СЖИЖЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА С УДАЛЕНИЕМ ИСХОДНОЙ ВОДЫ

1. Способ для осушки и сжижения потока природного газа, включающий:
(a) охлаждение потока исходного природного газа, который содержит воду, для получения охлажденного потока природного газа;
(b) удаление воды и дальнейшее охлаждение охлажденного потока исходного природного газа для получения осушенного охлажденного потока природного газа;
(c) нагревание осушенного охлажденного потока природного газа для получения осушенного повторно нагретого потока природного газа;
(d) охлаждение и сжижение осушенного повторно нагретого потока природного газа и охлаждение по меньшей мере одного сжатого потока исходного хладагента посредством противоточного косвенного теплообмена с расширенным холодным хладагентом, для получения потока продукта сжиженного природного газа, по меньшей мере одного потока сжатого холодного хладагента и потока расширенного нагретого хладагента; и
(e) расширение и вследствие этого, дальнейшее охлаждение потока или потоков сжатого холодного хладагента для получения упомянутого расширенного холодного хладагента;
где охлаждение потока исходного природного газа на стадии (a) и нагревание осушенного охлажденного потока природного газа на стадии (c) осуществляется посредством косвенного теплообмена между двумя упомянутыми потоками.
2. Способ по п.1, где на стадии (c) осушенный охлажденный поток природного газа нагревается до температуры, которая является такой же или находится в пределах 20°C от температуры по меньшей мере одного сжатого потока исходного хладагента, так что разность температур между осушенным повторно нагретым потоком природного газа и по меньшей мере одним сжатым потоком исходного хладагента в начале стадии (d) отсутствует или составляет менее 20°C.
3. Способ по п.2, где температура потока исходного природного газа в начале стадии (а) является такой же или находится в пределах 20°C от температур осушенного повторно нагретого потока природного газа и по меньшей мере одного сжатого потока исходного хладагента в начале стадии (d).
4. Способ по п.1, где стадия (d) осуществляется в спирально-змеевиковом криогенном теплообменнике.
5. Способ по п.1, где на стадии (b) охлажденный поток исходного природного газа сначала осушается для удаления из него воды и далее дополнительно охлаждается для получения осушенного охлажденного потока природного газа.
6. Способ по п.1, где хладагент на стадиях (d) и (e) является либо смешанным хладагентом, поток или потоки сжатого холодного хладагента на стадии (d) являются жидкими или смешаннофазными потоками, и поток расширенного нагретого хладагента на стадии (d) является смешаннофазным или паровым потоком, либо является газообразным хладагентом, который остается преимущественно в газообразной форме в течение стадий (d) и (e).
7. Способ по п.1, где способ дополнительно включает:
(f) сжатие потока расширенного нагретого хладагента для получения упомянутого по меньшей мере одного сжатого потока исходного хладагента, который охлаждается на стадии (d).
8. Способ по п.7, где стадия (f) включает сжатие и охлаждение потока расширенного нагретого хладагента для получения как упомянутого по меньшей мере одного сжатого потока исходного хладагента, который охлаждается на стадии (d), так и дополнительного потока сжатого хладагента, при этом способ дополнительно включает расширение упомянутого дополнительного потока сжатого хладагента для дальнейшего охлаждения упомянутого потока и использование упомянутого дополнительно охлажденного дополнительного потока хладагента на стадии (b) для дальнейшего охлаждения охлажденного потока исходного природного газа посредством косвенного теплообмена.
9. Способ по п.8, где стадия (f) включает сжатие, охлаждение и фазовое разделение расширенного нагретого потока хладагента для получения парового потока сжатого хладагента и жидкого потока сжатого хладагента, упомянутый паровой поток образует по меньшей мере один сжатый поток исходного хладагента, который охлаждают и по меньшей мере частично сжижают на стадии (d), и по меньшей мере часть упомянутого жидкого потока образует дополнительный поток хладагента, который расширяют и далее используют на стадии (b) для дальнейшего охлаждения охлажденного потока исходного природного газа посредством косвенного теплообмена.
10. Способ по п.1, где на стадии (d) осушенный повторно нагретый поток природного газа охлаждается и сжижается для получения потока продукта сжиженного природного газа и дополнительного потока сжиженного природного газа, упомянутый дополнительный поток сжиженного природного газа используют на стадии (b) для дальнейшего охлаждения охлажденного потока исходного природного газа.
11. Способ по п.10, где на стадии (b) охлажденный поток исходного природного газа дополнительно охлаждается с помощью противоточного непосредственного теплообмена с упомянутым дополнительным потоком сжиженного природного газа.
12. Установка для осушки и сжижения потока природного газа, включающая:
теплообменник-экономайзер для приема водосодержащего потока исходного природного газа и осушенного охлажденного потока природного газа и для охлаждения водосодержащего потока исходного природного газа и нагревания осушенного охлажденного потока природного газа посредством косвенного теплообмена друг с другом, чтобы получить охлажденный водосодержащий поток исходного природного газа и осушенный повторно нагретый поток природного газа;
системы удаления воды исходного природного газа и охлаждения исходного природного газа в гидродинамической связи с теплообменником-экономайзером и друг с другом, для приема охлажденного водосодержащего потока исходного природного газа из теплообменника-экономайзера, осушки и дальнейшего охлаждения упомянутого потока, и возвращения образующегося в результате осушенного охлажденного потока природного газа в теплообменник-экономайзер;
основной криогенный теплообменник для охлаждения и сжижения осушенного повторно нагретого потока природного газа и для охлаждения по меньшей мере одного сжатого потока исходного хладагента посредством противоточного косвенного теплообмена с расширенным холодным хладагентом, чтобы получить поток продукта сжиженного природного газа, по меньшей мере один поток сжатого холодного хладагента и поток расширенного нагретого хладагента;
систему каналов для передачи осушенного повторно нагретого потока природного газа из теплообменника-экономайзера в теплый конец основного криогенного теплообменника, и для отведения потока продукта сжиженного природного газа из холодного конца основного криогенного теплообменника; и
систему расширения хладагента в гидродинамической связи с основным криогенным теплообменником для приема по меньшей мере одного потока сжатого холодного хладагента из холодного конца криогенного теплообменника, расширения и вследствие этого дальнейшего охлаждения упомянутого холодного хладагента и возвращения расширенного холодного хладагента в холодный конец криогенного теплообменника.
13. Установка по п.12, где основной криогенный теплообменник является спирально-змеевиковым теплообменником.
14. Установка по п.12, где система удаления воды исходного природного газа находится выше по потоку от системы охлаждения исходного природного газа, так, что охлажденный водосодержащий природный газ из теплообменника-экономайзера сначала осушается в упомянутой системе удаления воды, и осушенный природный газ из упомянутой системы удаления воды далее дополнительно охлаждается в упомянутой системе охлаждения для получения осушенного охлажденного природного газа, который затем возвращается в теплообменник-экономайзер.
15. Установка по п.12, где установка дополнительно включает:
систему сжатия хладагента в гидродинамической связи с основным криогенным теплообменником для приема потока расширенного нагретого хладагента из теплого конца криогенного теплообменника, сжатия упомянутого хладагента, и возвращения по меньшей мере одного сжатого потока исходного хладагента в теплый конец криогенного теплообменника.
16. Установка по п.15, где основной криогенный теплообменник, система расширения хладагента и система сжатия хладагента образуют замкнутую систему хладагента или образуют часть замкнутой системы хладагента, хладагент, содержащийся и циркулирующий внутри упомянутой замкнутой системы, включает упомянутые потоки сжатого и расширенного хладагента, упомянутый хладагент является смешанным хладагентом или чистым азотом или аргоном.
17. Установка по п.15, где система сжатия хладагента сжимает и охлаждает расширенный нагретый хладагент, а система охлаждения исходного природного газа является косвенным теплообменником, и где установка дополнительно включает дополнительную систему расширения в гидродинамической связи с системой сжатия хладагента и системой охлаждения исходного природного газа, для приема потока сжатого и охлажденного хладагента из системы сжатия хладагента и расширения упомянутого потока для дальнейшего охлаждения упомянутого потока, систему охлаждения исходного природного газа, использующую упомянутый дополнительно охлажденный поток для дальнейшего охлаждения охлажденного потока исходного природного газа посредством косвенного теплообмена.
18. Установка по п.17, где система сжатия хладагента дополнительно включает по меньшей мере один фазовый сепаратор для разделения сжатого и охлажденного хладагента на жидкую и паровую фазы, упомянутый фазовый сепаратор или сепараторы находятся в гидродинамической связи с основным криогенным теплообменником и дополнительной системой расширения, так, что паровой поток сжатого хладагента подается в теплый конец криогенного теплообменника, а жидкий поток сжатого хладагента подается в дополнительную систему расширения.
19. Установка по п.12, где установка дополнительно включает систему каналов для передачи дополнительного потока сжиженного природного газа из основного криогенного теплообменника в систему охлаждения исходного природного газа, систему охлаждения исходного сырья, использующую упомянутый дополнительный поток сжиженного природного газа для дальнейшего охлаждения охлажденного потока исходного природного газа.
20. Установка по п.19, где системой охлаждения исходного природного газа является скрубберная колонна, в которой охлажденный поток исходного природного газа дополнительно охлаждается путем противоточного непосредственного теплообмена с упомянутым дополнительным потоком сжиженного природного газа.