气冷模块化的lng生产设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于使用多个模块在生产地点生产液化天然气产品的气冷液化天然气生产工艺。本发明还涉及用于使用多个模块在生产地点处生产液化天然气产品流(product stream)的气冷液化天然气生产工厂(plant)。
【背景技术】
[0002]天然气(“NG”)通常以液态的形式(即，液化天然气(LNG))从一个地点输送至另一地点。天然气的液化使其传输更为经济可用，因为LNG仅占用同量天然气在以气态传输时所占体积的大约1/600。在液化之后，LNG通常在大气压或稍微大于大气压的条件下被存储在低温容器中。LNG在通过管道或其他分布管网分配给终端用户之前，在满足终端用户交付要求的温度和压力的条件下被再次气化。
[0003]井口气经过气体预处理以在液化之前去除污染物。可以使用适当的工艺(诸如，胺吸收)来去除硫化氢和二氧化碳。可以使用传统的流程(例如，分子筛)来实现水的去除。根据入口气流中存在的污染物的组分，入口气流可以在液化之前经过进一步的预处理来去除其他污染物，诸如，汞和重质烃。采用本领域中已完善的方法(通常包括压缩和冷却)来实现液化。这些流程包括APCI C3/MR?或SplitMR?或AP-X ?流程、康菲石油公司优化级联式流程、林德混合液体级联式流程或者壳牌双混合制冷剂或并行混合制冷剂流程。不管选择何种液化流程，制冷剂都用于将被处理的井口气体的温度降至_160°C左右的温度来形成LNG，导致必须被压缩以再循环用于液化工艺的制冷剂的升温。根据特定LNG生产设备的功率要求和布局问题，用于这种目的的压缩机传统上为蒸汽轮机、燃气轮机或电动机。与LNG设备相关联的各种压缩和热交换操作所需的冷却器可以是布置在热交换器中的气冷器或水冷器。
[0004]现有技术模块化的LNG生产链紧密基于更加传统的构件式(stick-built)的LNG生产链的设计和布局。直到现在，通过将现有的构件式的LNG生产链设计分割为可输送的部分来进行模块化，从而导致关于模块边界放置的一些折衷。在现有技术中，传统构件式的气冷LNG生产链的模块化的实例依赖于根据气冷热交换器库内的气冷器的给定大小，将中心位置处的气冷热交换器库划分为数目尽可能最小的模块。其结果是如图1(a)所示意性示出的，其他工艺设备位于不同的单独模块中。该方法的缺点是气冷热交换器和其他相关处理设备之间大量的管道连接。
[0005]需要开发模块化的LNG生产工厂的可选设计来缓解该问题。
【发明内容】
[0006]根据本发明的第一方面，提供了一种用于在生产地点处生产液化天然气产品的液化天然气生产流程，该流程包括:
[0007]a)设计用于安装在生产地点处的多个模块以形成安装的生产链，每个模块都具有模块基底，该模块基底用于安装与液化天然气的生产相关的所选功能相关联的多个工厂设备，所述所选功能被分配给所述模块，多个模块包括被分配为执行第一所选功能的第一模块以及被分配执行第二所选功能的第二模块；
[0008]b)设计用于安装的生产链的气冷热交换器库，该热交换器库包括第一行气冷热交换器间以及与其相邻平行的第二行气冷热交换器间；
[0009]c)在与第一模块基底的第一边缘垂直偏移且朝向第一模块基底的第一边缘的升高平面处布置第一行热交换器间的第一子部以形成第一模块基底的覆盖部分，设计第一模块基底且确定其大小以使其包括用于安装所选处理设备的未覆盖部分，其中第一模块包括第一行热交换器间的第一子部而不包括第二行热交换器间的子部；
[0010]d)在与第二模块基底的第一边缘垂直偏移且朝向第二模块基底的第一边缘的升高平面处布置第二行热交换器间的第一子部，从而提供第二模块基底的覆盖部分，第二模块包括第二行热交换器间的第一子部而不包括第一行热交换器间的子部；以及
[0011]e)朝向第一模块基底的第一边缘在生产地点处设置第二模块基底的第一边缘。
[0012]在一种形式中，所选设备为:与循环制冷剂相关联的旋转设备、存有可燃物的部分、前置时间长的设备或者其总高度高于升高平面的高度的设备。
[0013]在一种形式中，该流程还包括确定第二模块基底的大小以包括用于安装所选处理设备的未覆盖部分的步骤。在一种形式中，所选设备为:与循环制冷剂相关联的旋转设备、存有可燃物的设备、前置时间长的设备或者其总高度高于升高平面的高度的设备。
[0014]在一种形式中，第一模块基底具有包括两个长边和两个短边的矩形占位区域，并且所述第一模块基底的第一边缘沿着两个长边中的一个布置。在一种形式中，第二模块基底具有包括两个长边和两个短边的矩形占位区域，并且第二模块基底的第一边缘沿着两个长边中的一个布置。在一种形式中，第一模块基底具有包括两个长边和两个短边的矩形占位区域，并且所述第一模块基底的第一边缘沿着两个短边中的一个布置。在一种形式中，第二模块基底具有包括两个长边和两个短边的矩形占位区域，并且第二模块基底的第一边缘沿着两个短边中的一个布置。在一种形式中，第一行或第二行热交换器间的第二子部被定位在相邻模块上。
[0015]在一种形式中，第一模块是多个第一模块中的一个。在一种形式中，第二模块是多个第二模块中的一个。
[0016]在一种形式中，该流程还包括以下步骤:在运输到生产地点之前，在构建地点处构建多个模块中的至少一个或者在组装地点处组装多个模块中的至少一个，并且在构建地点或组装地点处测试该至少一个模块以进行验证。
[0017]在一种形式中，安装的生产链具有从安装的生产链的第一端延伸到安装的生产链的第二端的纵轴，并且第一行热交换器间布置在与安装的生产链的纵轴平行或垂直的直线上。在一种形式中，安装的生产链具有从安装生产链的第一端延伸到安装的生产链的第二端的纵轴，并且第二行热交换器间布置在与安装的生产链的纵轴平行或垂直的直线上。
[0018]在一种形式中，第一行热交换器间的第一子部是第一行热交换器间。在一种形式中，第二行热交换器间的第一子部是第二行热交换器间。在一种形式中，第一行热交换器间的第一子部被布置为向外延伸超出第一模块基底的第一边缘，并且在步骤(d)期间在第一模块基底和第二模块基底之间形成间隙。在一种形式中，第二行热交换器间的第一子部被布置为向外延伸超出第二模块基底的第一边缘，并且在步骤(d)期间在第一模块基底和第二模块基底之间形成间隙。
[0019]在一种形式中，第一行热交换器间的第一子部和第二行热交换器间的第一子部被布置为向外延伸超出第二模块基底的第一边缘，并且在步骤(d)期间在第一模块基底和第二模块基底之间形成间隙。
[0020]在一种形式中，该流程还包括以下步骤:在第三模块基底上布置与第三所选功能操作性相关联的多个第三模块热交换器以形成第一行热交换器间的一部分和第二行热交换器间的一部分，多个第三模块热交换器被布置在与第三模块基底垂直偏移的升高平面上从而提供第三模块基底的覆盖部分。在一种形式中，该流程还包括以下步骤:确定第三模块基底的大小，使得多个第三模块热交换器覆盖第三模块基底的至少90%以形成完全覆盖的第三模块。在一种形式中，第三模块是多个第三模块中的一个。
[0021]在一种形式中，多个模块中的一个是用于从天然气原料流中去除污染物以生成预处理天然气流的预处理模块。在一种形式中，多个模块中的一个是用于预冷却所述预处理天然气流以生成预冷却气流和第一制冷剂蒸汽流的第一制冷剂冷凝模块。在一种形式中，多个模块中的一个是用于压缩第一制冷剂蒸汽流以生成用于再循环至第一制冷剂冷凝模块的压缩的第一制冷剂流的第一制冷剂压缩模块。在一种形式中，多个模块中的一个是液化模块，所述液化模块操作性地与主低温热交换器相关联，并且用于进一步通过与第二制冷剂的间接热交换来冷却预冷却气流以生成液化天然气产品流和第二制冷剂蒸汽流。在一种形式中，多个模块中的一个是用于压缩第二制冷剂蒸汽流以生成再循环至主低温热交换器的压缩的第二制冷剂流的第二制冷剂压缩模块。在一种形式中，第一制冷剂是丙烷或氮。在一种形式中，第二制冷剂是混合制冷剂碳氢混合物或氮。在一种形式中，生产地点在陆地上、离岸的浮置设备上、离岸的固定设备上、安装于船上或置于地面的设备上。
[0022]根据本发明的第二方面，提供了一种在生产地点处安装的且用于生产液化天然气产品流的液化天然气生产工厂，包括:
[0023]多个模块，被设计为安装在生产地点处以形成安装的生产链，每个模块都具有模块基底，所述模块基底用于安装与液化天然气的生产有关的所选功能相关的多个工厂设备，所述所选功能被分配给所述模块，多个模块包括被分配为执行第一所选功能的第一模块以及被分配执行第二所选功能的第二模块；
[0024]气冷热交换器库，被设计用于安装生产链，热交换器库包括第一行气冷热交换器间以及与其相邻平行的第二行气冷热交换器间；
[0025]第一行热交换器间的第一子部被布置在与第一模块基底的第一边缘垂直偏移且朝向第一模块基底的第一边缘的升高平面处以形成第一模块基底的覆盖部分，设计第一模块基底且确定其大小以使其包括用于安装所选处理设备的未覆盖部分，其中第一模块包括第一行热交换器间的第一子部而不包括第二行热交换器间的子部；
[0026]第二行热交换器间的第一子部被布置在与第二模块基底的第一边缘垂直偏移且朝向第二模块基底的第一边缘的升高平面处以提供第二模块基底的覆盖部分，第二模块包括所述第二行热交换器间的第一子部而不包括第一行热交换器间的子部；以及
[0027]第二模块基底的第一边缘在生产地点处朝向第一模块基底的第一边缘设置。
[0028]在一种形式中，所选设备为:与循环制冷剂相关联的旋转设备、存有可燃物的设备、前置时间长的设备或者其总高度高于所述升高平面的高度的设备。
[0029]在一种形式中，第二模块基底的大小被确定为包括用于安装所选处理设备的未覆盖部分。在一种形式中，所选设备为:与循环制冷剂相关联的旋转设备、存有可燃物的设备、前置时间长的设备或者其总高度高于所述升高平面的高度的设备。
[0030]在一种形式中，第一模块具有包括两个长边和两个短边的矩形占位区域，并且第一模块基底的第一边缘沿着两个长边中的一个布置。在一种形式中，第二模块具有包括两个长边和两个短边的矩形占位区域，并且第