[實用新型]一種天然氣等壓液化裝置

有效

• 申請號: 201320043500.4
• 申請日: 2013-01-27
• 公開（公告）號: CN203224098U
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 王海波
• 申請（專利權）人: 南京瑞柯徠姆環保科技有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明涉及一種天然氣等壓液化裝置，具體屬深度冷凍技術領域。?

背景技術

天然氣是一種優質潔凈的化石能源,在國民經濟中具有十分重要的地位。天然氣的液化和儲存是其開發利用的關鍵技術,在國內外已形成一個產業，每年以平均8%的速度增長，近年來在中國能源消費結構中，增長很快。液化天然氣技術已經成為一門高科技技術，受到越來越多科學技術學科的重視。?

預計到本世紀中葉,若以中國消耗天然氣5000*10⁸m³/a,其中進口LNG1000*10⁸m³/a計(相當于日本目前的進口量)，可用冷能折合電能為257*10⁸kWh/a，相當于一個600*10⁴kW電站的年發電量。因此如何使LNG實現技術、管理機制、市場運作等各方面的突破，力爭使大幅度降低LNG的能耗，在取得巨大的節能和經濟效益同時，推動包括空分、煤富氧氣化在內的大型冷能產業鏈的快速發展，以期為我國全面實現循環型經濟和節約型經濟做出貢獻，值得深入思考。同時，中國經濟的快速發展和模式轉型決定了大規模利用LNG的絕對必要性，并提供了宏大的用戶市場。?

傳統天然氣的液化流程主要有以下三種：?

1、級聯式液化流程（也稱階式液化流程、復疊式液化流程或串聯蒸發冷凝液化流程），主要應用于基本負荷型天然氣液化裝置；?

2、混合制冷劑液化流程：即所謂的MRC液化流程，MRC是以C1至C5的碳氫化合物，以及N₂等五種以上的多組分混合制冷劑為工質，進行逐級冷凝、蒸發、節流膨脹得到不同溫度水平的制冷量，以達到逐步冷卻和液化天然氣的目的。MRC既達到類似級聯式液化流程的目的，有克服了其系統復雜的缺點。自20世紀80年代以來，對于基本負荷型天然氣液化裝置，新建與擴建的基本負荷型天然氣液化流程，幾乎毫無例外地采用丙烷預冷混合制冷劑液化流程；?

3、帶膨脹機的液化流程：帶膨脹機液化流程，是指利用制冷劑再透平膨脹機中的克勞德循環，實現天然氣液化的流程。氣體在膨脹機中膨脹做功的同時，降低溫度并回收功。根據制冷劑的不同，可分為氮氣膨脹液化流程和天然氣膨脹液化流程。這類流程?的優點是：（1）流程簡單、調節靈活、工作可靠、易啟動、易操作、維修方便；（2）用天然氣本身作工質時，能省去專門生產、運輸、儲運冷凍劑的費用。缺點是：（1）送入裝置的氣流需全部深度干燥；（2）回流壓力低，換熱面積大、設備金屬投入量大；（3）受低壓用戶多少的限制；（4）液化率低，如再循環，則在增加循環壓縮機后，功耗大大增加。由于帶膨脹機的液化流程操作比較簡單，投資適中，特別適用于液化能力較小的調峰型天然氣液化裝置。?

附圖1是級聯式天然氣液化流程示意圖。?

附圖2是APCI丙烷預冷混合制冷劑液化流程示意圖。?

附圖3是天然氣膨脹液化流程，圖3中：1-脫水劑，2-脫二氧化碳塔，3-水冷卻器，4-返回氣壓縮機，5、6、7-換熱器，8-過冷器，9-儲罐，10-膨脹機，11-壓縮機。?

附圖4是氮氣膨脹液化流程，圖4中：1-預處理裝置，2、4、5-換熱器，3-重烴分離器，6-氮氣提塔，7-透平膨脹機，8-氮-甲烷分離塔，9-循環壓縮機。?

附圖5是帶丙烷預冷的天然氣膨脹液化流程示意圖，圖5中：1、3、5、6、7-換熱器，2、4-丙烷換熱器，8-水冷卻器，9-壓縮機，10-制動壓縮機，12、13、14-氣液分離器。?

上述傳統天然氣液化流程設計的主要理論基礎是熱力學，即采用同溫差的卡諾逆循環分析天然氣液化過程，循環的經濟性指標是制冷系數，就是得到的收益和耗費的代價之比值，并且以大氣環境溫度T₀與溫度為T_C低溫熱源（如冷庫）之間的一切制冷循環，以逆向卡諾循環的制冷系數為最高：?