[发明专利]用于天然气液化的设备和方法

权利要求书

1.一种天然气的液化方法，包括通过乙烷蒸发来对经处理的天然气预冷却，使用冷却氮作为制冷剂对液化气体进行过冷，将液化气体的压力降低，将非液化的气体分离并分流液化天然气，其中在预冷却之前将天然气压缩，在液化气体的多级预冷却期间蒸发乙烷，同时使用冷却的乙烷作为制冷剂来蒸发乙烷，而通过蒸发产生的乙烷被压缩、冷凝并在液化气体和氮气的冷却过程中用作制冷剂，氮气被压缩、冷却、膨胀并进料到天然气的过冷阶段，

并且其中乙烷在串联连接的蒸发器中蒸发，氮气通过交替进料到蒸发器和氮-氮热交换器来冷却，而来自经压缩气体热交换器的氮气返回流被用作氮-氮热交换器中的制冷剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该天然气在单相状态下在高压下冷却，从而防止相变过程。

3.根据权利要求1所述的方法，其中对于天然气的预冷却，使用来自北极、南极或近地流域的环境空气或水。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该天然气的过冷却过程使用处于单相临界状态的液化气体以及气态氮。

5.一种天然气的液化设备，包括天然气液化管线、乙烷回路和氮气回路；天然气液化管线包括串联连接的天然气压缩机、空气冷却器、乙烷蒸发器、封闭式过冷热交换器和分离器；乙烷回路包括串联连接的至少一个乙烷压缩机、空气冷却器、所述乙烷蒸发器，所述乙烷蒸发器的出口连接到至少一个压缩机的入口；氮气回路包括串联连接的至少一个氮气压缩机、空气冷却器、所述乙烷蒸发器、连接在所述乙烷蒸发器之间的氮-氮热交换器、透平膨胀机、所述封闭式过冷热交换器、所述氮-氮热交换器和连接到氮气压缩机入口的透平压缩机。

6.根据权利要求5所述的设备，其中用于非液化蒸发气(BOG)的分离器出口与所述封闭式过冷热交换器连接，所述封闭式过冷热交换器的BOG出口连接到BOG压缩机。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述透平膨胀机和所述透平压缩机组合成膨胀机-压缩机单元。

8.根据权利要求5所述的设备，其中所有压缩机的驱动器是连接到倍增器的燃气涡轮发动机，所述倍增器连接到每个压缩机。

9.根据权利要求5所述的设备，其中每个冷却设备是使用环境空气或水的空气或水冷却器。