[實用新型]用于從與空氣分離連接的基于液化天然氣的液化器供應氣態氮的系統

無效

• 申請號: 201020243660.X
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN201772697U
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: W·E·卡爾森;D·M·赫倫
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王倫偉;李炳愛

技術領域

本實用新型涉及公知的用于低溫分離空氣進料的方法(下文為“方法”)，其中：

(a)壓縮空氣進料，清除低溫下會冷凝的雜質，例如水和二氧化碳，隨后將其進料到低溫空氣分離單元(下文為“ASU”)，其中低溫空氣分離單元包括主熱交換器和蒸餾塔系統；

(b)通過空氣進料與從來自蒸餾塔系統的至少一部分流出物流進行間接熱交換，在主熱交換器內將空氣進料冷卻(和任選地，至少部分冷凝)；

(c)在蒸餾塔系統中將冷卻后的空氣進料分離成包括富含氮的物流和富含氧的物流的流出物流(任選地，各自富含空氣進料的殘余成分包括氬、氪、氙的物流)；和

(d)蒸餾塔系統包括高壓塔和低壓塔；

(e)高壓塔將空氣進料分離成包括從高壓塔頂部排出的高壓氮物流和從高壓塔底部排出的粗液氧物流的流出物流，并且將粗液氧物流引入低壓塔中進行進一步處理；

(f)低壓塔將粗液氧物流分離成包括從低壓塔底部排出的氧產物物流和從低壓塔頂部排出的低壓氮物流(通常是從低壓塔上部位置排出的廢氮物流)的排出物流；和

(g)高壓塔和低壓塔導熱連接，通過使在低壓塔底部(或儲槽)中收集到的富含氧液體進行沸騰，使得至少部分高壓氮在再沸器/冷凝器中冷凝并被用于蒸餾塔系統的回流。

更特別地，本實用新型涉及上述方法的已知實施方式，其中，當至少部分所需產物為液體時，為了提供所需的制冷，通過將來自蒸餾塔系統的氮引入到絕熱液化器單元(下文為“基于LNG的液化器”)，從液化天然氣(下文為“LNG”)中提取制冷，其中氮氣在液化單元內液化。如果至少部分所需的液態產物是液氧，則至少部分液氮回流到蒸餾塔系統(或任選地，主熱交換器)。否則，液氮作為產物排出。

背景技術

在一般的基于LNG的液化器中，氮氣被分級壓縮并且在壓縮級之間通過與LNG間接熱交換進行冷卻。如果在低溫進口溫度下進行壓縮，LNG也將用于冷卻導入壓縮機的進料，以及通過間接熱交換的流出料。基于LNG的液化器的例子可以在GB專利申請1376678和US專利5137558、5139547和5141543中得到，下面作進一步討論。

本領域技術人員將會認識到基于LNG的液化器和更傳統的液化器之間的差異，在傳統液化器中，需要制備液態產物的制冷來自氮氣或空氣進料的渦輪膨脹。

基于LNG的液化器在最初幾年操作后通常會尺寸放大以適應增加液態產物需求的計劃。對于液氮而言，這尤其正確，因為超出任何特定的ASU之外的液氮需求通常比裝置設計的液氧基本負荷的液氧需求增長更快。然而尺寸放大面臨的一個問題是增加資本引起的成本花費直到所計劃的需求增長真正實現(如果完全)才開始收回。而且，對于基于LNG的液化器來說投資花費尤其敏感，因為與那些通常設置在液態產品消費者附近的傳統液化器相反，基于LNG的液化器必須設置在LNG接收終端的附近并且因此會招致產品運輸成本代價。

由于空氣組成和所需的液體產物，進料到空氣分離單元的空氣通常具有過量的氮氣。但是，需要在連接例如惰性離線設備的LNG接收終端處或在其附近的就地氣態氮，或者用于與天然氣共混以調節沃布值(Wobbenumber)。需要來自集成的基于LNG的液化器的氣態氮產物的有效共生產以滿足LNG接收終端和其它管線顧客的需要。

為了解決以上問題，本實用新型為提高基于LNG的液化器容量的系統，包括與包含在基于LNG的液化器中的輔助壓縮機分開并且不同的附加壓縮機。這就使得無論何時計劃需求增長真正實現時，附加壓縮機以及與其相連的熱交換設備能夠一起購買和安裝。在這種方式下，否則將在開始時投資到放大基于LNG的液化器尺寸的增加資本直到真正需要時才被開支掉。本實用新型的另一個益處是容量的增加主要直接面向增加生產液氮的能力，如上指出，其在工廠中的需求通常比液氧需求增長更快。

盡管公開了氮氣的壓縮，但是，在又一實施方案中，本文公開了新型的系統，其中來源于低壓塔頂端的一些氮氣物流在通過與氣化LNG熱交換冷卻之前或之后壓縮。例如，該壓縮的氮氣可以經由管線輸送給顧客。

本領域技術人員將認識到，作為本實用新型的備選方案，通過增加一個稠密流體膨脹器，能夠提高基于LNG的液化器的容量。然而，以這種方式僅能實現中等大小的容量增加。