Quá trình làm lạnh đơn bằng hỗn hợp môi chất làm lạnh(SMR) giúp làm giảm số lượng các thiết bị so với các quá trình khác. Môi chất làm lạnh của SMR bao gồm các hydrocacbon và Nitơ, thành phần của chúng được điều chỉnh cho phù hợp với biểu đồ đường cong để làm lạnh khí tự nhiên đạt hiệu suất càng cao càng tốt. Với số lượng thiết bị ít hơn và chi phí phải tiêu tốn thấp hơn so với các quá trình khác nên SMR phù hợp với các nhà máy có công suất nhỏ.
Quá trình SMR sử dụng một tua bin khí hoặc 2 động cơ điện làm bộ phận điều khiển chu trình làm lạnh của hỗn hợp môi chất. Mặc dù, quá trình SMR không thu hút được sự chú ý của các nhà máy LNG trên bờ có công suất lớn, nhưng nó rất phù hợp với các mô hình ở ngoài khơi chủ yếu là do quá trình SMR đơn giản, số lượng thiết bị ít và giảm được lượng hydrocacbon mất mát. Ngoài ra, quá trình SMR có thể có hiệu quả nếu sử dụng quá trình giản nở hai giai đoạn vì khi đó có thể tận dụng hiệu quả khả năng làm lạnh của hỗn hợp môi chất khi giản nở. Quá trình SMR được thể hiện như hình 2.2 :
Hình 2.3.Mô hình đơn giản của quá trình SMR
Quá trình này sẽ được trình bày ngắn gọn như sau:
Khí đầu vào của quá trình ở nhiệt độ 35oC, áp suất 50 bar đã được loại bỏ tạp chất cơ học, các khí axit cũng như nước còn lẫn trong khí sẽ được đưa qua thiết bị làm lạnh ngưng tụ. Tại đây, khí tự nhiên sẽ được làm lạnh xuống nhiệt độ -155oC, sau đó dòng khí được đưa qua van giảm áp để giảm áp suất của dòng xuống áp suất khí quyển. Khi đó nhiệt độ của dòng khí tự nhiên giảm xuống -162,9o
C và toàn bộ các hydrocacbon sẽ chuyển từ trạng thái khí sang trạng thái lỏng hoàn toàn.
Ở đây, tác nhân để làm lạnh cho khí tự nhiên được chu trình sử dụng là hỗn hợp các chất làm lạnh gồm Nitơ, metan, etan, propan, butan còn gọi là tác nhân làm lạnh tổ hợp (MR). MR sau khi trao đổi nhiệt với khí tự nhiên, nó bị chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí, do đó để quay vòng chu trình nó cần được hóa lỏng trở lại. Ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt, nó được đưa qua tháp tách lỏng để tách hết phần lỏng còn lại, sau đó hỗn hợp khí được đưa qua 2 cấp máy nén, sau mỗi cấp máy nén thì hỗn hợp được làm mát để giảm nhiệt độ do quá trình nén. Tiếp theo, nó được qua van giảm áp để làm giảm nhiệt độ xuống nhiệt độ hóa lỏng của hỗn hợp. Khi đạt đến nhiệt độ cần thiết, nó được đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh cho khí tự nhiên. Tùy vào từng chu trình làm việc mà nó được tùy biến khi trao đổi nhiệt để đạt hiệu suất làm lạnh cao nhất.
Khí tự nhiên sau khi được làm lạnh ngưng tụ, nó được đưa qua các thiết bị phân tách để tách phần lỏng không ngưng, cũng như tách các sản phẩm phụ.
