[發明專利]一種天然氣高效脫氮的裝置及其方法

有效

• 申請號: 201410462945.5
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104293404A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 曹衛華;文向南
• 申請（專利權）人: 成都深冷液化設備股份有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種天然氣高效脫氮的裝置，其特征在于：它包括換熱器（1）、LNG貯槽（2）和洗滌塔（3），所述的換熱器（1）內設置有相互平行的富氮氣管道（4）、管道I（5）、管道II（6）、氣液混合相冷劑管道（7）、氣相冷劑管道I（8）、氣相冷劑管道II（9）、液相冷劑管道I（10）和液相冷劑管道II（11），所述的富氮氣管道（4）的出口端與洗滌塔（3）的頂部連通，洗滌塔（3）的底部與LNG貯槽連通，且洗滌塔（3）的底部與LNG貯槽（2）的入口端之間連接有調節閥m（23），LNG貯槽（2）的出口端到管道I（5）的入口端順序連接有BOG加熱器（12）、BOG壓縮機（13）、BOG緩沖罐（14）和尾氣壓縮機（15），BOG緩沖罐（14）的出口端與富氮氣管道（4）的入口端之間連接有燃料氣緩沖罐（16），

所述的管道I（5）的出口端與洗滌塔（3）的上端入口A連接，洗滌塔（3）的下端入口B與設置在氣液混合相冷劑管道（7）上的C處出口和氣液混合相冷劑管道（7）的出口端連接，且C處出口和氣液混合相冷劑管道（7）之間分別連接有調節閥a（24）和調節閥b（25），

所述的氣液混合相冷劑管道（7）的入口端到氣相冷劑管道I（8）的入口端順序連接有MR入口分離器（17）、MR壓縮機（18）、MR末級冷卻器（19）和MR末級分離器（20），MR末級分離器（20）的出口端F與液相冷劑管道I（10）的入口端連接，

它還包括MR上部分離器（21）和MR下部分離器（22），氣相冷劑管道I（8）的出口端與MR上部分離器（21）的入口端K連接，MR上部分離器（21）的出口端H與氣相冷劑管道II（9）的入口端連接，氣相冷劑管道II（9）的出口端與MR下部分離器（22）的入口端K連接，MR下部分離器（22）的出口端H和出口端J均與氣液混合相冷劑管道（7）的出口端連接，所述的MR上部分離器（21）的出口端J與液相冷劑管道II（11）的入口端連接，液相冷劑管道II（11）的出口端與調節閥c（26）的一端連接，調節閥c（26）的另一端與氣液混合相冷劑管道（7）連通，所述的液相冷劑管道I（10）的出口端與調節閥d（27）的一端連接，調節閥d（27）的另一端與氣液混合相冷劑管道（7）連通。

2.根據權利要求1所述的一種天然氣高效脫氮的裝置，其特征在于：所述的LNG貯槽（2）的出口端與BOG加熱器（12）的入口端之間連接有調節閥e（28）。

3.根據權利要求1所述的一種天然氣高效脫氮的裝置，其特征在于：所述的BOG緩沖罐（14）的出口端與燃料氣緩沖罐（16）的入口端之間連接有調節閥f（29）。

4.根據權利要求1所述的一種天然氣高效脫氮的裝置，其特征在于：所述的洗滌塔（3）的上端入口A與管道I（5）的出口端之間連接有調節閥h（30）。

5.根據權利要求1所述的一種天然氣高效脫氮的裝置，其特征在于：所述的洗滌塔（3）的頂部與富氮氣管道（4）的出口端之間連接有調節閥k（31）。

6.根據權利要求1~5所述的任意一項所述的一種天然氣高效脫氮的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、氣相冷劑和液相冷劑的制備，向MR入口分離器（17）的入口端F通入烴類有機物，MR入口分離器（17）將烴類有機物分離成氣態和液態烴并經MR壓縮機（18）壓縮后進入MR末級冷卻器（19）內，氣態烴和液態烴經MR末級冷卻器（19）冷凝后制得氣相冷劑和液相冷劑，從而實現了氣相冷劑和液相冷劑的制備；?

S2、液相冷劑進入MR末級分離器（20）進行分離，分離后的液相冷劑進入液相冷劑管道I（10），并經調節閥d（27）節流后制得溫度為-50℃~-60℃的液相冷劑并進入氣液混合相冷劑管道（7）；

S3、氣相冷劑進入MR末級分離器（20）進行分離，分離后的氣相冷劑進入氣相冷劑管道I（8），并進入MR上部分離器（21），氣相冷劑被MR上部分離器（21）分離成氣相冷劑A和液相冷劑B；

S4、分離后的液相冷劑B經MR上部分離器（21）的出口端J進入液相冷劑管道II（11），液相冷劑管道II（11）從換熱器（1）流出經調節閥c（26）節流后制得溫度為-100℃~-120℃的液相冷劑B，并進入氣液混合相冷劑管道（7）；

S5、分離后的氣相冷劑A經MR上部分離器（21）的出口端H進入氣相冷劑管道II（9），氣相冷劑A從換熱器（1）中流出進入MR下部分離器（22），氣相冷劑A被MR下部分離器（22）分離成氣相冷劑C和液相冷劑D；

S6、分離后的氣相冷劑C和液相冷劑D分別經MR下部分離器（22）的出口端H和出口端J進入氣液混合相冷劑管道（7）中，氣液混合相冷劑管道（7）中氣液混合相冷劑從換熱器（1）抽出，氣液混合相冷劑依次經MR入口分離器（17）、MR壓縮機（18）、MR末級冷卻器（19）和MR末級分離器（20）進入換熱器（1）內，從而實現了給換熱器（1）提供冷量；

S7、LNG的制備，向管道II（6）中通入天然氣，天然氣在換熱器（1）內被返流冷流預冷、液化并過冷，溫度為-100~-120℃的天然氣和-150~-160℃的天然氣分別從管道II（6）的出口C和出口B流出，且分別經調節閥a（24）和調節閥b（25）節流后進入洗滌塔（3）內，在洗滌塔（3）內，天然氣與氮氣換熱、換質后在塔底制得氮含量小于1.5%的LNG，制得的LNG經調節閥m（23）節流后進入LNG貯槽（2）中，從而實現了氮含量小于1.5%的LNG；

S8、富氮氣的處理，在洗滌塔（3）內產生的富氮氣經調節閥k（31）返回到富氮氣管道（4）中，富氮氣被天然氣和氣液混合相冷劑復熱至常溫后進入燃料氣緩沖罐（16）中作為燃料氣；

S9、BOG尾氣的處理，在LNG貯槽（2）內產生的BOG尾氣依次經BOG加熱器（12）、BOG壓縮機（13）和BOG緩沖罐（14）后分成了兩股BOG尾氣，其中一部分BOG尾氣進入燃料氣緩沖罐（16）內作為燃料氣，另一部分BOG尾氣經尾氣壓縮機（15）壓縮后進入管道I（5）內，BOG尾氣被返流冷流預冷、液化并過冷后進入洗滌塔（3），從而實現了BOG尾氣的處理。