[實(shí)用新型]利用含空氣瓦斯制取LNG的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520731974.7
• 申請(qǐng)日: 2015-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN204944041U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐小勤;丁勝軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中科瑞奧能源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): F25J3/02
• 分類號(hào): F25J3/02
• 代理公司: 北京惟誠致遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11536
• 代理人: 王慧鳳;呂品

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及液化天然氣工業(yè)，特別是涉及一種利用含空氣瓦斯制取LNG的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

液化天然氣(簡(jiǎn)稱LNG)是天然氣(簡(jiǎn)稱NG)經(jīng)壓縮、冷卻至其沸點(diǎn)(-161.5℃左右，與組分有關(guān))后形成的液態(tài)天然氣，主要成分是甲烷。其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625，其無色、無味、無毒且無腐蝕性，廣泛應(yīng)用于石油化工、電力、城市燃?xì)夂推囘\(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。使用LNG作為清潔能源，具有明顯的環(huán)境效益及社會(huì)效益。以LNG取代燃油后可以減少90％的二氧化硫排放和80％的氮氧化物排放，環(huán)境效益十分明顯。

CNG即壓縮天然氣(CompressedNaturalGas，簡(jiǎn)稱CNG)是天然氣加壓并以氣態(tài)儲(chǔ)存在容器中形成的。壓縮天然氣可以由油田及天然氣田里的天然氣經(jīng)壓縮形成。

瓦斯是在已經(jīng)進(jìn)行煤礦開采的礦井下進(jìn)行抽采的氣體，也稱煤層氣。這種方式抽采出來的瓦斯甲烷含量較低，通常在30％～70％之間。甲烷是潔凈能源和優(yōu)質(zhì)的化工原料，從瓦斯中分離提純甲烷對(duì)于擴(kuò)展和提高瓦斯的有效利用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值具有重要的意義。我國瓦斯產(chǎn)地分散，單井產(chǎn)量低，大部分開采的瓦斯中甲烷濃度低并含氧，在處理過程中容易產(chǎn)生爆炸，必須有安全、經(jīng)濟(jì)的分離技術(shù)才能充分合理利用。

目前出現(xiàn)了多種在低濃度瓦斯中提純制天然氣的技術(shù)。例如公開號(hào)為CN101922850A和CN101929788A的專利分別公開了一種利用含空氣瓦斯制取液化天然氣的方法和利用利用含空氣瓦斯制取液化天然氣的裝置，該方法和裝置采用混合冷劑自身的復(fù)疊制冷循環(huán)，將凈化后的原料液化分離，得到LNG產(chǎn)品。上述現(xiàn)有技術(shù)存在一些缺點(diǎn)：原料氣中甲烷含量波動(dòng)較大，難免影響液化工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，采用MRC復(fù)疊制冷循環(huán)在裝置調(diào)整過程中不能同時(shí)滿足產(chǎn)品純度和回收率的要求；含空氣瓦斯在凈化后，溫度壓力較高，含有飽和水量較大，干燥單元能耗較高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠獨(dú)立調(diào)整天然氣產(chǎn)品和收率的同時(shí)，降低整個(gè)工藝流程的功耗，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行的利用含空氣瓦斯制取LNG的系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的利用含空氣瓦斯制取LNG的系統(tǒng)，包括主流程系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，所述主流程系統(tǒng)沿原料氣流動(dòng)方向依次包括過濾器、原料氣壓縮機(jī)、水冷器、凈化單元、預(yù)冷單元、干燥單元、主換熱器和精餾塔，所述精餾塔的塔底設(shè)置有再沸器以及冷凝液出口，所述精餾塔的塔頂設(shè)置有塔頂分離器以及氮氧尾氣出口，所述制冷系統(tǒng)包括用于為主換熱器提供冷量并為再沸器提供熱量的混合冷劑循環(huán)系統(tǒng)以及為精餾塔提供冷量的氮循環(huán)系統(tǒng)，以使精餾塔內(nèi)的原料氣中的部分甲烷冷凝成液體從冷凝液出口排出，原料氣中的甲烷和氮氧尾氣從氮氧尾氣出口排出。

本實(shí)用新型的利用含空氣瓦斯制取LNG的系統(tǒng)，其中，所述混合冷劑循環(huán)系統(tǒng)沿混合冷劑流動(dòng)方向依次包括混合冷劑平衡罐、用于對(duì)混合冷劑平衡罐輸出的混合冷劑壓縮的混合冷劑壓縮機(jī)、冷卻器、氣液分離器，所述氣液分離器的氣相混合冷劑出口通過第一管路連通于所述再沸器的氣相混合冷劑入口，所述再沸器的氣相混合冷劑出口通過第二管路與第一節(jié)流閥連通，所述氣相混合冷劑為再沸器提供熱量，所述氣液分離器的液相混合冷劑出口通過第三管路與第二節(jié)流閥連通，被所述第一節(jié)流閥、第二節(jié)流閥分別節(jié)流降溫后的混合冷劑匯合后通過第四管路回流至混合冷劑平衡罐，所述混合冷劑在混合冷劑壓縮機(jī)與混合冷劑平衡罐之間循環(huán)，第一管路、第二管路、第三管路、第四管路分別經(jīng)過所述主換熱器，所述第一管路、第三管路中的混合冷劑在所述主換熱器中冷卻，所述第二管路、第四管路中的混合冷劑在所述主換熱器中提供冷量。

本實(shí)用新型的利用含空氣瓦斯制取LNG的系統(tǒng)，其中，所述氮循環(huán)系統(tǒng)沿氮冷卻劑的流動(dòng)方向依次包括氮?dú)馄胶夤蕖⒂糜趯?duì)氮?dú)馄胶夤掭敵龅牡獨(dú)鈮嚎s的氮?dú)鈮嚎s機(jī)、對(duì)氮?dú)饫鋮s的氮冷卻器、用于使氮?dú)夤?jié)流降溫為液氮的第三節(jié)流閥，所述氮冷卻器通過第五管路連通所述第三節(jié)流閥，所述第三節(jié)流閥的出口連通于所述精餾塔的氮入口，所述精餾塔的氮出口通過第六管路連通于所述氮?dú)馄胶夤薜娜肟冢允挂旱谒鼍s塔中提供冷量后轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)獠⒂傻诹苈坊亓髦恋獨(dú)馄胶夤蓿谖骞苈贰⒌诹苈贩謩e經(jīng)過所述主換熱器，所述第五管路中的氮?dú)庠谒鲋鲹Q熱器中冷卻，所述第六管路中的氮?dú)庠谒鲋鲹Q熱器中提供冷量。

本實(shí)用新型的利用含空氣瓦斯制取LNG的系統(tǒng)，其中，第六管路上安裝有用于清除氧的氮?dú)鈨艋瘑卧龅獨(dú)鈨艋瘑卧挥谒鲋鲹Q熱器與氮?dú)馄胶夤拗g。