104,以及适于接 纳中间温度制冷剂流148的入口。在热交换器中，在后一入口处，初级制冷通道104/204与中 间温度制冷剂通道148合并，其中冷温度制冷剂流122和中间温度制冷剂流148合并。在一个 实施方式中，中间温度制冷剂流和冷温度制冷剂流的合并通常从某位置处形成了在热交换 器中的中间温度区域，在该位置处，它们合并并且在制冷剂流的方向上从此处的下游朝向 初级制冷剂出口。
[0076] 在本文中应当注意的是，通道和流有时都通过附图中列出的相同的元件编号指 出。同样，如在本文中所使用的，并且如在本领域中所已知的，热交换器是设备或设备中的 区域，其中间接的热交换发生在不同温度下的两个或多个流之间，或发生在流和环境之间。 如在本文中所使用的，除非特别说明，术语"连通"等通常指的是流体连通。尽管连通的两种 液流体可以在混合时交换热，但是该交换不能被视为与热交换器中的热交换相同，尽管该 交换可以发生在热交换器中。热交换器系统可以包括尽管未具体描述但在本领域中通常已 知为热交换器的一部分的部件，例如，膨胀设备、闪蒸阀(flash valve)等。如本文中所使用 的，术语"减少......的压力"不包括相变，而术语"闪蒸"包括相变，甚至包括部分相变。如 本文中所使用的，术语"高"、"中间"、"暖"等是如在本领域中所惯用的相对于可比较的流。 流表1和流表2提出了作为指导的示例性值，除非特别说明，该示例性值不旨是限制性的。
[0077] 在一个实施方式中，热交换器包括高压蒸汽通道166,高压蒸汽通道166适于在暖 端处接纳高压蒸汽流34然后冷却高压蒸汽流34以形成混合相冷分离器进料流164,并且包 括与冷蒸汽分离器VD4连通的出口，冷蒸汽分离器VD4适于将冷分离器进料流164分离成冷 分离器蒸汽流160和冷分离器液体流156。在一个实施方式中，高压蒸汽34从压缩侧的高压 蓄能器分离设备被接纳。
[0078] 在一个实施方式中，热交换器包括冷分离器蒸汽通道，该冷分离器蒸汽通道具有 与冷蒸汽分离器VD4连通的入口。冷分离器蒸汽在冷却通道168中被冷凝成液体流112,然后 通过114闪蒸以形成冷温度制冷剂流122。冷温度制冷剂122然后在其冷端处进入初级制冷 通道。在一个实施方式中，冷温度制冷剂为混合相。
[0079] 在一个实施方式中，冷分离器液体156在通道157中被冷却以形成过冷的冷蒸汽分 离器液体128。该流可以合并过冷中沸点制冷剂液体124(在下文中讨论），由此合并的流然 后在144处闪蒸，以形成中间温度制冷剂148，例如示出在图2中。在一个实施方式中，中间温 度制冷剂为混合相。
[0080] 在一个实施方式中，热交换器包括高压液体通道136。在一个实施方式中，高压液 体通道接纳来自在压缩侧上的高压蓄能器分离设备的高压液体38。在一个实施方式中，高 压液体38为中沸点制冷剂液体流。高压液体流进入暖端并且被冷却以形成过冷制冷剂液体 流124。如前面所注意的，过冷冷分离器液体流128与过冷制冷剂液体流124合并以形成中间 温度制冷剂流148。在一个实施方式中，一个或两个制冷剂液体124和制冷剂液体128在合并 成中间温度制冷剂148之前可以单独地在126和130处闪蒸，例如，如图4所示。
[0081 ]在一个实施方式中，由此合并的冷温度制冷剂122和中间温度制冷剂148提供了初 级制冷通道104中的制冷，其中它们作为蒸汽相或混合相制冷剂回流104A/102而离开。在一 个实施方式中，它们作为蒸汽相制冷剂回流104A/102而离开。在一个实施方式中，蒸汽为过 热的蒸汽制冷剂回流。
[0082]如图2所示，热交换器还可以包括适于在暖端处接纳高沸点制冷剂液体流48的预 冷却通道。在一个实施方式中，高沸点制冷剂液体流48通过级间分离设备设置在压缩侧上 的压缩机之间。高沸点液体制冷剂流48在预冷却液体通道138中被冷却以形成过冷高沸点 液体制冷剂140。过冷高沸点液体制冷剂140然后被闪蒸或者使得其压力在膨胀设备142处 下降，以形成暖温度制冷剂流158,其可以为混合蒸汽液相或液相。
[0083]在一个实施方式中，暖温度制冷剂流158进入预冷却制冷剂通道108以提供冷却。 在一个实施方式中，预冷却制冷剂通道108对高压蒸汽通道166提供显著的冷却，例如用以 将高压蒸汽34冷却并冷凝成混合相冷分离器进料流164。
[0084] 在一个实施方式中，暖温度制冷剂流作为蒸汽相或混合相暖温度制冷剂回流108A 离开预冷却制冷通道108。在一个实施方式中，暖温度制冷剂回流108A或者单独地(例如，如 图8所示）或与制冷剂回流104A合并而返回到压缩侧，以形成回流102。如果合并，则回流 108A和回流104A可以与混合设备合并。非限制性的混合设备的示例包括但不限于静态混合 器、管段、热交换器的集管或其组合。
[0085] 在一个实施方式中，暖温度制冷剂流158并非进入到预冷却制冷剂通道108中，而 是被引入到初级制冷剂通道204中，例如，如图3所示。初级制冷剂通道204包括从中间温度 制冷剂148进入初级制冷剂通道的位置下游的入口，但是出口的上游用于返回制冷剂流 202。之前与中间温度制冷剂流148合并的冷温制冷剂流122与暖温度制冷剂流158合并以在 相应的区域(例如在制冷剂回流出口和初级制冷通道204中暖温度制冷剂158的引入位置之 间的区域）中提供暖温度制冷。该方案的示例示出在图3的热交换器270中。合并的制冷剂 122、制冷剂148和制冷剂158作为合并的返回制冷剂流202离开，返回制冷剂流202可以为混 合相或蒸汽相。在一个实施方式中，来自初级制冷通道204的制冷剂回流为蒸汽相回流202。
[0086] 类似于上面讨论的图4,图5示出了用于将过冷冷分离器液体流128和过冷制冷剂 液体流124合并以形成中间温度制冷剂流148的可替选的布置。在一个实施方式中，制冷剂 液体124和制冷剂液体128中的一者或两者在合并成中间温度制冷剂148之前可以单独地在 126和130处被闪蒸。
[0087] 参考图6和图7,其中结合热交换器（由170举例示出）示出压缩系统的实施方式(总 体标记为172)。在一个实施方式中，压缩系统适合用于在热交换器中循环混合制冷剂。所示 出的是具有用于接纳少量返回制冷剂流1〇2(或202,尽管未示出）的入口和蒸汽出口和蒸汽 出口 14的吸入分离设备VDl。压缩机16与蒸汽出口 14流体连通并且包括用于提供压缩流体 流18的压缩的流体出口。示出的可选的二次冷却器20用于冷却压缩的流体流18。如果存在， 二次冷却器20提供了到级间分离设备VD2的冷却的流体流22。级间分离设备VD2具有用于将 蒸汽流24提供到二级压缩机26的蒸汽出口和用于将液体流48提供到热交换器的液体出口。 在一个实施方式中，液体流48为高沸点制冷剂液体流。
[0088]蒸汽流24借助与级间分离设备VD2连通的入口被提供至压缩机26,压缩机26将蒸 汽24压缩以提供压缩的流体流28。可选的二次冷却器30(如果存在)将压缩的流体流28冷却 以将高压混合相流32提供到蓄能器分离设备VD3。蓄能器分离设备VD3将高压混合相流32分 离成高压蒸汽流34和高压液体流36 (可以为中沸点制冷剂液体流）。在一个实施方式中，高 压蒸汽流34被送到热交换器的高压蒸汽通道中。
[0089] 示出了可选的分叉(splitting intersection)，该分叉具有用于接纳来自蓄能器 分离设备VD3的中高压液体流36的入口、用于将中沸点制冷剂液体流38提供到热交换器的 出口、以及可选的用于将流体流40提供返回到级间分离设备VD2的出口。示出了用于流40的 可选的膨胀设备42(如果存在），膨胀设备42将膨胀的冷却流体流44提供到级间分离设备， 级间分离设备VD2可选地还包括用于接纳流体流44的入口。如果分叉不存在，则中沸点制冷 剂液体流36与中沸点制冷剂液体流38直接流体连通。
[0090] 图7还包括可选的栗P，栗P用于栗送低压液体制冷剂流141，在一个实施方式中，在 吸入分离设备VDl前，低压液体制冷剂流141的温度已经通过混合108A和104A的闪蒸冷却作 用而降低，栗P用于向前栗送到中间压力。如上面描述的，来自栗的出口流181行进到级间鼓 VD2〇
[0091] 图8示出了返回到吸入分离设备VDl的不同制冷剂回流的示例。图9示出了包括用 于外部进料处理（例如天然气液体回收或脱氮等）的进料流体出口 162A和进料流体入口 162B的多个实施方式。
[0092] 此外，尽管在下文中在天然气的液化方面描述了本发明的系统和方法，但是它们 可以被用于气体(除了天然气）的冷却、液化和/或处理，气体包括但不限于空气或氮气。
[0093] 利用本文中描述的系统中的单一的混合制冷剂，在热交换器中完成了热的去除。 如在下文中描述的且不旨在为限制性的示例性的系统的制冷部分的流的制冷剂组分、条件 和流动呈现在表1和表2中。
[0094] 在一个实施方式中，暖高压蒸汽制冷剂流34由于它行进通过热交换器170的高压 蒸汽通道166/168而被冷却、冷凝和过冷。因此，流122离开热交换器170的冷端。流122通过 膨胀阀114闪蒸并且作为流122再进入到热交换器以提供由于行进通过初级制冷通道104的 流104产生的制冷。作为膨胀阀114的替选，可以使用另一类型的膨胀设备，包括但不限于涡 轮或孔口。
[0095]暖高压液体制冷剂流38进入热交换器170然后在高压液体通道36中过冷。得到的 流124离开热交换器并且通过膨胀阀126闪蒸。作为膨胀阀126的替选，可以使用另一类型的 膨胀设备，包括但不限于涡轮或孔口。明显地，得到的流132不再直接进入热交换器而是合 并初级制冷通道104,首先合并过冷冷分离器蒸汽液体128以形成中间温度制冷剂流148。中 间温度制冷剂流148然后再进入热交换器，其中它合并初级制冷通道104中的低压混合相流 122。由此合并，然后变暖，制冷剂作为蒸汽制冷剂回流104A离开热交换器170的暖端，该蒸 汽制冷剂回流104A可以可选地被过热。
[0096]在一个实施方式中，可以为混合相或蒸汽相的蒸汽制冷剂回流104A和流108A可以 单独地离开热交换器的暖端，例如，每一者通过不同的出口，或它们可以在热交换器内合并 然后一起离开，或它们在返回到吸入分离设备VDl之前可以离开热交换器进入附接至热交 换器的通用集管。可替选地，流104A和流108A可以单独地离开并且保持这样，直到在吸入分 离设备VDl中合并