[發明專利]天然氣壓力差能量回收-制備LNG 系統及工藝

在審

• 申請號: 201610063898.6
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105698005A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 侯奕
• 申請（專利權）人: 侯奕
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01;F17D3/10
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 郭亞芳

技術領域

本發明屬于能量轉換與回收技術領域，具體涉及一種天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統及工藝。

背景技術

天然氣由地下開采出以后具有較高壓力，通常在數MPa到數十MPa之間。天然氣管道是目前天然氣應用過程中輸送天然氣的最主要手段。天然氣管道包括高壓天然氣干線和低壓天然氣支線，傳統高壓天然氣干線、低壓天然氣支線間的輸送供氣過程具體如下：高壓天然氣經過高壓天然氣干線進入調壓裝置進行節流壓力調節，將高壓天然氣降壓變成低壓天然氣，當壓力符合低壓天然氣支線的天然氣壓力輸送工藝要求時，該天然氣進入低壓天然氣支線，從而完成天然氣管網間的輸送供氣。

然而，在上述過程中高壓天然氣與低壓天然氣間的壓力能量差被白白損失，而沒有得到回收利用，從而造成巨大的能量浪費。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種能有效回收高壓天然氣與低壓天然氣間的壓力能量差的天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統及工藝。

本發明所采用的技術方案為：

一種天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統，設置在高壓天然氣干線和低壓天然氣支線之間，其特征在于，包括換熱裝置、膨脹機單元和氣液分離裝置；

所述換熱裝置的進氣端與所述高壓天然氣干線的出氣端連通設置，用以對高壓天然氣進行換熱預冷后形成低溫高壓天然氣；

所述膨脹機單元的進氣端與所述換熱裝置的出氣端連通設置，用以對所述低溫高壓天然氣進行膨脹降壓后形成液化天然氣和低溫低壓天然氣的混合物；

所述氣液分離裝置的進氣端與所述膨脹機單元的出氣端連通設置，用以將所述液化天然氣和低溫低壓天然氣的混合物進行分離后分別得到液化天然氣和低溫低壓天然氣；

所述低溫低壓天然氣經預熱后通入所述低壓天然氣支線。

在所述高壓天然氣干線和所述換熱裝置之間還連通設置凈化裝置，所述凈化裝置包括脫水單元和脫二氧化碳單元，用以對高壓天然氣進行脫水和脫二氧化碳后形成干澡凈化的高壓天然氣，之后再將干燥凈化的高壓天然氣通入所述換熱裝置。

所述低溫低壓天然氣通入所述換熱裝置，以利用所述高壓天然氣對所述低溫低壓天然氣進行預熱。

所述膨脹機單元為單級膨脹機。

所述膨脹機單元包括串聯設置的一級膨脹機和二級膨脹機。

所述一級膨脹機和二級膨脹機均為向心渦輪膨脹機。

與所述氣液分離裝置的液化天然氣輸出端連接設置冷能回收單元。

與所述膨脹機單元的動力輸出端連接設置發電機組。

一種基于所述系統的天然氣壓力差能量回收工藝，包括如下步驟：

S1：先利用所述換熱裝置對高壓天然氣進行換熱預冷，形成低溫高壓天然氣；

S2：再利用所述膨脹機單元對步驟S1所述低溫高壓天然氣進行膨脹降壓后形成液化天然氣和低溫低壓天然氣的混合物；

S3：之后利用所述氣液分離裝置將步驟S2所述液化天然氣和低溫低壓天然氣的混合物進行分離，分別得到液化天然氣和低溫低壓天然氣；

S4：將步驟S3所述低溫低壓天然氣進行預熱后得到低壓天然氣。

本發明的有益效果為：

本發明所述的天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統，設置在高壓天然氣干線和低壓天然氣支線之間，并包括依次連接設置的換熱裝置、膨脹機單元和氣液分離裝置，從而先利用換熱裝置對高壓天然氣進行換熱預冷后形成低溫高壓天然氣，再利用所述膨脹機單元對所述低溫高壓天然氣進行膨脹降壓后形成液化天然氣和低溫低壓天然氣的混合物，之后利用所述氣液分離裝置對所述液化天然氣和低溫低壓天然氣的混合物進行分離后分別得到液化天然氣和低溫低壓天然氣，最后將所述低溫低壓天然氣進行預熱后通入所述低壓天然氣支線；由此可見，本發明所述的天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統能夠實現對天然氣壓力差能量進行充分回收的同時，還直接在管網中制備得到液化天然氣(LNG)和低壓天然氣，有效解決現有技術中必須借助外界壓縮制冷功耗才能制備得到LNG，存在功耗較大的問題，從而本發明提供了一種直接、簡單、低成本的制備LNG的系統。

附圖說明

圖1是本發明實施例1提供的天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例2提供的天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統的結構示意圖；

圖3是本發明實施例3提供的天然氣壓力差能量回收-制備LNG系統的結構示意圖。