[發(fā)明專利]一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810607852.5
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108731381B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃勇;宋光紅;冼祥發(fā);鐘志良;李瑩珂;田靜;郭建;王剛;王科;鄭春來;龍海洋;田東民;劉順劍;白宇恒;劉玉潔;劉祎飛;馬少峰;肖普朝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油工程建設(shè)有限公司
• 主分類號: F25J3/06
• 分類號: F25J3/06;F25J5/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

1.一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝裝置，其特征在于：包括主換熱器、脫氮塔、氦-氮分離塔、甲烷回收塔、回流罐和氦液化器，所述主換熱器與脫氮塔連接，所述脫氮塔的氣相出口依次與主換熱器、氦-氮分離塔連接，所述脫氮塔的液相出口與主換熱器連接，所述氦-氮分離塔的氣相出口與氦液化器連接，所述氦-氮分離塔的液相出口與甲烷回收塔連接，所述甲烷回收塔的氣相出口依次與氦液化器、回流罐連接，所述甲烷回收塔的液相出口依次與主換熱器、氦-氮分離塔連接，所述回流罐的氣相出口與主換熱器連接，所述回流罐的液相出口與甲烷回收塔連接；所述主換熱器與混合冷劑壓縮機、水冷器和節(jié)流閥組成混合冷劑制冷循環(huán)系統(tǒng)；所述主換熱器與氮氣壓縮機、水冷器和節(jié)流閥組成氮氣制冷循環(huán)系統(tǒng)；所述主換熱器與氦氣壓縮機、水冷器、節(jié)流閥和氦液化器組成氦氣開式制冷循環(huán)系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝裝置，其特征在于：從主換熱器的原料天然氣出口中抽出兩股，一股進入脫氮塔塔底的重沸器，一股進入甲烷回收塔塔底的重沸器，其余原料氣返回主換熱器 中冷卻冷凝后再出主換熱器 ，然后與從脫氮塔塔底和甲烷回收塔塔底的重沸器中出來的兩股天然氣混合后進入脫氮塔中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝裝置，其特征在于：所述混合冷劑制冷循環(huán)系統(tǒng)的混合冷劑壓縮機出口、水冷器、主換熱器、節(jié)流閥、主換熱器、混合冷劑壓縮機入口依次連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝裝置，其特征在于：所述氮氣制冷循環(huán)系統(tǒng)的氮氣壓縮機出口、水冷器、主換熱器、節(jié)流閥、主換熱器、氮氣壓縮機入口依次連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝裝置，其特征在于：所述氦氣開式制冷循環(huán)系統(tǒng)的氦氣壓縮機出口、水冷器、主換熱器、氦液化器、節(jié)流閥、氦液化器、主換熱器、氦氣壓縮機入口依次連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝裝置，其特征在于：所述氦液化器、節(jié)流閥、液氦儲罐、氦液化器依次連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝裝置，其特征在于：所述脫氮塔、氦-氮分離塔和甲烷回收塔為板式塔或填料塔。

8.一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝方法，其特征在于：包括如下步驟：

含氮氣、氦氣的原料天然氣經(jīng)過主換熱器4被冷卻至約-65℃時,從中抽出兩股，一股作為脫氮塔塔底的重沸器加熱熱源，一股作為甲烷回收塔塔底的重沸器加熱熱源，其余原料氣繼續(xù)在主換熱器 中冷卻冷凝至約-123.6℃后與出重沸器的兩股天然氣混合，然后經(jīng)節(jié)流降壓至1.6MPa、-127.5℃后進入脫氮塔中進行精餾，其中：

從脫氮塔底部流出的-113.7℃的液相物流進入主換熱器中被過冷至-158℃，然后經(jīng)節(jié)流降壓進入LNG儲罐；從脫氮塔頂部流出的氣相物流送至主換熱器中繼續(xù)冷凝冷卻至約-178℃后從塔底進入氦-氮分離塔，其中：

從氦-氮分離塔頂部流出的氣相物流送至氦氣開式制冷循環(huán)系統(tǒng)的氦液化器中，與經(jīng)過主換熱器預(yù)冷后的氦氣一起在氦液化器中冷卻冷凝，然后一部分經(jīng)過節(jié)流閥降壓后作為制冷劑返回氦液化器中，另一部分經(jīng)過節(jié)流閥節(jié)流至常壓后作為液氦產(chǎn)品進入液氦儲罐儲存，液氦儲罐中的氦氣閃蒸氣返回氦氣開式制冷循環(huán)系統(tǒng)的氦液化器中；從氦-氮分離塔底部流出的-174℃的液相物流進入甲烷回收塔進行精餾，回收其中的甲烷。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種液化天然氣聯(lián)產(chǎn)液氦的工藝方法，其特征在于：從甲烷回收塔塔頂出來的氣相物流經(jīng)過氦液化器冷卻冷凝后，進入回流罐進行兩相分離，其中：液相通過回流泵返回甲烷回收塔，富氮氣相返回主換熱器復(fù)熱回收冷量后直接放空；從甲烷回收塔塔底出來的-135℃的液相，通過泵送返回主換熱器中進行過冷至-185℃，然后作為吸收液從上部進入氦-氮分離塔。