[發(fā)明專利]一種基于板翅式換熱器的大型天然氣液化系統(tǒng)及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810082983.6
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108444211B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 李秋英;花亦懷;尹全森;常心潔;陳杰
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海石油氣電集團有限責任公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;F28D9/00;F28F3/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;何家鵬

本發(fā)明涉及一種基于板翅式換熱器的大型天然氣液化系統(tǒng)及工藝，該系統(tǒng)包括預冷高壓換熱器、預冷中壓換熱器和預冷低壓換熱器，預冷高壓換熱器、預冷中壓換熱器和預冷低壓換熱器均內置浸泡式板翅換熱器芯體；所述預冷高壓換熱器、預冷中壓換熱器和預冷低壓換熱器中熱器芯體的內部流道順次連接形成用于流經(jīng)天然氣的天然氣預冷通道、用于流經(jīng)乙烯的乙烯預冷通道和用于流經(jīng)甲烷的甲烷預冷通道。預冷段換熱器的外部浸泡殼體采用臥式放置，液化段換熱器的外部浸泡殼體采用立式放置。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于板翅式換熱器的大型天然氣液化系統(tǒng)及工藝。

背景技術

板翅式換熱器目前廣泛應用于中小型天然氣液化領域，技術成熟。液化過程中天然氣及熱流冷劑通常自上而下流經(jīng)換熱器流道，而冷流冷劑則自下而上返流與天然氣及熱流冷劑換熱。冷流冷劑的液相在板翅流道內壓降較大，其主要依靠氣相夾帶作用向上流動，操作工況改變時極易發(fā)生氣相無法完全夾帶液相的情況，導致冷箱底部積液，影響整個液化工廠的正常運行。天然氣處理規(guī)模較大時，需要多個板翅式換熱器芯體串/并聯(lián)，而并聯(lián)工況下各換熱器芯體內的流動均布問題至今未得到有效解決，而且板翅式換熱器內液相流體流動對晃動工況較為敏感，應用于大型及浮式平臺上的天然氣液化領域，仍面臨較大的技術挑戰(zhàn)。專利號ZL201610108041.1對目前常規(guī)板翅式換熱器結構進行了優(yōu)化設計，開發(fā)出了一種新型板翅式換熱器結構：浸泡式板翅換熱器。該類型板翅式換熱器對氣體處理規(guī)模適應性強，可應用于大型天然氣液化工廠。目前的中小型天然氣液化工藝的設計主要是針對常規(guī)的板翅式換熱器結構設計的，而針對新型浸泡式板翅換熱器結構所設計的液化工藝比較少見。為此本發(fā)明提供一種基于浸泡式板翅換熱器的天然氣液化工藝。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于板翅式換熱器的大型天然氣液化系統(tǒng)及工藝，該系統(tǒng)和工藝為針對浸泡式板翅換熱器的應用所設計開發(fā)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種基于板翅式換熱器的大型天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于：包括預冷高壓換熱器、預冷中壓換熱器和預冷低壓換熱器，所述預冷高壓換熱器、預冷中壓換熱器和預冷低壓換熱器均內置有浸泡式板翅換熱器芯體；所述預冷高壓換熱器、預冷中壓換熱器和預冷低壓換熱器中浸泡式板翅換熱器芯體的內部流道分別流經(jīng)天然氣、乙烯和甲烷；所述預冷高壓換熱器的冷劑進口與預冷冷劑緩沖罐的出口連接，所述預冷冷劑緩沖罐的進口通過壓縮機后冷卻器與預冷冷劑壓縮機的出口連接；所述預冷高壓換熱器的冷劑出口與所述預冷中壓換熱器的冷劑進口連接，所述預冷中壓換熱器的冷劑出口與所述預冷低壓換熱器的冷劑進口連接；所述預冷高壓換熱器、預冷中壓換熱器、預冷低壓換熱器分別通過氣相回流管路與所述預冷冷劑壓縮機的高壓段、中壓段、低壓段連接；所述乙烯預冷通道的出口通過乙烯省煤器與乙烯高壓換熱器的冷劑進口連接，所述乙烯高壓換熱器的冷劑出口通過所述乙烯省煤器與乙烯中壓換熱器的冷劑進口連接，所述乙烯中壓換熱器的冷劑出口與所述乙烯低壓換熱器的冷劑進口連接，所述乙烯高壓換熱器的氣相冷劑出口通過所述乙烯省煤器與乙烯壓縮機的高壓段連接，所述乙烯中壓換熱器的氣相冷劑出口通過所述乙烯省煤器與所述乙烯壓縮機的中壓段連接，所述乙烯低壓換熱器的氣相冷劑出口通過所述乙烯省煤器與所述乙烯壓縮機的低壓段連接；所述乙烯壓縮機的出口通過乙烯壓縮機后冷卻器與所述乙烯預冷通道的進口連接；所述乙烯高壓換熱器、乙烯中壓換熱器和乙烯低壓換熱器均采用浸泡式板翅換熱器，所述天然氣預冷通道的出口與所述乙烯高壓換熱器的浸泡式板翅換熱器芯體內部流道連接，所述乙烯高壓換熱器的浸泡式板翅換熱器芯體內部流道與所述乙烯中壓換熱器的浸泡式板翅換熱器芯體內部流道連接；所述乙烯中壓換熱器的浸泡式板翅換熱器芯體內部流道的出口與重烴分離器的進口連接，所述重烴分離器的一個出口用于排出重烴，另一出口與所述乙烯低壓換熱器的浸泡式板翅換熱器芯體內部流道連接，所述乙烯低壓換熱器的浸泡式板翅換熱器芯體內部流道的出口通過甲烷省煤器與天然氣高壓氣液分離器的進口連接，所述天然氣高壓氣液分離器的液相出口與天然氣中壓氣液分離器的進口連接，所述天然氣中壓氣液分離器的液相出口與天然氣低壓氣液分離器的進口連接；所述天然氣高壓氣液分離器的氣相出口通過所述甲烷省煤器與甲烷壓縮機的高壓段連接，所述天然氣中壓氣液分離器的氣相出口通過所述甲烷省煤器與所述甲烷壓縮機的中壓段連接，所述天然氣低壓氣液分離器的氣相出口通過所述甲烷省煤器與所述甲烷壓縮機的低壓段連接；所述甲烷壓縮機的出口通過甲烷壓縮機后冷卻器與所述甲烷預冷通道的進口連接；所述甲烷預冷通道的出口通過所述甲烷省煤器與所述乙烯低壓換熱器的浸泡式板翅換熱器芯體內部流道連接；在所述預冷高壓換熱器的冷劑進口與預冷冷劑緩沖罐之間、所述預冷高壓換熱器的冷劑出口與所述預冷中壓換熱器的冷劑進口之間、所述預冷中壓換熱器的冷劑出口與所述預冷低壓換熱器的冷劑進口之間、所述乙烯預冷通道的出口與乙烯省煤器之間、所述乙烯省煤器與所述乙烯高壓換熱器的冷劑進口之間、所述乙烯省煤器與所述乙烯中壓換熱器的冷劑進口之間、所述乙烯中壓換熱器的冷劑出口與所述乙烯低壓換熱器的冷劑進口之間、所述甲烷省煤器與所述天然氣高壓氣液分離器的進口之間、所述天然氣高壓氣液分離器的液相出口與所述天然氣中壓氣液分離器之間、所述天然氣中壓氣液分離器的液相出口與所述天然氣低壓氣液分離器之間分別設置有節(jié)流閥。