СПОСОБ ДЛЯ СЖИЖЕНИЯ ПОТОКА УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ сжижения потока углеводородов, такого, как поток природного газа, содержащегося в сырьевом потоке (10), включающий, по меньшей мере, стадии:
(a) циркуляции потока (70) первого хладагента в контуре (110) с первым хладагентом;
(b) охлаждения потока (70) первого хладагента в одном или более теплообменниках (14) первой ступени (100) охлаждения для получения охлажденного потока (20) первого хладагента;
(c) прохождения, по меньшей мере, части охлажденного потока (20) первого хладагента через одно или более расширительных устройств для получения одного или более расширенных охлажденных потоков (30) первого хладагента;
(d) прохождения одного или, по меньшей мере, одного из расширенных потоков (30) первого хладагента и сырьевого потока (10) через первый один или более теплообменников (14) с получением охлажденного потока (40) углеводородов;
(e) прохождения охлажденного потока (40) углеводородов через вторую ступень (200) охлаждения в противотоке с потоком (50) второго хладагента с получением сжиженного потока (60) углеводородов;
в котором, по меньшей мере, одно расширительное устройство представляет собой детандер (12), выработанную которым на стадии (с) полезную энергию используют в контуре (110) циркуляции первого хладагента, причем выработанную полезную энергию используют для привода одного или более насосов (28а, 28b), обеспечивающих циркуляцию потока первого хладагента, с целью повышения давления потока (70) первого хладагента, обеспечивая тем самым получение нагнетаемого потока (70а) и температуру указанного нагнетаемого потока (70а) снижают в одном или более охладителях (29), охлаждающих до температуры окружающей среды перед прохождением через первый теплообменник (14).
2. Способ по п.1, в котором температура охлажденного потока (40) углеводородов после первой ступени (100) охлаждения находится в интервале от -20°С до -70°С, при этом вторая ступень (200) охлаждения отделена от первой ступени (100) охлаждения.
3. Способ по п.1, в котором поток первого хладагента представляет собой повторно конденсируемый поток, полученный путем сжатия испаренного хладагента, собранного и отведенного из одного или более теплообменников (14) первой ступени (100) охлаждения и последующего охлаждения с помощью водяного и/или воздушного охладителя (26).
4. Способ по п.1, в котором вторая ступень (200) охлаждения отделена от первой ступени (100) охлаждения, при этом вторая ступень (200) охлаждения содержит один или более отдельных теплообменников, использующих второй хладагент, циркулирующий в контуре (80) циркуляции второго хладагента.
5. Способ по п.1, в котором хладагент второй ступени (50) проходит, кроме того, через, по меньшей мере, один теплообменник (14а, 14b) первой ступени (100) охлаждения, предпочтительно через все теплообменники (14) первой ступени (100) охлаждения.
6. Способ по п.1, в котором каждое расширительное устройство на стадии (с) представляет собой детандер (12).
7. Способ по п.1, в котором первая ступень (100) охлаждения содержит два или три теплообменника (14а, 14b).
8. Способ по п.7, в котором каждый теплообменник (14а, 14b) снабжен соединенным с ним детандером (12а, 12b), через который проходит, по меньшей мере, часть потока (20а, 20b) охлажденного первого хладагента для получения расширенного охлажденного потока (30а, 30b) первого хладагента, направляемого в соответствующий теплообменник (14а, 14b).
9. Способ по п.7, в котором для каждого теплообменника (14а, 14b) первой ступени (100) охлаждения на стадии (с) предусмотрено различное давление первого хладагента.
10. Способ по п.1, в котором хладагент потока (70) первого хладагента представляет собой смешанный хладагент, включающий смесь газов, при этом указанные газы предпочтительно выбраны из группы газов, включающей азот, метан, этан, этилен, пропан, пропилен, бутан и пентан.
11. Способ по п.1, в котором хладагент потока (50) второго хладагента протекает через, по меньшей мере, один теплообменник (14) первой ступени (100) охлаждения, предпочтительно через все теплообменники первой ступени (100) охлаждения.
12. Способ по одному или более предыдущих пунктов, в котором температуру нагнетаемого потока (70а) снижают на 10-20°С.
13. Устройство для сжижения потока углеводородов, например потока природного газа, содержащегося в сырьевом потоке (10), содержащее, по меньшей мере,
контур (110) первого хладагента, предназначенный для циркуляции потока (70) первого хладагента;
первую ступень (100) охлаждения, содержащую один или большее количество теплообменников (14), в которые поступает поток (70) первого хладагента и в которых получают охлажденный поток (20) первого хладагента;
одно или большее количество расширительных устройств, предназначенных для расширения, по меньшей мере, части охлажденного потока (20) первого хладагента с получением одного или более расширенных потоков (30) первого хладагента, при этом, по меньшей мере, одно расширительное устройство представляет собой детандер (12), полезную энергию которого, выработанную при расширении, используют в контуре (110) циркуляции первого хладагента;
один или больше количество насосов (28а, 28b) для обеспечения циркуляции потока (70) первого хладагента, при этом полезную энергию, выработанную в процессе расширения потока, используют для привода одного или более насосов (28а, 28b);
один или большее количество охладителей (26), охлаждающих до температуры окружающей среды, размещенных после одного или более насосов и перед первым одним или более теплообменником (14);
один или каждый теплообменник (14), имеющий первый вход для прохождения сырьевого потока (10) в теплообменник, и второй вход для прохождения в теплообменник одного или, по меньшей мере, одного из расширенных потоков (30) первого хладагента для охлаждения сырьевого потока (10) и обеспечения таким образом охлажденного потока (40) углеводородов; и
вторую ступень (200) охлаждения, содержащую один или большее количество теплообменников, приспособленных для подачи в них потока (40) охлажденных углеводородов из первой ступени (100) охлаждения и для получения потока (60) сжиженных углеводородов.
14. Устройство по п.13, в котором первая ступень (100) охлаждения содержит два или более теплообменников (14а, 14b), каждый из которых соединен с соответствующим детандером (12а, 12b).
15. Устройство по п.13, кроме того, содержащее компрессор (22) и водяной и/или воздушный охладитель (26), размещенный до одного или более насосов (28а, 28b).
16. Устройство по одному или более из пп.13-15, в котором первая ступень (100) охлаждения обеспечивает получение охлажденного потока (20) первого хладагента, имеющего температуру в интервале от -20°С до -70°С, при этом вторая ступень (200) охлаждения отделена от первой ступени (100) охлаждения.
17. Устройство по п.16, в котором вторая ступень (200) охлаждения отделена от первой ступени (100) охлаждения, при этом вторая ступень охлаждения содержит один или более отдельных теплообменников, использующих второй хладагент, циркулирующий во втором контуре (80) циркуляции хладагента.
18. Устройство по п.17, в котором хладагент потока (50) второго хладагента проходит также через, по меньшей мере, один теплообменник (14а, 14b) первой ступени (100) охлаждения, предпочтительно через все теплообменники (14) первой ступени (100) охлаждения.
19. Устройство по одному или более из пп.13-15, в котором вторая ступень (200) охлаждения отделена от первой ступени (100) охлаждения, при этом вторая ступень охлаждения содержит один или более отдельных теплообменников, использующих второй хладагент, циркулирующий во втором контуре (80) циркуляции хладагента.
20. Устройство по п.19, в котором хладагент потока (50) второго хладагента проходит также через, по меньшей мере, один теплообменник (14а, 14b) первой ступени (100) охлаждения, предпочтительно через все теплообменники (14) первой ступени (100) охлаждения.