[發明專利]一種降低液化天然氣中的氮含量的系統

有效

• 申請號: 201310049490.X
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103146448A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 白改玲;林暢;吳笛;王紅;宋媛玲;安小霞
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及單循環混合冷劑制冷的天然氣液化及液化天然氣的脫氮技術領域，特別是涉及一種降低液化天然氣中的氮含量的系統。

背景技術

液化天然氣（LNG）的體積比天然氣縮小了大約600倍，因此非常便于運輸和大量儲存。用于生產LNG的原料天然氣為混合物，通常具有一定的含氮量，如果含氮量超過1%，則容易在儲運過程中引起LNG的大量氣化以及儲罐內LNG的翻滾超壓，一方面引起大量的物料損失，另外一方面也容易造成儲罐破裂，進而帶來更大的環境危害和人員、財產損失。因此，需要在液化過程中對高含氮量的原料天然氣進行脫氮處理，以使產品LNG中的含氮量降至1%以下。

現有的對LNG進行脫氮處理的技術，是利用壓力從高突然降低引起物質沸點急劇降低的閃蒸原理，使氮盡可能多地從LNG中沸騰汽化出來。該技術通常只能進行一次，因而脫氮效果非常有限，當原料天然氣中的含氮量較高（如超過8%）時，該技術不能達到產品LNG中含氮量降至1%以下的要求，并且甲烷損失量大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種降低液化天然氣中的氮含量的系統，能將產品LNG的含氮量降至1%以下。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種降低液化天然氣中的氮含量的系統，該系統包括：過冷器、汽提塔、LNG泵、儲罐；其中，所述過冷器包括：過冷通道和冷量供應通道；所述汽提塔包括：封閉的塔身以及N塊塔盤，N為大于3的整數；所述塔盤包括位于水平方向上的帶有氣液接觸裝置的底面和垂直安裝在所述底面的一部分側邊緣上的隔擋；

在豎直方向上，各所述塔盤通過其底面未安裝所述隔擋的側邊緣依次交錯固定在所述塔身的內側面上；各所述塔盤從上向下依次從1編號至N；

所述過冷通道通過過冷LNG輸入管道接入所述塔身內部，接入口在第1號塔盤的底面上方；飽和冷卻LNG在所述過冷通道內吸收所述冷量供應通道中的過冷LNG的冷量而進一步降溫，變成過冷LNG沿所述過冷LNG輸入管道進入所述塔身內部的第1號塔盤內；

過冷LNG輸出管道的一端接入所述塔身內，其接入口在冷量輸出塔盤的底面的上方，且低于該冷量輸出塔盤的隔擋頂部的最低點；所述冷量輸出塔盤為第1-3號塔盤中的任一塊塔盤；過冷LNG輸出管道的另一端與所述冷量供應通道的輸入端相連；所述冷量供應通道的輸出端通過LNG返回管道接入所述塔身內，接入口在第N塊塔盤的底面下方；所述塔身的底部通過LNG輸送管道與所述LNG泵的輸入端相連，所述LNG泵的輸出端與所述儲罐相連；所述塔身的頂部接有含氮BOG輸出管道；

所述過冷LNG輸出管道將所述冷量輸出塔盤中的一部分過冷LNG輸送至所述冷量供應通道，該過冷LNG向所述過冷通道內的所述飽和冷卻LNG釋放冷量后，變成氣液兩相的天然氣混合物由所述LNG返回管道進入所述塔身內；其中，氣相的天然氣在所述塔身內自下而上流動，并在各塔盤的底面上的氣液接觸裝置處與該底面上方的過冷LNG接觸，使該過冷LNG中的氮以氣態形式擴散出來，該氮氣與氣相的天然氣的混合物通過所述含氮BOG輸出管道輸出；液相的LNG與從各塔盤的隔擋處溢出的過冷LNG匯集于所述塔身底部，并從所述LNG輸送管道進入所述LNG泵，經過所述LNG泵加壓后送入所述儲罐。

本發明的有益效果是：本發明中，LNG被冷卻至飽和后得到的飽和冷卻LNG在過冷通道內吸收冷量而進一步降溫為過冷LNG，這提高了本發明的脫氮效率；氣相的天然氣在塔身內自下而上流動，在各塔盤的底面氣液接觸裝置處與該底面上方的過冷LNG接觸，從而使其中的氮擴散出來；由于塔盤的數量超過3個，過冷LNG在塔身內由上到下依次從各塔盤溢出，因而本發明大大延長了過冷LNG在塔身內的脫氮時間，進一步提高了脫氮效率。此外，本發明從第1-3號塔盤中的任一個內將一部分過冷LNG輸送到冷量供應通道，向過冷通道中的飽和冷卻LNG釋放冷量，一方面有利于使飽和冷卻LNG降溫為過冷LNG，從而提高脫氮效率，另一方面還提高了這部分釋放冷量的過冷LNG的溫度，既脫出了其中的氮，又向塔身內提供了溫度較高的氣相的天然氣來對其中的過冷LNG進行脫氮處理。因此，本發明在高含氮量（如超過8%）的原料天然氣液化為產品LNG的過程中進行脫氮處理，該脫氮處理的脫氮效率相對于現有技術大大提高，可以使生成的產品LNG的含氮量降至1%以下，同時，脫氮處理過程中甲烷的損失量并不大，從而節約了資源。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：