[go: up one dir, main page]

WO2011114012A2 - Procédé de liquefaction d'un gaz naturel avec des melanges refrigerants contenant au moins un hydrocarbure insature - Google Patents

Procédé de liquefaction d'un gaz naturel avec des melanges refrigerants contenant au moins un hydrocarbure insature Download PDF

Info

Publication number
WO2011114012A2
WO2011114012A2 PCT/FR2011/000111 FR2011000111W WO2011114012A2 WO 2011114012 A2 WO2011114012 A2 WO 2011114012A2 FR 2011000111 W FR2011000111 W FR 2011000111W WO 2011114012 A2 WO2011114012 A2 WO 2011114012A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refrigerant mixture
natural gas
heat exchange
refrigerant
mpa
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2011/000111
Other languages
English (en)
Other versions
WO2011114012A3 (fr
Inventor
Sébastien FERRERO
Jérôme PIGOURIER
Pierre-Yves Martin
Béatrice Fischer
Gilles Ferschneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority to RU2012143749/06A priority Critical patent/RU2556731C2/ru
Publication of WO2011114012A2 publication Critical patent/WO2011114012A2/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Publication of WO2011114012A3 publication Critical patent/WO2011114012A3/fr
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0292—Refrigerant compression by cold or cryogenic suction of the refrigerant gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
    • F25J1/0022—Hydrocarbons, e.g. natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/003—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production
    • F25J1/0047—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0052—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the kind of cold generation within the liquefaction unit for compensating heat leaks and liquid production using an "external" refrigerant stream in a closed vapor compression cycle by vaporising a liquid refrigerant stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/006—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the refrigerant fluid used
    • F25J1/008—Hydrocarbons
    • F25J1/0092—Mixtures of hydrocarbons comprising possibly also minor amounts of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0211—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0214—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a multi-component refrigerant [MCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a dual level refrigeration cascade with at least one MCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235—Heat exchange integration
    • F25J1/0237—Heat exchange integration integrating refrigeration provided for liquefaction and purification/treatment of the gas to be liquefied, e.g. heavy hydrocarbon removal from natural gas
    • F25J1/0238—Purification or treatment step is integrated within one refrigeration cycle only, i.e. the same or single refrigeration cycle provides feed gas cooling (if present) and overhead gas cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0228—Coupling of the liquefaction unit to other units or processes, so-called integrated processes
    • F25J1/0235—Heat exchange integration
    • F25J1/0237—Heat exchange integration integrating refrigeration provided for liquefaction and purification/treatment of the gas to be liquefied, e.g. heavy hydrocarbon removal from natural gas
    • F25J1/0239—Purification or treatment step being integrated between two refrigeration cycles of a refrigeration cascade, i.e. first cycle providing feed gas cooling and second cycle providing overhead gas cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0244—Operation; Control and regulation; Instrumentation
    • F25J1/0254—Operation; Control and regulation; Instrumentation controlling particular process parameter, e.g. pressure, temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/60—Separating impurities from natural gas, e.g. mercury, cyclic hydrocarbons
    • F25J2220/64—Separating heavy hydrocarbons, e.g. NGL, LPG, C4+ hydrocarbons or heavy condensates in general
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream

Definitions

  • the invention relates to an optimized method for liquefying natural gas in which the natural gas is cooled, condensed and subcooled by indirect heat exchange with one or more refrigerant mixtures containing at least one unsaturated hydrocarbon.
  • Liquefaction of natural gas consists in condensing the natural gas and sub-cooling it to a temperature sufficiently low that it can remain liquid at atmospheric pressure in order to be transported more easily.
  • Document WO2009 / 153427 proposes a liquefaction process comprising two refrigerant mixtures, MR1 and MR2, flowing in two closed and independent circuits. Each of these circuits operates through a compressor communicating to the refrigerant mixture the power required to cool the natural gas.
  • the first refrigerant liquid is subcooled in liquid form in a heat exchanger before being used for cooling the natural gas and the refrigerant mixture MR2.
  • the present invention is intended in particular to provide a simple, effective and economical solution to this problem.
  • the subject of the invention is a process for liquefying natural gas which makes it possible to reduce industrial equipment, and therefore simpler and less expensive to install.
  • the method according to the invention also makes it possible to increase the efficiency of the installation compared to those of the prior art.
  • the invention proposes for this purpose a liquefaction process of a natural gas in an installation consisting of two refrigeration circuits in which the following steps are carried out:
  • said natural gas is cooled by heat exchange with a first refrigerant mixture circulating in a first refrigeration circuit implementing the following steps:
  • step 3a) the natural gas and the first compressed and condensed refrigerant mixture are subcooled by heat exchange by heat exchange with a first expanded fraction obtained in step 4a),
  • step 4a separating the first subcooled refrigerant mixture obtained in step 3a into a first fraction and a second fraction and expanding the first fraction to a first pressure level
  • step 5a the natural gas is cooled and the second fraction obtained in step 4a by heat exchange with the second fraction expanded to a second pressure level
  • step 5a) said natural gas from step 5a) is liquefied by heat exchange with a second refrigerant mixture circulating in a second refrigeration circuit implementing the following steps:
  • step 4b) the second cooled refrigerant mixture of step 3b) is expanded to a third pressure level
  • the natural gas is cooled by heat exchange with the second expanded refrigerant mixture obtained in step 4b) until a liquefied natural gas is obtained, wherein the first and second refrigerant mixtures comprise at least one saturated hydrocarbon and ethylene.
  • the first pressure level can be between 0.5 MPa and 1.5 MPa
  • the second pressure level can be between 0.1 MPa and 0.5 MPa
  • the third pressure level can be between 0.1 MPa and 0.5 MPa.
  • the first refrigerant mixture may comprise, in molar percentage, between 30 and 70% of ethylene and between 30 and 70% of propane.
  • the first refrigerant mixture may contain, in molar percentage, between 30 and 70% of ethylene, between 30 and 70% of propane, between 0 and 5% of methane, between 0 and 20% of butanes and between 0 and 20% of butene.
  • the second refrigerant mixture may comprise, in molar percentage, between 0 and 15% of nitrogen, between 20 and 80% of methane and 20 and 80% of ethylene.
  • the second refrigerant mixture may contain, in molar percentage, between 0 and 15% of nitrogen, between 20 and 80% of methane, 20 and 80% of ethylene, between 0 and 10% of propane and between 0 and 10% of propylene.
  • FIG. 1 shows a method according to the prior art.
  • FIG. 2 shows a variant of a method according to the prior art.
  • FIG. 4A represents an exchange diagram within the exchanger E2 of the process of FIG. 1.
  • abscissa X
  • Y the temperature in ° C.
  • the dashed line represents the composite curve of hot fluids (natural gas, second refrigerant mixture).
  • the solid black line corresponds to the heating and vaporization of the second refrigerant mixture.
  • FIG. 4B represents an exchange diagram within the exchanger E2 of the process of FIG. 3.
  • the abscissa (X) represents the amount of heat in MW and the ordinate (Y) shows the temperature in ° C.
  • the dashed line represents the composite curve of hot fluids (natural gas, second refrigerant mixture).
  • the solid black line corresponds to the heating and vaporization of the second refrigerant mixture.
  • FIG. 5A represents an exchange diagram within the exchanger E1 of the process of FIG. 1.
  • the abscissa (X) represents the amount of heat in MW and the ordinate (Y) the temperature in ° C.
  • the dotted line represents the composite curve of hot fluids (natural gas, first and second refrigerant mixtures).
  • the solid black line corresponds to the heating and vaporization of the first refrigerant mixture.
  • FIG. 5B represents an exchange diagram within the exchanger E1 of the process of FIG. 3.
  • the abscissa (X) represents the quantity of heat in MW and in FIG. ordinates (Y) the temperature in ° C.
  • the dotted line represents the composite curve of hot fluids (natural gas, first and second refrigerant mixtures).
  • the solid black line corresponds to the heating and vaporization of the first refrigerant mixture.
  • FIG. 1 represents a liquefaction process according to the prior art. This method implements a first refrigerant circuit appearing in the dashed line referenced (I) and a second refrigerant circuit indicated by reference (II).
  • the first refrigerant circuit (I) uses a first refrigerant mixture, hereinafter referred to as MR1, which is composed exclusively of a mixture of saturated hydrocarbons such as, for example, ethane and propane. But the cooling mixture may also contain methane and / or butane.
  • MR1 first refrigerant mixture
  • the proportions in molar percentages of the components of the MR1 refrigerant mixture may be:
  • the sum of the molar percentages of the constituents is equal to 100%.
  • the second refrigerant circuit (II) uses a second refrigerant mixture, hereinafter referred to as MR2, which is composed, for example, of a mixture of saturated hydrocarbons and nitrogen.
  • MR2 refrigerant mixture may be a mixture of methane, ethane, propane and nitrogen, but may also contain butane.
  • the proportions in molar percentages of the components of MR2 may be:
  • the sum of the molar percentages of the constituents is equal to 100%.
  • Natural gas arrives via line 10 in general at a pressure of between 4 MPa and 7 MPa and at a temperature which can be between 0 ° C and 60 ° C.
  • the natural gas flowing in the duct 10, the first refrigerant mixture MR1 circulating in the duct 23, and the second refrigerant mixture MR2 flowing in the duct 31 enter successively into the exchangers E 1a> E 1b and E 1c to circulate in directions parallel and co-current.
  • the natural gas exits the heat exchanger E 1a through line 1 1 at a temperature that can be between + 10 ° C and -10 ° C.
  • the natural gas from the heat exchanger E 1a through line 11 can be fractionated, that is to say a portion of C2 + hydrocarbons containing at least two carbon atoms is separated from natural gas, according to a known device of the man of the art.
  • the natural gas enriched with methane enters the exchanger E 1b via line 12, it then passes through exchanger E 1c and exits through line 13 at a temperature which can be between -30 ° C and -75 ° C.
  • the fractionation of the natural gas can be carried out at the first refrigeration circuit (I) and / or at the second refrigeration circuit (II) or between these two circuits.
  • the fractionation can be done before the natural gas enters the exchanger Ei a or between the two exchangers E 1a and E 1b or between the two exchangers E 1b and E c .
  • the second refrigerant mixture MR2 arriving via the duct 31 passes successively through the heat exchangers E a , E 1b and E 1c and is evacuated via the fully condensed duct 32 and preferably sub-cooled to a temperature which can be between -30 ° C. C and -75 ° C.
  • the MR1 fractions are expanded through expansion valves respectively V
  • the fractions of the refrigerant mixture MR1 are then vaporized respectively in the exchangers E a , E 1 , E 1c by heat exchange with the natural gas, the second refrigerant mixture MR2 and a part of the first refrigerant mixture MR1.
  • the three vaporized fractions are respectively sent through the ducts 25, 28 and 30 into the compressor to be compressed.
  • the first refrigerant mixture MR1 compressed is condensed in the condenser Ci by heat exchange with an external cooling fluid, for example water or air.
  • the recipe balloon D acts as a buffer storage to balance the refrigerant mixture MR1 in the refrigeration circuit (I) in particular in terms of pressure, temperature and volume.
  • the balloon D contains in equilibrium a portion of MR1 in the liquid phase and a portion of MR1 in the gas phase.
  • the refrigerant mixture MR1 is withdrawn in the liquid phase of the recipe balloon D and is sub-cooled by a few degrees (a temperature drop of between 2 ° C. and 10 ° C.) by the exchanger C 2 so as to guarantee that the MR1 refrigerant mixture between in the exchanger Ei has completely liquid form at a temperature well below the temperature of the MR1 bubble point.
  • the optionally fractionated natural gas is sent through the pipe 14 into the exchanger E 2 , where the MR2 arriving via the pipe 32 circulates in parallel and cocurrently.
  • the MR2 leaving the exchanger E 2 through the conduit 33 is expanded in the valve V 4 at a pressure of less than 0.5 MPa. Note that it is possible to use upstream of the valve V 4 , or in replacement thereof, an expansion turbine.
  • the expanded MR2 from V 4 is returned to E 2 counter-current to be vaporized by countercurrently cooling the natural gas and MR2.
  • the subcooled natural gas is discharged from the exchanger E 2 through line 15.
  • the vaporized MR 2 is sent via line 35 into compressor K 2 and then cooled in exchanger C 3 by exchanging heat with an external cooling fluid, for example water or air.
  • the MR2 pressure at the outlet of K 2 can be between 4 MPa and 7 MPa. If necessary, the refrigerant mixture MR2 can be withdrawn from the compressor K 2 to be cooled in the exchanger C 4 , then introduced through the conduit 36 into K 2 to be compressed.
  • the member K 2 may consist of several compressors arranged in series or in parallel.
  • FIG. 2 represents a variant of the method of the prior art described above in which a charge compressor K 0 is added so as to raise the pressure of the natural gas entering E i a .
  • the natural gas in the process shown schematically in Figure 2 enters the heat exchanger E 1a at a pressure of between 5 MPa and 7 MPa.
  • the presence of this charge compressor makes it possible to increase the efficiency of the liquefaction process but also increases the complexity of the installation. The implementation is more important and a higher investment.
  • FIG. 3 represents a process for liquefying natural gas according to the invention.
  • the identical references in FIGS. 1 and 2 denote the same elements.
  • the applicant has found that the use of ethylene in the refrigerant mixtures allows a simplification of the installation necessary for the implementation of the liquefaction process and also makes it possible to obtain a better thermal efficiency of the process.
  • the natural gas enters the first refrigeration circuit (I) via a conduit 10 and leaves it via a conduit 13. Then, it is sent via the conduit 14 to a second refrigeration circuit (II) from which it emerges from the conducted in liquefied form.
  • the first refrigerant circuit operates with a first refrigerant mixture, MR1, which is compressed in the compressor K f and then cooled and condensed in the exchanger C1 with the aid of an external cooling fluid. Then the MR1 is introduced into the recipe flask D before being cooled by the exchanger C2 with the aid of an external fluid of cooling.
  • the coolants used in C1 and C2 may be water or air.
  • the cooled coolant mixture MR1 then enters the exchanger Ei a via the conduit 23.
  • the natural gas arrives via line 10 at a pressure of between 4 MPa and 7 MPa and at a temperature between 0 ° C. and 60 ° C.
  • the natural gas flowing in the duct 10, the first refrigerant mixture MR1 circulating in the duct 23, and the second refrigerant mixture MR2 circulating in the duct 31 enter successively into two exchangers E 1a and E 1b in order to flow in parallel directions and to cocurrent.
  • the natural gas exits the heat exchanger train formed by E and E 1b through line 13 at a temperature which can be between -30 ° C and -75 ° C.
  • the natural gas can be fractionated, that is to say that part of the C2 + hydrocarbons containing at least two carbon atoms can be separated from the natural gas, according to techniques well known to those skilled in the art.
  • the fractionation can be carried out upstream of the refrigeration circuit (I) or between the refrigeration circuit (I) and the refrigeration circuit (II) or during the refrigeration circuit (I) (for example between the exchangers E a and E b ).
  • the second refrigerant mixture MR2 arriving via the conduit 31 passes successively through the two heat exchangers E 1a and E 1b in which it is cooled to a temperature which may be between -30 ° C and -75 ° C.
  • the second refrigerant liquid MR2 is evacuated via the conduit 32.
  • a fraction of the first refrigerant mixture MR1 in the liquid phase is withdrawn and is sent through the conduit 24 to the valve ⁇ and another fraction is sent via the conduit 26 to the exchanger Ei b .
  • MR1 from E 1b is sent via line 29b to valve V 2 .
  • the fractions of MR1 are respectively expanded through an expansion valve S at a first pressure level of less than 3 MPa, preferably less than 2 MPa and even more preferably between 0.5 and 1.5 MPa and a valve.
  • V 2 relaxation at a second pressure level less than 2 MPa, preferably less than 1 MPa and even more preferably between 0.1 and 0.5 MPa.
  • the first pressure level is strictly greater than the second pressure level.
  • the refrigerant mixture is vaporized respectively in the exchangers E 1a and E 1b .
  • This vaporization ensures the refrigeration, by heat exchange, of the natural gas, the second refrigeration mixture MR2 and a part of the first refrigerant mixture MR1 in the exchangers E 1a and Ei b .
  • the two vaporized fractions are respectively sent through the ducts 25 and 30 into the compressor Ki to be compressed.
  • the second refrigeration circuit (11) operates with a second refrigerant mixture MR2 which is compressed in the compressor K 2 and then cooled in the exchanger C3 with the aid of an external cooling fluid.
  • the external fluid may be water or air.
  • the MR2 pressure at the outlet of K 2 can be between 2 MPa ' and 9 MPa. If necessary, the refrigerant mixture MR2 can be withdrawn from the compressor K 2 to be cooled in the exchanger C 4l and then introduced through the conduit 36 into K 2 to be compressed.
  • the member K 2 may consist of several compressors arranged in series or in parallel.
  • the mixture MR2 is sent through a conduit 31 in the exchanger train E 1a and E 1b in which it is cooled. It is then transmitted to the second refrigeration circuit via line 32.
  • the cooled natural gas is sent via line 14 into exchanger E 2 and circulates in parallel and co-flows with the refrigerant mixture MR2 arriving via line 32.
  • refrigerant mixture MR2 is condensed and subcooled in the heat exchanger E 2 of the second circuit.
  • the refrigerant mixture MR2 leaving the exchanger E 2 via the conduit 33 is expanded in the valve V 4 at a third pressure level of less than 2 MPa, preferably less than 1 MPa, even more preferably between 0.1 and 0.5 MPa. Note that it is possible to use upstream of the valve V 4 , or in replacement thereof, an expansion turbine.
  • the cooled MR2 refrigerant mixture from V 4 is returned in E 2 against the current to be vaporized in the exchanger E 2 . This vaporization allows to refrigerate and liquefy the natural gas and to cool the mixture MR2.
  • the liquefied natural gas is discharged from the exchanger E 2 through line 15. At the outlet of E 2 , the vaporized MR2 is sent through line 35 into the compressor K 2
  • the refrigerant mixture MR2 is not split into separate fractions, but, in order to optimize the energy efficiency in the exchanger E 2 , the refrigerant mixture MR2 can also be split into two or three fractions. each fraction being expanded to a different pressure level and then sent to different stages of the compressor K 2 .
  • the first refrigerant mixture MR1 is formed by a mixture of saturated and unsaturated hydrocarbons.
  • the second refrigerant mixture MR2 is formed by a mixture of nitrogen and saturated and unsaturated hydrocarbons.
  • the saturated hydrocarbons are selected from the group consisting of methane, ethane, propane, n-butane and i-butane.
  • the unsaturated hydrocarbons are selected from the group consisting of ethylene, propylene and butene.
  • the first refrigerant mixture, MR1 may have the following composition (expressed in molar percentage), the sum of the molar percentages of the various components being equal to 100%:
  • composition of the second refrigerant mixture MR2 can be (expressed in molar percentage) the sum of the molar percentages of the various components being equal to 100%:
  • the process according to the invention has the same thermal efficiency as the process of the prior art described in FIG. 2.
  • the process according to the invention is a much simpler installation since the use of unsaturated hydrocarbons in at least refrigerant mixtures allows to suppress the charge compressor K 0 and to remove a heat exchanger in the first refrigeration circuit.
  • FIGS. 1 and 3 are illustrated by the following numerical example. This example makes it possible to apprehend the benefit provided by the method of FIG. 3 with respect to the method of FIG. 1 and / or FIG.
  • Natural gas arrives via line 10 at a rate of 708 000 kg / h, at a pressure of 3.5 MPa and at a temperature of 40 ° C.
  • the composition of this natural gas in molar percentages is as follows:
  • the heat exchange line 1a E E 1 E c implements a first refrigerant mixture MR1 having a composition in molar percentages:
  • the exchanger E 2 uses the second refrigerant mixture MR2 whose composition in molar percentages is as follows:
  • the first refrigerant mixture MR1 is compressed in the gas phase in the compressor K1 to a pressure of 3.8 MPa.
  • the compressed MR1 is condensed at a temperature of 40 ° C by the heat exchanger with air at 25 ° C in C1.
  • the MR1 is subcooled to a temperature of 35 ° C by heat exchange with air at 25 ° C in C2.
  • the temperature of the natural gas leaving the exchange train E 1a E 1 b E 1c through line 13 is -64 ° C.
  • the second refrigerant mixture MR2 is compressed in the gas phase in the compressor K2 to a pressure of 5.4 MPa.
  • the compressed MR2 is condensed at a temperature of 40 ° C by the heat exchanger with air at 25 ° C in C3.
  • the temperature of the second refrigerant mixture MR2 leaving the exchange train E 1a E 1b E 1c through line 32 is -64 ° C. Its temperature at the outlet of exchanger E 2 through line 33 is -151.4 ° C.
  • the natural gas is liquefied at a temperature of -151.4 ° C.
  • the energy consumptions of the compressors are as follows:
  • the heat exchange train E a E 1b implements a first refrigerant mixture MR1 whose composition is in molar percentages:
  • the exchanger E 2 uses the second refrigerant mixture MR2 whose composition in molar percentages is as follows:
  • the first refrigerant mixture MR1 is compressed in the gas phase in the compressor K1 to a pressure of 4.1 MPa.
  • the refrigerant mixture MR1 compressed is condensed at a temperature of 40 ° C by the heat exchanger with air at 25 ° C in C1.
  • the MR1 is subcooled to a temperature of 35 ° C by heat exchange with air at 25 ° C in C2.
  • the temperature of the second refrigerant mixture MR2 leaving the exchange train E 1a E 1b through line 32 is -60 ° C.
  • the temperature of the natural gas leaving the exchange train E 1b through line 13 is -60 ° C.
  • the second refrigerant mixture MR2 is compressed in the gas phase in the compressor K2 to a pressure of 6.9 MPa.
  • the compressed MR2 refrigerant mixture is condensed at a temperature of 40 ° C by the heat exchanger with air at 25 ° C in C3.
  • the temperature of the second refrigerant mixture MR2 leaving the exchange train E 2 through line 33 is -151.4 ° C.
  • the natural gas is liquefied at a temperature of -151.4 ° C.
  • the energy consumption of the compressors are as follows:
  • FIG. 3 The process according to the invention (FIG. 3) consumes 3.7% less power than the process of the prior art (FIG. 1); the invention allows an efficiency gain of 3.5%.
  • the method according to the invention also allows a liquefaction of natural gas with a better optimized heat exchange at the level of the thermal approach as shown in FIG. 4.
  • the minimal thermal approach (pinch) in the process of the prior art (FIG. 1) is at the level of the liquefaction tray while for the process according to the invention (FIG. 3) the minimum thermal approach is at a much lower temperature, ie in a area where natural gas is already fully liquefied.
  • the thermal nip presented in the process according to the prior art can prove to be harmful (FIG. 4A): the cold / hot curves can quickly cross in an area where natural gas is not yet liquefied.
  • FIG. 4B the potential consequences are limited to a slight degradation of the sub-cooling temperature of the natural gas, and the actions to be carried out to restore an adequate operation are more easy. This is explained by the fact that, in the case of the liquefaction of a natural gas at low pressure, the liquefaction plateau of natural gas is at a very low temperature which becomes difficult to make compatible with the vaporization temperature of the gas.
  • the suction pressure of the compressor K2 is 0.23 MPa and the suction flow rate is 315 400 m 3 / h against 151 532 m 3 / h in the process according to the invention for which the suction pressure of the compressor K2 is 0.62 MPa.
  • the method according to the invention in addition to having a better efficiency than that of the prior art, makes it possible, under the conditions cited in the example, to suppress a compression stage in the first refrigerating circuit operating. with the first MR1 refrigerant mixture which simplifies the layout, installation and related installation costs.
  • FIGS. 5A and 5B it is shown that by virtue of a larger boiling point difference of the ethylene / propane couple than for the ethane / propane pair, the temperature range covered by the vaporization of the first cooling mixture makes it possible to conserve optimal vaporization curves of it vis-à-vis the composite curve of hot fluids while requiring a cascade of a single level of pressure instead of two.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de liquéfaction du gaz naturel dans lequel le gaz naturel est refroidi, condensé et sous refroidi par échange de chaleur indirect avec deux mélanges réfrigérants circulant dans les circuits (I) et (II). Un premier mélange réfrigérant est comprimé, refroidi et condensé au moins partiellement par échange de chaleur dans C1 avec un fluide extérieur. Le premier mélange réfrigérant est ensuite sous-refroidi par échange de chaleur dans C2, détendu puis partiellement ou totalement pour refroidir par échange de chaleur le gaz naturel et un deuxième mélange réfrigérant. Le deuxième mélange réfrigérant est comprimé, refroidi et condensé au moins partiellement par échange de chaleur dans C3 avec un fluide extérieur, puis refroidi dans le premier circuit (I) par échange de chaleur avec le premier mélange réfrigérant pour être ensuite détendu et permettre le refroidissement du gaz naturel, par échange de chaleur, jusqu'à sa liquéfaction. Le premier et le deuxième mélange réfrigérant comprennent au moins de l'éthylène.

Description

PROCÉDÉ DE LIQUEFACTION D'UN GAZ NATUREL AVEC DES MELANGES REFRIGERANTS CONTENANT AU MOINS UN HYDROCARBURE INSATURE.
L'invention concerne un procédé optimisé de liquéfaction de gaz naturel dans lequel le gaz naturel est refroidi, condensé et sous-refroidi par échange de chaleur indirect avec un ou plusieurs mélanges réfrigérants contenant au moins un hydrocarbure insaturé.
La liquéfaction du gaz naturel consiste à condenser le gaz naturel et à le sous- refroidir jusqu'à une température suffisamment basse pour qu'il puisse rester liquide à la pression atmosphérique afin d'être transporté plus facilement.
Le document WO2009/153427 propose un procédé de liquéfaction comportant deux mélanges réfrigérants, MR1 et MR2, circulant dans deux circuits fermés et indépendants. Chacun de ces circuits fonctionne grâce à un compresseur communicant au mélange réfrigérant la puissance nécessaire pour refroidir le gaz naturel. Le premier liquide réfrigérant est sous-refroidi sous forme liquide dans un échangeur de chaleur avant d'être utilisé pour le refroidissement du gaz naturel et du mélange réfrigérant MR2.
Ce procédé, nécessite une installation complexe avec "de nombreux étages de compression dans les circuits des liquides réfrigérants. L'implantation et les coûts d'installations sont élevés et nécessitent des investissements coûteux.
Il existe donc un besoin réel d'optimiser un procédé de liquéfaction de gaz naturel notamment en réduisant la complexité des installations et leurs coûts. Il existe aussi un besoin réel d'optimiser le rendement de ces procédés et d'augmenter leur efficacité afin de réduire la facture énergétique liée à la production de gaz naturel.
La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème.
L'invention a pour objet un procédé de liquéfaction du gaz naturel qui permet une diminution des équipements industriels, donc une implantation plus simple et moins coûteuse.
Le procédé selon l'invention permet également d'augménter l'efficacité de l'installation par rapport à celles de l'art antérieur. L'invention propose à cet effet un procédé de liquéfaction d'un gaz naturel dans une installation constituée de deux circuits de réfrigération dans lequel on effectue les étapes suivantes:
a. on refroidit ledit gaz naturel par échange de chaleur avec un premier mélange réfrigérant circulant dans un premier circuit de réfrigération mettant en œuvre les étapes suivantes:
1a) on comprime ledit premier mélange réfrigérant MR1 ,
2a) on condense, par échange de chaleur, le premier mélange réfrigérant comprimé,
3a) on sous-refroidit par échange de chaleur le gaz naturel et ie premier mélange réfrigérant comprimé et condensé par échange de chaleur avec une première fraction détendue obtenue à l'étape 4a),
4a) on sépare le premier mélange réfrigérant sous-refroidi obtenu à l'étape 3a en une première fraction et une deuxième fraction et on détend la première fraction à un premier niveau de pression,
5a) on refroidit le gaz naturel et la deuxième fraction obtenue à l'étape 4a par échange de chaleur avec la deuxième fraction détendue à un deuxième niveau de pression,
b. on liquéfie ledit gaz naturel issu de l'étape 5a) par échange de chaleur avec un deuxième mélange réfrigérant circulant dans un deuxième circuit de réfrigération mettant en œuvre les étapes suivantes:
1b) on comprime ledit deuxième mélange réfrigérant MR2,
2b) on condense, par échange de chaleur, le deuxième mélange réfrigérant comprimé,
3b) on refroidit le deuxième mélange réfrigérant comprimé et condensé par échange de chaleur avec la première fraction et la deuxième fraction,
4b) on détend le deuxième mélange réfrigérant refroidi de l'étape 3b) à un troisième niveau de pression,
5b) on refroidit le gaz naturel par échange de chaleur avec le deuxième mélange réfrigérant détendu obtenu à l'étape 4b) jusqu'à obtenir un gaz naturel liquéfié, procédé dans lequel le premier et le deuxième mélange réfrigérant comprend au moins un hydrocarbure saturé et de l'éthylène.
Selon l'invention, le premier niveau de pression peut être compris entre 0,5 MPa et 1 ,5 MPa, le deuxième niveau de pression peut être compris entre 0,1 MPa et 0,5 MPa et le troisième niveau de pression peut être compris entre 0,1 MPa et 0,5 MPa. Le premier mélange réfrigérant peut comporter, en pourcentage molaire, entre 30 et 70 % d'éthylène et entre 30 et 70 % de propane.
Le premier mélange réfrigérant peut contenir, en pourcentage molaire, entre 30 et 70 % d'éthylène, entre 30 et 70 % de propane, entre 0 et 5 % de méthane, entre 0 et 20 % de butanes et entre 0 et 20 % de butènes.
Le deuxième mélange réfrigérant peut comporter, en pourcentage molaire, entre 0 et 15 % d'azote, entre 20 et 80 % de méthane et 20 et 80 % d'éthylène.
Le deuxième mélange réfrigérant peut contenir, en pourcentage molaire, entre 0 et 15 % d'azote, entre 20 et 80 % de méthane, 20 et 80 % d'éthylène, entre 0 et 10 % de propane et entre 0 et 10% de propylène.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente un procédé selon l'art antérieur.
- la figure 2 représente une variante d'un procédé selon l'art antérieur.
- la figure 3 représente le procédé selon l'invention.
- la figure 4A représente un diagramme d'échange au sein de l'échangeur E2 du procédé de la figure 1. En abscisse (X) est représenté la quantité de chaleur en MW et en ordonnées (Y) la température en °C. La courbe en pointillé représente la courbe composite des fluides chauds (gaz naturel, deuxième mélange réfrigérant). La courbe noire en trait plein correspond au réchauffement et à la vaporisation du deuxième mélange réfrigérant.
- la figure 4B représente un diagramme d'échange au sein de l'échangeur E2 du procédé de la figure 3. En abscisse (X) est représenté la quantité de chaleur en MW et en ordonnées (Y) la température en °C. La courbe en pointillé représente la courbe composite des fluides chauds (gaz naturel, deuxième mélange réfrigérant). La courbe noire en trait plein correspond au réchauffement et à la vaporisation du deuxième mélange réfrigérant.
- La figure 5A représente un diagramme d'échange au sein de l'échangeur El du procédé de la figure 1. En abscisse (X) est représenté la quantité de chaleur en MW et en ordonnées (Y) la température en °C. La courbe en pointillé représente la courbe composite des fluides chauds (gaz naturel, premier et deuxième mélanges réfrigérants). La courbe noire en trait plein correspond au réchauffement et à la vaporisation du premier mélange réfrigérant.
- La figure 5B représente un diagramme d'échange au sein de l'échangeur E1 du procédé de la figure 3. En abscisse (X) est représenté la quantité de chaleur en MW et en ordonnées (Y) la température en °C. La courbe en pointillé représente la courbe composite des fluides chauds (gaz naturel, premier et deuxième mélanges réfrigérants). La courbe noire en trait plein correspond au réchauffement et à la vaporisation du premier mélange réfrigérant.
La figure 1 représente un procédé de liquéfaction selon l'art antérieur. Ce procédé met en œuvre un premier circuit réfrigérant figurant dans le cadre en trait pointillé référencé (I) et un deuxième circuit réfrigérant indiqué par la référence (II).
Le premier circuit réfrigérant (I) met en œuvre un premier mélange réfrigérant, nommé ci-après MR1 , qui est composé exclusivement d'un mélange d'hydrocarbures saturés tels que par exemple l'éthane et de propane. Mais le mélange réfrigérant peut également contenir du méthane et/ou du butane. Les proportions en pourcentages molaires des composants du mélange réfrigérant MR1 peuvent être :
- Méthane : 0 à 5 %
- Ethane : 30 à 70 %
- Propane : 30 à 70 %
- Butane : 0 à 20 %
La somme des pourcentages molaires des constituants est égale à 100%.
Le deuxième circuit réfrigérant (II) met en œuvre un deuxième mélange réfrigérant, nommé ci-après MR2, qui est composé par exemple d'un mélange d'hydrocarbures saturés et d'azote. Le mélange réfrigérant MR2 peut être un mélange de méthane, éthane, propane et azote, mais peut également contenir du butane. Les proportions en pourcentages molaires des composants de MR2 peuvent être :
- Azote : 0 à 12 %
- Méthane : 20 à 80 %
- Ethane : 20 à 80 %
- Propane : 0 à 10 %
La somme des pourcentages molaires des constituants est égale à 100%.
Le gaz naturel arrive par le conduit 10 en général à une pression comprise entre 4 MPa et 7 MPa et à une température qui peut être comprise entre 0°C et 60°C. Le gaz naturel circulant dans le conduit 10, le premier mélange réfrigérant MR1 circulant dans le conduit 23, et le deuxième mélange réfrigérant MR2 circulant dans le conduit 31 entrent successivement dans les échangeurs E1a> E1b et E1c pour y circuler selon des directions parallèles et à co-courant. Le gaz naturel sort de l'échangeur de chaleur E1a par le conduit 1 1 à une température qui peut être comprise entre +10°C et -10°C. Le gaz naturel issu de l'échangeur de chaleur E1a par le conduit 11 peut être fractionné c'est-à-dire qu'une partie des hydrocarbures C2+ contenant au moins deux atomes de carbone est séparée du gaz naturel, suivant un dispositif connu de l'homme de l'art. Le gaz naturel enrichi en méthane entre dans l'échangeur E1b par le conduit 12, il traverse ensuite l'échangeur E1c et sort par le conduit 13 à une température qui peut être comprise entre -30°C et -75°C. Le fractionnement du gaz naturel peut être effectué au niveau du premier circuit de réfrigération (I) et/ou au niveau du deuxième circuit de réfrigération (II) ou bien entre ces deux circuits. Au niveau du premier circuit de réfrigération (I), le fractionnement peut se faire avant l'entrée du gaz naturel dans l'échangeur Eia ou bien entre les deux échangeurs E1a et E1b ou encore entre les deux échangeurs E1b et E c.
Le deuxième mélange réfrigérant MR2 arrivant par le conduit 31 traverse successivement les échangeurs de chaleur E a, E1b et E1c et est évacué par le conduit 32 totalement condensé et de préférence sous-refroidi à une température qui peut être comprise entre -30°C et -75°C.
Dans le train d'échangeurs de chaleur E1a-E1b-E1c, trois fractions du premier mélange réfrigérant MR1 en phase liquide sont successivement soutirées. Le MR1 issu de E1a est divisé en deux fractions, une fraction envoyée par le conduit 24 à la vanne \A et une fraction envoyée par le conduit 26 à l'échangeur E b. Le MR1 issu de E1b est séparé en deux fractions, une fraction envoyée par le conduit 27 à la vanne V2 et une fraction envoyée par le conduit 29 à l'échangeur E1c. Le MR1 issu de E1c est envoyé par le conduit 29b à la vanne V3. Les fractions de MR1 sont respectivement détendues à travers des vannes de détente V|, V2, V3 à trois niveaux de pression différents respectivement inférieurs à 2,0 MPa, inférieurs à 1 ,0 MPa et inférieurs 0,5 MPa. Les fractions du mélange réfrigérant MR1 sont ensuite vaporisées respectivement dans les échangeurs E a, E1 , E1c par échange de chaleur avec le gaz naturel, le deuxième mélange réfrigérant MR2 et une partie du premier mélange réfrigérant MR1. Les trois fractions vaporisées sont respectivement envoyées par les conduits 25, 28 et 30 dans le compresseur pour être comprimées. Le premier mélange réfrigérant MR1 comprimé est condensé dans le condenseur Ci par échange de chaleur avec un fluide extérieur de refroidissement, par exemple de l'eau ou de l'air. Puis le MR1 est introduit dans le ballon de recette D. Le ballon de recette D joue un rôle de stockage tampon pour équilibrer le mélange réfrigérant MR1 dans le circuit de réfrigération (I) notamment en termes de pression, température et volume. Le ballon D contient en équilibre une portion de MR1 en phase liquide et une portion de MR1 en phase gazeuse. Le mélange réfrigérant MR1 est soutiré en phase liquide du ballon de recette D et est sous-refroidi de quelques degrés (une baisse de température pouvant aller de 2°C jusqu'à 10°C) par l'échangeur C2 de façon à garantir que le mélange réfrigérant MR1 entre dans l'échangeur Eia sous forme complètement liquide à une température bien inférieure à la température du point de bulle du MR1.
Le gaz naturel éventuellement fractionné est envoyé par la conduite 14 dans l'échangeur E2, où le MR2 arrivant par le conduit 32 circule en parallèle et à co-courant. Le MR2 sortant de l'échangeur E2 par le conduit 33 est détendu dans la vanne V4 à une pression inférieure à 0,5 MPa. A noter qu'il est possible d'utiliser en amont de la vanne V4, ou en remplacement de celle-ci, une turbine de détente. Le MR2 détendu issu de V4 est renvoyé dans E2 à contre-courant pour être vaporisé en réfrigérant à contre-courant le gaz naturel et le MR2. Le gaz naturel sous-refroidi est évacué de l'échangeur E2 par le conduit 15. En sortie de E2, le MR2 vaporisé est envoyé par le conduit 35 dans le compresseur K2 puis refroidi dans l'échangeur C3 par échange de chaleur avec un fluide extérieur de refroidissement, par exemple de l'eau ou de l'air. La pression du MR2 en sortie de K2 peut être comprise entre 4 MPa et 7 MPa. Si nécessaire, le mélange réfrigérant MR2 peut être soutiré du compresseur K2 pour être refroidi dans l'échangeur C4, puis introduit par le conduit 36 dans K2 pour être comprimé. Selon un mode de réalisation, l'organe K2 peut être constitué de plusieurs compresseurs arrangés en série ou en parallèle.
La figure 2 représente une variante du procédé de l'art antérieur décrit ci-dessus dans lequel un compresseur de charge K0 est ajouté de façon à remonter la pression du gaz naturel entrant dans E-ia. Le gaz naturel dans le procédé schématisé à la figure 2 entre dans l'échangeur de chaleur E1a à une pression comprise entre 5 MPa et 7 MPa. la présence de ce compresseur de charge permet d'augmenter l'efficacité du procédé de liquéfaction mais augmente également la complexité de l'installation. L'implantation est plus importante et un investissement plus élevé.
La figure 3 représente un procédé de liquéfaction de gaz naturel selon l'invention. Les références identiques dans les figures 1 et 2 désignent les mêmes éléments. Le demandeur a constaté que l'utilisation de l'éthylène dans les mélanges réfrigérants permet une simplification de l'installation nécessaire pour la mise en œuvre du procédé de liquéfaction et permet également d'obtenir une meilleure efficacité thermique du procédé.
Le gaz naturel entre dans le premier circuit de réfrigération (I) par un conduit 10 et en ressort par un conduit 13. Puis, il est envoyé via le conduit 14 à un deuxième circuit de réfrigération (II) d'où il ressort par le conduit 15 sous forme liquéfié.
Le premier circuit réfrigérant opère avec un premier mélange réfrigérant, MR1 , qui est comprimé dans le compresseur K f puis refroidi et condensé dans l'échangeur C1 à l'aide d'un fluide externe de refroidissement. Puis le MR1 est introduit dans le ballon de recette D avant d'être sous refroidi par l'échangeur C2 à l'aide d'un fluide externe de refroidissement. Les liquides de refroidissement utilisés dans C1 et C2 peuvent être de l'eau ou de l'air. Le premier mélange réfrigérant MR1 refroidi entre ensuite dans l'échangeur Eia via le conduit 23.
Le gaz naturel arrive par le conduit 10 à une pression comprise entre 4 MPa et 7 MPa et à une température comprise entre 0°C et 60°C. Le gaz naturel circulant dans le conduit 10, le premier mélange réfrigérant MR1 circulant dans le conduit 23, et le deuxième mélange réfrigérant MR2 circulant dans le conduit 31 entrent successivement dans deux échangeurs E1a et E1b pour y circuler selon des directions parallèles et à co-courant. Le gaz naturel sort du train d'échangeurs de chaleur formé par E et E1b par le conduit 13 à une température qui peut être comprise entre -30°C et -75°C.
Le gaz naturel peut être fractionné, c'est à dire qu'une partie des hydrocarbures C2+ contenant au moins deux atomes de carbone peut être séparée du gaz naturel, selon des techniques bien connues de l'homme de l'art. Le fractionnement peut être effectué en amont du circuit de réfrigération (I) ou bien entre le circuit de réfrigération (I) et le circuit de réfrigération (II) ou bien pendant le circuit de réfrigération (I) (par exemple entre les échangeurs E a et E b). Le deuxième mélange réfrigérant MR2 arrivant par le conduit 31 traverse successivement les deux échangeurs de chaleur E1a et E1b dans lesquels il est refroidi à une température qui peut être comprise entre -30°C et -75°C. Le deuxième liquide réfrigérant MR2 est évacué par le conduit 32.
Une fraction du premier mélange réfrigérant MR1 en phase liquide est soutirée et est envoyée par le conduit 24 à la vanne \Λ et une autre fraction est envoyée par le conduit 26 à l'échangeur Eib. Le MR1 issu de E1b est envoyé par le conduit 29b à la vanne V2. Les fractions de MR1 sont respectivement détendues à travers une vanne de détente S à un premier niveau de pression inférieure à 3 MPa, de préférence inférieure à 2 MPa et de manière encore plus préférée compris entre 0,5 et 1 ,5 MPa et une vanne de détente V2, à un deuxième niveau de pression inférieure à 2 MPa, de préférence inférieure à 1 MPa et de manière encore plus préférée entre 0,1 et 0,5 MPa. Le premier niveau de pression est strictement supérieur au deuxième niveau de pression. Puis, le mélange réfrigérant est vaporisé respectivement dans les échangeurs E1a et E1b. Cette vaporisation assure la réfrigération, par échange de chaleur, du gaz naturel, du deuxième mélange de réfrigération MR2 et d'une partie du premier mélange réfrigérant MR1 dans les échangeurs E1a et Eib. Les deux fractions vaporisées sont respectivement envoyées par les conduits 25 et 30 dans le compresseur Ki pour être comprimées.
Ainsi, l'utilisation de l'éthylène dans les mélanges réfrigérants permet de supprimer un échangeur de chaleur (E1c) et un étage de compression dans le cycle MR1. Cela permet de simplifier le schéma du procédé ainsi que son implantation et les coûts d'installation. Le deuxième circuit de réfrigération (11) opère avec un deuxième mélange réfrigérant MR2 qui est comprimé dans le compresseur K2, puis refroidi dans l'échangeur C3 à l'aide d'un fluide externe de refroidissement. Le fluide externe peut être de l'eau ou de l'air. La pression du MR2 en sortie de K2 peut être comprise entre 2 MPa' et 9 MPa. Si nécessaire, le mélange réfrigérant MR2 peut être soutiré du compresseur K2 pour être refroidi dans l'échangeur C4l puis introduit par le conduit 36 dans K2 pour être comprimé. Selon un mode de réalisation, l'organe K2 peut être constitué de plusieurs compresseurs arrangés en série ou en parallèle. Le mélange MR2 est envoyé par un conduit 31 dans le train d'échangeur E1a et E1b dans lesquels il est refroidi. Il est ensuite transmis au deuxième circuit de réfrigération par le conduit 32. Le gaz naturel refroidi est envoyé par la conduite 14 dans l'échangeur E2 et circule en parallèle et à co-courant du mélange réfrigérant MR2 arrivant par le conduit 32. Le mélange réfrigérant MR2 est condensé et sous-refroidi dans l'échangeur de chaleur E2 du deuxième circuit. Le mélange réfrigérant MR2 sortant de l'échangeur E2 par le conduit 33 est détendu dans la vanne V4 à un troisième niveau de pression inférieure à 2 MPa,, de préférence inférieure à 1 MPa, de manière encore plus préférée entre 0,1 et 0,5 MPa. A noter qu'il est possible d'utiliser en amont de la vanne V4, ou en remplacement de celle-ci, une turbine de détente. Le mélange réfrigérant MR2 détendu issu de V4 est renvoyé dans E2 à contre-courant pour être vaporisé dans l'échangeur E2. Cette vaporisation permet de réfrigérer et liquéfier le gaz naturel et de refroidir le mélange MR2. Le gaz naturel liquéfié est évacué de l'échangeur E2 par le conduit 15. En sortie de E2, le MR2 vaporisé est envoyé par le conduit 35 dans le compresseur K2
Dans le procédé décrit par la figure 3, le mélange réfrigérant MR2 n'est pas scindé en fractions séparées, mais, pour optimiser l'efficacité énergétique dans l'échangeur E2, le mélange réfrigérant MR2 peut également être scindé en deux ou trois fractions, chaque fraction étant détendue à un niveau de pression différent puis envoyée à différents étages du compresseur K2.
Selon l'invention, le premier mélange réfrigérant MR1 est formé par un mélange d'hydrocarbures saturés et insaturés. Le deuxième mélange réfrigérant MR2 est formé par un mélange d'azote et de d'hydrocarbures saturés et insaturés. Les hydrocarbures saturés sont choisis parmi le groupe constitué par le méthane, l'éthane, le propane, le n-butane et l'i- butane. Les hydrocarbures insaturés sont choisis parmi le groupe constitué par l'éthylène, le propylène et le butène.
A titre d'exemple non limitatif, le premier mélange réfrigérant, MR1 , peut avoir la composition suivante (exprimée en pourcentage molaire), la somme des pourcentages molaires des différents composants étant égale à 100%:
- Ethylène : 30 à 70 % - Propane : 30 à 70 %
et éventuellement, en outre, du
- Méthane : 0 à 5 %
- Butanes : 0 à 20 %
- Butènes : 0 à 20 %
et la composition du deuxième mélange réfrigérant MR2 peut être (exprimée en pourcentage molaire) la somme des pourcentages molaires des différents composants étant égale à 100 % :
- Azote : 0 à 15 %
- Méthane : 20 à 80 %
- Ethylène : 20 à 80 %
et éventuellement, en outre, du
- Propane : 0 à 10 %
- Propylène : 0 à 10 %
Le procédé selon l'invention a la même efficacité thermique que le procédé de l'art antérieur décrit à la figure 2. Cependant, le procédé selon l'invention est une installation beaucoup plus simple puisque l'utilisation des hydrocarbures insaturés dans au moins des mélanges réfrigérants permet de supprimer le compresseur de charge K0 et de supprimer un échangeur de chaleur dans le premier circuit de réfrigération.
Exemple :
Les procédés décrits par les figures 1 et 3 sont illustrés par l'exemple numérique suivant. Cet exemple permet d'appréhender le bénéfice apporté par le procédé de la figure 3 par rapport au procédé de la figure 1 et/ou de la figure 2.
Le gaz naturel arrive par la ligne 10 à un débit de 708 000 kg/h, à une pression de 3.5 MPa et à une température de 40°C. La composition de ce gaz naturel en pourcentages molaires est la suivante :
- azote : 1 ,08 %
- méthane : 94,00 %
- éthane : 3,28 %
- propane : 1 ,23 %
- i-butane : 0,25 %
- n-butane : 0,16 % Dans le procédé de la figure 1 , le train d'échange de chaleur E1aE1 Eic met en œuvre un premier mélange réfrigérant MR1 dont la composition est en pourcentages molaires :
- méthane : 0,5 %
- éthane : 62,0 %
- propane : 37,0 %
- i-butane : 0,5 %
L'échangeur E2 met en œuvre le deuxième mélange réfrigérant MR2 dont la composition en pourcentages molaires est la suivante :
- méthane : 43,0 %
- éthane : 49,0 %
- propane : 0,5 %
- azote : 7,5 %
Dans le procédé de la figure 1 , le premier mélange réfrigérant MR1 est comprimé en phase gazeuse dans le compresseur K1 jusqu'à une pression de 3,8 MPa. Le MR1 comprimé est condensé à une température de 40°C par l'échangeur de chaleur avec de l'air à 25°C dans C1 . Après le passage dans le ballon recette D, le MR1 est sous-refroidi jusqu'à une température de 35°C par échange de chaleur avec de l'air à 25°C dans C2. La température du gaz naturel sortant du train d'échange E1aE1 bE1c par le conduit 13 est de -64°C. Le deuxième mélange réfrigérant MR2 est comprimé en phase gazeuse dans le compresseur K2 jusqu'à une pression de 5,4 MPa. Le MR2 comprimé est condensé à une température de 40°C par l'échangeur de chaleur avec de l'air à 25°C dans C3. La température du deuxième mélange réfrigérant MR2 sortant du train d'échange E1aE1bE1c par le conduit 32 est -64°C. Sa température à la sortie de l'échangeur E2 par le conduit 33 est de -151 ,4°C. En sortie de l'échangeur E2, le gaz naturel est liquéfié à une température de -151 ,4°C.
Dans les conditions mentionnées ci-dessus, selon le procédé décrit en référence à la figure 1 , les consommations énergétiques des compresseurs sont les suivantes:
: 105,8 MW K2 : 1 1 1 ,8 MW
La production de gaz naturel liquéfié en sortie de l'échangeur E2 est de 5.8 MTPA (millions de tonnes par an). L'efficacité des circuits réfrigérants est donc de 14,3 kW/(tonnes/jour). Dans le procédé de la figure 3, le train d'échange de chaleur E aE1b met en œuvre un premier mélange réfrigérant MR1 dont la composition est en pourcentages molaires :
- méthane : 0,5 %
- éthylène : 47,0 %
- propane : 52,0 %
- i-butane : 0,5 %
L'échangeur E2 met en œuvre le deuxième mélange réfrigérant MR2 dont la composition en pourcentages molaires est la suivante :
- méthane : 45,0 %
- éthylène : 40,5 %
- propane : 2,0 %
- azote : 12,5 %
Dans le procédé de la figure 3, le premier mélange réfrigérant MR1 est comprimé en phase gazeuse dans le compresseur K1 jusqu'à une pression de 4,1 MPa. Le mélange réfrigérant MR1 comprimé est condensé à une température de 40°C par l'échangeur de chaleur avec de l'air à 25°C dans C1. Après le passage dans le ballon recette D, le MR1 est sous-refroidi jusqu'à une température de 35°C par échange de chaleur avec de l'air à 25°C dans C2. La température du deuxième mélange réfrigérant MR2 sortant du train d'échange E1aE1b par le conduit 32 est de -60°C. La température du gaz naturel sortant du train d'échange E1b par le conduit 13 est de -60°C. Le deuxième mélange réfrigérant MR2 est comprimé en phase gazeuse dans le compresseur K2 jusqu'à une pression de 6,9 MPa. Le mélange réfrigérant MR2 comprimé est condensé à une température de 40°C par l'échangeur de chaleur avec de l'air à 25°C dans C3. La température du deuxième mélange réfrigérant MR2 sortant du train d'échange E2 par le conduit 33 est de -151 ,4°C. En sortie de l'échangeur E2, le gaz naturel est liquéfié à une température de -151 ,4°C.
Dans les conditions mentionnées ci-dessus, selon le procédé décrit en référence à la figure 3, les consommations énergétiques des compresseurs sont les suivantes:
K! : 105,1 MW K2 : 104,4 MW
La production de gaz naturel liquéfié en sortie de l'échangeur E2 est de 5,8 MTPA (millions de tonnes par an). L'efficacité des circuits réfrigérants est donc de 13,8 kW/(tonnes/jour). Le tableau ci-dessous résume les différences de puissance utilisées par le procédé de l'art antérieur et celui de l'invention.
Figure imgf000014_0001
Le procédé selon l'invention (figure 3) consomme 3,7 % de moins de puissance que le procédé de l'art antérieur (figure 1 ); l'invention permet un gain d'efficacité de 3,5 %.
Le procédé selon l'invention permet également une liquéfaction du gaz naturel avec un échange de chaleur mieux optimisé au niveau de l'approche thermique telle que montré sur la figure 4. En effet, l'approche thermique minimale (pincement) dans le procédé de l'art antérieur (figure 1) se fait au niveau du plateau de liquéfaction alors que pour le procédé selon l'invention (figure 3) l'approche thermique minimale se fait à une température beaucoup plus basse, c'est à dire dans une zone où le gaz naturel est déjà entièrement liquéfié.
En cas d'instabilité opératoire, notamment sur la composition de la charge, le pincement thermique présenté dans le procédé selon l'art antérieur peut s'avérer dommageable (figure 4A) : les courbes froid/chaud peuvent assez vite se croiser dans une zone où le gaz naturel n'est pas encore liquéfié. Dans le procédé selon l'invention, si un croisement est observé (figure 4B), les conséquences potentielles sont limitées à une légère dégradation de la température de sous-refroidissement du gaz naturel, et les actions à mener pour restaurer un fonctionnement adéquat sont plus aisées. Ceci s'explique par le fait que, dans le cas de la liquéfaction d'un gaz naturel à basse pression, le plateau de liquéfaction du gaz naturel est à une très basse température qui devient difficile à rendre compatible avec la température de vaporisation de l'éthane. Dans le cas de l'éthylène par rapport à l'éthane, la température de vaporisation plus basse entraine un pincement en dehors de la zone de liquéfaction du gaz naturel. Ceci implique par ailleurs une pression minimale de vaporisation du deuxième mélange réfrigérant plus élevée dans le cas de l'éthylène et donc un débit volumique de deuxième mélange réfrigérant MR2 plus faible. Ainsi, dans le procédé selon l'art antérieur, la pression à l'aspiration du compresseur K2 est de 0,23 MPa et le débit d'aspiration est de 315 400 m3/h contre 151 532 m3/h dans le procédé selon l'invention pour lequel la pression à l'aspiration du compresseur K2 est 0,62 MPa. Ceci entraine, pour procédé de l'art antérieur, la nécessité de l'ajout d'un compresseur de deuxième mélange réfrigérant MR2 supplémentaire en parallèle non représenté sur la figure 1 , avec la tuyauterie et l'espace nécessaire pour son implantation.
Par ailleurs, le procédé selon l'invention, en plus d'avoir une meilleure efficacité que celui de l'art antérieur, permet, dans les conditions citées dans l'exemple, de supprimer un étage de compression dans le premier circuit de réfrigération fonctionnant avec le premier mélange réfrigérant MR1 ce qui simplifie le schéma, l'implantation et les coûts d'installation liés.
Sur les figures 5A et 5B, il est montré que grâce à une différence plus grande de point d'ébullition du couple éthylène/propane que pour le couple éthane/propane, la plage de température couverte par la vaporisation du premier mélange réfrigérant permet de conserver des courbes de vaporisation optimale de celui-ci vis-à-vis de la courbe composite des fluides chauds tout en nécessitant une cascade d'un seul niveau de pression au lieu de deux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de liquéfaction d'un gaz naturel dans une installation constituée de deux circuits de réfrigération dans lequel on effectue les étapes suivantes:
a. on refroidit ledit gaz naturel par échange de chaleur avec un premier mélange réfrigérant circulant dans un premier circuit de réfrigération mettant en œuvre les étapes suivantes:
1a) on comprime ledit premier mélange réfrigérant MR1 ,
2a) on condense, par échange de chaleur, le premier mélange réfrigérant comprimé,
3a) on sous-refroidit par échange de chaleur le gaz naturel et le premier mélange réfrigérant comprimé et condensé par échange de chaleur avec une première fraction détendue obtenue à l'étape 4a),
4a) on sépare le premier mélange réfrigérant sous-refroidi obtenu à l'étape 3a en une première fraction et une deuxième fraction et on détend la première fraction à un premier niveau de pression,
5a) on refroidit le gaz naturel et la deuxième fraction obtenue à l'étape 4a par échange de chaleur avec la deuxième fraction détendue à un deuxième niveau de pression,
b. on liquéfie ledit gaz naturel issu de l'étape 5a) par échange de chaleur avec un deuxième mélange réfrigérant circulant dans un deuxième circuit de réfrigération mettant en œuvre les étapes suivantes:
1b) on comprime ledit deuxième mélange réfrigérant MR2,
2b) on condense, par échange de chaleur, le deuxième mélange réfrigérant comprimé,
3b) on refroidit le deuxième mélange réfrigérant comprimé et condensé par échange de chaleur avec la première fraction et la deuxième fraction,
4b) on détend le deuxième mélange réfrigérant refroidi de l'étape 3b) à un troisième niveau de pression,
5b) on refroidit le gaz naturel par échange de chaleur avec le deuxième mélange réfrigérant détendu obtenu à l'étape 4b) jusqu'à obtenir un gaz naturel liquéfié, procédé dans lequel le premier et le deuxième mélange réfrigérant comprend au moins un hydrocarbure saturé et de l'éthylène.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier niveau de pression est compris entre 0,5 MPa et 1 ,5 MPa, le deuxième niveau de pression est compris entre 0,1 MPa et 0,5 MPa et le troisième niveau de pression est compris entre 0,1 MPa et 0,5 MPa.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit premier mélange réfrigérant comprend, en pourcentage molaire, entre 30 et 70 % d'éthylène et entre 30 et 70 % de propane.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier mélange réfrigérant contient, en pourcentage molaire, entre 30 et 70 % d'éthylène, entre 30 et 70 % de propane, entre 0 et 5 % de méthane, entre 0 et 20 % de butanes et entre 0 et 20 % de butènes.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit deuxième mélange réfrigérant comprend, en pourcentage molaire, entre 0 et 15 % d'azote, entre 20 et 80 % de méthane et 20 et 80 % d'éthylène.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit deuxième mélange réfrigérant contient, en pourcentage molaire, entre 0 et 15 % d'azote, entre 20 et 80 % de méthane, 20 et 80 % d'éthylène, entre 0 et 10 % de propane et entre 0 et 10% de propylène.
PCT/FR2011/000111 2010-03-15 2011-02-25 Procédé de liquefaction d'un gaz naturel avec des melanges refrigerants contenant au moins un hydrocarbure insature Ceased WO2011114012A2 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143749/06A RU2556731C2 (ru) 2010-03-15 2011-02-25 Способ сжижения природного газа охлаждающими смесями, содержащими по меньшей мере один ненасыщенный углеводород

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1001030 2010-03-15
FR1001030A FR2957407B1 (fr) 2010-03-15 2010-03-15 Procede de liquefaction d'un gaz naturel avec des melanges refrigerants contenant au moins un hydrocarbure insature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011114012A2 true WO2011114012A2 (fr) 2011-09-22
WO2011114012A3 WO2011114012A3 (fr) 2015-06-04

Family

ID=43301800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2011/000111 Ceased WO2011114012A2 (fr) 2010-03-15 2011-02-25 Procédé de liquefaction d'un gaz naturel avec des melanges refrigerants contenant au moins un hydrocarbure insature

Country Status (3)

Country Link
FR (1) FR2957407B1 (fr)
RU (1) RU2556731C2 (fr)
WO (1) WO2011114012A2 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103216998A (zh) * 2013-04-12 2013-07-24 北京安珂罗工程技术有限公司 一种单循环混合冷剂压缩与输送的方法和系统
US20160061516A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Black & Veatch Holding Company Dual mixed refrigerant system
EP3368630B1 (fr) 2015-10-27 2020-12-02 Linde GmbH Réfrigérant mélangé basse température pour pré-refroidissement d'hydrogène à grande échelle
CN112430452A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 丰田自动车株式会社 冷却液组合物和冷却系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009153427A2 (fr) 2008-06-20 2009-12-23 Ifp Procede de liquefaction d'un gaz naturel avec pre-refroidissement du melange refrigerant

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2123095B1 (fr) * 1970-12-21 1974-02-15 Air Liquide
FR2545589B1 (fr) * 1983-05-06 1985-08-30 Technip Cie Procede et appareil de refroidissement et liquefaction d'au moins un gaz a bas point d'ebullition, tel que par exemple du gaz naturel
US6119479A (en) * 1998-12-09 2000-09-19 Air Products And Chemicals, Inc. Dual mixed refrigerant cycle for gas liquefaction
FR2826969B1 (fr) * 2001-07-04 2006-12-15 Technip Cie Procede de liquefaction et de deazotation de gaz naturel, installation de mise en oeuvre, et gaz obtenus par cette separation
FR2829569B1 (fr) * 2001-09-13 2006-06-23 Technip Cie Procede de liquefaction de gaz naturel, mettant en oeuvre deux cycles de refrigeration
US6742357B1 (en) * 2003-03-18 2004-06-01 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated multiple-loop refrigeration process for gas liquefaction
FR2920529B1 (fr) * 2007-09-04 2009-12-11 Total Sa Procede de demarrage d'un cycle de refrigeration a melange d'hydrocarbures.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009153427A2 (fr) 2008-06-20 2009-12-23 Ifp Procede de liquefaction d'un gaz naturel avec pre-refroidissement du melange refrigerant

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103216998A (zh) * 2013-04-12 2013-07-24 北京安珂罗工程技术有限公司 一种单循环混合冷剂压缩与输送的方法和系统
US20160061516A1 (en) * 2014-08-29 2016-03-03 Black & Veatch Holding Company Dual mixed refrigerant system
EP3368630B1 (fr) 2015-10-27 2020-12-02 Linde GmbH Réfrigérant mélangé basse température pour pré-refroidissement d'hydrogène à grande échelle
CN112430452A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 丰田自动车株式会社 冷却液组合物和冷却系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011114012A3 (fr) 2015-06-04
RU2556731C2 (ru) 2015-07-20
RU2012143749A (ru) 2014-04-20
FR2957407B1 (fr) 2012-08-17
FR2957407A1 (fr) 2011-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106066116B (zh) 用于使天然气液化的集成甲烷制冷系统
RU2685778C1 (ru) Повышение эффективности системы производства спг путем предварительного охлаждения поступающего потока природного газа
CA2744450C (fr) Procede de production d'un courant de gaz naturel liquefie sous-refroidi a partir d'un courant de charge de gaz naturel et installation associee
JP4980051B2 (ja) ガス液化用一体型多重ループ冷却方法
CN105473967B (zh) 混合制冷剂系统和方法
RU2406949C2 (ru) Способ ожижения природного газа для получения сжиженного природного газа
TWI547676B (zh) 集成的預冷混合製冷劑系統和方法
RU2467268C2 (ru) Способ и устройство для охлаждения углеводородного потока
EP2875294A2 (fr) Procédé de liquéfaction de gaz naturel avec changement de phase
JP6781852B2 (ja) 天然ガスを液化するための設備及び方法
CN104520660A (zh) 用于天然气液化的系统和方法
JP2007506064A (ja) 複数の膨張機を備えたハイブリッドガス液化サイクル
AU2014281090B2 (en) Integrated cascade process for vaporization and recovery of residual LNG in a floating tank application
FR2936864A1 (fr) Procede de production de courants d'azote liquide et gazeux, d'un courant gazeux riche en helium et d'un courant d'hydrocarbures deazote et installation associee.
US20160040927A1 (en) Integrally-geared compressors for precooling in lng applications
WO2009153427A2 (fr) Procede de liquefaction d'un gaz naturel avec pre-refroidissement du melange refrigerant
WO2011114012A2 (fr) Procédé de liquefaction d'un gaz naturel avec des melanges refrigerants contenant au moins un hydrocarbure insature
FR3043451A1 (fr) Methode pour optimiser la liquefaction de gaz naturel
JP2017207273A (ja) 液化方法およびシステム
JP2010507771A (ja) 炭化水素流を液化する方法及び装置
EP4348138A1 (fr) Procede et installation de liquefaction de l'hydrogene
US20090188277A1 (en) Method and apparatus for controlling a refrigerant compressor, and method for cooling a hydrocarbon stream
US11408673B2 (en) Mixed refrigerant system and method
FR3044747A1 (fr) Procede de liquefaction de gaz naturel et d'azote
EP3390938B1 (fr) Procédé hybride de liquéfaction d'un gaz combustible et installation pour sa mise en oeuvre

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11714344

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012143749

Country of ref document: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11714344

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2