Una planta de procesamiento de GNL que comprende:

- una fuente de calor que se enfría por un contenido de refrigeración de una primera parte (3) de una corriente de gas natural licuado (1) y,

por lo tanto genera una primera parte (8) de gas natural licuado; y

-una unidad de regasificación que comprende:

- un expansor (119) en el que la primera parte calentada (8) de gas natural licuado se expande como un fluido de trabajo para producir energía eléctrica y una corriente de salida del expansor (9);

caracterizada porque la unidad de regasificación comprende además:

-un desmetanizador (104) para producir un gas pobre (10) y un producto de fondo desmetanizado (12);

en el que al menos una parte de la corriente de salida del expansor (9) se introduce en el desmetanizador (104) .

Configuración y procedimiento de regasificación de gas natural licuado Campo de la invención El campo de la invención es el procesamiento del gas, en especial se refiere a la regasificación de gas natural licuado 5 para la recuperación o retirada de componentes de C2, C3 y/o superiores.

Antecedentes de la invención

Como la demanda de gas natural en los Estados Unidos ha aumentado mucho en los últimos años, el precio de mercado del gas natural se ha vuelto cada vez más inestable. En consecuencia, existe un interés renovado en la importación de gas natural licuado (GNL) como fuente alternativa de gas natural. Sin embargo, la mayoría del GNL de importación tiene un poder calorífico mayor y es más rico en hidrocarburos más pesados de lo permitido por las especificaciones típicas sobre conductos de gas natural en Norteamérica. Por ejemplo, mientras que algunos países, en general, aceptan el uso de GNL más rico y con un poder calorífico alto, los requisitos para el mercado norteamericano están motivados por preocupaciones ecológicas y medioambientales y pueden depender además del uso particular del GNL.

La mayoría de las empresas de gasoductos estadounidenses requieren gas relativamente pobre para su transporte, incluso algunos estados imponen limitaciones en la cantidad del contenido distinto de metano. Además, en algunas regiones del medio oeste, el poder calorífico superior de gas natural está limitado a intervalos de entre 960 Btu/scf

(35.885 kJ/m3) y 1050 Btu/scf (39.249 kJ/m3) , mientras que en California, el poder calorífico superior aceptable está entre 970 Btu/scf (36.259 kJ/m3) y 1150 Btu/scf (42.987 kJ/m3) . La mayoría de las fuentes de GNL (por ejemplo, de las regiones de Oriente Medio o el Sudeste de Asia) son generalmente más altas en poder calorífico y contienen más componentes de C2-C6 que los requisitos de Norteamérica. La tabla 1 muestra las actuales normas de conductos de gas de California y los intervalos típicos de composiciones de importación de GNL

Tabla 1

Como las normas medioambientales se vuelven más estrictas, se espera un mayor ajuste en el control sobre las composiciones de GNL que las actuales especificaciones en el mercado Norteamericano requiriendo nuevos procesos que puedan retirar de forma económica los componentes de C2+ del GNL. Además, estos procedimientos deben proporcionar ventajosamente una planta con flexibilidad suficiente para manejar una gama amplia de GNL permitiendo a las empresas comprar GNL en distintos mercados de bajo coste en lugar de limitarse, a las fuentes que cumplan las especificaciones de Norteamérica.

Los procedimientos convencionales para regasificar el GNL rico (por ejemplo, el GNL de Indonesia está normalmente a de 1200 Btu/SCF (44.856 kJ/m3) a 1300 Btu/SCF (48.594 kJ/m3) ) implican calentar el GNL en calentadores alimentados por combustible o con calentadores con agua de mar, y después diluir el GNL vaporizado con nitrógeno o un gas pobre para cumplir con la especificación de poder calorífico. Sin embargo, cualquier procedimiento de calentamiento es indeseable ya que los calentadores de gas de combustible generan emisiones y contaminantes de CO2, y los calentadores con agua de mar requieren sistemas de agua de mar costosos y además impactan negativamente en el medio ambiente oceánico. Además, la dilución con nitrógeno para controlar el poder calorífico del gas natural normalmente no es económica ya que en general requiere una fuente de nitrógeno (por ejemplo, una planta de separación de aire) que tiene un funcionamiento relativamente costoso. Mientras que los procedimientos de dilución pueden producir poderes caloríficos "según las especificaciones", los efectos en las composiciones de GNL son relativamente menores y la composición final (en especial con respecto a componentes C2 y C3+) aún pueden ser inaceptables para las normas ambientales de Norteamérica u otros mercados sensibles al medio ambiente. En consecuencia, se debe emplear un procedimiento de separación de GNL u otra etapa de fraccionamiento de gas, lo que necesita en general la vaporización del GNL en un desmetanizador usando un recalentador, con la sobrecarga del desmetanizador recondensada a una forma líquida y después con bombeo y evaporación en vaporizadores convencionales, lo que incrementa además el capital y los gastos de funcionamiento. Un procedimiento y configuración de regasificación ejemplar se describe en la patente de los EE.UU. Nº 6.564.579 de McCartney.

El documento DE 38 36 061 es la técnica anterior más próxima, sobre la que se basa el preámbulo de la reivindicación 1.

Por lo tanto, aunque en la técnica se conocen muchos procedimientos y configuraciones para la regasificación de GNL, todos o casi todos presentan una o varias desventajas. Sobre todo, muchos de los procedimientos conocidos en la actualidad son ineficaces energéticamente, e inflexibles en el cumplimiento de los poderes caloríficos y requisitos de composición. Por tanto, todavía existe la necesidad de proporcionar configuraciones y procedimientos mejorados para el procesamiento del gas en regasificación de GNL.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a configuraciones y procedimientos de procesamiento de GNL en una planta en la que una fuente de calor (por ejemplo, integrada con o térmicamente acoplada a la planta) calienta el GNL que después se expande para producir trabajo. En particular, las fuentes de calor preferidas incluyen calor residual de plantas de energía de ciclo combinado. En otras plantas preferentes, el procesamiento de GNL emplea un desmetanizador y un desetanizador, en el que el desmetanizador retira componentes de C2+ del GNL usando el vapor expandido como medio de separación, y en el que la función de refrigeración del condensador de sobrecarga del desetanizador se proporciona por el contenido de refrigeración en el GNL antes de que se caliente el GNL. Además, se utiliza el contenido de refrigeración en el GNL para incrementar la eficiencia de la generación de energía de la planta de energía de ciclo combinado proporcionando refrigeración al aire de combustión de turbina de gas (ciclo de Brayton) y en el condensador de superficie en la turbina de vapor (ciclo de Rankine) .

Por lo tanto, en un aspecto del objeto de la invención, las plantas contempladas comprenderán una fuente de calor (por ejemplo, planta de energía de ciclo combinado) que calienta una primera parte de un gas natural licuado, y un expansor en el que se expande la primera parte del gas natural licuado calentado para producir trabajo. También se prefiere que al menos una parte del gas expandido se introduzca en un desmetanizador como gas de separación para producir un gas pobre (etano, parcial o totalmente reducido) y un producto de fondo desmetanizado, en el que el gas pobre se puede ser recomprimir usando al menos parte del trabajo proporcionado por el expansor. El producto de fondo desmetanizado se puede introducir después en un desetanizador que produce un producto de etano y un producto de gas de petróleo licuado, en el que al menos en algunas configuraciones el producto de etano se emplea como combustible en la planta de energía de ciclo combinado.

En otros aspectos preferidos de dichas plantas, se contempla que al menos una parte de la función del condensador de reflujo del desetanizador se proporcione por el contenido de refrigeración de una parte del gas natural licuado antes de que la fuente de calor caliente el gas natural licuado, y/o que una segunda parte del gas natural licuado se separe en un desmetanizador en un gas pobre y un producto de fondo desmetanizado (la segunda parte y la primera parte tienen preferentemente una proporción de entre aproximadamente 0, 4 a 0, 7) .

Por tanto, en otro aspecto del objeto de la invención, las plantas contempladas comprenderán una alimentación de gas natural líquido que se divide en una primera parte y una segunda parte, en la que la primera parte se calienta y se expande antes de entrar en un desmetanizador, y en la que la segunda parte se usa como reflujo para el desmetanizador. En general, se prefiere que la primera parte se expanda en un expansor para producir trabajo (por ejemplo, energía eléctrica) , formando el vapor extendido un gas de separación para el desmetanizador para producir... [Seguir leyendo]

1. Una planta de procesamiento de GNL que comprende:

- una fuente de calor que se enfría por un contenido de refrigeración de una primera parte (3) de una corriente de gas natural licuado (1) y, por lo tanto genera una primera parte (8) de gas natural licuado; y -una unidad de regasificación que comprende:

- un expansor (119) en el que la primera parte calentada (8) de gas natural licuado se expande como un fluido de trabajo para producir energía eléctrica y una corriente de salida del expansor (9) ; caracterizada porque la unidad de regasificación comprende además: -un desmetanizador (104) para producir un gas pobre (10) y un producto de fondo desmetanizado (12) ; en el que al menos una parte de la corriente de salida del expansor (9) se introduce en el desmetanizador (104) .

2. La planta de la reivindicación 1, en la que la fuente de calor comprende una planta de energía de ciclo combinado.

3. La planta de la reivindicación 2, en la que la unidad de regasificación proporciona un combustible de combustión para la planta de energía de ciclo combinado, en la que el combustible de combustión se prepara a partir de la corriente de gas natural licuado (1) .

4. La planta de cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende además:

- un desetanizador (106) que produce un producto de etano (15) y un producto de gas de petróleo licuado (18) ; en el que el producto de fondo desmetanizado (12) se introduce en el desetanizador (106) .

5. La planta de la reivindicación 4 en dependencia de la reivindicación 3, en la que el producto de etano (15) es el combustible de combustión.

6. La planta de la reivindicación 4, en la que el producto de etano (15) se emplea como una materia prima para planta petroquímica.

7. La planta de cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende además: -un compresor de gas de residuo (103) ; en la que al menos parte del trabajo proporcionado por el expansor (119) se usa para hacer funcionar el

compresor de gas de residuo (103) para comprimir de este modo el gas pobre (10) .

8. La planta de la reivindicación 4, que comprende además:

- un condensador de reflujo (108) ;

en la que la función de condensador de reflujo del desetanizador (106) se proporciona por el contenido de refrigeración de la primera parte (3) de gas natural licuado antes de que la fuente de calor caliente la primera parte (3) de gas natural licuado.

9. La planta de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que una segunda parte del gas natural licuado (4) se separa en el desmetanizador (104) como gas pobre (10) y producto de fondo desmetanizado (12) .

10. La planta de la reivindicación 9, en la que la segunda parte (4) y la primera parte (3) tienen una proporción de entre aproximadamente 0, 4 a 0, 7.

11. Una unidad de regasificación, como se define en la reivindicación 1, adaptada para su uso en una planta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 ó 5.

12. Un procedimiento de procesamiento de GNL en una planta de procesamiento de GNL que comprende: -dividir una alimentación de gas natural líquido (1) en una primera parte (3) y una segunda parte (4) ; -usar un contenido de refrigeración de la primera parte (3) para enfriar una fuente de calor en la planta y generar

de este modo una primera parte calentada (8) ; -expandir la primera parte calentada (8) como fluido de trabajo para producir energía eléctrica y una corriente de salida del expansor (9) ;

- introducir la corriente de salida del expansor (9) en un desmetanizador (104) ; y -usar la segunda parte (4) como reflujo para el desmetanizador (104) .

13. El procedimiento de la reivindicación 12, que comprende además:

- comprimir un gas pobre (10) producido por el desmetanizador (104) a una presión de conducto usando el 5 trabajo proporcionado expandiendo la primera parte calentada (8) .

14. El procedimiento de la reivindicación 12, que comprende además: -usar la primera parte (3) para proporcionar una función de condensador de reflujo para un desetanizador (106) antes de que la primera parte (3) se caliente y se expanda.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, que comprende además:

-el desmetanizador (104) que produce un producto de fondo (12) ; -introducir el producto de fondo (12) en el desetanizador (106) ; -el desetanizador (106) que produce un producto de gas de petróleo licuado (18) y un producto de etano (15) .

16. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que el producto de etano (15) se quema como combustible de turbina en una planta de energía de ciclo combinado.

17. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que el calentamiento de la primera parte (3) se proporciona por un fluido de transferencia de calor que recibe el calor de al menos una de una corriente de aire de entrada de la turbina de gas, una unidad de recuperación de calor, y una corriente de gas de combustión.