氣冷模塊化的lng生產(chǎn)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于使用多個模塊在生產(chǎn)地點生產(chǎn)液化天然氣產(chǎn)品的氣冷液化天然氣生產(chǎn)工藝。本發(fā)明還涉及用于使用多個模塊在生產(chǎn)地點處生產(chǎn)液化天然氣產(chǎn)品流(product stream)的氣冷液化天然氣生產(chǎn)工廠(plant)。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣(“NG”)通常以液態(tài)的形式(即，液化天然氣(LNG))從一個地點輸送至另一地點。天然氣的液化使其傳輸更為經(jīng)濟可用，因為LNG僅占用同量天然氣在以氣態(tài)傳輸時所占體積的大約1/600。在液化之后，LNG通常在大氣壓或稍微大于大氣壓的條件下被存儲在低溫容器中。LNG在通過管道或其他分布管網(wǎng)分配給終端用戶之前，在滿足終端用戶交付要求的溫度和壓力的條件下被再次氣化。
[0003]井口氣經(jīng)過氣體預(yù)處理以在液化之前去除污染物?？梢允褂眠m當(dāng)?shù)墓に?諸如，胺吸收)來去除硫化氫和二氧化碳?？梢允褂脗鹘y(tǒng)的流程(例如，分子篩)來實現(xiàn)水的去除。根據(jù)入口氣流中存在的污染物的組分，入口氣流可以在液化之前經(jīng)過進一步的預(yù)處理來去除其他污染物，諸如，汞和重質(zhì)烴。采用本領(lǐng)域中已完善的方法(通常包括壓縮和冷卻)來實現(xiàn)液化。這些流程包括APCI C3/MR?或SplitMR?或AP-X ?流程、康菲石油公司優(yōu)化級聯(lián)式流程、林德混合液體級聯(lián)式流程或者殼牌雙混合制冷劑或并行混合制冷劑流程。不管選擇何種液化流程，制冷劑都用于將被處理的井口氣體的溫度降至_160°C左右的溫度來形成LNG，導(dǎo)致必須被壓縮以再循環(huán)用于液化工藝的制冷劑的升溫。根據(jù)特定LNG生產(chǎn)設(shè)備的功率要求和布局問題，用于這種目的的壓縮機傳統(tǒng)上為蒸汽輪機、燃氣輪機或電動機。與LNG設(shè)備相關(guān)聯(lián)的各種壓縮和熱交換操作所需的冷卻器可以是布置在熱交換器中的氣冷器或水冷器。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)模塊化的LNG生產(chǎn)鏈緊密基于更加傳統(tǒng)的構(gòu)件式(stick-built)的LNG生產(chǎn)鏈的設(shè)計和布局。直到現(xiàn)在，通過將現(xiàn)有的構(gòu)件式的LNG生產(chǎn)鏈設(shè)計分割為可輸送的部分來進行模塊化，從而導(dǎo)致關(guān)于模塊邊界放置的一些折衷。在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)構(gòu)件式的氣冷LNG生產(chǎn)鏈的模塊化的實例依賴于根據(jù)氣冷熱交換器庫內(nèi)的氣冷器的給定大小，將中心位置處的氣冷熱交換器庫劃分為數(shù)目盡可能最小的模塊。其結(jié)果是如圖1(a)所示意性示出的，其他工藝設(shè)備位于不同的單獨模塊中。該方法的缺點是氣冷熱交換器和其他相關(guān)處理設(shè)備之間大量的管道連接。
[0005]需要開發(fā)模塊化的LNG生產(chǎn)工廠的可選設(shè)計來緩解該問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于在生產(chǎn)地點處生產(chǎn)液化天然氣產(chǎn)品的液化天然氣生產(chǎn)流程，該流程包括:
[0007]a)設(shè)計用于安裝在生產(chǎn)地點處的多個模塊以形成安裝的生產(chǎn)鏈，每個模塊都具有模塊基底，該模塊基底用于安裝與液化天然氣的生產(chǎn)相關(guān)的所選功能相關(guān)聯(lián)的多個工廠設(shè)備，所述所選功能被分配給所述模塊，多個模塊包括被分配為執(zhí)行第一所選功能的第一模塊以及被分配執(zhí)行第二所選功能的第二模塊；
[0008]b)設(shè)計用于安裝的生產(chǎn)鏈的氣冷熱交換器庫，該熱交換器庫包括第一行氣冷熱交換器間以及與其相鄰平行的第二行氣冷熱交換器間；
[0009]c)在與第一模塊基底的第一邊緣垂直偏移且朝向第一模塊基底的第一邊緣的升高平面處布置第一行熱交換器間的第一子部以形成第一模塊基底的覆蓋部分，設(shè)計第一模塊基底且確定其大小以使其包括用于安裝所選處理設(shè)備的未覆蓋部分，其中第一模塊包括第一行熱交換器間的第一子部而不包括第二行熱交換器間的子部；
[0010]d)在與第二模塊基底的第一邊緣垂直偏移且朝向第二模塊基底的第一邊緣的升高平面處布置第二行熱交換器間的第一子部，從而提供第二模塊基底的覆蓋部分，第二模塊包括第二行熱交換器間的第一子部而不包括第一行熱交換器間的子部；以及
[0011]e)朝向第一模塊基底的第一邊緣在生產(chǎn)地點處設(shè)置第二模塊基底的第一邊緣。
[0012]在一種形式中，所選設(shè)備為:與循環(huán)制冷劑相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備、存有可燃物的部分、前置時間長的設(shè)備或者其總高度高于升高平面的高度的設(shè)備。
[0013]在一種形式中，該流程還包括確定第二模塊基底的大小以包括用于安裝所選處理設(shè)備的未覆蓋部分的步驟。在一種形式中，所選設(shè)備為:與循環(huán)制冷劑相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備、存有可燃物的設(shè)備、前置時間長的設(shè)備或者其總高度高于升高平面的高度的設(shè)備。
[0014]在一種形式中，第一模塊基底具有包括兩個長邊和兩個短邊的矩形占位區(qū)域，并且所述第一模塊基底的第一邊緣沿著兩個長邊中的一個布置。在一種形式中，第二模塊基底具有包括兩個長邊和兩個短邊的矩形占位區(qū)域，并且第二模塊基底的第一邊緣沿著兩個長邊中的一個布置。在一種形式中，第一模塊基底具有包括兩個長邊和兩個短邊的矩形占位區(qū)域，并且所述第一模塊基底的第一邊緣沿著兩個短邊中的一個布置。在一種形式中，第二模塊基底具有包括兩個長邊和兩個短邊的矩形占位區(qū)域，并且第二模塊基底的第一邊緣沿著兩個短邊中的一個布置。在一種形式中，第一行或第二行熱交換器間的第二子部被定位在相鄰模塊上。
[0015]在一種形式中，第一模塊是多個第一模塊中的一個。在一種形式中，第二模塊是多個第二模塊中的一個。
[0016]在一種形式中，該流程還包括以下步驟:在運輸?shù)缴a(chǎn)地點之前，在構(gòu)建地點處構(gòu)建多個模塊中的至少一個或者在組裝地點處組裝多個模塊中的至少一個，并且在構(gòu)建地點或組裝地點處測試該至少一個模塊以進行驗證。
[0017]在一種形式中，安裝的生產(chǎn)鏈具有從安裝的生產(chǎn)鏈的第一端延伸到安裝的生產(chǎn)鏈的第二端的縱軸，并且第一行熱交換器間布置在與安裝的生產(chǎn)鏈的縱軸平行或垂直的直線上。在一種形式中，安裝的生產(chǎn)鏈具有從安裝生產(chǎn)鏈的第一端延伸到安裝的生產(chǎn)鏈的第二端的縱軸，并且第二行熱交換器間布置在與安裝的生產(chǎn)鏈的縱軸平行或垂直的直線上。
[0018]在一種形式中，第一行熱交換器間的第一子部是第一行熱交換器間。在一種形式中，第二行熱交換器間的第一子部是第二行熱交換器間。在一種形式中，第一行熱交換器間的第一子部被布置為向外延伸超出第一模塊基底的第一邊緣，并且在步驟(d)期間在第一模塊基底和第二模塊基底之間形成間隙。在一種形式中，第二行熱交換器間的第一子部被布置為向外延伸超出第二模塊基底的第一邊緣，并且在步驟(d)期間在第一模塊基底和第二模塊基底之間形成間隙。
[0019]在一種形式中，第一行熱交換器間的第一子部和第二行熱交換器間的第一子部被布置為向外延伸超出第二模塊基底的第一邊緣，并且在步驟(d)期間在第一模塊基底和第二模塊基底之間形成間隙。
[0020]在一種形式中，該流程還包括以下步驟:在第三模塊基底上布置與第三所選功能操作性相關(guān)聯(lián)的多個第三模塊熱交換器以形成第一行熱交換器間的一部分和第二行熱交換器間的一部分，多個第三模塊熱交換器被布置在與第三模塊基底垂直偏移的升高平面上從而提供第三模塊基底的覆蓋部分。在一種形式中，該流程還包括以下步驟:確定第三模塊基底的大小，使得多個第三模塊熱交換器覆蓋第三模塊基底的至少90%以形成完全覆蓋的第三模塊。在一種形式中，第三模塊是多個第三模塊中的一個。
[0021]在一種形式中，多個模塊中的一個是用于從天然氣原料流中去除污染物以生成預(yù)處理天然氣流的預(yù)處理模塊。在一種形式中，多個模塊中的一個是用于預(yù)冷卻所述預(yù)處理天然氣流以生成預(yù)冷卻氣流和第一制冷劑蒸汽流的第一制冷劑冷凝模塊。在一種形式中，多個模塊中的一個是用于壓縮第一制冷劑蒸汽流以生成用于再循環(huán)至第一制冷劑冷凝模塊的壓縮的第一制冷劑流的第一制冷劑壓縮模塊。在一種形式中，多個模塊中的一個是液化模塊，所述液化模塊操作性地與主低溫?zé)峤粨Q器相關(guān)聯(lián)，并且用于進一步通過與第二制冷劑的間接熱交換來冷卻預(yù)冷卻氣流以生成液化天然氣產(chǎn)品流和第二制冷劑蒸汽流。在一種形式中，多個模塊中的一個是用于壓縮第二制冷劑蒸汽流以生成再循環(huán)至主低溫?zé)峤粨Q器的壓縮的第二制冷劑流的第二制冷劑壓縮模塊。在一種形式中，第一制冷劑是丙烷或氮。在一種形式中，第二制冷劑是混合制冷劑碳氫混合物或氮。在一種形式中，生產(chǎn)地點在陸地上、離岸的浮置設(shè)備上、離岸的固定設(shè)備上、安裝于船上或置于地面的設(shè)備上。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種在生產(chǎn)地點處安裝的且用于生產(chǎn)液化天然氣產(chǎn)品流的液化天然氣生產(chǎn)工廠，包括:
[0023]多個模塊，被設(shè)計為安裝在生產(chǎn)地點處以形成安裝的生產(chǎn)鏈，每個模塊都具有模塊基底，所述模塊基底用于安裝與液化天然氣的生產(chǎn)有關(guān)的所選功能相關(guān)的多個工廠設(shè)備，所述所選功能被分配給所述模塊，多個模塊包括被分配為執(zhí)行第一所選功能的第一模塊以及被分配執(zhí)行第二所選功能的第二模塊；
[0024]氣冷熱交換器庫，被設(shè)計用于安裝生產(chǎn)鏈，熱交換器庫包括第一行氣冷熱交換器間以及與其相鄰平行的第二行氣冷熱交換器間；
[0025]第一行熱交換器間的第一子部被布置在與第一模塊基底的第一邊緣垂直偏移且朝向第一模塊基底的第一邊緣的升高平面處以形成第一模塊基底的覆蓋部分，設(shè)計第一模塊基底且確定其大小以使其包括用于安裝所選處理設(shè)備的未覆蓋部分，其中第一模塊包括第一行熱交換器間的第一子部而不包括第二行熱交換器間的子部；
[0026]第二行熱交換器間的第一子部被布置在與第二模塊基底的第一邊緣垂直偏移且朝向第二模塊基底的第一邊緣的升高平面處以提供第二模塊基底的覆蓋部分，第二模塊包括所述第二行熱交換器間的第一子部而不包括第一行熱交換器間的子部；以及
[0027]第二模塊基底的第一邊緣在生產(chǎn)地點處朝向第一模塊基底的第一邊緣設(shè)置。
[0028]在一種形式中，所選設(shè)備為:與循環(huán)制冷劑相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備、存有可燃物的設(shè)備、前置時間長的設(shè)備或者其總高度高于所述升高平面的高度的設(shè)備。
[0029]在一種形式中，第二模塊基底的大小被確定為包括用于安裝所選處理設(shè)備的未覆蓋部分。在一種形式中，所選設(shè)備為:與循環(huán)制冷劑相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備、存有可燃物的設(shè)備、前置時間長的設(shè)備或者其總高度高于所述升高平面的高度的設(shè)備。
[0030]在一種形式中，第一模塊具有包括兩個長邊和兩個短邊的矩形占位區(qū)域，并且第一模塊基底的第一邊緣沿著兩個長邊中的一個布置。在一種形式中，第二模塊具有包括兩個長邊和兩個短邊的矩形占位區(qū)域，并且第