[发明专利]通过第一制冷循环冷却得到的液化天然气流的处理方法和相关装置

权利要求书

1.通过第一制冷循环(17)冷却得到的液化天然气流(11)的处理方法，该方法包括以下步骤：

(a)将温度低于-100℃的液化天然气流(11)引入第一热交换器(19)内；

(b)在所述第一热交换器内，通过与制冷流体(83)热交换来使液化天然气流(11)过冷，以形成过冷的液化天然气流(57)；以及

(c)使制冷流体(83)经受半开式的第二制冷循环(21)，该第二制冷循环独立于所述第一制冷循环(17)，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(d)在中间涡轮(47)内动力膨胀过冷的液化天然气流(57)，同时保持该过冷的液化天然气流基本呈液态；

(e)将出自所述中间涡轮(47)的流(59)冷却和膨胀，然后将其引入到蒸馏塔(49)内；

(f)回收在所述蒸馏塔(49)的基部的被除氮的液化天然气流(67)，并回收在所述蒸馏塔(49)的顶部的气体流(69)；以及

(g)在级式压缩机(25)内压缩顶部气体流(69)，并自所述压缩机(25)的中间压力级(29D)提取被压缩到中间压力PI的顶部气体流(69)的第一部分(16)，以形成可燃气体流；

并且，其特征还在于，所述第二制冷循环(21)包括以下步骤：

(i)由被压缩到中间压力PI的顶部气体(69)的第二部分形成初始的制冷流体流(73)；

(ii)压缩初始的制冷流体流(73)到高于所述中间压力PI的高压PH，以形成被压缩的制冷流体流(75)；

(iii)在第二热交换器(33)内冷却被压缩的制冷流体流(75)；

(iv)将出自所述第二热交换器(33)的被压缩的制冷流体流(75)分为主要的冷却流(79)和液化天然气过冷流(77)；

(v)先在第三热交换器(35)内、然后在所述第一热交换器(19)内冷却液化天然气过冷流(77)；

(vi)将出自所述第一热交换器(19)的过冷流(81)膨胀达到小于所述中间压力PI的低压PB，以形成基本为液态的液化天然气的过冷流(83)；

(vii)在所述第一热交换器(19)内，汽化基本为液态的液化天然气的过冷流(83)，以形成被加热的过冷流(85)；

(viii)在主涡轮(41)内，将主要的冷却流(79)基本膨胀到所述低压PB，并将出自所述主涡轮(41)的冷却流与被加热的过冷流(85)混合，以形成混合流(87)；

(ix)先在所述第三热交换器(35)内、然后在所述第二热交换器(33)内相继地加热混合流(87)，以形成被加热的混合流(89)；以及

(x)将被加热的混合流(89)引入到所述压缩机(25)内，至位于所述中间压力级(29D)上游的低压级(29C)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压PH介于40巴至100巴之间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述低压PB低于20巴。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(vi)，在液体膨胀涡轮(101)内，将出自所述第一热交换器(19)的过冷流(81)动力膨胀。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(ii)，在联接所述主涡轮(41)的辅助压缩机(39)内，至少部分地压缩初始的制冷流体流(73)。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(i)，将C₂烃流(92)引入到所述压缩机(25)内，以形成初始的制冷流体流(73)的一部分。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(iii)，使被压缩的制冷流体流(75)与在所述第二热交换器(33)内流通的次级制冷流体(117)进行热交换，次级制冷流体(117)流通以实现第三制冷循环(105)，在该第三制冷循环中，次级制冷流体在所述第二热交换器(33)的出口处被压缩，使次级制冷流体冷却并且至少部分地冷凝，然后使次级制冷流体在所述第二热交换器(33)内汽化之前进行膨胀。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，次级制冷流体(117)包含丙烷。