природного газа от стадии обработки газа для охлаждения по меньшей мере части потока очищенного природного газа, причем ступень охлаждения содержит блок извлечения газоконденсатных жидкостей для извлечения жидкостей из природного газа, тем самым генерируя поток легкого природного газа, который по меньшей мере частично дополнительно охлаждают на ступени охлаждения, чтобы по меньшей мере частично сжижать, и
- выпуск для выпуска сжиженного природного газа,
причем установка для получения сжиженного природного газа содержит по меньшей мере одну дополнительную линию сжижения, причем дополнительная установка сжижения содержит:
- впуск для приема дополнительного сырьевого потока,
- дополнительную ступень охлаждения, предназначенную для приема дополнительного сырьевого потока для охлаждения дополнительного сырьевого потока, в результате чего образуется дополнительный сжиженный природный газ, и
- выход для отвода дополнительного сжиженного природного газа,
причем дополнительный сырьевой поток содержит два или более побочных потока, взятых из соответствующих потоков легкого природного газа из двух или более параллельных линий обработки и сжижения.
Установка по производству сжиженного природного газа, как определено выше, также содержит установки по производству сжиженного природного газа, содержащие более одной дополнительной линии сжижения.
Установка извлечения газоконденсатных жидкостей из природного газа для извлечения жидкостей из природного газа может функционировать с любым подходящим потоком природного газа на стадии охлаждения. Согласно варианту реализации изобретения ступень охлаждения содержит первый охлаждающий блок, предназначенный для генерирования предварительно охлажденного потока очищенного природного газа, и второй охлаждающий блок, выполненный с возможностью генерирования дополнительного охлажденного потока. Установка для извлечения газоконденсатных жидкостей из природного газа для извлечения жидкостей из природного газа может быть выполнена на предварительно охлажденном очищенном потоке природного газа.
Впуск дополнительной линии сжижения прямо или косвенно связан по текучей среде с трубопроводами в соответствующих линиях обработки и сжижения, которые при использовании передают соответствующие потоки легкого природного газа. Кроме того, впуск дополнительной линии сжижения прямо или косвенно связан по текучей среде с трубопроводами в соответствующих линиях обработки и сжижения, несущими любые дополнительные потоки, которые должны быть включены дополнительным потоком подачи.
Дополнительный сырьевой поток может содержать дополнительные потоки, в том числе один или несколько побочных потоков природного газа, отобранных ниже по потоку от впуска соответствующих линий обработки и сжижения, таких как конечный поток испарительного газа, поток испаряющегося газа (взятый из одного или больше резервуаров для хранения СПГ), очищенный поток природного газа. Ступень обработки газа может содержать один или несколько блоков обработки газа (как более подробно объяснено ниже). Дополнительный сырьевой поток может дополнительно содержать один или несколько побочных потоков, взятых из промежуточных частично очищенных потоков природного газа из соответствующих установок по обработке газа.
Кроме того, или в качестве альтернативы, дополнительный сырьевой поток может содержать дополнительные потоки, полученные из блока фракционирования, предназначенного для приема и фракционирования жидкостей природного газа, полученных из блока извлечения газоконденсатных жидкостей. Дополнительный поток, в частности, может представлять собой по меньшей мере часть одного или нескольких потоков, обогащенных метаном, генерируемых соответствующими блоками фракционирования, и/или по меньшей мере часть одного или нескольких потоков, обогащенных этаном, генерируемых соответствующими блоками фракционирования.
В зависимости от состава дополнительного сырьевого потока дополнительная линия сжижения может содержать некоторые установки для обработки газа и может содержать установку для извлечения газоконденсатных жидкостей.
Тем не менее, в соответствии с вариантом реализации изобретения по меньшей мере 30 мол% дополнительного сырьевого потока формируется из соответствующих потоков легкого природного газа, генерируемых блоками ГКЖ-извлечения. В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения по меньшей мере 50 мол.% или по меньшей мере 75 мол.% дополнительного сырьевого потока, например, 100 мол.% образуется из соответствующих потоков легкого природного газа, генерируемых установками для извлечения газоконденсатных жидкостей. Дополнительный сырьевой поток может быть сформирован только из соответствующих потоков легкого природного газа. Поток легкого природного газа, генерируемый блоком извлечения газоконденсатных жидкостей, является чистым, обедненным и при относительно высоком давлении, поэтому не требует каких-либо дополнительных блоков обработки газа и не требует или требует относительно небольшого сжатия. Чем больше дополнительного сырьевого потока формируется соответствующими потоками легкого природного газа, тем меньше требуется сжатие и обработка газа относительно дополнительной линии сжижения.
Дополнительная линия сжижения предпочтительно не содержит установки для извлечения газоконденсатных жидкостей в качестве дополнительного сырьевого потока по меньшей мере частично и предпочтительно по меньшей мере на 30 мол.%, по меньшей мере на 50 мол.% или по меньшей мере на 75 мол.% уже прошедшего через блок извлечения газоконденсатных жидкостей. В соответствии с вариантом реализации изобретения дополнительная линия сжижения содержит только относительно небольшую установку для извлечения газоконденсатных жидкостей. Для дополнительной линии сжижения требуется относительно небольшая ступень обработки газа только с поднабором блоков обработки газа из линии обработки и сжижения, и предпочтительно она не содержит ступень обработки газа, поскольку дополнительный сырьевой поток уже очищен. Таким образом, дополнительная линия для сжижения требует меньше аппаратных средств и является относительно дешевой как с точки зрения капитальных затрат, так и с точки зрения эксплуатационных расходов.
Комбинируя потоки из двух или более параллельных линий обработки и сжижения, дополнительный цикл сжижения может получить значительный размер, чтобы извлечь выгоду из экономии масштаба.
1
2
+
Соответствующие потоки легкого природного газа из одного или нескольких параллельных линий обработки и сжижения может быть отнесены к обогащенным С потокам или обедненными С потокам. Соответствующие потоки легкого природного газа могут, например, получены из паровой фазы сосуда с обратным холодильником промывной колонны, и в этом случае потоки легкого природного газа могут иметь температуру в диапазоне от минус 40°С до минус 50°С, например, минус 45°С и при давлении в диапазоне 40-55 бар абс. Побочные потоки, отбираемые из потока легкого природного газа, который должен содержаться в дополнительном сырьевом потоке, могут быть направлены в дополнительную линию сжижения непосредственно, т.е. без повторного сжатия.
Потоки легкого природного газа также могут быть интегрированы в тепло с первым блоком или блоком предварительного охлаждения, чтобы извлечь по меньшей мере часть холода, присутствующего в этих потоках, перед получением побочного потока. В таком варианте реализации изобретения побочные потоки, отбираемые из потоков легкого природного газа после холодного извлечения, могут иметь температуру в диапазоне от +10°С до +20°С, например, +15°С, при давлении в диапазоне 40-55 бар абс.
Предпочтительно соответствующие потоки легкого природного газа интегрируют в тепло с этапом предварительного охлаждения, особенно когда предусмотрен блок сбора и сжатия (блок сбора и сжатия будет объяснен более подробно ниже).
Побочные потоки, взятые из соответствующих потоков легкого природного газа, имеют относительно высокое давление, связанное с давлением сырьевого потока загрязненного природного газа и/или потока очищенного природного газа (30-100 бар), который можно подавать на дополнительную линию ожижения без рекомпрессии или только с умеренной рекомпрессией. В некоторых вариантах осуществления давление дополнительного сырьевого потока выбирают более высоким (например, на 10 бар или 20 бар выше), чем давление сырьевого потока загрязненного природного газа, чтобы способствовать эффективному охлаждению и сжижению, причем более высокое давление может быть получено при относительно низких затратах, учитывая относительно высокое давление, по меньшей мере, некоторых потоков, составляющих дополнительный сырьевой поток.
В другом аспекте предлагается способ переоборудования существующей установки по производству сжиженного природного газа, чтобы увеличить потенциал производства сжиженного потенциала природного газа, в котором существующая установка по производству сжиженного природного газа содержит две или более параллельных линии по обработке и сжижению сжиженного природного газа из сырьевого потока загрязненного природного газа, в котором две или более параллельных линии обработки и сжижения расположены параллельно для обработки частей сырьевого потока загрязненного природного газа, и каждая из них выполнена с возможностью:
- получения порции потока загрязненного природного газа,
- удаления загрязняющих веществ из соответствующей части сырьевого потока загрязненного природного газа, создавая тем самым поток очищенного природного газа,
- охлаждения по меньшей мере части потока очищенного природного газа и извлечения жидкостей природного газа, тем самым генерируя поток легкого природного газа, который по меньшей мере частично дополнительно охлаждают на ступени охлаждения,
причем способ переоборудования включает в себя:
- обеспечение дополнительной линии сжижения, причем дополнительная линия сжижения содержит дополнительную ступень охлаждения, предназначенную для приема и сжижения дополнительного сырьевого потока для получения дополнительного сжиженного природного газа,
- связь по текучей среде дополнительной линии сжижения с двумя или более потоками легкого природного газа двух или более линий обработки и сжижения для получения побочных потоков двух или более потоков легкого природного газа, которые должны быть добавлены дополнительным сырьевом потоке, тем самым создавая модернизированную установку по сжижению природного газа.
Способ может дополнительно включать в себя соединение по текучей среде дополнительной линии сжижения с одним или несколькими дополнительными потоками (как описано выше), включая побочные потоки, отводимые ниже по потоку от впуска линии обработки и сжижения, такие как из конечного испарительного потока, поток испаренного газа (взятого из одного или нескольких резервуаров для хранения СПГ, поток очищенного природного газа, промежуточные частично очищенные потоки природного газа из соответствующих установок обработки газа и побочные потоки, полученные из блока фракционирования, предназначенного для приема и фракционирования полученных жидкостей природного газа из блока извлечения газоконденсатных жидкостей (например, побочные потоки из одного или нескольких потоков, обогащенных метаном, и/или одного или нескольких потоков, обогащенных этаном).
Дополнительная линия для сжижения может быть таким, как описано выше. Дополнительная линия сжижения может предпочтительно не содержать блок извлечения газоконденсатных жидкостей, поскольку дополнительный сырьевой поток уже прошел через блок извлечения газоконденсатных жидкостей. Дополнительная линия сжижения может также не содержать ступень обработки газа, поскольку дополнительный сырьевой поток уже очищен.
Способ может дополнительно включать в себя устранение проблем с существующей установкой по производству сжиженного природного газа, например, путем замены или обслуживания частей существующей установки по производству СПГ, в частности, выше по течению от места, где извлекаются жидкости из природного газа. Устранение узких мест означает улучшение проектной пропускной способности существующей установки по производству сжиженного природного газа путем увеличения проектной пропускной способности наиболее ограничивающей части установки по производству сжиженного природного газа.
Способ дооснащения особенно полезен в ситуациях, когда мощность теплых концов, то есть установка предварительной обработки (более подробно описанная ниже), этап обработки газа, установка извлечения газоконденсатных жидкостей, были разработаны для более богатого и более загрязненного газа, чем на самом деле, что приводит к появлению запасного незаполненного объема в теплых концах линий обработки и сжижения, в то время как холодный конец, то есть оборудование ниже по потоку от блока извлечения газоконденсатных жидкостей, уже работает на своей проектной мощности или близко к ней.
Кроме того, этот способ особенно полезен, когда существующие линии обработки и сжижения ограничены доступной выходной мощностью газовой турбины, ограничивая доступную холодопроизводительность.
В соответствии с дополнительным аспектом предоставлен способ эксплуатации (модифицированной) установки для получения сжиженного природного газа, как описано выше, причем способ включает
- эксплуатацию двух или более параллельных линий обработки и сжижения, при этом работа двух или более параллельных линий обработки и сжижения предусматривает прием соответствующих частей сырьевых потоков загрязненного природного газа двумя или более параллельными линиями обработки и сжижения при давлении подачи сырья и
- эксплуатацию дополнительной линии сжижения, причем работа дополнительной линии сжижения включает подачу дополнительного сырьевого потока, содержащего два или более потоков легкого природного газа, взятых из двух или более параллельных линий обработки и сжижения (A, B), причем дополнительный сырьевой поток обеспечивается при дополнительном давлении подачи, которое, по меньшей мере, на 10 бар выше давления подачи.
Как и выше, дополнительный сырьевой поток может содержать один или несколько дополнительных потоков, в том числе побочные потоки, отводимые ниже по потоку от впуска линии обработки и сжижения, такие как из конечного испарительного потока, поток испаренного газа (взятый из одного или более резервуаров для хранения СПГ), поток очищенного природного газа, промежуточные частично очищенные потоки природного газа между соответствующими установками обработки газа и побочные потоки, полученные из блока фракционирования, предназначенные для приема и фракционирования жидкостей природного газа, полученных из блока извлечения газоконденсатных жидкостей (например, побочные потоки из одного или нескольких потоков, обогащенных метаном, и/или одного или нескольких потоков, обогащенных этаном).
Поскольку для дополнительной линии сжижения, которая не предусматривает экстракцию газоконденсатных жидкостей, нет ограничений по давлению, которые следует принимать во внимание, связанных с экстракцией газоконденсатных жидкостей. Таким образом, дополнительное давление подачи сырья может быть выбрано выше, чем давление подачи сырья, чтобы способствовать эффективному охлаждению и сжижению. Дополнительное давление подачи сырья может быть даже на 20 бар выше давления подачи сырья. Дополнительное давление подачи сырья может быть выше 50 бар абс. или даже может быть выше 60 бар абс. (бар абс. = абсолютный бар).
Краткое описание графических материалов
На фигурах проиллюстрированы одна или несколько реализаций в соответствии с настоящим изобретением только в качестве примера, а не в качестве ограничения. На фигурах одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым или аналогичным элементам. Кроме того, один номер позиции будет использован для обозначения трубопровода или линии, а также потока, передаваемого по этой линии.
На фиг. 1 схематически проиллюстрирован вариант реализации изобретения.
Подробное описание сущности изобретения
Следующие примеры определенных аспектов некоторых вариантов реализации изобретения приведены для облегчения лучшего понимания настоящего изобретения. Эти примеры никоим образом не должны восприниматься как ограничивающие или определяющие объем изобретения.
Предусмотрена установка по производству сжиженного природного газа, содержащая множество линий сжижения, из которых по меньшей мере одна линия, называемая дополнительной линией сжижения, сжижает потоки газа, полученные от других линий (называемых линиями обработки и сжижения). Дополнительная линия сжижения предпочтительно добавляется к существующей установке в качестве дооснащения.
В существующих конструкциях установок, то есть в установках, не содержащих дополнительную линию сжижения, как описано здесь, обычно топливо получают из потоков газа, полученных на линиях обработки и сжижения, таких как части конечного испарительного газа и верхняя часть колонны очистки, используемой для извлечения газоконденсатных жидкостей, которая относительно сухая и чистая.
В настоящее время предусмотрена установка по производству сжиженного природного газа, в которой топливо в основном получают из сырьевого потока природного газа выше по потоку от блоков охлаждения и обработки газа. Упомянутые выше относительно бедные и чистые потоки газа теперь подают в дополнительную линию сжижения в качестве дополнительного сырьевого потока.
2
2
Признано, что обработка, необходимая для топливного газа, т.е. для топливного газа, подаваемого в газовые турбины, котлы, печи установки СПГ), является менее строгой, чем требования к СПГ. Например, для топливного газа удаление CO менее строго, удаление тяжелых углеводородов менее строго, удаление HS менее строго, удаление воды менее строго и удаление ртути менее строго. Требования к обработке, позволяющие сделать загрязненный сырьевой поток природного газа пригодным для топлива, могут включать в себя некоторый контроль образования гидрата (т.е. предварительный нагрев, точка росы), контроль давления и, возможно, перегрева, но в целом требуется меньше аппаратных средств, чем обработка газа в соответствии со спецификациями СПГ.
Поэтому признано, что относительно чистые и бедные газовые потоки могут быть более эффективно сжижены для производства дополнительного СПГ, чем используемые в качестве потока топлива.
Дополнительная линия сжижения может преимущественно добавляться к существующим установкам для сжиженного природного газа, содержащим две или более линии обработки и сжижения, в частности в ситуациях, когда имеется избыточная емкость, доступная вверх по потоку в блоке извлечения газоконденсатных жидкостей и выше по потоку.
В соответствии с документом WO201576975 температура основного криогенного теплообменника повышается, чтобы обеспечить достаточную выработку конечного испарительного газа и испаренного газа для подачи в небольшую установку по производству СПГ. Этот подход невыгоден, так как он зависит от дополнительной мощности, доступной в основном криогенном теплообменнике. Кроме того, изменение температуры может вывести рабочие параметры за пределы исходного окна конструкции основного криогенного теплообменника, что приведет к менее эффективной работе. В соответствии с текущими вариантами реализации изобретения нет необходимости изменять температуру основного криогенного теплообменника.
Представленные здесь варианты реализации изобретения позволяют эксплуатировать установку СПГ, включая дополнительную линию сжижения, без необходимости повышения температуры.
Вместо повышения температуры основного криогенного теплообменника, или в более общем смысле для холодного конца линии, предлагаются различные меры для обеспечения достаточно большого дополнительного сырьевого потока, чтобы получить выгоду от экономии на масштабе. Одной из этих мер является отвод топливного газа из другого места установки, то есть из положения выше по потоку от второго холодильного агрегата (см. подробное описание ниже, также известное как основной криогенный теплообменник), что позволяет использовать более чистый и бедный газ от линий обработки и сжижения до дополнительной линии сжижения.
Со ссылкой на фиг. 1 предусмотрена установка по производству сжиженного природного газа (1) для производства сжиженного природного сырьевого газа из сырьевого потока загрязненного природного газа (10). Сырьевой поток 10 загрязненного природного газа может поступать из блока 2 предварительной обработки, который выполнен с возможностью приема одного или нескольких потоков 30 природного газа из источника или скважины и выпуска сырьевого потока 10 загрязненного природного газа, имеющего четко определенное постоянное давление, расход и состав. Следовательно, блок 2 предварительной обработки может быть оборудован улавливателем шлама, устройствами контроля давления, стабилизаторами и дозирующим оборудованием. Улавливатель шлама и стабилизатор предназначены для удаления тяжелых жидкостей (конденсатов).
Установка по производству сжиженного природного газа содержит две или несколько параллельных линий обработки и сжижения A, B. В соответствии с вариантом реализации изобретения установка по производству сжиженного природного газа 1 содержит три или более параллельных линии обработки и сжижения, например, четыре или шесть параллельных линий обработки и сжижения. Термин «параллель» используется для обозначения того, что линии расположены параллельно для обработки частей потока сырьевого загрязненного природного газа. Однако может иметь место интеграция между параллельными линиями обработки и сжижения A, B, например, благодаря наличию общих контуров хладагента, общей функциональности вспомогательных служб, общих средств подготовки хладагента.
Соответствующие линии A, B обработки и сжижения содержат впуск 11 для приема части потока 10’, 10’’ сырьевого загрязненного природного газа. Впуск 11 может сообщаться по текучей среде с блоком 2 предварительной обработки, описанным выше.
Соответствующие линии A, B обработки и сжижения могут дополнительно содержать ступень 12 обработки газа. Ступень обработки газа выполнена с возможностью приема соответствующей части 10’, 10’’ потока 10 загрязненного природного газа и удаления из него определенных загрязнений. Ступень 12 подготовки газа может содержать один или несколько из следующих блоков подготовки газа:
2
2
- блок удаления кислого газа (AGRU - «acid gas removal unit») для удаления кислотных компонентов, CO и/или HS, блок удаления кислотного газа, содержащий оборудование для разделения, такое как абсорбционная колонна, регенерационная колонна, включающая ребойлеры, конденсаторы и другие теплообменники, причем абсорбционная колонна и регенерационная колонна содержат внутренние устройства, например, тарелки или насадки (структурированные/произвольные),
2
- блок дегидратации для удаления HO, и
- блок удаления ртути для удаления ртути.
Блок удаления кислых газов (AGRU) может также удалять ароматические компоненты (совместное поглощение), чтобы помочь в достижении спецификаций сжижения для бензола/ароматических соединений.
Ступени обработки газа 12 содержат выпуск для выпуска потока очищенного природного газа 13. Ступени обработки газа 12 могут также содержать один или несколько выходов для соответствующих потоков загрязненного газа 36. Соответствующие линии A, B обработки и сжижения содержат ступень 14 охлаждения, соединенную по текучей среде с выходом ступени 12 обработки газа для приема потока 13 очищенного природного газа.
TM,
Ступень охлаждения 14 оборудована для охлаждения и, при необходимости, для сжижения по меньшей мере части полученного потока 13 очищенного природного газа. Ступень охлаждения 14 может включать в себя любой подходящий процесс охлаждения, такой как процесс с одним смешанным хладагентом (SMR - «Single Mixed Refrigerant»), процесс с двойным смешанным хладагентом («DMR - Double Mixed Refrigerant»), каскадный процесс, процесс C3MR, процесс Liquefin а также процессы охлаждения на основе расширения. Понятно, что может быть применен любой подходящий процесс охлаждения. Линии параллельной обработки и сжижения A, B не обязательно предусматривают один и тот же процесс охлаждения.
В качестве примера на фиг. 1 схематически проиллюстрирован процесс охлаждения, включающий в себя первый блок охлаждения 15, например, с использованием первого хладагента, и второй блок охлаждения 17, с использованием второго холодильного агента. Первый хладагент может быть первым смешанным хладагентом, а второй хладагент может быть вторым смешанным хладагентом (процесс DMR). Альтернативно, первый хладагент может быть однокомпонентным хладагентом (обычно пропаном), а второй хладагент может быть вторым смешанным хладагентом (процесс SMR).
В зависимости от процесса охлаждения и рабочих параметров ступень 14 охлаждения охлаждает и сжижает по меньшей мере часть потока 13 очищенного природного газа или охлаждает по меньшей мере часть потока 13 очищенного природного газа, в то время как фазовый переход в жидкость происходит ниже по потоку, например, в конечной установке испарительного газа (описана ниже).
Первый блок охлаждения 15 выполнен с возможностью генерирования предварительно охлажденного потока очищенного природного газа 151. Второй охлаждающий блок 17 выполнен с возможностью генерирования дополнительного охлажденного потока 171 (находящегося при рабочей температуре). Дополнительный охлажденный поток может быть по существу жидким (то есть более 99 мол.% жидкости) при давлении на выходе второго охлаждающего блока 17 (основного криогенного теплообменника (MCHE - «Main Cryogenic Heat Exchanger»)). На линии(ях) А обработки и сжижения, содержащей конечную установку испарительного газа 18 (как будет описано более подробно ниже), условия дополнительного охлажденного потока 171’ выбираются так, чтобы получить поток сжиженного природного газа 184 и конечный поток испарительного газа 182 посредством снижения давления и разделения жидкой и паровой фаз (этот процесс более подробно описано ниже). На линии(ях) B для обработки и сжижения (линия, не содержащая конечной установки испарительного газа), условия дополнительного охлажденного потока 171” выбираются такими, чтобы производить поток сжиженного природного газа 186. Поток сжиженного природного газа 186 является по существу жидким. Здесь паровая фаза может быть отделена от потока сжиженного природного газа 186 в резервуаре 100 для хранения СПГ. Такой пар обычно называют испаренным газом (BOG - «boil-off gas»). На этот процесс обычно ссылаются, как на резервуар испарительного газа. Дополнительный охлажденный поток 171’’ может быть переохлажденной жидкостью до снижения давления и обычно может содержать, например, около 1-3 мол.% пара после падения давления. Этот пар будет отделяться, например, в резервуаре для хранения СПГ 100.
Понятно, что существует много вариаций, которые обычно представляют собой количество образующегося пара и место, где генерируется пар (в резервуаре 100 для хранения СПГ или в конечной установке испарительного газа 18).
Хотя блоки схематически проиллюстрированы в виде отдельных блоков, следует понимать, что первый и второй охлаждающие блоки 15, 17 могут быть объединены. Например, второй (смешанный) хладагент может быть пропущен через первый охлаждающий блок 15 для предварительного охлаждения первым (смешанным) хладагентом.
2
+
В соответствии с вариантами реализации изобретения ступень охлаждения 14 содержит блок извлечения 16 (также известный как блок извлечения газоконденсатных жидкостей) для извлечения жидкостей природного газа 161 из потока очищенного природного газа 13. Газоконденсатные жидкости природного газа (NGL - «Natural Gas Liquids») представляют собой молекулы углеводородов, имеющие два или более атомов углерода (молекулы C), такие как этан, пропан и т.д.
В соответствии с вариантом реализации изобретения схематично проиллюстрированный на фиг. 1 блок извлечения газоконденсатных жидкостей 16 расположен между первым и вторым блоками охлаждения 15, 17. Следовательно, блок извлечения газоконденсатных жидкостей 16 выполнен с возможностью приема предварительно охлажденного потока очищенного природного газа 151 из первого блока охлаждения 15. Однако возможны и другие схемы, например, в зависимости от процесса охлаждения и состава газа.
Блок извлечения газоконденсатных жидкостей 16 может представлять собой промывную колонну или любой другой подходящий сепаратор, включая испарительный резервуар. Подходящий блок извлечения газоконденсатных жидкостей 16 зависит от содержания жидкости в сырьевом газе. Например, трубопроводный газ обычно содержит мало газоконденсатных жидкостей, в то время как попутный газ обычно содержит большое количество газоконденсатных жидкостей.
2
2
2
+
+
+
Блок извлечения газоконденсатных жидкостей 16 выпускает жидкий поток природного газа 161, который также может именоваться как поток 161, обогащенный C. Термин обогащенный С используют для указания того, что поток, обогащенный молекулами C по сравнению с потоком, полученного блоком извлечения газоконденсатных жидкостей 16, в этом варианте реализации изобретения поток является предварительно охлажденным потоком очищенного природного газа 151.
Поток сжиженного природного газа 161 может быть передан в установку фракционирования, содержащую колонну фракционирования или ряд колонн фракционирования (деметанизатор, деэтанизатор, депропанизатор и т.д.), чтобы дополнительно отделить компоненты природного газа в жидком потоке 161. Используемая установка фракционирования может генерировать поток, обогащенный метаном, и обогащенный этаном поток. Поток, обогащенный метаном, обогащен метаном по сравнению с потоком сжиженного природного газа 161. Обогащенный этаном поток обогащен этаном по сравнению с потоком жидкого природного газа 161.
Некоторые компоненты могут храниться отдельно для отдельной продажи или подпитки хладагента; другие компоненты могут быть поданы обратно на ступень охлаждения 14, например, метан, который поступал с потоком сжиженного природного газа 161.
В соответствии с вариантом реализации изобретения дополнительный поток сырья может содержать дополнительный поток, содержащий по меньшей мере часть одного или нескольких потоков, обогащенных метаном, генерируемых соответствующими блоками фракционирования соответствующих линий обработки и сжижения (A, B).
В соответствии с вариантом реализации изобретения дополнительный поток сырья может содержать дополнительный поток, включающий, по меньшей мере, часть одного или нескольких потоков, обогащенных этаном, генерируемых соответствующими блоками фракционирования соответствующих линий обработки и сжижения (A, B).
Преимущественно потоки, обогащенные метаном, и потоки, обогащенные этаном, находятся под значительным давлением, обычно в диапазоне 20-30 бар абс., например, 25 бар абс., поэтому требуется относительно небольшое сжатие для подачи на дополнительную линию сжижения C.
1
Блок извлечения газоконденсатных жидкостей 16 дополнительно выпускает поток легкого природного газа 162, фактически являясь потоком, принятым блоком извлечения газоконденсатных жидкостей 16, без потока сжиженного природного газа 161, причем поток легкого природного газа 162 должен по меньшей мере частично охлаждается второй установкой охлаждения 17 и по меньшей мере частично сжижается для выработки сжиженного природного газа 181. Поток легкого природного газа 162 также может называться потоком 162, обогащенным C.
1»
1
Термин «обогащенный C используется для указания того, что поток обогащен молекулами C (метаном) по сравнению с потоком, полученным блоком извлечения газоконденсатных жидкостей 16, в этом варианте реализации изобретения поток представляет собой предварительно охлажденный поток очищенного природного газа 151.
Соответствующие линии A, B обработки и сжижения содержат выпуск 181 для выпуска сжиженного природного газа. Согласно варианту реализации изобретения, схематически проиллюстрированному на фиг. 1, потоки сжиженного природного газа 181, выпускаемые через выпуски 181, собираются в резервуаре для хранения СПГ 100. Однако следует понимать, что может присутствовать более одного резервуара 100 для хранения СПГ, и не все линии обязательно соединены со всеми резервуарами для хранения СПГ 100.
Установка по производству сжиженного природного газа 1 содержит дополнительную линию сжижения C.
2
Дополнительная линия C для сжижения может быть добавлена в качестве модифицированной к существующей установке СПГ 1 или может быть частью оригинального проекта установки СПГ. В частности, модернизация может быть полезной в ситуациях, когда имеется избыточная емкость на теплом конце, то есть в блоке извлечения газоконденсатных жидкостей 16 и выше по потоку от него, что может, например иметь место, когда происходит изменение состава сырьевого газа, например с меньшим содержанием CO или в результате (частичной) замены оборудования для целей отделения блока удаления кислого газа (как описано выше) и/или дооснащения/расширения другого оборудования блока удаления кислого газа, такого как теплообменники, обеспечивающие более высокую пропускную способность на ступени обработки газа 12. Понятно, что замена оборудования для целей отделения блока удаления кислого газа, в частности замена внутренних частей абсорбционной колонны и/или замена/расширение меньшего оборудования, является относительно экономически эффективным способом увеличения производительности ступени обработки газа 12, в случае, когда блок удаления кислого газа является ограничивающей частью ступени обработки газа 12.
Кроме того, дооснащение может быть выгодным в том случае, когда существующая установка СПГ была изначально перепроектирована.
Отмечено, что дополнительная линия сжижения С предпочтительно не предусматривает обработку газа, т.е. не содержит блок удаления кислого газа, блок дегидратации, блок удаления ртути и блок совместного поглощения, и дополнительная линия сжижения, кроме того, не предусматривает извлечение газоконденсатных жидкостей.
В соответствии с вариантом реализации изобретения дополнительная линия для сжижения C содержит меньше блоков обработки газа, чем линии A, B. для обработки и сжижения. Например, в случае, когда линии A, B обработки и сжижения содержат четыре блока обработки газа, например, блок удаления кислого газа (AGRU), блок дегидратации, блок удаления ртути и блок совместного поглощения, в то время как дополнительный блок сжижения содержит не более его поднабора (три или менее блока очистки газа).
Дополнительная линия сжижения содержит дополнительную ступень охлаждения 214, предназначенную для приема и сжижения дополнительного сырьевого потока 210, в результате чего генерируется дополнительный сжиженный природный газ. Дополнительная ступень охлаждения C может снова использовать любой подходящий процесс охлаждения, такой как примеры, представленные выше, и может быть аналогичным или отличным от процессов охлаждения, включенных в линии обработки и сжижения A и B.
В соответствии с вариантом реализации изобретения, проиллюстрированным на фиг. 1, дополнительная линия для сжижения C содержит ступень охлаждения, аналогичную вышеописанным линиям обработки и сжижения A, B, то есть содержит первый блок охлаждения 215, предназначенный для выработки предварительного охлаждения потока природного газа 2151, и второй блок охлаждения 217 выполнены с возможностью генерирования дополнительного охлажденного потока 2171. Второй охлаждающий блок 217 выполнен с возможностью непосредственного приема предварительно охлажденного потока очищенного природного газа 2151 из первого охлаждающего блока 215.
Дополнительная линия сжижения С необязательно содержит конечный испарительный блок 218, который выполнен с возможностью приема дополнительного охлажденного потока 2171 и выпуска потока испарительного газа 282 и потока жидкого природного газа 284 через выпуск 281.
Дополнительная линия сжижения С принимает дополнительный поток сырья 210, который содержит по меньшей мере два побочных потока 163, взятых из соответствующих потоков легкого природного газа 162, отводимых блоками извлечения газоконденсатных жидкостей 16 из одной или нескольких параллельных линий обработки и сжижения (А, B). По меньшей мере два побочных потока 163 являются по существу газообразными. В зависимости от давления по меньшей мере двух побочных потоков 163, побочные потоки 163 могут проходить через блок сбора и сжатия 202, более подробно описанный ниже. Второй блок охлаждения 217 может непосредственно принимать предварительно охлажденный поток очищенного природного газа 2151 из первого блока охлаждения 215, поскольку газоконденсатные жидкости 161 уже удалены из дополнительного сырьевого потока 210 с помощью блоков извлечения газоконденсатных жидкостей 16 соответствующих линий обработки и сжижения A, B.
Дополнительная линия для сжижения C может представлять собой автономную линию, то есть он отделен от линий A, B для обработки и сжижения. Однако дополнительная линия C для сжижения также может быть интегрирована с одним или несколькими линиями A, B для обработки и сжижения, например, путем совместного использования средств для подбора хладагента, вспомогательных услуг и т.д.
В соответствии с вариантом реализации изобретения одна или несколько параллельных линий обработки и сжижения (A) содержат конечный испарительный блок 18, выполненный с возможностью приема и испарения газа по меньшей мере части дополнительного охлажденного потока 171 для генерирования конечного потока испарительного газа 182 и поток сжиженного природного газа 184. Конечный поток испарительного газа 182 является по существу газообразным. Поток сжиженного природного газа 184 является по существу жидким. При этом дополнительный сырьевой поток 210 может дополнительно содержать по меньшей мере часть одного или нескольких потоков испарительного газа 182, генерируемых соответствующими конечными модулями испарительного газа 18 одной или нескольких параллельных линиями обработки и сжижения (A).
Конечный испарительный блок 18 может быть расположен ниже по потоку от ступени охлаждения 14 и выполнен с возможностью приема (части) дополнительного охлажденного потока 171.
На фиг. 1 проиллюстрирована одна линия с конечным блоком испарительного газа 18 и одну линию без конечного блок испарительного газа 18, но следует понимать, что любое количество имеющихся параллельных блоков обработки и сжижения может содержать конечный испарительный блок 18, но также может не включать ни один блок или включать все блоки.
В дополнение к исключительному использованию побочных потоков 163, взятых из соответствующих потоков легкого природного газа 162 из блока извлечения газоконденсатных жидкостей 16, дополнительно может быть использован конечный испарительный газ 182. При использовании может применяться любая подходящая часть конечного потока испарительного газа 182 в диапазоне от 0% до 100%. Часть конечного испарительного потока 182, не подаваемая в дополнительную линию С сжижения, может использоваться в качестве топлива или может быть сожжена.
В соответствии с вариантом реализации изобретения все потоки испарительного газа 182 одной или нескольких линий обработки и сжижения А, содержащих конечный блок испарительного газа 18, содержат дополнительный сырьевой поток. В соответствии с вариантом реализации изобретения все потоки испарительного газа 182 всех линий обработки и сжижения А, содержащие конечный блок испарительного газа 18, составляют дополнительный сырьевой поток.
Поскольку потоки испарительного газа 182 уже относительно чистые и обедненные, для дополнительной линии сжижения C не требуется (все) ступени обработки газа или установка для извлечения газоконденсатных жидкостей.
В соответствии с вариантом реализации изобретения потоки испарительного газа 182 сначала проходят через соответствующие ступени охлаждения линий обработки и сжижения A, на которых они получены для целей холодного восстановления, прежде чем (частично) передаются на дополнительную линию сжижения C.
Различные потоки, которые должны быть добавлены дополнительным сырьевом потоке 210, могут не все находиться под одинаковым давлением и могут (не все) находиться под подходящим давлением. Это, в частности, тот случай, когда дополнительный сырьевой поток 210 также содержит (часть) потоков испарительного газа 182, поскольку потоки испарительного газа обычно находятся под относительно низким давлением, например, близким к давлению окружающей среды.
В соответствии с вариантом реализации изобретения установка для получения сжиженного природного газа 1 содержит блок сбора и сжатия 202, содержащий множество впусков для приема соответствующих потоков, которые должны быть добавлены дополнительным сырьевым потоком 210. Блок сбора и сжатия 202 выполнен с возможностью создания давления и объединения различных потоков для формирования и выпуска дополнительного сырьевого потока.
Блок сбора и сжатия 202 может содержать одно- или многоступенчатый компрессор 203, возможно, с внутренним и/или дополнительным охладителем (не показан), сжимать потоки, которые должны быть добавлены дополнительным сырьевом потоке, до предварительно определенного дополнительного давления подачи. Компрессор 203 может иметь один или несколько впусков, допускающих приток потоков с различными давлениями.
В дополнительном варианте реализации изобретения привод компрессора 203 механически или электрически соединен с приводом одного или нескольких компрессоров хладагента на линии C. Дополнительная линия сжижения C может содержать один или несколько компрессоров хладагента, предназначенных для сжатия хладагента, являющихся частью контура охлаждения, как будет понятно специалисту в данной области. Комбинация компрессоров с приводом (количество приводов меньше количества компрессоров) позволяет лучше согласовать мощность привода(-ов) с мощностью компрессора(-ов), особенно если приводы являются газовыми турбинами, тем самым выигрывая за счет экономии от использования меньшего числа больших по размеру приводов, занимающих ту же емкость дополнительной линии сжижения.
В дополнительном варианте реализации изобретения дополнительное давление подачи (поток 210) выбирают таким образом, чтобы мощность компрессора для компрессора 203 и мощность компрессора хладагента для ступени 214 дополнительного охлаждения выбирают так, чтобы соответствовали мощности привода и компрессора.
Дополнительное давление подачи может быть выбрано существенно выше, чем давление загрязненного сырьевого потока природного газа 10 для линий обработки и сжижения A, B. Поскольку предпочтительно, чтобы в дополнительной линии C не требовалось извлечение газоконденсатных жидкостей, давление отсутствует, ограничено/принято во внимание в связи с извлечением газоконденсатных жидкостей. Извлечение газоконденсатных жидкостей обычно происходит при заранее определенном давлении, обычно в диапазоне 30-60 бар абс., например, 50 бар абс., в зависимости от оптимальных условий для выполнения извлечения газоконденсатных жидкостей для конкретной композиции потока. Извлечение газоконденсатных жидкостей предпочтительно проводится при относительно низком давлении, в то время как сжижение обычно может осуществляться более эффективно при относительно более высоком давлении. Эти два эффекта должны быть сбалансированы. Отсутствие извлечения газоконденсатных жидкостей на дополнительной линии сжижения C устраняет эту балансировку и обеспечивает более оптимальное давление для сжижения.
Относительно высокое давление на установках извлечения газоконденсатных жидкостей линий A, B обработки и сжижения сводит к минимуму необходимость (повторного) сжатия двух или более побочных потоков (163), взятых из соответствующих потоков легкого природного газа (162), которые будут содержаться в дополнительном сырьевом потоке.
В соответствии с вариантом реализации изобретения дополнительное давление подачи дополнительного сырьевого потока 210 может быть более чем на 10 бар выше давления подачи сырьевого потока загрязненного природного газа 10, более предпочтительно даже более чем на 20 бар выше. Более высокое дополнительное давление подачи способствует более эффективному охлаждению и сжижению дополнительного сырьевого потока.
Один или несколько компрессоров могут быть пригодны для сжатия потоков, которые должны быть добавлены дополнительным потоке подачи, до давления, которое на 10 бар и даже более чем на 20 бар выше давления подачи, при котором сырьевой поток загрязненного природного газа (10, 10’, 10’’) принимается линиями параллельной обработки и сжижения (A, B).
В вариантах реализации изобретения, в которых дополнительный сырьевой поток 210 содержит по меньшей мере часть одного или более потоков испарительного газа 182, дополнительный сырьевой поток 210 может быть относительно богат азотом.
В соответствии с вариантом реализации изобретения установка для производства сжиженного природного газа содержит ступень удаления азота (не показана), причем ступень удаления азота выполнена с возможностью приема одного или нескольких потоков, которые должны состоять из дополнительного сырьевого потока, и выпуска одного или нескольких потоков, обедненных азотом.
Ступень удаления азота (также называемая блоком удаления азота) может быть включена в дополнительную линию сжижения С, может содержаться в блоке 202 сбора и сжатия или может быть встроена между конечной установкой испарительного газа 18 и выше по потоку от установки сбора и сжатия 202/дополнительная линия сжижения C. В последнем варианте реализации изобретения предпочтительно предусмотрена одна ступень удаления азота, предназначенная для обработки всех конечных потоков испарительного газа, которые должны быть добавлены дополнительным сырьевом потоке 210. Ступень удаления азота содержит выпуск, предназначенный для выпуска одного или нескольких потоков, обедненных азотом, причем выпуск связан по текучей среде с блоком сбора и сжатия 202.
Тем не менее, использование дополнительной системы сжижения, как описано, может в частности быть подходящим в ситуациях, когда поток загрязненного природного газа 10 имеет низкое содержание азота, что устраняет необходимость в ступени удаления азота в качестве дополнительной стадии обработки, т.е. исключить требование, чтобы ступень удаления азота содержала дополнительную линию сжижения C или располагалась выше по потоку.
В соответствии с вариантом реализации изобретения сырьевой поток природного газа 10 предпочтительно имеет содержание азота менее 1,0 мол.% или менее 0,5 мол.%.
В частности, содержание азота в части сырьевого потока загрязненного природного газа 10’, подаваемого в линию обработки и сжижения А, содержащую конечный испарительный блок 18, предпочтительно составляет менее 0,5 мол.%, в то время как содержание азота в части сырьевого потока загрязненного природного газа 10’’, подаваемого в линию обработки и сжижения В, не содержащей конечный испарительный блок 18, предпочтительно составляет менее 1,0 мол.%.
На фиг. 1 дополнительно проиллюстрирован топливный блок 300. Топливный блок 300 проиллюстрирован схематично и содержит впуск 301 для топлива, чтобы принимать поток топлива, содержащий побочный поток 32 из сырьевого потока загрязненного природного газа 10. Топливный блок 300 выполнен с возможностью сжигать поток топлива для выработки энергии (электричества) для подачи мощности или энергии (тепла) на установку СПГ 1, включая в частности приводы газовых турбин для компрессоров хладагента, газотурбинные генераторы для выработки электроэнергии, топливо для печи теплопередачи/паровые котлы, дежурные факелы и для подачи топлива в случае потребности в тепле, в частности на стадии обработки газа 12, когда может потребоваться тепло. На фиг. 1 проиллюстрированы части установки по производству сжиженного природного газа, требующие питания от топливного блока 300, схематически обозначены потребителями 302 электроэнергии.
Поток топлива содержит по меньшей мере часть 32 сырьевого потока загрязненного природного газа 10. Предпочтительно, чтобы по меньшей мере 50% потока топлива образовывалось побочным потоком топлива 32 из сырьевого потока загрязненного природного газа 10, частью 34 конечного потока испарительного газа 182 и/или частью потока очищенного природного газа 13.
В соответствии с вариантом реализации изобретения предложен способ дооснащения установки по производству сжиженного природного газа, включающей в себя по меньшей мере две или более первых линии сжижения A, B, расположенные параллельно по отношению к дополнительной линии сжижения C. После завершения модернизации установка по сжижению природного газа 1 может работать с расходом для сырьевого потока загрязненного природного газа 10, который выводится блоком предварительной обработки 2, который может быть увеличен относительно скорости потока для сырьевого потока загрязненного природного газа 10 до модернизации (т.е. без дополнительной линии С).
2
Предпочтительно побочный поток топлива отбирается из потока загрязненного природного газа 10. Однако в ситуациях, когда подаваемый загрязненный природный газ содержит относительно большие количества HS, побочный поток топлива предпочтительно отбирается из потока очищенного природного газа 13.
В соответствии с вариантом осуществления установка для производства сжиженного природного газа содержит по меньшей мере четыре или более параллельных линий обработки и сжижения (A, B).
Каждая из линий обработки и сжижения предпочтительно имеет мощность по меньшей мере 2 млн. тонн в год, предпочтительно по меньшей мере 3 млн. тонн в год (ММТГ: миллион метрических тонн СПГ в год). Таким образом, дополнительная линия для сжижения (C) может иметь производительность не менее 2 млн. тонн в год, чтобы получить выгоду от эффекта большого масштаба.
Кроме того, в случае, когда дополнительная линия сжижения добавляется к существующей установке по сжижению природного газа, имеющей по меньшей мере четыре или более, например, шесть, параллельных линий обработки и сжижения с вышеупомянутой производительностью, может генерироваться достаточно большой дополнительный сырьевой поток без необходимости изменения рабочих параметров существующих параллельных линий обработки и сжижения.
В соответствии с вариантом реализации изобретения предложен способ дооснащения существующей установки по производству сжиженного природного газа для увеличения ее производительности по производству сжиженного природного газа. Получившаяся установка по производству сжиженного природного газа может называться модифицированной установкой по производству сжиженного природного газа.
Существующая установка по производству сжиженного природного газа (1) может содержать две или более параллельных линии обработки и сжижения (A, B), как описано выше, которые выполнены с возможностью:
- принять порцию сырьевого потока загрязненного природного газа (10’, 10’’),
- удалить загрязняющие вещества из соответствующей части сырьевого потока загрязненного природного газа (10’, 10’’), тем самым генерируя поток очищенного природного газа (13),
- охладить по меньшей мере часть потока очищенного природного газа (13) и извлечь жидкости природного газа (161) из потока очищенного природного газа (13), в результате чего образуется поток легкого природного газа (162), который по меньшей мере частично будет дополнительно ступенью охлаждения (14).
Способ дооснащения включает в себя:
- обеспечение дополнительной линии сжижения (C), причем дополнительная линия сжижения содержит дополнительную ступень охлаждения, предназначенную для приема и сжижения дополнительного сырьевого потока (210), тем самым генерируя дополнительный сжиженный природный газ. Дополнительная линия сжижения может быть такой, как описано выше, то есть может не предусматривать извлечение газоконденсатных жидкостей и/или обработку газа.
Способ дооснащения включает в себя:
- связывание по текучей среде дополнительной линия сжижения (C) с двумя или более из потоков легкого природного газа (162) двух или более из линий обработки и сжижения (A, B) для получения побочных потоков (163) из двух или более потоков легкого природного газа должны быть добавлены дополнительным сырьевом потоке (210).
Если существующая установка по производству сжиженного природного газа содержит одну или несколько параллельных линий обработки и сжижения (A), содержащих конечный испарительный блок (18), как описано выше, способ модернизации может включать в себя:
- связывание по текучей среде дополнительную линию сжижения (C) с одним или несколькими из конечных потоков испарительного газа (182) для приема по меньшей мере его части, которая должна быть добавлена дополнительным сырьевым потоком (210).
Способ дооснащения может включать в себя:
- обеспечение блока (202) сбора и сжатия, содержащего множество впусков, для приема соответствующих потоков, которые должны быть добавлены дополнительным сырьевом потоке из двух или более параллельных линий обработки и сжижения (A, B), блока сбора и сжатия содержащего один или несколько компрессоров для сжатия потоков, которые должны быть добавлены дополнительным сырьевом потоком, до предварительно определенного дополнительного давления подачи и объединения потоков, которые должны быть добавлены дополнительным сырьевым потоком, для формирования дополнительного сырьевого потока, блока сбора и сжатия (202) дополнительно содержащего выпуск для выпуска дополнительного сырьевого потока (210),
- связывание по текучей среде соответствующие входы блока сбора и сжатия (202) с двумя или более параллельными линиями обработки и сжижения (A, B) и выход блока сбора и сжатия (202), связанный по текучей среде с дополнительной линией сжижения (С).
Соответствующие впуски блока сбора и сжатия связаны по текучей среде с теми потоками параллельных линий обработки и сжижения, из которых отбирается газ, для добавления в дополнительный сырьевой поток 210.
В соответствии с вариантом реализации изобретения существующая установка для производства сжиженного природного газа содержит топливный блок (300), причем топливный блок (300) выполнен с возможностью приема и сжигания потока топлива, тем самым генерируя энергию и/или тепло для обеспечения установки по производству сжиженного природного газа (1) с получением энергии и/или тепла,
при этом способ дооснащения включает
- связывание по текучей среде топливного блока (300) для приема побочного потока (10) загрязненного природного газа или потока (13) очищенного природного газа.
Существующая установка для сжиженного природного газа может содержать соединение для подачи жидкого топлива между топливным блоком и соответствующими параллельными линиями обработки и сжижения, например, между топливным блоком и конечными потоками испарительного газа (182), чтобы обеспечить топливный блок топливом. Способ дооснащения может включать в себя отсоединение этого топливного соединения. Способ дооснащения может также включать в себя оставление существующего топливного соединения на месте, но при использовании скорость потока через существующее топливное соединение будет значительно снижена по сравнению с предшествующим дооснащением обычно снижается более чем на 50%.
Как описано выше, линия обработки и сжижения газа может содержать первый блок охлаждения 15 и второй блок 17 охлаждения, второй блок охлаждения, генерирующий дополнительно охлажденный поток 171 при рабочей температуре, причем рабочая температура линий обработки и сжижения А, В практически одинакова до и после дооснащения. Термин «по существу равный» используется в данном документе для обозначения того, что рабочие температуры отличаются менее чем на 4°С, предпочтительно менее чем на 2°С.
После того, как будет установлена модернизированная установка для производства сжиженного природного газа, модернизированная установка для производства сжиженного природного газа может эксплуатироваться, при этом способ работы включает в себя:
- прием соответствующих порций сырьевых потоков природного газа (10’, 10’’) при давлении подачи и
- повышение давления в дополнительном сырьевом потоке подачи до дополнительного давления подачи, которое должно быть, как минимум, на 10 бар выше давления подачи,
- подача дополнительного сырьевого потока в дополнительную линию сжижения (C).
В соответствии с вариантом реализации изобретения дополнительное давление подачи дополнительного сырьевого потока 210 может быть на 10 бар больше давления подачи сырьевого потока загрязненного природного газа 10 более предпочтительно даже более чем на 20 бар выше. Более высокое дополнительное давление подачи способствует более эффективному охлаждению и сжижению дополнительного сырьевого потока.
Настоящее раскрытие не ограничено вариантами реализации изобретения, как описано выше, и прилагаемой формулой изобретения. Возможны многие модификации, и признаки соответствующих вариантов реализации изобретения могут быть объединены.
Дополнительные варианты реализации изобретения
В соответствии с другим вариантом реализации изобретения предусмотрена установка по производству сжиженного природного газа (1) для получения сжиженного природного газа из сырьевого потока загрязненного природного газа (10), установку по производству сжиженного природного газа (1), содержащую одну или более параллельных линий обработки и сжижения (A, B), отличающаяся тем, что соответствующие линии обработки и сжижения (A, B) включают в себя:
- впуск (11) для приема части сырьевого потока загрязненного природного газа (10’, 10’’),
- ступень обработки газа (12) для удаления загрязнений из соответствующей части сырьевого потока загрязненного природного газа (10’, 10’’), в результате чего образуется поток очищенного природного газа (13),
- ступень охлаждения (14), предназначенная для приема потока очищенного природного газа (13) со ступени обработки газа (12) для охлаждения по меньшей мере части потока очищенного природного газа (13), причем ступень охлаждения (14) содержит устройство (16) для извлечения сжиженного природного газа для извлечения жидкостей из природного газа (161), тем самым генерируя поток легкого природного газа (162) который по меньшей мере, частично дополнительно охлаждают на ступени охлаждения (14), чтобы по меньшей мере частично сжижать и
- выпуск (181) для выпуска сжиженного природного газа,
причем установка для сжиженного природного газа (1) содержит дополнительную линию сжижения (C), причем дополнительная цепь сжижения содержит:
- впуск (211) для приема дополнительного сырьевого потока (210),
- дополнительную ступень охлаждения (214), предназначенную для приема дополнительного сырьевого потока для охлаждения дополнительного потока сырья (210), в результате чего образуется дополнительный сжиженный природный газ, и
- выпуск (281) для выпуска дополнительного сжиженного природного газа (284),
причем дополнительный сырьевой поток (210) содержит один или несколько побочных потоков (163), взятых из соответствующих потоков легкого природного газа (162) одной или нескольких параллельных линий обработки и сжижения (A, B).
Согласно дополнительному варианту реализации изобретения предложен способ переоборудования существующей установки по производству сжиженного природного газа, чтобы увеличить производственные мощности по производству сжиженного природного газа, причем существующая установка по производству сжиженного природного газа (1) содержит одну или более параллельных линий обработки и сжижения (A, B) для производства сжиженного природного газа из сырьевого потока загрязненного природного газа (10), причем одна или несколько параллельных линий обработки и сжижения (A, B) расположены так, чтобы:
- принять порцию сырьевого потока загрязненного природного газа (10’, 10’’),
- удалить загрязняющие вещества из соответствующей части сырьевого потока загрязненного природного газа (10’, 10’’), тем самым генерируя поток очищенного природного газа (13),
- охладить по меньшей мере часть очищенного потока природного газа (13) и извлечение жидкостей природного газа (161), тем самым генерируя поток легкого природного газа (162), который по меньшей мере частично дополнительно охлаждается на ступени охлаждения (14),
причем способ переоборудования включает в себя:
- предоставление дополнительной линии сжижения (C), причем дополнительная линия сжижения содержит дополнительную ступень охлаждения, предназначенную для приема и сжижения дополнительного сырьевого потока (210) для генерирования дополнительного сжиженного природного газа,
- связывание по текучей среде дополнительной линии сжижения (C) с одним или несколькими потоками легкого природного газа (162) одной или нескольких линий обработки и сжижения (A, B) для получения побочных потоков (163) одного или нескольких потоков легкого природного газа, которые должны быть добавлены в дополнительный сырьевой поток (210), тем самым формируя модернизированную установку для производства сжиженного природного газа.
В соответствии с дополнительным вариантом реализации изобретения предложен способ эксплуатации модифицированной установки для производства сжиженного природного газа (1) в соответствии с вышеизложенным или предоставленный в соответствии со способом или модернизацией, представленными выше, причем способ включает в себя:
- эксплуатацию одной или нескольких параллельных линий обработки и сжижения (A, B), посредством чего работа одной или нескольких параллельных линий обработки и сжижения (A, B) предусматривает прием соответствующих частей сырьевых потоков загрязненного природного газа (10’, 10’’) одной или несколькими параллельными линиями обработки и сжижения (A, B) при давлении подачи и
- эксплуатацию дополнительной линии сжижения (C), причем эксплуатация дополнительной линии сжижения (C) включает подачу дополнительного потока сырья, содержащего один или несколько потоков легкого природного газа (163), взятых из одной или нескольких параллельных линий обработки и сжижения (A, B), причем дополнительный сырьевой поток подается при дополнительном давлении подачи, которое по меньшей мере на 10 бар выше давления подачи.
Признано, что дополнительная линия сжижения также может быть добавлена к одной линии обработки и сжижения. Дополнительный сырьевой поток может содержать любую комбинацию раскрытых выше потоков, взятых из (одиночных) линий обработки и сжижения, таких как конечная линия по производству испарительного газа.