Conversión de gas natural licuado.

Un método de conversión de gas natural licuado en un fluido sobrecalentado que tiene una temperatura mayor que 5ºC,

que comprende los pasos de:

hacer pasar el gas natural a presión a través de un tren de etapas de intercambio de calor primera (10), segunda (12) y tercera (14) en serie principales en las cuales el gas natural se calienta, en donde cada etapa principal de intercambio de calor es calentada por un medio de intercambio de calor condensante, o las etapas principales de intercambio de calor primera (10) y segunda (12) son calentadas por un medio de intercambio de calor condensante, siendo calentada la tercera etapa principal de intercambio de calor (14) por un medio líquido que no cambia de fase en la tercera etapa principal de intercambio de calor (14), en donde cada etapa principal de intercambio de calor que es calentada por un medio de intercambio de calor condensante tiene dicho flujo de medio de intercambio de calor en un circuito sin fin que comprende, además de la etapa principal de intercambio de calor, una vasija (24, 54, 74) para recogida del medio de intercambio de calor condensado procedente del intercambiador de calor principal, al menos un intercambiador de calor subsidiario (30, 58, 78) para revaporización del medio de intercambio de calor condensado y una bomba (26, 56, 76) para presurización de un flujo del medio de intercambio de calor condensado, estando localizada la bomba (26, 56, 76) en posición intermedia a la salida de la vasija de recogida (24, 54, 74) y el cambiador de calor subsidiario (30, 58, 78), y en donde

el gas natural se calienta a una temperatura comprendida en el intervalo que va desde menos 40ºC a menos 20ºC en la primera etapa principal de intercambio de calor (10), a una temperatura comprendida en el intervalo de menos 5ºC a más 5ºC en la segunda etapa principal de intercambio de calor (12) y a una temperatura en el intervalo de más 10ºC a más 25ºC en la tercera etapa de intercambio de calor (14).

Conversión de gas natural licuado.

La presente invención se refiere a un método para convertir gas natural licuado en un fluido sobrecalentado. El método y el aparato son particularmente adecuados para uso a bordo de un barco u otra nave transoceánica, por ejemplo, un FSRU (Floating Storage and Regasification Unit).

El gas natural se almacena y transporta convenientemente en estado liquido. En cambio, el mismo se utiliza generalmente en estado gaseoso. Existe por tanto necesidad de convertir grandes volúmenes de gas natural licuado en un fluido sobrecalentado, típicamente un gas por debajo de la presión crítica del gas natural, pero a veces líquido a una presión superior a la presión crítica.

La Patente US 6.945.49 da a conocer un método y aparato para vaporización de gas natural licuado. El gas natural licuado se bombea a través de un primer cambiador de calor para efectuar la vaporización y un segundo cambiador de calor para elevar la temperatura del vapor hasta aproximadamente la temperatura ambiente, o un poco por debajo de la temperatura ambiente. El primer cambiador de calor es calentado por un fluido de intercambio de calor, tal como propano, que fluye en circuito cerrado. El propano cambia de estado gaseoso a líquido en el primer cambiador de calor y se convierte nuevamente en gas en una pluralidad de cambiadores de calor que son calentados típicamente por un flujo de agua de mar. En el segundo cambiador de calor, el gas natural del vaporizador se calienta con un flujo de vapor.

La técnica anterior más próxima FR 2.496.754 A1 da a conocer también un método de este tipo.

Exigencias particulares en cuanto al método y aparato de calentamiento se han establecido para los gases naturales requeridos a una temperatura mayor que 5°C, por ejemplo del orden de 1 a 25°C.

La presente invención proporciona un método orientado a satisfacer estas demandas.

Conforme a la presente invención, se proporciona un método de conversión de gas natural licuado en un fluido sobrecalentado que tiene una temperatura mayor que 5°C, que comprende los pasos de: hacer pasar el gas natural a presión a través de un tren de etapas principales de intercambio de calor primera, segunda y tercera en serie en las cuales el gas natural se calienta, en donde cada etapa principal de intercambio de calor es calentada por un medio de intercambio de calor condensante, o las etapas principales de Intercambio de calor primera y segunda son calentadas por un medio de intercambio de calor condensante, siendo calentada la tercera etapa principal de intercambio de calor por un medio líquido que no cambia de fase en la tercera etapa principal de intercambio de calor, en donde cada etapa principal de intercambio de calor que es calentada por un medio de intercambio de calor condensante tiene dicho flujo de medio de intercambio de calor en un circuito sin fin que comprende, además de la etapa principal de intercambio de calor, una vasija para recogida del medio de Intercambio de calor condensado procedente del intercambiador de calor principal, al menos un ¡ntercamblador de calor subsidiario para revaporización del medio de intercambio de calor condensado y una bomba para presurlzaclón de un flujo del medio de intercambio de calor condensado, estando localizada la bomba en posición Intermedia a la salida de la vasija de recogida y el cambiador de calor subsidiario, y en donde el gas natural se genera a una temperatura comprendida en el intervalo que va desde -4°C a -2°C en la primera etapa principal de Intercambio de calor, a una temperatura comprendida en el intervalo de -5°C a +5°C en la segunda etapa principal de Intercambio de calor y a una temperatura en el intervalo de +1°C a +25°C en la tercera etapa de Intercambio de calor.

Con referencia a la dirección del flujo de gas natural, debe entenderse que la corriente que se encuentra más aguas arriba de las etapas de intercambio de calor es la primera etapa de Intercambio de calor, la etapa Intermedia es la segunda etapa de intercambio de calor, y la etapa más aguas abajo es la tercera etapa de Intercambio de calor. Cada intercambio de calor principal comprende preferiblemente un Intercambiador de calor discreto.

Cada etapa principal de intercambio de calor puede estar calentada por un medio de Intercambio de calor condensante. La composición del medio de intercambio de calor condensante puede ser la misma en cada etapa principal de intercambio de calor que es calentada por un medio de Intercambio de calor condensante, empleándose presiones de condensación diferentes a fin de conseguir la gradación requerida en la temperatura de salida del gas natural de cada etapa principal de intercambio de calor que es calentada por un medio de intercambio de calor condensante en la serie. Alternativamente, sólo las etapas principales de intercambio de calor primera y segunda pueden ser calentadas por un medio de intercambio de calor condensante, siendo calentada la tercera etapa de intercambio de calor por un medio líquido tal como agua, por ejemplo agua de mar, o una mezcla de agua y glicol en un circuito cerrado, que no cambia de fase en la tercera etapa principal de intercambio de calor.

El medio de intercambio de calor condensante utilizado para calentar cualquier etapa principal de intercambio de calor puede fluir en un circuito sin fin que comprende además de la etapa principal de intercambio de calor, una vasija para recogida del medio de intercambio de calor condensado procedente del intercambiador de calor principal, al menos un intercambiador de calor subsidiario para revaporización del medio de intercambio de calor condensado y una bomba para presurlzación de un flujo del medio de Intercambio de calor condensado, estando localizada la bomba en posición intermedia a la salida de la vasija de recogida y el intercambiador de calor subsidiario. En

particular, las etapas principales de intercambio de calor primera y segunda forman ambas preferiblemente parte de dicho circuito.

Si se desea, dos circuitos de intercambio de calor pueden compartir una vasija de recogida común. El cambiador de calor subsidiario en el circuito de intercambio de calor que incluye la primera etapa principal de intercambio de calor puede estar calentado por agua de mar. Lo mismo puede ocurrir con el cambiador de calor secundario en el que el circuito de intercambio de calor que incluye la segunda etapa principal de intercambio de calor.

Si se emplea un medio de intercambio de calor condensante para calentar la tercera etapa principal de intercambio de calor, la tercera etapa principal de intercambio de calor puede formar parte de un circuito de intercambio de calor de la clase arriba descrita. Un intercambiador de calor subsidiario en este circuito de intercambio de calor es calentado preferiblemente por una fuente de agua o una mezcla de agua y glicol que fluye en un circuito cerrado y que se ha utilizado para capturar calor residual procedente, por ejemplo, de un motor o de gases de combustión. Si no existe calor residual fácilmente disponible, puede utilizarse una bomba de calor para elevar la temperatura del líquido fluyente (agua o mezcla agua-glicol) a una temperatura superior deseada y a fin de proporcionar el calentamiento necesario del medio de intercambio de calor en el circuito de intercambio de calor. Una alternativa menos preferida consiste en hacer funcionar una caldera para generar vapor y emplear el vapor resultante para elevar la temperatura del medio de intercambio de calor. Típicamente, el tercer intercambiador de calor no cubre más de 5% de la carga total de las etapas de intercambio de calor principales, y por consiguiente el coste operativo de este calentamiento se mantiene bajo.

Típicamente, el circuito de intercambio de calor que incluye el primer intercambiador de calor puede emplear dos o más intercambiadores de calor subsidiarios en paralelo a fin de satisfacer la carga térmica aplicada al mismo. El propano es una elección preferida para el medio de intercambio de calor en la totalidad de los circuitos de intercambio de calor, particularmente los que incluyen la primera etapa principal de intercambio de calor y la segunda etapa principal de intercambio de calor. El propano está disponible fácilmente en el comercio y tiene propiedades termodinámicas que permiten que las temperaturas de condensación en los tres cambiadores de calor principales se seleccionen cada una en el intervalo de -4°C a +25°C. Pueden utilizarse otros fluidos de intercambio de calor en lugar de o en mezcla con propano. Tales fluidos de intercambio de calor alternativos o adicionales comprenden etano, butano y fluidos refrigerantes fluorocarbonados, particularmente R134(a).

En caso deseado, dependiendo de la tasa máxima de suministro de gas natural, el método... [Seguir leyendo]

1. Un método de conversión de gas natural licuado en un fluido sobrecalentado que tiene una temperatura mayor que 5°C, que comprende los pasos de:

hacer pasar el gas natural a presión a través de un tren de etapas de intercambio de calor primera (1), segunda (12) y tercera (14) en serie principales en las cuales el gas natural se calienta, en donde

cada etapa principal de intercambio de calor es calentada por un medio de intercambio de calor condensante, o las etapas principales de intercambio de calor primera (1) y segunda (12) son calentadas por un medio de intercambio de calor condensante, siendo calentada la tercera etapa principal de intercambio de calor (14) por un medio líquido que no cambia de fase en la tercera etapa principal de intercambio de calor (14), en donde

cada etapa principal de intercambio de calor que es calentada por un medio de intercambio de calor condensante tiene dicho flujo de medio de intercambio de calor en un circuito sin fin que comprende, además de la etapa principal de intercambio de calor, una vasija (24, 54, 74) para recogida del medio de intercambio de calor condensado procedente del intercambiador de calor principal, al menos un intercambiador de calor subsidiario (3, 58, 78) para revaporización del medio de intercambio de calor condensado y una bomba (26, 56, 76) para presurización de un flujo del medio de intercambio de calor condensado, estando localizada la bomba (26, 56, 76) en posición intermedia a la salida de la vasija de recogida (24, 54, 74) y el cambiador de calor subsidiario (3, 58, 78), y en donde

el gas natural se calienta a una temperatura comprendida en el intervalo que va desde menos 4°C a menos 2°C en la primera etapa principal de intercambio de calor (1), a una temperatura comprendida en el intervalo de menos 5°C a más 5°C en la segunda etapa principal de intercambio de calor (12) y a una temperatura en el intervalo de más 1°C a más 25°C en la tercera etapa de intercambio de calor (14).

2. Un método conforme a la reivindicación 1, en donde la composición del medio de intercambio de calor condensante es la misma en cada etapa principal de intercambio de calor (1, 12, 14) que es calentada por un medio de intercambio de calor condensante, empleándose presiones de condensación diferentes a fin de conseguir una gradación requerida en la temperatura de salida del gas natural de cada etapa principal de intercambio de calor (1, 12, 14) que es calentada por un medio de intercambio de calor condensante en la serie.

3. Un método conforme a la reivindicación 1, en el que las etapas principales de intercambio de calor primera (1) y segunda (12) son calentadas por un medio de intercambio de calor condensante y la tercera etapa principal de intercambio de calor (14) es calentada por un medio líquido que no cambia de fase en la tercera etapa principal de intercambio de calor (14), en donde el medio líquido que no cambia de fase es agua o una mezcla de agua y glicol.

4. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el medio de intercambio de calor condensante es propano.

5. Un método conforme a la reivindicación 1, en donde los dos circuitos de intercambio de calor (1, 12) comparten una vasija de recogida común (24, 54).

6. Un método conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los circuitos de intercambio de calor que incluyen las etapas principales de intercambio de calor primera (1) y segunda (12) emplean cambiadores de calor subsidiarios (3, 58) que están calentados por agua de mar.

7. Un método conforme a la reivindicación 6, en donde el agua de mar fluye en circuito abierto.

8. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el circuito de intercambio de calor que incluye el primer (1) cambiador de calor principal emplea dos o más cambiadores de calor subsidiarios (28, 3) en paralelo a fin de satisfacer la carga térmica aplicada al mismo.

9. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la tercera etapa (14) de intercambio de calor principal cubre 5% o menos de la carga térmica requerida para calentar el gas natural a una temperatura deseada.

1. Un método conforme a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que emplea una pluralidad de dichos trenes (1, 12, 14) en paralelo.

11. Un método conforme a la reivindicación 1, en donde dos de dichos trenes comparten una tercera etapa (14) de intercambio de calor principal.

12. Un método conforme a la reivindicación 1, en donde dos de dichos trenes comparten segundas (12) y terceras (14) etapas de intercambio de calor principales.

13. Un método conforme a la reivindicación 1, en donde cualquier número de dichos trenes (1, 12, 14) comparten cualquier número de terceras (14) etapas de intercambio de calor principales.

14.

comparten

Un método conforme a la reivindicación 1, en donde cualquier número de dichos trenes (1, 12, 14) cualquier número de segundas (12) y terceras (14) etapas de intercambio de calor principales.