Procedimiento para vaporizar gas natural licuado y de recuperación de líquidos de gas natural.

Procedimiento para vaporizar un gas natural licuado, recuperar líquidos de gas natural del gas natural licuado,

y acondicionar el gas natural licuado para suministrarlo a un gasoducto o para uso comercial, comprendiendo el procedimiento:

a) vaporizar al menos una mayor parte de una corriente del gas natural licuado (16) para producir una corriente de gas natural vaporizado al menos en parte (16, 84);

b) fraccionar o separar al menos una parte de la corriente de gas natural vaporizado al menos en parte (16, 84) para producir una corriente de gas (48, 94) y una corriente de líquidos de gas natural (46, 88);

c)

(i) comprimir la corriente de gas (48) obtenida por fraccionamiento en la etapa b) para aumentar la presión de la corriente de gas (48) by 345 to 1035 kPa (50 to 150 psi) para producir una corriente de gas comprimido (54) y enfriar la corriente de gas comprimido (54) mediante intercambio de calor con la corriente de gas natural licuado (16) para producir una corriente líquida (56); o

(ii) comprimir la corriente de gas (94) obtenida por separation en la etapa b) para aumentar la presión de la corriente de gas (94) by 345 to 1035 kPa (50 to 150 psi) para producir una corriente de gas con presión aumentada (54), fraccionar la parte líquida (88) de la corriente de gas natural vaporizado al menos en parte (84) a una presión mayor que la presión de la corriente de gas con presión aumentada (54) para producir una corriente de gas de cabeza (48), combinar la corriente de gas con presión aumentada (54) y la corriente de gas de cabeza (48) para producir una corriente de gas comprimido y enfriar la corriente de gas comprimido mediante intercambio de calor con la corriente de gas natural licuado (16) para producir una corriente líquida (56);

d) bombear la corriente líquida (56) para producir una corriente líquida a alta presión (24) a una presión entre 5620 y 8375 kPa (800 y 1200 psig);

e) vaporizar la corriente líquida a alta presión (24) para producir un gas natural acondicionado (32) adecuado para suministrarlo a un gasoducto o para uso comercial; y f) recuperar al menos una parte de los líquidos de gas natural (46).

Procedimiento para vaporizar gas natural licuado y de recuperación de líquidos de gas natural

Esta invención se refiere a un proceso para separar líquidos de gas natural de gas natural licuado (GNL) y que utiliza la baja temperatura de GNL para producir energía. El proceso también vaporiza el GNL para producir gas natural que satisface especificaciones de gasoducto.

Antecedentes de la invención [0002] Es bien conocido que el GNL en muchos casos cuando se vaporiza no cumple las especificaciones de gasoducto o otras especificaciones comerciales. El gas natural resultante puede tener un valor inaceptablemente alto de calentamiento, que puede requerir la dilución del gas natural con materiales tales como el nitrógeno. La separación de nitrógeno del aire para producir este diluyente añade un gasto al gas natural. Como alternativa, los líquidos de gas natural pueden ser retirados del GNL para producir gas natural que tiene un valor de calentamiento dentro de las especificaciones para gasoducto. Los líquidos de gas natural (LGN) comprenden típicamente hidrocarburos que contienen dos o más átomos de carbono. Estos materiales son etano, propano, butanos y, en algunos casos, posiblemente pequeñas cantidades de pentanos o hidrocarburos superiores. Estos materiales se denominan generalmente en este documento como materiales C2+. Estos materiales no sólo agregan valor térmico al gas natural, lo que puede aumentar su poder calorífico más allá de los límites de especificación, sino que también tienen un mayor valor por derecho propio como materiales por separado valorizables. Es deseable en muchos casos separar estos materiales del gas natural, antes de la vaporización para el suministro a un gasoducto o para otro uso comercial.

En muchos casos en el pasado, el GNL se ha vaporizado simplemente quemando una parte del GNL vaporizado para producir el calor para vaporizar el resto del GNL y producir el gas natural. También se han usado otros sistemas de intercambio de calor.

Estos sistemas requieren el consumo sustancial de energía que puede ser producido tal como se indica por el consumo de una parte del producto para la vaporización, para la destilación, para la producción de nitrógeno para su uso como un diluyente y similares.

Por consiguiente, se ha dirigido un esfuerzo considerable al desarrollo de procesos más eficientes para llevar a cabo este objetivo.

US 3, 420, 068 describe un proceso para la producción de un líquido o un gas rico en metano a partir de gas natural licuado a una presión baja en el que el GNL se somete a una primera revaporización parcial que proporciona una primera fracción gaseosa enriquecida en metano, y una fracción líquida residual que se somete a una segunda vaporización parcial en virtud de una presión más alta, que proporciona una segunda fracción gaseosa enriquecida en metano. La primera fracción gaseosa se vuelve a licuar mediante intercambio de calor con el gas natural licuado sometido a un calentamiento, y la segunda fracción gaseosa en intercambio de calor con el gas natural licuado sometido a la primera vaporización parcial.

US 5, 114, 451 describe un proceso para la recuperación de etano, etileno, propano, propileno e hidrocarburos más pesados de una corriente de gas natural licuado. Al menos una porción de la corriente de alimentación de GNL se dirige en relación de intercambio de calor con una porción de reciclado comprimida de la torre de fraccionamiento de arriba, con la corriente de GNL a partir de entonces calentada siendo suministrada a la torre de fraccionamiento en una posición de alimentación a mitad de la columna. La corriente de reciclado se enfría mediante la corriente de GNL suficientemente para condensarla sustancialmente, y la corriente de reciclado se sustancialmente condensada se suministra entonces a la columna en una posición de alimentación de la columna superior para servir como reflujo para la torre. La presión de la corriente de reciclado y las cantidades y las temperaturas de las alimentaciones a la columna son eficaces para mantener la temperatura de cabeza de la columna a una temperatura por lo que la porción principal de dichos componentes deseados se recupera en el producto líquido del fondo de la columna.

Resumen de la invención [0008] La presente invención es tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Según la presente invención, se ha encontrado que el GNL se vaporiza fácilmente y los líquidos de gas natural se retiran del mismo mediante un procedimiento que comprende:

vaporizar al menos una mayor parte de una corriente del gas natural licuado para producir una corriente de gas natural vaporizado al menos en parte; fraccionar la corriente de gas natural vaporizado al menos en parte para producir una corriente de gas y una corriente de líquidos de gas natural;

comprimir la corriente de gas para aumentar la presión de la corriente de gas de 345 a 1035 kPa (50 a 150 psi) para producir una corriente de gas comprimido y enfriar la corriente de gas comprimido mediante intercambio de calor con la corriente de gas natural licuado para producir una corriente líquida de gas comprimido; bombear la corriente líquida de gas comprimido para producir una corriente líquida a alta presión a una presión entre 5620 y 8375 kPa (800 y 1200 psig) ; vaporizar la corriente líquida a alta presión para producir un gas natural acondicionado adecuado para suministrarlo a un gasoducto o para uso comercial; y recuperar los líquidos de gas natural.

Se ha encontrado además que el GNL puede ser vaporizado, los líquidos de gas natural pueden ser recuperados y bastante energía se puede recuperar de la vaporización y el proceso de separación por vaporización de al menos una mayor parte de una corriente del gas natural licuado para producir una corriente de gas natural vaporizado al menos en parte;

fraccionar la corriente de gas natural vaporizado al menos en parte para producir una corriente de gas y una corriente de líquidos de gas natural; comprimir la corriente de gas para aumentar la presión de la corriente de gas de 345 a 1035 kPa (50 a 150 psi) para producir una corriente de gas comprimido y enfriar la corriente de gas comprimido mediante intercambio de calor con la corriente de gas natural licuado para producir una corriente líquida de gas comprimido; bombear la corriente líquida de gas comprimido para producir una corriente líquida a alta presión a una presión entre 5620 y 8375 kPa (800 y 1200 psig) ; vaporizar la corriente líquida a alta presión para producir un gas natural acondicionado adecuado para suministrarlo a un gasoducto o para uso comercial; recuperar los líquidos de gas natural; pasar al menos uno de entre una primera parte y una segunda parte de un fluido gaseoso de intercambio de calor en contacto de intercambio de calor con al menos una de entre la corriente de gas natural licuado y la corriente líquida a alta presión para producir un fluido líquido de intercambio de calor; bombear el fluido líquido de intercambio de calor para producir un fluido líquido de intercambio de calor a alta presión; calentar el fluido líquido de intercambio de calor a alta presión para vaporizar el fluido líquido de intercambio de calor a alta presión para producir un fluido gaseoso de intercambio de calor a alta presión; llevar un expansor y generador de energía eléctrica con el fluido gaseoso de intercambio de calor a alta presión para producir energía eléctrica y el fluido gaseoso de intercambio de calor; y, reciclar el fluido gaseoso de intercambio de calor intercambiar calor con la al menos uno de entre las corrientes de gas natural licuado y la corriente líquida a alta presión.

También se ha encontrado que el GNL puede ser vaporizado con la recuperación de los líquidos de gas natural y acondicionado para suministrarlo a un gasoducto o para uso comercial mediante un proceso que comprende:

vaporizar al menos una mayor parte de una corriente del gas natural licuado para producir una corriente de gas natural vaporizado al menos en parte; separar la corriente de gas natural vaporizado al menos en parte en una corriente de gas y una corriente líquida; comprimir la corriente de gas para aumentar la presión de la corriente de gas de 345 a 1035 kPa (50 a 150 psi) para producir una corriente de gas comprimido; fraccionar la corriente líquida a una presión mayor que la presión de la corriente de gas comprimido para producir una corriente de gas de cabeza y una corriente de líquidos de gas natural; recuperar al menos una parte de la corriente de líquidos de gas natural; combinar la corriente de gas de cabeza con la corriente de gas comprimido para producir una corriente de gas combinada; enfriar la corriente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para vaporizar un gas natural licuado, recuperar líquidos de gas natural del gas natural licuado, y acondicionar el gas natural licuado para suministrarlo a un gasoducto o para uso comercial, comprendiendo el procedimiento:

a) vaporizar al menos una mayor parte de una corriente del gas natural licuado (16) para producir una corriente de gas natural vaporizado al menos en parte (16, 84) ;

b) fraccionar o separar al menos una parte de la corriente de gas natural vaporizado al menos en parte (16, 84) para producir una corriente de gas (48, 94) y una corriente de líquidos de gas natural (46, 88) ;

c)

(i) comprimir la corriente de gas (48) obtenida por fraccionamiento en la etapa b) para aumentar la presión de la corriente de gas (48) by 345 to 1035 kPa (50 to 150 psi) para producir una corriente de gas comprimido (54) y enfriar la corriente de gas comprimido (54) mediante intercambio de calor con la corriente de gas natural licuado (16) para producir una corriente líquida (56) ; o

(ii) comprimir la corriente de gas (94) obtenida por separation en la etapa b) para aumentar la presión de la corriente de gas (94) by 345 to 1035 kPa (50 to 150 psi) para producir una corriente de gas con presión aumentada (54) , fraccionar la parte líquida (88) de la corriente de gas natural vaporizado al menos en parte

(84) a una presión mayor que la presión de la corriente de gas con presión aumentada (54) para producir una corriente de gas de cabeza (48) , combinar la corriente de gas con presión aumentada (54) y la corriente de gas de cabeza (48) para producir una corriente de gas comprimido y enfriar la corriente de gas comprimido mediante intercambio de calor con la corriente de gas natural licuado (16) para producir una corriente líquida (56) ;

d) bombear la corriente líquida (56) para producir una corriente líquida a alta presión (24) a una presión entre 5620 y 8375 kPa (800 y 1200 psig) ;

e) vaporizar la corriente líquida a alta presión (24) para producir un gas natural acondicionado (32) adecuado para suministrarlo a un gasoducto o para uso comercial; y

f) recuperar al menos una parte de los líquidos de gas natural (46) .

2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que los líquidos de gas natural (46) comprenden hidrocarburos C2+.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que el procedimiento incluye:

a) pasar al menos una de entre una primera parte (58) y una segunda parte (62) de un fluido gaseoso de intercambio de calor (78) en contacto de intercambio de calor con al menos una de entre la corriente de gas natural licuado (16) y la corriente líquida a alta presión (24) para producir un fluido líquido de intercambio de calor (60, 64) ;

b) bombear el fluido líquido de intercambio de calor (60, 64) para producir un fluido líquido de intercambio de calor a mayor presión (68) ;

c) calentar el fluido líquido de intercambio de calor a mayor presión (68) para vaporizar el fluido líquido de intercambio de calor a mayor presión (68) para producir un fluido gaseoso de intercambio de calor a mayor presión (72) ;

d) llevar un expansor (74) y generador de energía eléctrica (76) con el fluido gaseoso de intercambio de calor a mayor presión (72) para producir energía eléctrica y el fluido gaseoso de intercambio de calor (78) ; y

e) reciclar el fluido gaseoso de intercambio de calor (78) intercambiar calor con la al menos una de entre la corriente de gas natural licuado (16) y la corriente líquida a alta presión (24) .

4. El procedimiento de la reivindicación 3 en el que la primera parte (58) del fluido gaseoso de intercambio de calor

(78) se hace pasar en contacto de intercambio de calor con el gas natural licuado (16) y en el que la segunda parte

(62) del fluido gaseoso de intercambio de calor (78) se hace pasar en contacto de intercambio de calor con la corriente líquida de alta presión (24) .

5. El procedimiento de la reivindicación 3 en el que el fluido líquido de intercambio de calor a mayor presión (68) está a una presión entre 1825 y 2860 kPa (250 y 400 psig) .

6. El procedimiento de la reivindicación 3 en el que el fluido gaseoso de intercambio de calor (78) está a una temperatura entre -57 y -73°C (-70 y -100°F) .

7. El procedimiento de la reivindicación 3 en el que el fluido de intercambio de calor es etano.

8. Sistema para vaporizar una corriente de gas natural licuado, recuperar líquidos de gas natural del gas natural licuado y acondicionar el gas natural para suministrarlo a un gasoducto o para uso comercial, comprendiendo el sistema:

a) una línea de entrada de gas natural licuado (16) en comunicación de fluido con una fuente de gas natural licuado (10) y un primer intercambiador de calor (34) ; b)

(i) una columna de destilación (38) en comunicación de fluido con el primer intercambiador de calor (34) y que tiene una salida de gas (48) y una salida de líquidos de gas natural (46) ; un compresor (50) en comunicación de fluido con el salida de gas (48) y una salida de gas comprimido; una línea (54) en comunicación de fluido con la salida de gas comprimido para pasar la corriente de gas comprimido desde la salida de gas comprimido al primer intercambiador de calor (34) para producir una corriente líquida que se pasa a una salida de líquido (56) del primer intercambiador de calor (34) ; y una bomba (22) en comunicación de fluido con la salida de líquido (56) del primer intercambiador de calor (34) y un segundo intercambiador de calor (26) ; o

(ii) una cuba de separación (86) en comunicación de fluido con el primer intercambiador de calor (34) y que tiene una salida de gas de separador (94) y una salida de líquidos (88) ; una bomba (90) en comunicación de fluido con la salida de líquidos (88) y que tiene una salida de líquido a alta presión (92) ; una columna de destilación (38) en comunicación de fluido con la salida de líquido a alta presión (92) de la bomba (90) y que tiene una salida de gas de cabeza (48) y una salida de líquidos de gas natural (46) ; un compresor (50) en comunicación de fluido con la salida de gas de separador (94) y una salida de gas comprimido; una línea

(54) en comunicación de fluido con la salida de gas comprimido y la salida de gas de cabeza (48) para combinar el gas comprimido y el gas de cabeza y pasar las corrientes combinadas al primer intercambiador de calor (34) para producir una corriente líquidos de gas combinados a alta presión que se pasa a una salida de líquidos de gas combinados a alta presión (56) del primer intercambiador de calor (34) ; y una bomba (22) en comunicación de fluido con la salida de líquidos de gas combinados a alta presión (56) del primer intercambiador de calor (34) y un segundo intercambiador de calor (26) .

9. El sistema de la reivindicación 8 en el que el sistema también comprende un sistema en circuito cerrado en contacto de intercambio de calor con al menos uno de entre el segundo intercambiador de calor (26) y un tercer intercambiador de calor (36) en contacto de intercambio de calor con la corriente de gas natural licuado (16) y adaptado para calentar corrientes de gas natural (24, 16) en el al menos uno de entre los intercambiadores de calor segundo y tercero (26, 36) y producir energía eléctrica.

10. El sistema de la reivindicación 9 en el que el sistema en circuito cerrado comprende una primera línea de sistema en circuito cerrado (78) en comunicación de fluido con al menos uno de entre el segundo intercambiador de calor (26) y el tercer intercambiador de calor (36) y un bomba del sistema en circuito cerrado (66) , una segunda línea de sistema en circuito cerrado (68) en comunicación de fluido con la bomba del sistema en circuito cerrado (66) y un intercambiador de calor de sistema en circuito cerrado (70) adaptado para calentar un fluido de intercambio de calor de sistema en circuito cerrado, una tercera línea de sistema en circuito cerrado (72) en comunicación de fluido con el intercambiador de calor de sistema en circuito cerrado (70) y un turbo-expansor (74) , estando el turbo-expansor (74) conectado funcionalmente a un generador de energía eléctrica (76) , y que tiene una salida, estando la salida en comunicación de fluido con la primera línea del sistema en circuito cerrado (78) .

11. El sistema de la reivindicación 10 en el que la primera línea del sistema en circuito cerrado (78) está en comunicación de fluido tanto con el segundo intercambiador de calor (26) como el tercer intercambiador de calor (36) .

ESTADO DE LA TECNICA