[發明專利]一種混合制冷劑的回收、回注工藝及裝置

有效

• 申請號: 201510249328.1
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104913554B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 張生;何振勇;鄭忠英;張曉哲;寇偉偉;韓金潮;閆利華;王志國
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司
• 主分類號: F25B45/00
• 分類號: F25B45/00;F25J1/02
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11394
• 代理人: 唐曙暉,劉明芳

技術領域

本發明涉及一種混合制冷劑的回收、回注工藝及裝置，具體涉及天然氣液化裝置中用于混合制冷劑液化裝置停車或調整制冷劑配比時回收、回注混合制冷劑的工藝及裝置。

背景技術

天然氣液化裝置采用的天然氣液化流程有幾種不同的型式，以制冷方式分，可有以下三種方式：級聯式液化流程，混合制冷劑液化流程，帶膨脹機的液化流程。級聯式液化流程能耗最低，但動設備多，操作比較復雜；帶膨脹機的液化流程存在能耗大、操作相對復雜等缺點；混合制冷劑液化流程優點是能耗小，動設備少，在基本負荷型液化裝置和調峰型液化裝置中應用均較為普遍。但混合制冷劑液化流程存在制冷劑輕組分回收困難、變工況適應能力差等問題。通常裝置停車時，無法回收的制冷劑組分放空送入火炬，造成極大浪費，本發明提出了一種混合制冷劑回收工藝，以解決制冷劑回收困難、液化裝置變工況適應能力差的問題。

發明內容

本發明提供了一種用于混合制冷劑液化裝置停車或調整制冷劑配比時回收、回注混合制冷劑的工藝及可實現混合制冷劑回收、回注的裝置，適用于混合制冷劑液化裝置停車或調整混合制冷劑配比時將制冷劑循環系統，即冷箱和制冷劑壓縮機中的混合制冷劑回收；天然氣在冷箱中完成液化，冷箱中的換熱部件為板翅式換熱器。

通常，液化裝置正常運行時，工藝過程包括天然氣液化過程和混合制冷劑循環：

天然氣液化過程：原料天然氣首先進入板翅式換熱器的換熱通道中進行預冷，被冷卻至-30℃～-60℃(例如-40℃～-50℃)后進入重烴分離器進行氣液分離，由重烴分離器V-1底部分離出的液體為重烴，由重烴分離器頂部分離出的氣相流股繼續進入板翅式換熱器的換熱通道，并在其中被冷卻至-130℃～-166℃(例如-140℃～-150℃)，得到液化天然氣即LNG；

混合制冷劑循環：混合制冷劑進入制冷劑壓縮機，增壓至1.2～5.4MPa(例如1.5～5.0MPa，絕對壓力)，經冷卻、氣液分離后，氣相制冷劑經管路進入板翅式換熱器的換熱通道，自該換熱通道的末端引出進入第一節流閥節流至0.2～0.8MPa(例如0.4～0.6MPa)后進入板翅式換熱器的返流通道為其提供冷量，然后返回制冷劑壓縮機入口；液相制冷劑進入板翅式換熱器的換熱通道，自該換熱通道的末端引出進入第二節流閥節流至0.2～0.8MPa(例如0.4～0.6MPa)后進入板翅式換熱器的返流通道為其提供冷量，然后返回制冷劑壓縮機入口。

本發明的用于混合制冷劑液化裝置停車或調整制冷劑配比時回收、回注混合制冷劑的工藝包括：

在板翅式換熱器中增加專門用于回收混合制冷劑的換熱通道，在液化裝置停車時或調整制冷劑配比時，出制冷劑壓縮機的氣相制冷劑流經板翅式換熱器的專門用于回收混合制冷劑的換熱通道之后被液化，出該換熱通道的制冷劑經過節流閥節流降壓至0.2～0.8MPa(例如0.4～0.6MPa)，節流之后的液相進入制冷劑中間罐中儲存，氣相自制冷劑中間罐的氣相出口進入板翅式換熱器的返流通道而返回制冷劑壓縮機的入口，經制冷劑壓縮機增壓后重新進入專門用于回收混合制冷劑的換熱通道重復上述過程(即，液化、節流)；出制冷劑壓縮機的液相儲存于制冷劑壓縮機分液罐或者自制冷劑壓縮機分液罐的液相出口進入一個單獨設置的常溫制冷劑回收罐中儲存；

液化裝置重新開車或調整制冷劑配比結束時，通過在制冷劑壓縮機分液罐氣相出口設置的分支管路，將制冷劑中間罐中的制冷劑重新注入制冷劑循環系統中；此時制冷劑壓縮機已啟動，經制冷劑壓縮機增壓的氣相制冷劑經節流后進入引射器，作為動力氣體，將制冷劑中間罐中的液相引射進入引射器中，二者混合后經由板翅式換熱器的返流通道進入制冷劑壓縮機入口，由此制冷劑中間罐中的制冷劑被重新注入制冷劑循環系統中。

本發明另外提供了一種可實現制冷劑回收、回注的天然氣液化裝置，該裝置包括制冷劑壓縮機，與制冷劑壓縮機依次相連的制冷劑壓縮機冷卻器和制冷劑壓縮機分液罐，冷箱，其換熱部件為板翅式換熱器，重烴分離器，制冷劑中間罐，第一、第二、第三、第四節流閥，以及引射器；

板翅式換熱器的第一換熱通道連接重烴分離器，重烴分離器的頂部氣相端連接板翅式換熱器的第二換熱通道的入口端，第二換熱通道的出口端連接LNG產品儲罐；

制冷劑壓縮機分液罐液相端經板翅式換熱器的第三換熱通道后連接至第二節流閥的一端，第二節流閥的另一端連接板翅式換熱器的第五換熱通道后再連接到制冷劑壓縮機入口；