Chúng ta có thể hiểu rằng hóa lỏng khí tự nhiên thành LNG chỉ đơn giản là làm lạnh và ngưng tụ khí tự nhiên bằng cách giảm nhiệt độ của khí tự nhiên xuống dưới nhiệt độ hóa lỏng của nó, khi đó khí tự nhiên sẽ trở thành một chất lỏng đồng nhất gọi là LNG. Đây là cơ sở cho quá trình hóa lỏng đơn giản như quá trình Nitrogen expander được thể hiện như hình 2.1.
Để chuyển khí tự nhiên từ dạng khí sang dạng lỏng thì khí tự nhiên được đi qua bộ phận trao đổi nhiệt để hạ nhiệt độ và hóa lỏng thành LNG. Bộ phận trao đổi nhiệt này sử dụng môi làm làm lạnh cho khí tự nhiên là nitơ. Nitơ sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt nó được giản nở nhằm tạo nhiệt lạnh để làm lạnh cho khí tự nhiên. Sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt, khí tự nhiên đã hóa lỏng được đưa đi lưu trữ. Với dòng nitơ, sau khi làm lạnh cho khí tự nhiên áp suất của nó giảm, để tuần hoàn trở lại, nitơ được đưa qua máy nén và thiết bị làm lạnh để đưa đến áp suất và nhiệt độ cần thiết.
Hình 2.2.Chu trình Nitrogen Expander
Tuy nhiên, quá trình Nitrogen expander đem lại hiệu quả không cao vì khí tự nhiên khi nạp vào phải được làm lạnh tổ hợp trước, và hiệu suất làm lạnh của quá trình này không cao, gây mất mát do không làm lạnh triệt để. Tuy nhiên, hiệu quả của quá trình này có thể được cải thiện bằng cách thêm nhiều cấp độ làm lạnh để thu được hiệu suất cao hơn, nhưng khi tăng thêm cấp độ làm lạnh thì cũng đồng nghĩa với việc tăng thêm mức độ phức tạp của quá trình, tăng chi phí vận hành cũng như các tác động tiềm tàng mà nó có thể mang lại và khả năng hoạt động, mức độ tin cậy của chu trình này cũng cần phải được cân nhắc.