[發明專利]節流閃蒸脫氫氮并生產液化天然氣的工藝和裝置

有效

• 申請號: 201210065878.4
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102620522A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 何振勇;付吉國;鄭海燕
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司;新奧科技發展有限公司
• 主分類號: F25J3/08
• 分類號: F25J3/08;C10L3/10
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉;劉明芳

1.一種節流閃蒸脫氫氣、氮氣、一氧化碳并生產液化天然氣的工藝，該工藝包括低溫液化工序和節流閃蒸分離工序兩部分；低溫液化工序包括由混合冷劑提供冷量在冷箱中實現天然氣的液化；節流閃蒸分離工序包括含氫氣、氮氣、一氧化碳的富甲烷的混合氣采用一級或二級節流閃蒸流程脫除氫氣、氮氣、一氧化碳；其中含氫、氮、一氧化碳氣體的富甲烷混合氣體經冷箱將甲烷組分液化后，進入一級或二級節流、閃蒸工序中脫除氮氣、氫氣和一氧化碳，得到氫氣含量≤4000ppm，氮氣含量≤8％，一氧化碳≤9％的液化天然氣產品。

2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：含氫氣、氮氣、一氧化碳的富甲烷的混合氣經冷箱將甲烷組分液化，之后進入閃蒸罐中除去雜質氣體組分，液相由閃蒸罐底經節流閥成為氣液兩相，而后再進入閃蒸罐中除去雜質氣體組分，如此進行一級或二級節流、閃蒸，各閃蒸罐頂部得到的氮氣、氫氣、一氧化碳和甲烷返回冷箱復熱后出冷箱系統，由末級閃蒸罐底部得到的液相產品即為液化天然氣。

3.根據權利要求1或2所述的工藝，其特征在于：所述一級節流、閃蒸流程采用一臺節流裝置和兩臺閃蒸罐；所述二級節流、閃蒸流程采用兩臺節流裝置和三臺閃蒸罐。

4.根據權利要求3所述的工藝，其特征在于

當進行一級節流、閃蒸時，含氫氣、氮氣、一氧化碳的富甲烷的混合氣經冷箱將甲烷組分液化，之后從前一級閃蒸罐的中部進入前一級閃蒸罐中，前一級閃蒸罐的頂部氣相返回冷箱中復熱后出冷箱，前一級閃蒸罐底部得到的液相經過節流閥之后從后一級閃蒸罐的中部進入后一級閃蒸罐中，后一級閃蒸罐的頂部氣相返回冷箱中復熱后出冷箱，后一級閃蒸罐的底部液相即為液化天然氣產品；或

當進行二級節流、閃蒸時，含氫氣、氮氣、一氧化碳的富甲烷的混合氣經冷箱將甲烷組分液化，之后從前一級閃蒸罐的中部進入前一級閃蒸罐中，前一級閃蒸罐的頂部氣相返回冷箱中復熱后出冷箱，前一級閃蒸罐底部得到的液相經過節流閥之后從后一級閃蒸罐的中部進入后一級閃蒸罐中，后一級閃蒸罐的頂部氣相返回冷箱中復熱后出冷箱，后一級閃蒸罐的底部液相經過節流閥之后從再后一級閃蒸罐的中部進入再后一級閃蒸罐中，再后一級閃蒸罐的頂部氣相返回冷箱中復熱后出冷箱，再后一級閃蒸罐的底部液相即為液化天然氣產品。

5.根據權利要求1-4中任何一項所述的工藝，其特征在于：其低溫液化工序部分中，冷箱的冷量由混合冷劑提供或主要由混合冷劑提供；一股氣相冷劑流股通過冷箱的一氣相通道冷卻至一定溫度，再經節流閥節流后反向進入板翅式換熱器組的一個特定級換熱器為換熱器提供冷量，該氣相流股然后經過冷劑返回通道，出冷箱；一股液相混合冷劑首先進入冷箱的第一液相通道，在板翅式換熱器組中被預冷至一定溫度后引出冷箱，經節流閥節流后再次反向進入板翅式換熱器組的另一個特定級換熱器為換熱器組提供冷量并且然后與從換熱器組返回的混合冷劑流股即上述氣相流股匯合，匯合之后經過冷劑返回通道，出冷箱。

6.根據權利要求1-4中任何一項的工藝，其中得到氫氣含量≤2000ppm，氮氣含量≤4％，一氧化碳≤6％的液化天然氣產品。

7.一種節流閃蒸脫氫氣、氮氣、一氧化碳并生產液化天然氣的裝置，該裝置包括一個冷箱，三個節流閥和兩臺閃蒸罐，

其中，該冷箱包括：

液相混合冷劑入口，其與冷箱的第一液相通道連接，該第一液相通道從冷箱中的換熱器的一個特定級的末端引出一根管道，經由第一節流閥，再次進入冷箱中與冷箱的一個冷劑返回通道連接，

氣相冷劑入口，其與冷箱的第一氣相通道連接，該第一氣相通道從換熱器的另一個特定級的末端引出一根管道，經由第二節流閥，再次進入冷箱中與上述冷劑返回通道連接，

與冷箱的第二氣相通道連接的一個富甲烷氣進口和一個富甲烷混合流股出口，該富甲烷混合流股出口與冷箱出口閃蒸罐的富甲烷混合流股入口連接，

與冷箱的第三氣相通道連接的第一混合氣體進口和第一混合氣體出口，該混合氣體進口與冷箱出口閃蒸罐的頂部氣相通道連接，

與冷箱的第四氣相通道連接的第二混合氣體進口和第二混合氣體出口，該混合氣體進口與第一級閃蒸罐的頂部氣相通道連接，

冷箱出口閃蒸罐和第一級閃蒸罐均包括：一個富甲烷混合流股入口，一個頂部氣相出口，一個底部液相出口，

冷箱出口閃蒸罐底部液相出口通過管道與第三節流閥一端連接，第三節流閥另一端與第一級閃蒸罐的富甲烷混合流股入口連接。