[發(fā)明專利]一種天然氣高效脫氮的裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410462945.5
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104293404A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹衛(wèi)華;文向南
• 申請（專利權(quán)）人: 成都深冷液化設(shè)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(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣低溫脫氮的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種天然氣高效脫氮的裝置及其方法。

背景技術(shù)

目前用于天然氣液化裝置的原料氣主要有常規(guī)天然氣（油氣藏）和非常規(guī)天然氣（煤層氣、頁巖氣等），各種天然氣中至少含一種或多種不易液化的輕組分，比如氮、氧、氬、氫和氦等。在天然氣液化過程中，若不將這些組分脫除，將導(dǎo)致液化能耗增加、LNG熱值降低，且給LNG的貯存、輸運(yùn)帶來安全隱患。

因此，天然氣中輕組分的脫除在工業(yè)上越來越受到重視，同時(shí)深冷精餾法脫除以上輕組分具有脫除徹底、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。

美國專利US6758060B2描述了一種生產(chǎn)LNG過程中分離氮?dú)獾姆椒āＴ摲椒ú捎酶邏壕s塔和低壓精餾塔，各精餾塔均設(shè)置側(cè)沸器，同時(shí)低壓塔塔頂設(shè)置膨脹機(jī)為冷凝器提供冷凝。在高、低壓塔的塔底得到LNG，在低壓塔的塔頂?shù)玫郊淄楹啃∮?%的富氮?dú)狻?/p>

與之類似，中國發(fā)明專利CN201010561795描述了一種含氮甲烷氣脫氮至天然氣/液化天然氣的方法。該方法包括原料氣的預(yù)冷、高壓塔（下塔）精餾、低壓塔（上塔）提餾、產(chǎn)品氣復(fù)熱/混合制冷劑循環(huán)等步驟。在低壓塔（上塔）的頂部得到富氮?dú)狻⒗淠舭l(fā)器的底部得到LNG。

中國實(shí)用新型專利CN201320809869描述了一種天然氣液化聯(lián)產(chǎn)高純氮設(shè)備，該方法包括壓縮機(jī)、換熱器、脫氮精餾塔、制冷劑分離罐、液化天然氣儲(chǔ)罐及脫氮精餾塔再沸器、冷凝器和回流液分離罐等。在再沸器的底部得到LNG，在冷凝器的頂部得到高純氮。

以上描述的方法均需要設(shè)置塔頂冷凝器和塔底蒸發(fā)器，大大提高了天然氣液化裝置的能耗和復(fù)雜性，并降低了液化工廠的效益和競爭力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種生產(chǎn)成本低、能耗低、操作簡單、能夠獲得良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益、氮含量小于1.5%的LNG的天然氣高效脫氮的裝置及其方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種天然氣高效脫氮的裝置，它包括換熱器、LNG貯槽和洗滌塔，所述的換熱器內(nèi)設(shè)置有相互平行的富氮?dú)夤艿馈⒐艿繧、管道II、氣液混合相冷劑管道、氣相冷劑管道I、氣相冷劑管道II、液相冷劑管道I和液相冷劑管道II，所述的富氮?dú)夤艿赖某隹诙伺c洗滌塔的頂部連通，洗滌塔的底部與LNG貯槽連通，且洗滌塔的底部與LNG貯槽的入口端之間連接有調(diào)節(jié)閥m，LNG貯槽的出口端到管道I的入口端順序連接有BOG加熱器、BOG壓縮機(jī)、BOG緩沖罐和尾氣壓縮機(jī)，BOG緩沖罐的出口端與富氮?dú)夤艿赖娜肟诙酥g連接有燃料氣緩沖罐，

所述的管道I的出口端與洗滌塔的上端入口A連接，洗滌塔的下端入口B與設(shè)置在氣液混合相冷劑管道上的C處出口和氣液混合相冷劑管道的出口端連接，且C處出口和氣液混合相冷劑管道之間分別連接有調(diào)節(jié)閥a和調(diào)節(jié)閥b，

所述的氣液混合相冷劑管道的入口端到氣相冷劑管道I的入口端順序連接有MR入口分離器、MR壓縮機(jī)、MR末級冷卻器和MR末級分離器，MR末級分離器的出口端F與液相冷劑管道I的入口端連接，

它還包括MR上部分離器和MR下部分離器，氣相冷劑管道I的出口端與MR上部分離器的入口端K連接，MR上部分離器的出口端H與氣相冷劑管道II的入口端連接，氣相冷劑管道II的出口端與MR下部分離器的入口端K連接，MR下部分離器的出口端H和出口端J均與氣液混合相冷劑管道的出口端連接，所述的MR上部分離器的出口端J與液相冷劑管道II的入口端連接，液相冷劑管道II的出口端與調(diào)節(jié)閥c的一端連接，調(diào)節(jié)閥c的另一端與氣液混合相冷劑管道連通，所述的液相冷劑管道I的出口端與調(diào)節(jié)閥d的一端連接，調(diào)節(jié)閥d的另一端與氣液混合相冷劑管道連通。

所述的LNG貯槽的出口端與BOG加熱器的入口端之間連接有調(diào)節(jié)閥e。

所述的BOG緩沖罐的出口端與燃料氣緩沖罐的入口端之間連接有調(diào)節(jié)閥f。

所述的洗滌塔的上端入口A與管道I的出口端之間連接有調(diào)節(jié)閥h。

所述的洗滌塔的頂部與富氮?dú)夤艿赖某隹诙酥g連接有調(diào)節(jié)閥k。

一種天然氣高效脫氮的方法，它包括以下步驟：

S1、氣相冷劑和液相冷劑的制備，向MR入口分離器的入口端F通入烴類有機(jī)物，MR入口分離器將烴類有機(jī)物分離成氣態(tài)和液態(tài)烴并經(jīng)MR壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入MR末級冷卻器內(nèi)，氣態(tài)烴和液態(tài)烴經(jīng)MR末級冷卻器冷凝后制得氣相冷劑和液相冷劑，從而實(shí)現(xiàn)了氣相冷劑和液相冷劑的制備；?