[实用新型]产生LNG产物并从闪蒸气体中回收制冷的设备和系统

说明书

本文描述产生LNG产物并从闪蒸气体中回收制冷的设备和系统。该方法和系统使用设备来将闪蒸气体与液化天然气(LNG)流分离以产生LNG产物并从闪蒸气体中回收制冷。所述设备包括包围热交换区和分离区的壳体外壳，该热交换区包括线圈缠绕的热交换器。热交换区位于分离区上方并与分离区流体流动连通。闪蒸气体在分离区中与LNG产物分离，并从分离区向上流入热交换区，在那里从分离的闪蒸气体中回收制冷。

背景技术

本发明一般涉及用于产生液化天然气(LNG)产物的系统。更具体地，本发明涉及一种用于将闪蒸气体与LNG流分离以产生LNG产物并用于从闪蒸气体中回收制冷的设备。本发明还涉及用于制造利用所述设备的LNG 产物的方法和系统。

天然气的液化是一个重要的工业过程。液化天然气的全球生产能力每年超过3亿吨(MTPA)。用于冷却、液化和任选地过冷天然气的许多液化系统在本领域中是公知的。

在典型的液化系统中，第一天然气进料流通过与一种或多种制冷剂的间接热交换而预先冷却，液化并任选地在主低温热交换器(MCHE)中过冷，以产生第一LNG流。然后可以通过闪蒸第一LNG流来进一步处理第一LNG流，以产生第一闪蒸的LNG流，然后将其送至气液分离器(闪蒸罐)以将LNG产物与闪蒸气体分离。

从汽-液分离器中取出分离的闪蒸气体，并在闪蒸气体热交换器的冷侧加热，产生加热的闪蒸气体流，从而从闪蒸气体中回收制冷并提供冷却负荷到闪蒸气体热交换器。然后可以将加热的闪蒸气体流压缩，冷却并再循环回天然气进料流。第二天然气进料流(例如在MCHE中液化之前从第一天然气进料流中分离出来)可以在闪蒸气体热交换器中冷却和液化，产生第二LNG流，可以闪蒸并与第一闪蒸的LNG流结合。可选择地，另一种类型的流可以在闪蒸气体热交换器的温侧通过并冷却，例如由制冷回路为MCHE循环的制冷剂流。

现有技术的液化系统的共同特征是汽-液分离器和闪蒸气体热交换器是通过管道连接的独立单元。对于每年生产约300万吨液化天然气的典型陆基液化天然气工厂，如上所述的汽-液分离器和闪蒸气体热交换器装置所需的地块空间大约为10×20英尺，大约100-300英尺的绝缘管道，直径为24“至30”。

LNG工业中的当前趋势是开发远程海上气田，这将需要用于液化天然气的系统建立在浮动平台上，这种应用在本领域中也称为浮动LNG (FLNG)应用。在浮动平台上设计和操作这样的LNG工厂带来了许多挑战。其中一个主要问题是此类浮动平台上的可用空间有限。通常，可用于 FLNG应用的绘图空间约为传统陆基LNG工厂的60％。

该行业的另一个趋势是开发较小规模的液化设施，例如在调峰设施的情况下，或模块化的液化设施，其中使用多个较低容量的液化机组而不是单个高容量机组。

因此，本领域对用于液化天然气的方法和系统的需求日益增加，这些方法和系统适用于FLNG应用、调峰设施以及其中可用占地面积小于传统陆基的场景。

发明概述

本文公开了用于产生LNG产物的方法和系统。该方法和系统使用设备来将闪蒸气体与液化天然气(LNG)流分离以产生LNG产物，并用于从闪蒸气体中回收制冷。所述设备包括包围热交换区和分离区的壳体外壳，该热交换区包括线圈缠绕的热交换器。热交换区位于分离区上方并与分离区流体流动连通。闪蒸气体在分离区中与LNG产物分离，并从分离区向上流入热交换区，在那里从分离的闪蒸气体中回收制冷。本发明的设备提供了更紧凑和成本有效的液化系统和方法，其具有比现有技术的液化系统和用于传统陆基LNG设施的方法更小的占地面积。

下面概述了根据本发明的设备、系统和方法的几个优选方面。

方面1:一种用于将闪蒸气体与液化天然气(LNG)流分离以产生LNG 产物、并从分离的闪蒸气体中回收制冷的设备，所述设备包括包围热交换区和分离区的壳体外壳，所述热交换区位于所述分离区上方并与所述分离区流体流动连通，所述分离区被配置为将所述闪蒸气体与所述LNG产物分离，并且所述热交换区被配置为从所述分离的闪蒸气体中回收制冷；