[發明專利]一種極寒地區天然氣液化裝置及方法

在審

• 申請號: 201810461024.5
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108613478A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 黃勇;宋光紅;郭建;王剛;鄭春來;李瑩珂;田靜;梁春燕;劉玉潔;劉順劍;王科鈔;劉凌鈞;尚龍;肖普朝
• 申請（專利權）人: 中國石油工程建設有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

1.一種極寒地區天然氣液化裝置，其特征在于：包括乙烷液化制冷系統和甲烷過冷制冷系統；所述乙烷液化制冷系統包括依次連接的乙烷壓縮機、乙烷空氣冷卻器、乙烷凝液收集罐、高壓乙烷蒸發器、中壓乙烷蒸發器、低壓乙烷蒸發器和低低壓乙烷蒸發器；所述甲烷過冷制冷系統包括依次連接的天然氣過冷器、甲烷壓縮機和甲烷空氣冷卻器；來自外部凈化天然氣管道和來自甲烷空氣冷卻器的甲烷管道均依次與高壓乙烷蒸發器、中壓乙烷蒸發器、低壓乙烷蒸發器和低低壓乙烷蒸發器連接。

2.根據權利要求1所述的一種極寒地區天然氣液化裝置，其特征在于：所述高壓乙烷蒸發器、中壓乙烷蒸發器、低壓乙烷蒸發器和低低壓乙烷蒸發器的蒸發乙烷出口接入乙烷壓縮機。

3.根據權利要求2所述的一種極寒地區天然氣液化裝置，其特征在于：在乙烷凝液收集罐和高壓乙烷蒸發器之間設置一級J-T閥。

4.根據權利要求3所述的一種極寒地區天然氣液化裝置，其特征在于：在高壓乙烷蒸發器和中壓乙烷蒸發器之間設置二級J-T閥。

5.根據權利要求4所述的一種極寒地區天然氣液化裝置，其特征在于：在中壓乙烷蒸發器和低壓乙烷蒸發器之間設置三級J-T閥。

6.根據權利要求5所述的一種極寒地區天然氣液化裝置，其特征在于：在低壓乙烷蒸發器和低低壓乙烷蒸發器之間設置四級J-T閥。

7.根據權利要求1所述的一種極寒地區天然氣液化裝置，其特征在于：所述高壓乙烷蒸發器、中壓乙烷蒸發器、低壓乙烷蒸發器、低低壓乙烷蒸發器和天然氣過冷器集成為一個板翅式換熱器或管殼式換熱器。

8.一種極寒地區天然氣液化方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)乙烷液化制冷系統直接將天然氣和甲烷冷卻至約-85℃：

來自乙烷凝液收集罐的15℃液態乙烷經一級J-T閥節流，壓力降至1.626MPa.g后進入高壓乙烷蒸發器，對天然氣和甲烷進行冷卻；高壓乙烷蒸發器的液態乙烷經二級J-T閥節流，壓力降至0.731MPa.g后進入中壓乙烷蒸發器，對天然氣和甲烷進行冷卻；中壓乙烷蒸發器的液態乙烷通過三級J-T閥節流，壓力降至0.236MPa.g后進入低壓乙烷蒸發器，對天然氣和甲烷進行冷卻，低壓乙烷蒸發器的液態乙烷通過四級J-T閥節流，壓力降至0.105MPa.a后進入低低壓乙烷蒸發器，對天然氣和甲烷進行冷卻至-85℃并液化；

2)甲烷過冷制冷系統為天然氣和甲烷自身過冷提供冷量：

甲烷將乙烷液化制冷系統已液化的天然氣通過天然氣過冷器過冷至-156℃，過冷后的天然氣節流后溫度降至-160℃，進入LNG儲罐儲存；同時，制冷劑甲烷在天然氣過冷器中冷卻到-156℃后出天然氣過冷器，然后通過節流閥降溫降壓至-160℃和260kPa.a，然后返回天然氣過冷器，為天然氣和自身過冷提供冷量。

9.根據權利要求8所述的一種極寒地區天然氣液化方法，其特征在于：高壓乙烷蒸發器、中壓乙烷蒸發器、低壓乙烷蒸發器和低低壓乙烷蒸發器蒸發的乙烷均回到乙烷壓縮機增壓至3.72MPa.g后經過乙烷空氣冷卻器空冷至15℃，進入乙烷凝液收集罐儲存。

10.根據權利要求8所述的一種極寒地區天然氣液化方法，其特征在于：節流后的甲烷出天然氣過冷器的溫度為-88℃，然后直接進入甲烷壓縮機增壓，增壓完成后通過甲烷空氣冷卻器空冷，然后進入乙烷液化制冷循環。