Усовершенствованные способ и система охлаждения углеводородного потока.

1. Способ охлаждения углеводородного сырьевого потока первым хладагентом для получения охлажденного углеводородного потока, при этом первый хладагент имеет критическую температуру, включающий этапы, на которых:
(a) сжимают первый хладагент в одной или более ступенях компрессии для получения сжатого первого хладагента;
(б) охлаждают сжатый первый хладагент флюидом окружающей среды в одном или более теплообменниках для получения охлажденного первого хладагента с первой температурой;
(в) охлаждают поток флюида в каждом из по меньшей мере одного контура охлаждения, расположенного в сообщении по потоку флюида ниже по потоку от одного или более теплообменников окружающей среды, при этом каждый из по меньшей мере одного контура охлаждения имеет по меньшей мере одну ступень испарения, при этом каждый из последующих этапов выполняют на каждой ступени испарения:
(i) снижают давление первого хладагента;
(ii) охлаждают поток флюида первым хладагентом пониженного давления в испарителе, что приводит к испарению по меньшей мере части первого хладагента пониженного давления; и
(iii) обеспечивают прохождение по меньшей мере части испаренного первого хладагента пониженного давления в одну, из по меньшей мере, одной ступеней компрессии;
при этом по меньшей мере один поток флюида, который охлаждается по меньшей мере в одном контуре охлаждения, включает углеводородный сырьевой поток и на этапе (в) получают охлажденный углеводородный поток;
(г) после этапа (б) и перед этапом (в) дополнительно охлаждают охлажденный первый хладагент по меньшей мере в одном вспомогательном теплообменнике вспомогательным хладагентом для получения дополнительно охлажденного первого хладагента при второй температуре, если первая температура больше или равна критической температуре первого хладагента, при этом вторая температура меньше, чем критическая температура первого хладагента; и
(д) после этапа (б) и перед этапом (в) осуществляют обход по байпасу по меньшей мере одного вспомогательного теплообменника, если первая температура меньше, чем критическая температура первого хладагента.
2. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один вспомогательный теплообменник включает экономайзер, а вспомогательный хладагент включает первый хладагент.
3. Способ по п. 1, в котором вспомогательный хладагент является по меньшей мере частью углеводородного сырьевого потока.
4. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один вспомогательный теплообменник является частью системы компрессии пара с замкнутым контуром.
5. Способ по п. 4, в котором вспомогательный хладагент является фторуглеводородом или пропаном.
6. Способ по п. 1, который дополнительно включает:
(е) дополнительное охлаждение и сжижение охлажденного углеводородного потока по меньшей мере в одном теплообменнике для сжижения потоком второго хладагента для получения потока сжиженного природного газа.
7. Способ по п. 6, в котором по меньшей мере один поток флюида, который охлаждается по меньшей мере в одном контуре охлаждения, включает второй хладагент.
8. Способ по п. 1, в котором первый хладагент включает этан, диоксид углерода или этилен.
9. Способ по п. 1, в котором этап (а) дополнительно включает:
(а) сжатие первого хладагента в нескольких ступенях компрессии для получения сжатого первого хладагента.
10. Способ по п. 9, в котором этап (в) дополнительно включает охлаждение по меньшей мере одного потока флюида в нескольких ступенях испарения, расположенных ниже по потоку от экономайзера, при этом этапы (в)(i) -(в)(iii) выполняют на каждой из нескольких ступеней испарения.
11. Установка для охлаждения углеводородного сырьевого потока, причем установка включает:
по меньшей мере, одну ступень компрессии, сконфигурированную с возможностью сжатия первого хладагента;
по меньшей мере, один теплообменник окружающей среды ниже по потоку в сообщении по потоку флюида по меньшей мере с одной ступенью компрессии, при этом по меньшей мере один теплообменник окружающей среды, сконфигурирован с возможностью охлаждения первого хладагента до первой температуры путем косвенного теплообмена с флюидом окружающей среды;
по меньшей мере один вспомогательный теплообменник ниже по потоку в сообщении по потоку флюида по меньшей мере с одним теплообменником окружающей среды, при этом вспомогательный теплообменник сконфигурирован с возможностью дополнительного охлаждения первого хладагента до второй температуры, которая ниже критической температуры первого хладагента;
по меньшей мере, один контур охлаждения, расположенный ниже по потоку в сообщении по потоку флюида по меньшей мере от одного вспомогательного теплообменника, при этом, каждый из по меньшей мере одного контура охлаждения имеет по меньшей мере одну ступень испарения, причем каждая из ступеней испарения включает дроссельный клапан выше по потоку в сообщении по потоку флюида с испарителем, при этом испаритель сконфигурирован с возможностью охлаждения потока флюида первым хладагентом и создания испаренного потока первого хладагента и охлажденного потока флюида, причем каждая из ступеней испарения дополнительно включает контур испаренного первого хладагента в сообщении по потоку флюида с одной из по меньшей мере одной ступени компрессии;
байпасную систему, включающую контроллер по меньшей мере один температурный датчик, несколько клапанов и по меньшей мере один байпасный контур в сообщении по потоку флюида по меньшей мере с одним теплообменником окружающей среды и по меньшей мере одним контуром охлаждения, при этом байпасная система сконфигурирована с возможностью: (1) предотвращать прохождение первого хладагента через по меньшей мере один байпасный контур и позволять прохождение первого хладагента через по меньшей мере один вспомогательный теплообменник, когда первая температура больше или равна критической температуре первого хладагента и (2) позволять прохождение первого хладагента через по меньшей мере один байпасный контур и предотвращать прохождение первого хладагента через по меньшей мере один вспомогательный теплообменник, когда первая температура меньше критической температуры первого хладагента;
при этом поток флюида по меньшей мере одного из по меньшей мере одного контура охлаждения включает углеводородный сырьевой поток
12. Установка по п. 11, в которой по меньшей мере один вспомогательный теплообменник включает экономайзер.
13. Установка по п. 11, в которой по меньшей мере один вспомогательный теплообменник является частью системы компрессии пара с замкнутым контуром.
14. Способ охлаждения углеводородного сырьевого потока первым хладагентом для получения охлажденного углеводородного потока, при этом первый хладагент имеет критическую температуру, включающий этапы, на которых:
(a) сжимают первый хладагент по меньшей мере на одной ступени компрессии, для получения сжатого первого хладагента;
(б) охлаждают сжатый первый хладагент флюидом окружающей среды по меньшей мере в одном теплообменнике окружающей среды для получения охлажденного первого хладагента с первой температурой, которая больше или равна критической температуре первого хладагента;
(в) охлаждают поток флюида в каждом из по меньшей мере одного контура охлаждения, расположенного ниже по потоку в сообщении по потоку флюида от теплообменника окружающей среды, при этом каждый из по меньшей мере одного контура охлаждения имеет по меньшей мере одну ступень испарения, каждую из последующих ступеней выполняют на каждой ступени испарения:
(i) снижают давление первого хладагента;
(ii) охлаждают поток флюида первым хладагентом пониженного давления в испарителе, что приводит к испарению по меньшей мере, части первого хладагента пониженного давления; и
(iii) осуществляют прохождение по меньшей мере части испаренного первого хладагента пониженного давления в одну, из по меньшей мере, одной ступени компрессии;
при этом по меньшей мере одна ступень испарения каждого из по меньшей мере одного контура охлаждения, включает первую ступень испарения, которая расположена выше по потоку на конце по меньшей мере одного контура охлаждения, при этом этап (в)(i) включает на каждой первой ступени испарения следующий этап, на котором:
(в)(i) снижают давление первой части первого хладагента, используя устройство изоэнтропийного расширения для получения первого хладагента пониженного давления с долей пара не меньше, чем 0,2 и не больше, чем 0,6.
при этом по меньшей мере один поток флюида, который охлаждается по меньшей мере в одном контуре охлаждения выбирают из группы: углеводородный поток и поток второго хладагента.
15. Способ по п. 14, который дополнительно включает:
(г) дополнительное охлаждение и сжижение охлажденного углеводородного потока по меньшей мере в одном теплообменнике для сжижения потоком второго хладагента для получения потока сжиженного природного газа.
16. Способ по п. 15, в котором по меньшей мере один поток флюида, который охлаждают по меньшей мере в одном контуре охлаждения, включает второй хладагент.
17. Способ по п. 14, в котором первый хладагент является этаном, диоксидом углерода или этиленом.
18. Способ по п. 14, в котором этап (а) дополнительно включает этап, на котором:
(а) сжимают первый хладагент в нескольких ступенях сжатия для получения сжатого первого хладагента.