[發明專利]緊湊式天然氣液化浮式生產工藝

有效

• 申請號: 201010140435.8
• 申請日: 2010-04-01
• 公開（公告）號: CN101787314A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 李玉星;王武昌;朱建魯;唐建峰;林日億;劉永浩;王偉偉
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種液化天然氣(LNG)的生產工藝，特別是，通過利用液化過程中的 冷量實現重烴分離和液化工藝的模塊化設計，同時通過采用丙烷預冷的雙氮膨脹設計及 流程運行參數的優化，提高了工藝的效率、處理能力及海上適應性，較好地適用于海洋 環境LNG生產。

背景技術

我國近海天然氣資源豐富，總地質資源量約為5.9萬億立方米。然而，我國海上天 然氣資源分散，廣泛分布于珠江口盆地、鶯歌海盆地、瓊東南盆地、東海陸架盆地和渤 海灣盆地，且其中相當一部分為深海氣田、邊際小氣田和低品味天然氣資源。對于這些 氣源，若采用傳統的海洋固定平臺或者海底管道等方式，多數氣田則會因成本或技術限 制而無法投入開采。采用液化天然氣浮式生產儲卸裝置(LNG-FPSO)，可以根據海上天 然氣田的生產狀況靈活配置，在船上液化天然氣，再運至目的地，具有便于遷移、可重 復使用、生產效率高等優點，這對促進我國海域尤其是深海氣田、小型氣田開發，充分 利用油氣資源具有重要意義。

作為LNG-FPSO的核心之一，液化工藝的設計將對工程的基建成本、運行費用、運 行可靠性及安全性產生很大的影響。同時，由于海上作業的特殊環境，對工藝方案提出 了如下要求：(1)流程簡單、設備緊湊、占地少、滿足海上的安裝需要；(2)液化流程 對不同產地的天然氣適應性要強，熱效率要高；(3)安全可靠，船體的運動不會明顯地 影響其性能。(4)在面臨惡劣天氣時能快速停機，移動至另一生產位置后能迅速開機； (5)生產自動化程度高，裝置運行可靠性強。在天然氣被液化前，要把重烴脫除掉， 否則，重烴可能凍結而堵塞設備。在陸上液化天然氣廠中，重烴一般是在預處理工藝中 采用蒸餾法進行預脫除，而且為了回收液化石油氣(LPG)，一般采用脫乙烷塔和液化氣 塔來實現，余下少量的重烴通常在低溫區中的一個或多個分離器中去除，但蒸餾塔的流 程復雜、占地面積大而且不易安裝，海上適用性較差。因此，陸上的現有天然氣液化流 程一般不能直接用于LNG-FPSO中，液化天然氣的浮式生產作為一種新技術，目前國內 外鮮見相關的報道，更沒有真正實施的海上LNG生產項目。

發明內容

為克服已有天然氣液化技術海上適用性較差及常規氮膨脹工藝處理能力小、效率低 的缺陷，本發明的目的是提出一種緊湊式天然氣液化浮式生產工藝，通過利用液化過程 中的冷量實現重烴分離、液化工藝的模塊化設計及流程運行參數的優化，能很好地適用 于海洋環境的LNG生產。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：利用兩個分離器和一個精餾塔實現重烴分 離，分離裝置完全在液化單元中，可充分利用液化過程中的冷量，分離出的重烴進罐儲 存，待運到陸上后再進行凝液穩定處理，具體是由海底采出的天然氣首先進入預處理單 元，去除其中的泥沙、水、酸性氣體、汞、苯等雜質后進入液化單元，液化單元由丙烷 預冷循環、氮氣膨脹制冷循環、天然氣脫重烴、液化管路組成。

在丙烷預冷循環中，丙烷經壓縮機增壓至1.6MPa左右，經水冷卻器帶走部分熱量 使丙烷全部液化，再經過節流閥溫度降為-36℃，用來預冷天然氣和氮氣制冷劑。

在氮膨脹制冷循環中，高壓氮氣在換熱冷箱中被丙烷預冷至-33℃后分為兩股，一 股直接進入膨脹機膨脹，另一股進入換熱冷箱被低壓氮氣進一步預冷至-85℃后進入膨 脹機膨脹，膨脹后的兩股低壓氮氣返流分別冷卻高壓氮氣制冷劑和天然氣，然后依次經 過膨脹機增壓器和氮氣壓縮機壓縮至8MPa，每級壓縮后都由水冷器冷卻，壓縮后的兩 股高壓氮氣混合后進入換熱冷箱被丙烷預冷，開始下一輪循環。