СПОСОБ СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

1. Газоперерабатывающая установка для сжижения потока исходного природного газа, причем данная установка включает:
газоразделительный блок, причем в состав газоразделительного блока включен по меньшей мере один фракционирующий резервуар:
газовый впуск для приема природной газовой смеси, включающей метан,
адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5, таким образом, что загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом, и
газовый выпуск для выхода потока обогащенного метаном газа; и
холодильную систему с детандерным циклом высокого давления, включающую:
первый компрессорный блок, предназначенный для приема существенной части потока обогащенного метаном газа и для сжатия потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в результате чего получается поток сжатого исходного газа;
первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа; и
первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию.
2. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой:
первый холодильник предназначен для приема части потока продукта из первого детандера и использования части потока продукта для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена.
3. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой:
первый холодильник предназначен для использования потока внешнего холодильного агента для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена.
4. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:
жидкостный разделительный резервуар, предназначенный для разделения жидкой фракции и остаточной паровой фракции из первого детандера.
5. Газоперерабатывающая установка по п. 4, в которой:
первый холодильник принимает по меньшей мере часть паровой фракции и использует паровую фракцию для охлаждения потока сжатого исходного газа посредством теплообмена в качестве части первого контура охлаждения;
первый холодильник выпускает (i) поток охлажденного исходного газа и (ii) поток частично нагретого продукта после теплообмена с потоком сжатого исходного газа; и
холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:
второй холодильник, предназначенный для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена с потоком холодильного агента и паровой фракцией; и
второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока повторно сжатого холодильного агента и расширения потока повторно сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.
6. Газоперерабатывающая установка по п. 5, в которой холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:
третий компрессорный блок в первом контуре охлаждения для сжатия потока частично нагретого продукта после теплообмена с потоком сжатого исходного газа; и
линию для объединения потока сжатого частично нагретого продукта с потоком исходного газа и завершения первого контура охлаждения.
7. Газоперерабатывающая установка по п. 5, в которой второй холодильник переохлаждает поток охлажденного исходного газа после того, как поток охлажденного исходного газа выходит из первого холодильника.
8. Газоперерабатывающая установка по п. 5, в которой второй холодильник предварительно охлаждает поток сжатого исходного газа перед тем, как поток сжатого исходного газа поступает в первый холодильник.
9. Газоперерабатывающая установка по п. 8, в которой:
второй холодильник принимает поток частично нагретого продукта из первого холодильника для дополнительного теплообмена с потоком сжатого исходного газа; и
выпускает нагретый поток продукта в третий компрессорный блок для завершения первого контура охлаждения.
10. Газоперерабатывающая установка по п. 9, в которой третий компрессорный блок сжимает нагретый поток продукта до абсолютного давления, составляющего приблизительно от 1500 до 3500 фунтов на квадратный дюйм (от 10342 до 24132 кПа).
11. Газоперерабатывающая установка по п. 5, в которой:
поток холодильного агента включает газ, выбранный из группы, которую составляют: газообразный азот, азотсодержащий газ, побочный поток от потока обогащенного метаном газа и остаточная паровая фракция, а также их сочетания; и
поток холодильного агента во втором контуре охлаждения движется в замкнутом контуре.
12. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД) и в которой каждый из по меньшей мере одного фракционирующего резервуара работает совместно с другими фракционирующими резервуарами, образуя систему адсорбции при переменном давлении, включающую:
по меньшей мере один работающий слой, обеспечивающий адсорбцию,
по меньшей мере один слой в процессе регенерации под действием пониженного давления и
по меньшей мере один регенерированный слой, находящийся в резерве и предназначенный для использования в адсорбционной системе, когда по меньшей мере один работающий слой становится насыщенным в значительной степени.
13. Газоперерабатывающая установка по п. 1, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД) и дополнительно включает:
обезвоживающий резервуар, предназначенный для приема потока исходного природного газа, отделения существенной части воды от потока исходного природного газа и выпуска обезвоженного потока исходного природного газа по меньшей мере в один фракционирующий резервуар.
14. Газоперерабатывающая установка по п. 13, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке включает множество резервуаров, расположенных последовательно таким образом, что:
первый резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;
второй резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; и
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.
15. Газоперерабатывающая установка по п. 13, в которой по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке включает резервуар, содержащий множество адсорбционных слоев, расположенных последовательно, таким образом, что:
первый адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения воды и других жидких компонентов от потока обезвоженного исходного природного газа;
второй адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения влагопоглотителя от потока обезвоженного исходного природного газа; и
третий резервуар включает адсорбционный слой, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.
16. Способ сжижения потока исходного природного газа, включающий:
прием потока исходного природного газа в газоразделительном блоке, причем газоразделительный блок имеет по меньшей мере один фракционирующий резервуар, включающий:
газовый впуск для приема природной газовой смеси, включающей метан,
адсорбционный материал, который имеет кинетическую селективность в пользу по меньшей мере одного из загрязняющих веществ по отношению к метану, составляющую более чем 5, таким образом, что загрязняющие вещества оказываются кинетически адсорбированными адсорбционным материалом, и
газовый выпуск, предназначенный для выхода потока обогащенного метаном газа;
существенное отделение метана от по меньшей мере одного из загрязняющих веществ в потоке исходного природного газа;
выпуск потока обогащенного метаном газа из газоразделительного блока;
направление потока обогащенного метаном газа в холодильную систему с детандерным циклом высокого давления;
сжатие потока обогащенного метаном газа до абсолютного давления, составляющего более чем 1000 фунтов на квадратный дюйм (6895 кПа), в целях получения потока сжатого исходного газа;
охлаждение потока сжатого исходного газа для получения потока сжатого охлажденного исходного газа;
расширение потока сжатого охлажденного исходного газа для получения потока продукта, содержащего жидкую фракцию и остаточную паровую фракцию; и
отделение паровой фракции от жидкой фракции.
17. Способ по п. 16, в котором холодильная система с детандерным циклом высокого давления включает:
первый компрессорный блок, предназначенный для приема существенной части потока обогащенного метаном газа и получения потока сжатого исходного газа;
первый холодильник, предназначенный для охлаждения потока сжатого исходного газа и получения потока сжатого охлажденного исходного газа; и
первый детандер, предназначенный для расширения потока сжатого охлажденного исходного газа и получения потока продукта.
18. Способ по п. 17, в котором охлаждение потока сжатого исходного газа включает:
введение по меньшей мере части паровой фракции из потока продукта в первый холодильник в качестве части первого контура охлаждения; и
теплообмен паровой фракции потока продукта с потоком сжатого исходного газа для охлаждения потока сжатого исходного газа.
19. Способ по п. 18, в котором:
холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает жидкостный разделительный резервуар; и
отделение паровой фракции от жидкой фракции осуществляется с использованием жидкостного разделительного резервуара.
20. Способ по п. 19, дополнительно включающий:
выпуск из первого холодильника (i) потока охлажденного исходного газа в качестве потока продукта и (ii) потока частично нагретого продукта в качестве рабочей текучей среды;
направление потока частично нагретого продукта в третий компрессорный блок; и
объединение потока сжатого частично нагретого продукта из третьего компрессорного блока с потоком обогащенного метаном газа для завершения первого контура охлаждения.
21. Способ по п. 20, в котором холодильная система с детандерным циклом высокого давления дополнительно включает:
второй холодильник, предназначенный для дополнительного охлаждения потока сжатого исходного газа, по меньшей мере частично, посредством косвенного теплообмена между потоком холодильного агента и паровой фракцией; и
второй контур охлаждения, имеющий (i) второй компрессорный блок, предназначенный для повторного сжатия потока холодильного агента после того, как поток холодильного агента проходит через второй холодильник, и (ii) второй детандер, предназначенный для приема потока сжатого холодильного агента и расширения потока сжатого холодильного агента перед его возвращением во второй холодильник.
22. Способ по п. 21, в котором второй холодильник переохлаждает поток охлажденного исходного газа после того, как поток охлажденного исходного газа выходит из первого холодильника.
23. Способ по п. 21, в котором второй холодильник предварительно охлаждает поток сжатого исходного газа перед тем, как поток сжатого исходного газа поступает в первый холодильник.
24. Способ по п. 19, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке работает в режиме адсорбции при переменном давлении (АПД) или короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (КЦАПД);
в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке дополнительно работает в режиме адсорбции при переменной температуре (АПТ) или короткоцикловой адсорбции при переменной температуре (КЦАПТ);
2
2
2
в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар предназначен, чтобы адсорбировать CO, HS, HO, тяжелые углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), меркаптаны или их сочетания; и
дополнительно включающий:
пропускание потока исходного природного газа через обезвоживающий резервуар для отделения существенной части воды от потока исходного природного газа; и
выпуск потока обезвоженного исходного природного газа по меньшей мере в один фракционирующий резервуар для отделения загрязняющих веществ.
25. Способ по п. 24, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке включает множество резервуаров, расположенных последовательно, таким образом, что:
первый резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный для отделения воды, оставшейся в потоке обезвоженного исходного природного газа;
второй резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения влагопоглотителя от обезвоженного потока исходного природного газа; и
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.
26. Способ по п. 24, в котором по меньшей мере один фракционирующий резервуар в газоразделительном блоке включает резервуар, содержащий множество адсорбционных слоев, расположенных последовательно, таким образом, что:
первый адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения воды и других жидких компонентов от потока обезвоженного исходного природного газа;
второй адсорбционный слой предназначен, главным образом, для отделения влагопоглотителя от потока обезвоженного исходного природного газа; и
третий резервуар включает адсорбционный слой, предназначенный, главным образом, для отделения содержащего серу газообразного компонента от потока обезвоженного исходного природного газа.