[發(fā)明專利]一種結(jié)合氮膨脹制冷的管道氣差壓制冷液化裝置及工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410288986.7
• 申請(qǐng)日: 2014-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104110938A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閻鳳元;孫恒;王鵬;丁賀;徐世龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): F25J1/02
• 分類號(hào): F25J1/02
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天然氣液化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種結(jié)合氮膨脹制冷的管道氣差壓制冷液化裝置及工藝。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源的需求每年增長(zhǎng)10％。天然氣是一種廣泛應(yīng)用的清潔化石燃料并且能夠減少溫室氣體的排放。天然氣在陸地由管道運(yùn)輸最高壓力可達(dá)到10MPa，然而高壓的天然氣通常在城市門站經(jīng)歷不可逆的節(jié)流過(guò)程以降低壓力滿足不同應(yīng)用的需求。同時(shí)由于天然氣急劇降壓、降溫，很容易對(duì)調(diào)壓設(shè)備及管道設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。為了避免調(diào)壓設(shè)備及管道設(shè)備過(guò)冷，常常需要在調(diào)壓過(guò)程中配置熱水鍋爐，并用部分天然氣作為燃料氣，對(duì)調(diào)壓設(shè)備、管道設(shè)備以及主管路的天然氣進(jìn)行加熱，這樣又浪費(fèi)掉一部分原料氣。因此如何利用管道氣體的壓力是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。

利用管道氣的壓差能量，使其中一部分天然氣液化，而將另一部分天然氣繼續(xù)往下游輸送，可以得到LNG產(chǎn)品，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)這部分壓力能的利用。但是由于天然氣壓差能量的限制，所能得到LNG的液化率一般較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)合氮膨脹制冷的管道氣差壓制冷液化裝置，解決了現(xiàn)有有效利用管道氣已有壓力能，從而低能耗、高液化率的將天然氣加工為L(zhǎng)NG的工藝技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供應(yīng)用此種裝置進(jìn)行天然氣處理的工藝。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包括第一凈化單元，第一凈化單元通過(guò)天然氣進(jìn)氣管道依次連接第一凈化單元、第一冷箱、第一天然氣膨脹機(jī)，第一天然氣膨脹機(jī)通過(guò)管道依次連接第一冷箱和天然氣增壓壓縮機(jī)，天然氣進(jìn)氣管道還依次連接第二凈化單元、第二天然氣膨脹機(jī)、第一冷箱、第二冷箱、第一產(chǎn)品閥和LNG，天然氣進(jìn)氣管道還依次連接第二凈化單元、第一冷箱、第二冷箱、第二產(chǎn)品閥和LNG，氮?dú)夤艿酪来芜B接氮增壓壓縮機(jī)、第一空冷器、一段壓縮機(jī)、第二空冷器、二段壓縮機(jī)、第三空冷器、第一冷箱、氮膨脹機(jī)、第二冷箱、然后通過(guò)第二冷箱連接第一冷箱和氮增壓壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)氮?dú)庋h(huán)，第一天然氣膨脹機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸連接天然氣增壓壓縮機(jī)。

本發(fā)明應(yīng)用上述裝置進(jìn)行天然氣處理的工藝，其特征在于：天然氣原料氣先分成三部分，第一部分進(jìn)入第一凈化單元，進(jìn)行低純度的凈化處理，之后進(jìn)入第一冷箱預(yù)冷，預(yù)冷后的天然氣進(jìn)入第一天然氣膨脹機(jī)膨脹制冷，膨脹后的天然氣返回第一冷箱，提供冷量，從第一冷箱出來(lái)的天然氣利用天然氣增壓壓縮機(jī)提升壓力后，返回天然氣管路；將剩余的天然氣分為第二部分和第三部分，第二部分天然氣進(jìn)入第二凈化單元進(jìn)行高純度的凈化處理，之后第二部分天然氣進(jìn)入第二天然氣膨脹機(jī)膨脹制冷，之后依次經(jīng)過(guò)第一冷箱、第二冷箱，或直接進(jìn)入第二冷箱制冷降溫，再通過(guò)第一產(chǎn)品閥節(jié)流至常壓或略高于常壓；第三部分天然氣直接依次進(jìn)入第一冷箱、第二冷箱降溫，之后通過(guò)第二產(chǎn)品閥節(jié)流至常壓后，與第二部分天然氣匯合，一并進(jìn)入LNG貯罐，氮?dú)饨?jīng)過(guò)氮增壓壓縮機(jī)、第一空冷器、一段壓縮機(jī)、第二空冷器、二段壓縮機(jī)、第三空冷器三級(jí)壓縮，其中氮增壓壓縮機(jī)，在每一級(jí)壓縮后都利用空氣或水進(jìn)行冷卻，之后進(jìn)入第一冷箱預(yù)冷，并進(jìn)入氮膨脹機(jī)一級(jí)或多級(jí)膨脹，膨脹制冷后的低溫氮?dú)庖来芜M(jìn)入第二冷箱、第一冷箱提供冷量，之后回到氮增壓壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)。

本發(fā)明的有益效果是能耗低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種結(jié)合氮膨脹制冷的管道氣差壓制冷液化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.第一凈化單元，2.第一冷箱，3.第一天然氣膨脹機(jī)，4.天然氣增壓壓縮機(jī)，5.第二凈化單元，6.第二天然氣膨脹機(jī)，7.第二冷箱，8.第一產(chǎn)品閥，9.第二產(chǎn)品閥，10.氮增壓壓縮機(jī)，11.一段壓縮機(jī)，12.二段壓縮機(jī)，13.氮膨脹機(jī)，14.LNG，15.第一空冷器，16.第二空冷器，17.第三空冷器，18.流量調(diào)節(jié)閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。