[發(fā)明專利]一種二氧化碳預(yù)冷單級氮膨脹的小型天然氣液化系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810635230.3
• 申請日: 2018-06-24
• 公開（公告）號: CN108731375A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋睿;崔夢夢;汪堯;鄭立傅;彭珈筠
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種二氧化碳預(yù)冷單級氮膨脹的小型天然氣液化系統(tǒng)，包括：二氧化碳膨脹預(yù)冷循環(huán)、氮?dú)馀蛎浿评溲h(huán)以及天然氣液化模塊。所述二氧化碳膨脹預(yù)冷循環(huán)通過二氧化碳兩級增壓冷卻、預(yù)冷及膨脹制冷依次為第一級冷卻器、二氧化碳換熱器提供冷量并實(shí)現(xiàn)循環(huán)；氮?dú)馀蛎浿评溲h(huán)通過氮?dú)鈨杉墘嚎s冷卻、預(yù)冷、膨脹降溫依次為第二級冷卻器、第一級冷卻器提供冷量并實(shí)現(xiàn)循環(huán)；天然氣液化模塊在第一級冷卻器實(shí)現(xiàn)預(yù)冷，除去重?zé)N后在第二級冷卻器得以進(jìn)一步降溫，經(jīng)過節(jié)流閥降壓和氣液分離得到液化天然氣。本發(fā)明采用非碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭档土俗鳂I(yè)風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)構(gòu)簡單、流程緊湊，對邊際天然氣的液化回收有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣液化領(lǐng)域，具體而言，涉及一種二氧化碳預(yù)冷單級氮膨脹的小型天然氣液化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

邊際天然氣的回收利用可有效降低氣體放空量，減少環(huán)境污染，增加天然氣生產(chǎn)能力。由于遠(yuǎn)離已建天然氣管道或管道建設(shè)并不經(jīng)濟(jì)，小型天然氣液化系統(tǒng)是邊際天然氣的有效回收方式之一。邊際氣田產(chǎn)量較低、經(jīng)濟(jì)收益小、抗風(fēng)險(xiǎn)能力差，小型天然氣液化系統(tǒng)對流程操作簡便性、安全性及經(jīng)濟(jì)性的要求更為迫切。

混合冷劑液化流程和氮膨脹液化流程是小型天然氣液化系統(tǒng)的主要形式。盡管混合冷劑流程能耗較低，混合制冷劑的合理配比是生產(chǎn)管理中的難點(diǎn)，制冷劑組分需與來氣條件、工況條件相匹配，流程操作復(fù)雜；采用碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭b置布置不利于流程的緊湊設(shè)計(jì)；此外，混合冷劑通過冷凝、蒸發(fā)和節(jié)流膨脹產(chǎn)生冷量，其相態(tài)在流程中可能處于氣相、液相或兩相區(qū)，海水流動引起的平臺晃蕩會導(dǎo)致制冷劑在管段或設(shè)備中的分配并不均勻，顯著影響換熱效率，流程對海上使用的適應(yīng)性差。氮膨脹流程無碳?xì)渲评鋭┨幚砗蛢Υ嫘枨螅鞒叹o湊性和生產(chǎn)安全性得到保障；流程循環(huán)過程中制冷劑始終處于氣相，平臺晃蕩對換熱效率的影響程度較小；流程操作簡單、啟停方便，滿足了小型天然氣液化系統(tǒng)對生產(chǎn)安全性、流程緊湊性和操作簡便性的要求，但該流程的能耗較高。

綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)未考慮小型天然氣液化系統(tǒng)對陸上撬裝和海上使用的綜合適應(yīng)性，在流程緊湊性、生產(chǎn)安全性、操作簡便性和能耗上均存在不同程度的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種二氧化碳預(yù)冷單級氮膨脹的小型天然氣液化系統(tǒng)。該發(fā)明以非碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭档土俗鳂I(yè)風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)構(gòu)簡單、流程緊湊，對邊際天然氣的液化回收有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種二氧化碳預(yù)冷單級氮膨脹的小型天然氣液化系統(tǒng)，包括：二氧化碳膨脹預(yù)冷循環(huán)、氮?dú)馀蛎浿评溲h(huán)以及天然氣液化模塊，其中：

所述二氧化碳膨脹預(yù)冷循環(huán)通過二氧化碳兩級增壓冷卻、預(yù)冷及膨脹制冷為第一級冷卻器、二氧化碳換熱器提供冷量并實(shí)現(xiàn)循環(huán)；

所述氮?dú)馀蛎浿评溲h(huán)通過氮?dú)鈨杉墘嚎s冷卻、預(yù)冷、膨脹降溫依次為第二級冷卻器、第一級冷卻器提供冷量并實(shí)現(xiàn)循環(huán)；

所述天然氣液化模塊在第一級冷卻器實(shí)現(xiàn)預(yù)冷，通過初級分離器脫除重?zé)N，其中液相經(jīng)過第一級節(jié)流閥節(jié)流降溫后返回第一級冷卻器提供冷量，氣相進(jìn)入第二級冷卻器進(jìn)一步降溫，經(jīng)過第二級節(jié)流閥過冷后進(jìn)入二級分離器，其氣相依次返回第二級冷卻器、第一級冷卻器復(fù)熱，液相即為產(chǎn)品液化天然氣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明所述的一種二氧化碳預(yù)冷單級氮膨脹的小型天然氣液化系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、流程緊湊；與膨脹式流程相比，比功耗大幅度下降；以非碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭哂袩o毒、無刺激性、無燃燒性及爆炸性的優(yōu)點(diǎn)，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；采用單一介質(zhì)作為制冷劑分別實(shí)現(xiàn)預(yù)冷和制冷功能，無制冷劑配比問題，降低了流程作業(yè)復(fù)雜度；同時(shí)，制冷劑在運(yùn)行過程始終處于氣相，受平臺晃動影響較小，可用于海上平臺液化使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種二氧化碳預(yù)冷單級氮膨脹的小型天然氣液化系統(tǒng)的工藝流程圖。