專利名稱：用于冷卻單組分或多組分的流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過與制冷劑混合物回路的制冷劑混合物的間接熱交換而冷卻單組分或多組分的流尤其是富含烴的餾分的方法，其中所述制冷劑混合物以至少二級進(jìn)行壓縮，并分離成被壓縮至制冷劑混合物回路的最終壓力的較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分和至少一種被壓縮至中間壓力的較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分。
背景技術(shù)：
例如DE-C 197 22 490公開了一種此類用于冷卻單組分或多組分的流的方法。此類冷卻或液化方法例如可以應(yīng)用在基本負(fù)荷型液化設(shè)備中。在此，較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分和較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分與待冷卻或待液化的流相對地蒸發(fā)至不同的溫度水平。利用該分離地引導(dǎo)流的方法，可以有利地影響在一個或多個熱交換器中產(chǎn)生的溫度分布曲線。但是與沒有實(shí)施此類分離的混合物回路相比，在DE-C 197 22 490中所述的方法在設(shè)備和控制技術(shù)方面要求更高的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出此類用于冷卻單組分或多組分的流的方法，該方法尤其是適用于液化富含烴的流，該方法在設(shè)備和/或控制技術(shù)方面要求的成本更低。為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明建議此類用于冷卻單組分或多組分的流的方法，其特征在于，將較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分泵送(泵壓)至較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分的壓力，并且在間接熱交換之前或開始時立即與較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分匯合。由于根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的將較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分和較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分匯聚到一起，可以降低設(shè)備和/或控制技術(shù)方面的成本。但是，在此不會增加制冷劑混合物回路的能量消耗。額外的投資成本及運(yùn)行成本是由于額外設(shè)置的泵所導(dǎo)致的，該泵用于將較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分泵送至較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分的壓力。根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻單組分或多組分的流的方法的其他有利的實(shí)施方案，即從屬權(quán)利要求的主題，其特征在于，-以一級或多級泵送較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分，及-較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分和較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分在熱交換器的一個專門為此構(gòu)造的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行匯合或混合。下面借助附圖中所示的實(shí)施例更詳細(xì)地闡述根據(jù)本發(fā)明的用于冷卻單組分或多組分的流的方法及其其他有利的實(shí)施方案。


圖I所示為一個根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案。
具體實(shí)施方式
圖I所示為用于冷卻和液化富含烴的、含有氮的進(jìn)料餾分的方法，其中將獲得高度濃縮的氮餾分的過程整合在液化過程中。此類方法例如是未預(yù)先公開的DE-A 10 2009038 458的主題。通過援引此文件，將其公開的全部內(nèi)容引入本專利申請。
富含烴的、含有氮的進(jìn)料餾分首先經(jīng)由管道100輸送至任選設(shè)置的干燥單元A，隨后經(jīng)由管道101輸送至熱交換器E1。在該熱交換器中，進(jìn)料餾分與尚待描述的工藝流相對地進(jìn)行液化和過冷。過冷的進(jìn)料餾分經(jīng)由其中設(shè)置有減壓閥d的管道102輸送至分離塔Tl。富含烴的、含有氮的餾分從分離塔的塔底經(jīng)由管道106排出，并在熱交換器E4中過冷。該餾分在閥e中減壓之后經(jīng)由管道區(qū)段107和108輸送至分離器Dl。液態(tài)LNG產(chǎn)品餾分從該分離器的塔底經(jīng)由管道109排出，并輸送至LNG貯存罐L。高度濃縮的氮餾分從分離塔Tl的塔頂經(jīng)由管道104排出；其氮含量通常在90與100體積％之間。該氮餾分在熱交換器E4和El中與待冷卻的工藝流相對地進(jìn)行加熱，隨后經(jīng)由管道105從該過程排出。為了執(zhí)行在分離塔Tl中進(jìn)行的分離過程，將側(cè)取餾分(Seitenfraktion)經(jīng)由管道103排出，在熱交換器E4中冷卻，并作為回流輸送至分離塔Tl。富含氮的餾分在分離器Dl的塔頂處經(jīng)由管道112排出。在該餾分中經(jīng)由管道110混入來自LNG貯存罐L的借助壓縮機(jī)C2壓縮的蒸發(fā)氣體(Boil-Off-Gas)。將該流經(jīng)由管道113輸送至熱交換器E1，并與待冷卻的工藝流相對地進(jìn)行加熱。該加熱的流經(jīng)由管道114輸送至優(yōu)選多級設(shè)置的壓縮機(jī)單元Cl，在其中壓縮至所期望的液化壓力，隨后經(jīng)由管道115混入進(jìn)料餾分100中。若有需要或者任選地，還可以設(shè)置胺洗裝置A'。若將最終產(chǎn)品LNG中的氮濃度限制在I體積％以內(nèi)，則尤其是可以采用上述方法。否則，在更高的氮濃度的情況下，在LNG貯存罐內(nèi)由于不同的密度會出現(xiàn)非期望且危險的分層現(xiàn)象。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的制冷劑混合物回路I至9包括二級壓縮機(jī)單元Cll、設(shè)置在該壓縮機(jī)單元上游的分離器DlO以及兩個設(shè)置在這兩個壓縮級下游的分離器Dll和D12。此外，與DE-C 197 22 490中所述的方法不同的是，具有以一級或多級設(shè)置的泵或者泵單元PU。將在熱交換器El中與待液化的進(jìn)料流101相對地蒸發(fā)的制冷劑混合物經(jīng)由管道I輸送至前述的分離器D10。將從該分離器的塔頂經(jīng)由管道2排出的氣相輸送至壓縮機(jī)單元Cll的第一壓縮級，并利用其壓縮至所期望的中間壓力。將經(jīng)壓縮的制冷劑混合物經(jīng)由管道3流經(jīng)后冷卻器Ell之后輸送至分離器D11。將較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分從該分離器的塔底經(jīng)由管道5排出，并借助泵或者泵單元Ell泵送至尚待描述的氣態(tài)的較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分的壓力。將該液態(tài)餾分經(jīng)由其中設(shè)置有調(diào)節(jié)閥b的管道5'輸送至熱交換器El的入口上游。將從分離器Dll經(jīng)由管道4排出的氣相輸送至壓縮機(jī)單元11的第二壓縮級，并利用其壓縮至制冷劑混合物回路的所期望的最終壓力。將經(jīng)壓縮的制冷劑混合物經(jīng)由管道6流經(jīng)后冷卻器E12之后輸送至分離器D12。在該分離器的塔底產(chǎn)生的液態(tài)餾分經(jīng)由其中設(shè)置有調(diào)節(jié)閥c的管道7送回至分離器Dll的入口上游。將壓縮至所期望的最終壓力的氣態(tài)的較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分在分離器D12的塔頂處經(jīng)由管道8排出，并同樣輸送至熱交換器El。根據(jù)本發(fā)明，將液態(tài)和氣態(tài)的制冷劑混合物餾分5'和8在熱交換器El中進(jìn)行的熱交換之前或開始時立即匯合，并作為兩相流輸送至熱交換器E1。該兩相的制冷劑混合物在熱交換器El中在壓力下進(jìn)行冷卻，并在此完全液化。將該制冷劑混合物在熱交換器El的冷端經(jīng)由管道9排出，在閥a內(nèi)減壓，隨后在重新流經(jīng)熱交換器El的過程中完全蒸發(fā)。
與DE-C 197 22 490中所述的方法不同，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，不會針對性地對在熱交換器El中的溫度分布曲線施加影響。因?yàn)檫@在許多應(yīng)用情況下是不需要的，所以根據(jù)本發(fā)明的方法在設(shè)備和/或控制技術(shù)方面的成本更低，在許多應(yīng)用情況下是有利的。
權(quán)利要求
1.通過與制冷劑混合物回路的制冷劑混合物的間接熱交換而冷卻單組分或多組分的流尤其是富含烴的餾分的方法，其中所述制冷劑混合物以至少二級進(jìn)行壓縮，并分離成被壓縮至制冷劑混合物回路的最終壓力的較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分和至少一種被壓縮至中間壓力的較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分，其特征在于，將所述較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分(5)泵送(Pll)至所述較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分(8)的壓力，并且在所述間接熱交換(El)之前或開始時立即與所述較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分(8)匯合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于，以一級或多級泵送(Pll)所述較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物懼分(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的方法，其特征在于，所述較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分(5')和所述較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分(8)在所述熱交換器(El)的一個專門為此構(gòu)造的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行匯合或混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過與制冷劑混合物回路的制冷劑混合物的間接熱交換而冷卻單組分或多組分的流尤其是富含烴的餾分的方法，其中所述制冷劑混合物以至少二級進(jìn)行壓縮，并分離成被壓縮至制冷劑混合物回路的最終壓力的較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分和至少一種被壓縮至中間壓力的較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分。根據(jù)本發(fā)明，將所述較高沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分(5)泵送(P11)至所述較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分(8)的壓力，并且在間接熱交換(E1)之前或開始時立即與所述較低沸點(diǎn)的制冷劑混合物餾分(8)匯合。
文檔編號F25J3/00GK102636001SQ201210077609
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月8日
發(fā)明者A·布勃, H·鮑爾 申請人:林德股份公司