[發明專利]一種天然氣的液化系統和液化方法

有效

• 申請號: 201110326703.X
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103075868A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 李卓燕;白改玲;王紅;宋媛玲
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;中國寰球工程公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;C10L3/10
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及天然氣液化技術領域，特別是涉及一種天然氣的液化系統和液化方法。

背景技術

現有的混合冷劑制冷工藝所采用的冷箱為繞管式的，其結構如圖1所示，在外殼101內部固定一繞管芯筒102，分別輸送常溫冷劑和NG的冷劑輸送通道103和NG輸送通道104交叉纏繞在繞管芯筒102上，外殼101與冷劑輸送通道103、NG輸送通道104之間的空間為殼側，低溫的冷劑在此殼側自上而下流動，這樣，冷劑輸送通道103和NG輸送通道104內分別輸送的常溫冷劑和NG就分別與通道外的低溫冷劑進行熱量交換，殼側的低溫冷劑將冷量釋放并蒸發為常溫冷劑，而冷劑輸送通道103中常溫冷劑和NG輸送通道104中的NG被冷卻，這樣就實現了對NG的冷卻液化和對常溫冷劑的預冷。

圖1所示的繞管式冷箱只能設置一條冷流體的通道(即殼側)，熱流體(如常溫冷劑、NG等)可通過在繞管芯筒102上纏繞多個熱流體繞管(如冷劑輸送通道103、NG輸送通道104等)的方式來輸送，因而現有技術可安排多種熱流體與同一冷流體進行熱量交換。但是，當需要有兩種以上的冷流體(如混合冷劑制冷工藝中的一號冷劑和二號冷劑)同時與熱流體進行換熱時，則至少需要兩個圖1所示結構的冷箱才能完成該工藝。圖2為現有的混合冷劑制冷工藝所采用的液化系統的結構圖。如圖2所示，一號換熱器201和二號換熱器202均為圖1所示結構的繞管式冷箱，分別利用一號冷劑和二號冷劑實現對NG的冷卻和液化，一號換熱器201實現的是對NG的預冷，二號換熱器202實現的是對NG的深冷和液化，最終得到LNG輸出。一號換熱器201利用一號冷劑冷卻系統204送來的冷的一號冷劑的冷量對NG進行預冷后，將熱的一號冷劑送到一號冷劑冷卻系統204進行冷卻降溫，將吸收冷量后得到的液態的重烴組分分離出來，將氣態的輕烴組分通過輕烴組分輸送管203輸送到二號換熱器202進行深冷，二號換熱器202利用二號冷劑冷卻系統205送來的冷的二號冷劑的冷量對該氣態的輕烴組分進行深冷和液化，從而得到LNG輸出，并將熱的二號冷劑送到二號冷劑冷卻系統205進行冷卻降溫。圖2所示的液化系統中，一號冷劑和二號冷劑的選擇應滿足使NG中的重烴組分在一號換熱器201中被冷的一號冷劑降溫后變為液態，而輕烴組分則仍為氣態，由冷的二號冷劑在二號換熱器202中液化為液態的LNG。

可見，圖2所示的現有的混合冷劑液化系統對NG進行液化，至少要有兩個冷箱才能滿足要求，該技術中的兩種冷劑獨立工作，且獨立進行冷卻，因而整個液化系統的復雜程度和能耗都比較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種天然氣的液化系統和液化方法，能降低系統的復雜度和能耗。

本發明所述的天然氣的液化系統：其特征在于，該系統包括：對NG進行液化的冷箱；向所述冷箱輸送NG的NG輸入管；將氣態的壓力為0.2MPaG-0.4MPaG的一號冷劑變為液態的2MPaG-4MPaG的一號冷劑的一號冷劑液化子系統；將冷卻過的2MPaG-4MPaG的一號冷劑降溫為壓力為0.2MPaG-0.4MPaG溫度為-20℃至-70℃的一號冷劑的一號冷劑降溫子系統；將氣態的壓力為0.2MPaG-0.4MPaG的二號冷劑變為氣態的3MPaG-5MPaG的二號冷劑的二號冷劑液化子系統；將冷卻過的3MPaG-5MPaG的二號冷劑降溫為壓力為0.2MPaG-0.4MPaG溫度為-140℃至-160℃二號冷劑的二號冷劑降溫子系統；儲存所述冷箱冷卻得到的液態的重烴組分和氣態的輕烴組分的重烴分離罐；儲存所述冷箱液化得到的液態的輕烴組分的液化天然氣LNG儲罐；其中，

所述冷箱包括：

與所述NG輸入管相連以輸送和冷卻其送來的NG、并將冷卻得到的液態的重烴組分和氣態的輕烴組分輸送到所述重烴分離罐的NG預冷通道；

與所述重烴分離罐的氣相空間相連通以輸送其送來的氣態的輕烴組分，將其進一步冷卻至液化，并將得到的液態的輕烴組分輸送到所述LNG儲罐的NG深冷通道；

輸送和冷卻所述一號冷劑液化子系統送來的所述2MPaG-4MPaG的一號冷劑、將得到的冷卻過的2MPaG-4MPaG的一號冷劑送到所述一號冷劑降溫子系統的一號冷劑預冷通道；

輸送和冷卻所述二號冷劑液化子系統送來的所述3MPaG-5MPaG的二號冷劑、將得到的冷卻過的3MPaG-5MPaG的二號冷劑送到所述二號冷劑降溫子系統的二號冷劑預冷通道；