[發明專利]一種用于天然氣的脫氮裝置及其脫氮工藝

有效

• 申請號: 201410311707.4
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104061755A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 李賀松;董憲瑩;王月娥;宋美萱;胡家樂;孔玉倩;高楊
• 申請（專利權）人: 天津市振津工程設計咨詢有限公司
• 主分類號: F25J3/00
• 分類號: F25J3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明涉及一種天然氣脫氮工藝及裝置。

背景技術

隨著清潔能源的應用意識逐漸增強，天然氣的開發和應用越來越普遍。由于液化天然氣(LNG)便于儲存和運輸，廣泛應用于調峰站、公交車、重卡及船舶等。然而在天然氣液化工廠中，有些氣源的氮含量較高，使天然氣液化困難，增大了液化過程的動力消耗；而且液化天然氣產品中氮氣含量高，對液化天然氣的儲存帶來安全隱患。因此，脫除天然氣中的氮氣，保證進入LNG儲罐中的天然氣含氮量滿足要求具有重要的實踐意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種天然氣的脫氮工藝，通過設置BOG增壓系統、深冷系統和氮氣分離系統，能夠部分回收LNG儲罐放空的天然氣，同時提高儲罐儲存的安全性。本發明脫氮工藝是改造和優化天然氣液化工藝的有效方法。

本發明一種用于天然氣的脫氮裝置，包括液態天然氣儲罐、BOG增壓系統、深冷系統和氮氣分離系統；所述BOG增壓系統用于將BOG增壓至0.6～1.5Mpa后冷卻至35～55℃；所述BOG增壓系統包括依次相連的第一BOG壓縮機、第一BOG換熱器、第二BOG壓縮機和第二BOG換熱器；所述深冷系統用于將BOG進一步冷卻至-154℃～-165℃；所述深冷系統包括BOG冷箱和液化冷箱，所述液態天然氣儲罐的閃蒸氣出口通過所述BOG冷箱的冷流股通道連接至所述第一BOG壓縮機的進口；所述第二BOG換熱器的出口通過所述BOG冷箱的熱流股通道后連接至所述液化冷箱的深冷通道；所述氮氣分離系統包括氮氣脫除設備和脫氮換熱器，所述液化冷箱的出口連接至所述脫氮換熱器的熱流股通道，位于所述氮氣脫除設備底部的冷流股連接至所述脫氮換熱器的冷流股通道，位于所述氮氣脫除設備底部的冷流股出口連接至所述液態天然氣儲罐。

進一步講，本發明用于天然氣的脫氮裝置，其中，所述第一BOG壓縮機和第二BOG壓縮機選用離心式壓縮機、往復式壓縮機和螺桿式壓縮機中的一種；所述第一BOG換熱器和所述第二BOG換熱器選用翅片式換熱器或管殼式換熱器；所述BOG冷箱選用翅片式換熱器或管殼式換熱器；所述液化冷箱選用多流道板翅式冷箱或繞管式換熱器；所述氮氣脫除設備選用氮氣分離器、氮氣提餾塔和氮氣閃蒸塔中的一種；所述脫氮換熱器選用翅片式換熱器、管殼式換熱器或釜式再沸器。

本發明一種天然氣中氮氣的脫除工藝，包括以下步驟：

步驟一、液態天然氣儲罐中的BOG氣體經過BOG冷箱復熱后進入BOG增壓系統，通過第一BOG壓縮機、第一BOG換熱器、第二BOG壓縮機和第二BOG換熱器后將BOG氣體增壓至0.6～1.5Mpa，并冷卻至35～55℃；

步驟二、經過BOG增壓系統處理后的BOG氣體進入深冷系統，依次通過BOG冷箱和液化冷箱后將BOG氣體冷卻至-154℃～-165℃的液態；

步驟三、經過深冷系統處理后的液態BOG進入氮氣分離系統中的脫氮換熱器，與氮氣脫除設備底部流股進行換熱，將液態BOG進一步冷卻至-168～-176℃；

步驟四、經過脫氮換熱器換熱后的液態BOG經過一節流閥的節流膨脹后，液態BOG的溫度降至-178～-185℃，液態BOG進入氮氣脫除設備，氮氣由氮氣脫除設備分離后從頂部放空口排出；凈化后的天然氣由氮氣脫除設備底部流出進入脫氮換熱器作為冷源，與步驟三中深冷后的液態BOG進行換熱，回收利用部分冷量后返回至液態天然氣儲罐。

與現有技術相比，本發明用于天然氣的脫氮裝置及其脫氮工藝的優點是：(1)原料氣組分含氮量較高時，通過降低BOG中的氮氣含量，可以有效降低LNG中含氮量，且能耗較低；(2)放空氣中夾帶的甲烷含量較低，減少資源的浪費。

附圖說明

附圖是本發明天然氣中氮氣的脫除工藝路線圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明技術方案作進一步詳細描述。

如附圖所示，本發明一種用于天然氣的脫氮裝置，包括液態天然氣儲罐、BOG增壓系統、深冷系統和氮氣分離系統。

所述BOG增壓系統用于將BOG增壓至0.6～1.5Mpa后冷卻至35～55℃；所述BOG增壓系統包括依次相連的第一BOG壓縮機、第一BOG換熱器、第二BOG壓縮機和第二BOG換熱器；所述第一BOG壓縮機和第二BOG壓縮機可以選用離心式壓縮機、往復式壓縮機和螺桿式壓縮機中的一種，本實施例中選用的是螺桿式壓縮機；所述第一BOG換熱器和所述第二BOG換熱器可以選用翅片式換熱器或管殼式換熱器，本實施例中選用的是管殼式換熱器。