[发明专利]模块化液化天然气生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种紧凑型模块化液化天然气（LNG）生产设备。

背景技术

常将作为“液化天然气”（LNG）的天然气（“NG”）以其液态从一个地点运输至另一个地点。天然气的液化使其作为LNG运输更经济，LNG仅占相同量的气态天然气体积的约1/600。液化后，典型地将LNG保存在大气压下或稍高于大气压下的低温容器中。在达到最终用户的输送需求的温度和压力下通过管道或其他分布网配送至最终用户之前使LNG再气化。

在液化之前使井口气（wellhead gas）经受气体预处理以去除污染物。使用诸如胺吸附的适宜方法可以去除硫化氢和二氧化碳。使用常规方法，例如分子筛，可以实现水的去除。取决于存在于进气流中的污染物的组分，在液化之前进气流可以经受进一步的预处理以去除其他污染物，如汞和重烃类。使用本领域良好建立的方法实现液化，其典型地包括压缩和冷却。这些方法包括APCI C3/MR^TM或Split MR^TM或AP-X^TM法、Phillips优化级联法、Linde混合流体级联法、或Shell双混合制冷剂或平行混合制冷剂法。不管选择的液化方法如何，制冷剂都用于使经处理的井口气的温度降低至约-160°C的温度以形成LNG，导致制冷剂温热，必须压缩其以再循环至液化过程中。取决于特定LNG生产设备的功率要求和配置情况（layoutissue），通常用于该功用（duty）的压缩机是燃气涡轮或电动机。与LNG设备相连的不同压缩和热交换器操作所需要的冷却器可以是设置在热交换器群（heat exchangerbank）中的空气冷却器或水冷却器。

现有技术的模块化LNG生产链（LNG production trains）已密切基于较传统的直接建造式（stick-built）LNG生产链的设计和配置（layout）。到目前为止，已通过将现存的直接建造式LNG链设计分割为可运输的部分而进行模块化，考虑到模块边界的布置，这导致一些危害。现有技术中将传统直接建造式空气冷却LNG链模块化的实例已依赖于将空气冷却式热交换器群分成最小数量的模块，这些模块对于给定尺寸的空气冷却器在空气冷却式热交换器群内是可能的。为了保持LNG生产设备的总占地尺寸（overall plot size）为最小，考虑到使空气冷却式热交换器群对于给定的模块尺寸尽可能大，已知将空气冷却式热交换器群的子部分设置在每一个模块上方，以便百分之百覆盖由所述模块的基底（base）限定的区域。已确定用空气冷却式热交换器群的部分完全覆盖每一个模块后，选定的与各模块操作性相关的诸如压力管、压缩机、和低温热交换器的较大或较高的工艺装置件（pieces of process equipment）是直接建造的或构造为独立的模块，这些独立模块涉及为保持不被空气冷却式热交换器群覆盖。

这种模块化LNG生产设备的总遮盖区（footprint）较大，因为需要配置足够的场地空间以允许覆盖的模块并入设置在沿着LNG生产设备的中心纵轴的直线上的空气冷却式热交换器群，且未覆盖的模块偏离中心纵轴并设置在位于中心的空气冷却式热交换器群的一侧或另一侧。现有技术的这种安排有几个缺点。在空气冷却式热交换器群覆盖的模块与设置在相邻的未覆盖模块上的相关设备之间，需要模块间的大量相互连接。使用大量小模块不可避免地要求特定模块进行冷却功能所需的空气冷却式热交换器群内的空气冷却器将需要横跨在至少两个模块上，阻止通过空气冷却器的流体循环直至这两个模块在生产地点连接。这些现有技术的设计依赖重复的结构钢，因为除了用于未覆盖空间偏离的工艺装置模块的结构钢之外，不可避免地在空气冷却式热交换器群下面有大量空隙（void space）。

仍然需要开发模块化LNG生产设备的可替换设计以减少这些问题中的至少一个（问题）。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供了液化天然气生产设备，包括：

在生产地点安装以形成具有长轴和短轴的生产链（production train）的多个间隔模块（space-apart module），各模块具有用于安装多个工厂装置（plant equipment）的模块基底（module base），该工厂装置与赋予所述模块的选定功能相关，模块基底具有长轴和短轴；以及，

与生产链的长轴平行设置以形成具有长轴和短轴的热交换器群（heatexchangerbank）的多个热交换器，其中，群的长轴与链的长轴平行；