[實用新型]基于低溫液體制冷的天然氣液化裝置

無效

• 申請號: 200920268084.1
• 申請日: 2009-11-17
• 公開（公告）號: CN201532077U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 舒水明;孫川;丁國忠;胡興華;張曉青;江蓉;黃罡
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術領域

本實用新型涉及氣體液化領域，特別是涉及一種天然氣液化裝置。

背景技術

以甲烷為主的天然氣液化后的體積只有原來的1/625左右，對天然氣進行液化是大量貯存和遠距離輸送的一種經濟而有效的方法。目前天然氣液化循環主要有三種類型：復疊式制冷循環(或稱“階式”循環)、混合制冷劑液化循環和帶膨脹機的液化循環。以上方法均有廣泛應用，技術較成熟。但其中壓縮機等關鍵動力設備的制造水平限制了液化天然氣(liquefied?natural?gas，LNG)生產規模，且造成系統設計、運行和維護的難度加大。

實用新型內容

本實用新型提出了基于低溫液體制冷的天然氣液化裝置，采用低溫液體作為冷源液化天然氣，克服了LNG產量增加時對關鍵動力設備的制造限制，可實現大制冷量和遠距離的天然氣液化循環。

基于低溫液體制冷的天然氣液化裝置，包括主換熱器1和與其相連接的重烴分離器2，其特征在于，所述主換熱器1還連接第一過冷器3，第一過冷器3依次連接節流閥4、第一過冷器3、天然氣貯槽5、液化天然氣泵6和第二過冷器7，從第二過冷器7輸出的液化天然氣傳送給空分設備9；第一過冷器3與第二過冷器7相連接，第一過冷器3和第二過冷器7均與低溫液體泵13相連接，低溫液體泵13連接低溫液體收集站；低溫液體收集站中的低溫液體由空分設備9提供。

本實用新型的技術效果體現在：本實用新型利用了空分產業生產的液氮以及其它可收集的集中或分散的低溫液體的冷能，充分利用了能源；因為低溫液體的溫度比LNG溫度低，使LNG過冷，這樣可以降低或消除LNG的汽化率和對灌裝設備及操作技術的要求；該方法涉及到的LNG冷能利用系統主要應用LNG的冷能，該冷能可梯級利用，能實現制取和收集低溫液體，大幅度節能。

附圖說明

圖1是本實用新型一種具體實施方式結構示意圖；

圖2是本實用新型另一種具體實施方式結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

如圖1所示，本實用新型包括主換熱器1、低溫液體制冷單元、天然氣節流制冷單元。

主換熱器1是天然氣液化的關鍵場所，其型式首選板翅式換熱器，也可是繞管式換熱器或其它換熱器，可以是一個或多個串、并聯的板翅式換熱器，或者一個或多個串、并聯的板翅式換熱器與繞管式換熱器的組合。

所用低溫液體指制造成本低，制取工藝成熟的液氮(也可是液空、液氧或液氬，利用液氧或液氬冷量，適用于氧氣或氬氣用量大的場合)等低溫液體，其制取可通過LNG冷能利用系統實現，或收集零散的低溫液體，可通過管道、車、船等工具運送這些液體。

以液氮為例，低溫液體制冷單元構成為：空分設備9的出口端接第一液氮收集站10的進口端，第一液氮收集站10的出口端通過管道或車船運輸方式連接第二液氮收集站12的進口端。第二液氮收集站12位于天然氣液化場地，第一液氮收集站10位于低溫液體生產場地，兩場地可相距很遠。第二液氮收集站12的出口端連接液氮泵13的進口端，液氮泵13出口端再分別連接過冷器3和7的液氮進口端，過冷器3的液氮出口端接入主換熱器1，主換熱器1中對應的出口氣體則排空。運行過程為：液氮從空分設備9輸出，進入第一液氮收集站10，然后通過管道或車船運輸方式傳送給第二液氮收集站12以儲存。在液氮泵13的作用下，液氮收集站12內的液氮被壓入第一過冷器3和第二過冷器7中，與經過過冷器3，7的LNG進行換熱，使LNG過冷。然后，液氮出過冷器3和7，匯合后進入主換熱器1中，釋放冷量。出主換熱器1的氮氣已升溫氣化，排空(或被他它用)。

LNG單元為天然氣首先進入主換熱器1，主換熱器1的LNG通道在特定位置開口，抽出LNG。LNG在重烴分離器2中進行重烴分離，并返回主換熱器1，出主換熱器1后，LNG進入過冷器3過冷，出過冷器的LNG經過天然氣節流制冷單元即節流閥4進行節流。節流后LNG的溫度降低，重新送回過冷器3釋放冷量，出過冷器的LNG經過LNG貯槽5，放出閃蒸氣，然后通過液化天然氣泵6升壓，在過冷器7被液氮進一步冷卻，再送入LNG與液氮兩用船8，最后，LNG被運輸到空分設備9，其冷能在空分裝置中得到利用，并升溫氣化，輸送給天然氣用戶使用。

流程中冷量來自液氮的氣化潛熱和顯熱，以及LNG節流冷量，通過調節液氮冷量可改變裝置產量。LNG冷能可充分利用，如用于生產低溫液氮等。該系統實現冷量循環分級利用，可大幅度節能。

流程中主換熱器和其它換熱器內液氮等低溫液體(LTL)與原料天然氣是進行逆流換熱的。