СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИЖЕНИЯ ПОТОКА СЫРЬЯ, СОДЕРЖАЩЕГО УГЛЕВОДОРОДЫ

1. Способ сжижения потока сырья, содержащего газообразный углеводородный поток, такой, как природный газ, указанный способ включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы:
(а) обеспечивают наличие потока сырья;
(б) осуществляют первое охлаждение потока сырья в одном или нескольких первых теплообменниках с помощью первой охлаждающей среды, циркулирующей в первом охлаждающем контуре, тем самым получают охлажденный поток газа, при этом первая охлаждающая среда содержит более 90 моль.% пропана;
(в) осуществляют второе охлаждение потока охлажденного газа, полученного на этапе (б), до жидкости с помощью первой смешанной охлаждающей среды, циркулирующей в первом контуре для смешанной охлаждающей среды, при этом указанное второе охлаждение осуществляют в двух или более теплообменниках, расположенных последовательно так, чтобы поток охлажденного газа прошел через каждый теплообменник, по меньшей мере, два из которых, второй и третий теплообменники, работают при разных давлениях, в результате получают сжиженный поток; и
(г) в четвертом теплообменнике осуществляют переохлаждение сжиженного потока, полученного на этапе (в), с помощью второй смешанной охлаждающей среды или с помощью азотной охлаждающей среды, циркулирующей в контуре переохлаждения, тем самым получают переохлажденный поток углеводородов;
при этом поток охлажденного газа из второго теплообменника этапа (в) проходит через сепаратор, чтобы получить более легкий поток газа, богатого метаном, и более тяжелый поток жидкости, где более легкий поток газа проходит к третьему теплообменнику.
2. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере два, а предпочтительно все теплообменники, участвующие во втором охлаждении на этапе (в), являются катушечными теплообменниками.
3. Способ по п.1, в котором фракция первой смешанной охлаждающей среды при втором охлаждении на этапе (в) не проходит через все теплообменники, участвующие во втором охлаждении.
4. Способ по п.1, в котором первую смешанную охлаждающую среду разделяют на две или более фракции после прохождения через, по меньшей мере, первый теплообменник второго охлаждения на этапе (в), и, по меньшей мере, одну из указанных фракций расширяют и возвращают в первый теплообменник.
5. Способ по п.1, в котором первая смешанная охлаждающая среда, используемая на этапе (б), содержит более 95 моль.% пропана, предпочтительно более 98 моль.% пропана, более предпочтительно более 99 моль.% пропана.
6. Способ по п.1, в котором первое охлаждение на этапе (б) подразумевает охлаждение, по меньшей мере, в двух первых теплообменниках, предпочтительно в четырех теплообменниках.
7. Способ по п.6, в котором в каждом первом теплообменнике первого охлаждения используют различные значения давления первой охлаждающей среды.
8. Способ по п.1, в котором первая смешанная охлаждающая среда, используемая на этапе (в), содержит более 50 моль.% соединения, выбираемого из группы, содержащей этан и этилен или их смеси, и более 10 моль.% соединения, выбираемого из группы, содержащей пропан и пропилен или их смеси.
9. Способ по п.1, в котором на этапе (г) используют вторую смешанную охлаждающую среду и вторая смешанная охлаждающая среда содержит более 30 моль.% соединения, выбираемого из группы, содержащей этан и этилен или их смеси, и более 30 моль.% метана.
10. Способ по п.1, в котором циркуляция первой смешанной охлаждающей среды на этапе (в) включает в себя сжатие, охлаждение и разделение охлаждающей среды на первую фракцию высокого давления и вторую фракцию низкого давления, первую и вторую фракции испаряют в разных теплообменниках и повторно объединяют первую и вторую испаренные фракции,
при этом фракция высокого давления испаряется при более высокой температуре по сравнению с фракцией низкого давления.
11. Способ по п.1, в котором на этапе (г) используют вторую смешанную охлаждающую среду и на этапе (г) циркуляция второй смешанной охлаждающей среды включает в себя сжатие, охлаждение и разделение второй смешанной охлаждающей среды на первую, тяжелую фракцию и вторую, легкую фракцию, первую и вторую фракции испаряют в разных областях при полностью одинаковом давлении или, по существу, одинаковом давлении и объединяют первую и вторую фракции.
12. Способ по п.1, в котором охлаждающая среда из контура переохлаждения проходит через второе охлаждение на этапе (в) с целью охлаждения второй смешанной охлаждающей среды или азотной охлаждающей среды до этапа (г).
13. Способ по п.1, в котором на этапе (г) используют азотную охлаждающую среду и контур переохлаждения включает в себя теплообменник с однокомпонентной охлаждающей средой, предназначенный для охлаждения азотной охлаждающей среды перед ее использованием для переохлаждения сжиженного потока.
14. Способ по любому из пп.1 - 13, в котором более тяжелый поток жидкости повторно направляют в сжижающую установку или используют для получения других потоков углеводородов.
15. Устройство, предназначенное для сжижения потока углеводородов, такого, как природный газ, из потока сырья, которое, по меньшей мере, содержит:
первую ступень охлаждения, содержащую один или несколько первых теплообменников, предназначенных для приема потока сырья и получения потока охлажденного газа, первая ступень охлаждения включает в себя первый охлаждающий контур, использующий первую охлаждающую среду для извлечения тепла из потока сырья, при этом первая охлаждающая среда содержит более 90 моль.% пропана;
вторую ступень охлаждения, содержащую несколько теплообменников, расположенных последовательно и предназначенных для приема потока охлажденного газа из первой ступени охлаждения и для прохождения потока охлажденного газа через каждый теплообменник и для получения сжиженного потока, вторая ступень охлаждения включает в себя второй охлаждающий контур, использующий первую смешанную охлаждающую среду для извлечения тепла из потока охлажденного газа, при этом, по меньшей мере, два теплообменника второй ступени охлаждения, второй и третий теплообменники, приспособлены для работы при различных давлениях; и
ступень переохлаждения, содержащую один или несколько теплообменников переохлаждения, предназначенных для приема сжиженного потока из второй ступени охлаждения и получения переохлажденного сжиженного потока углеводородного продукта, ступень переохлаждения включает в себя контур переохлаждения, использующий вторую смешанную охлаждающую среду или азотную охлаждающую среду для извлечения тепла из сжиженного потока; и
сепаратор, приспособленный для приема потока охлажденного газа из второго теплообменника, предусмотренного во второй ступени охлаждения, и получения более легкого потока газа, богатого метаном, и более тяжелого потока жидкости, при этом третий теплообменник, предусмотренный во второй ступени охлаждения, предназначен для приема более легкого потока газа.
16. Устройство по п.15, в котором в контуре переохлаждения используют смешанную охлаждающую среду и этот контур содержит сепаратор, приспособленный для получения первой, легкой фракции и второй, более тяжелой фракции, которые используются в одном или нескольких теплообменниках переохлаждения.
17. Способ сжижения потока сырья, содержащего газообразный углеводородный поток, такой, как природный газ, указанный способ включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы:
(а) обеспечивают наличие потока сырья;
(б) осуществляют первое охлаждение потока сырья в одном или нескольких первых теплообменниках с помощью первой охлаждающей среды, циркулирующей в первом охлаждающем контуре, тем самым получают охлажденный поток газа, при этом первая охлаждающая среда содержит более 90 моль.% пропана;
(в) осуществляют второе охлаждение потока охлажденного газа, полученного на этапе (б), до жидкости с помощью первой смешанной охлаждающей среды, циркулирующей в первом контуре для смешанной охлаждающей среды, при этом указанное второе охлаждение осуществляют в двух или более теплообменниках, расположенных последовательно так, чтобы поток охлажденного газа прошел через каждый теплообменник, по меньшей мере, два из которых, второй и третий теплообменники, работают при разных давлениях, в результате получают сжиженный поток; и
(г) в четвертом теплообменнике осуществляют переохлаждение сжиженного потока, полученного на этапе (в), с помощью второй смешанной охлаждающей среды или с помощью азотной охлаждающей среды, циркулирующей в контуре переохлаждения, тем самым получают переохлажденный поток углеводородов;
при этом охлажденный газ между вторым и третьим теплообменниками этапа (в) является потоком промежуточной температуры, который используют для обеспечения обратного потока для очищающей колонны.