[發明專利]一種基于三循環混合冷劑的天然氣液化方法及裝置

在審

• 申請號: 201911302571.X
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110953841A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 肖榮鴿;高旭;吳剛;孫樂園;張宴瑋;姚培芬
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;C10L3/10
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 徐云俠

1.一種基于三循環混合冷劑的天然氣液化方法，其特征在于，該方法用于將預處理的天然氣與第一混合冷劑、第二混合冷劑、第三混合冷劑分別在板翅式換熱器中換熱，其特征在于，具體包括如下過程：

(1)第一混合冷劑循環

按體積分數計，將高壓第一混合冷劑經第一板翅式換熱器(1)冷卻后進行分流，其中的44％繼續經第二板翅式換熱器(2)冷卻至-31℃～-29℃后，節流降壓為低壓氣流，返回至所述第二板翅式換熱器(2)汽化為其提供冷量，再進行壓縮；剩余56％直接降壓為低壓氣流后與所述44％部分混合，進入所述第一板翅式換熱器(1)汽化為其提供冷量，壓縮后冷卻至初始狀態；

所述第一混合冷劑由C₂H₆、C₃H₈、n-C₄H₁₀組成；

(2)第二混合冷劑循環

將高壓第二混合冷劑依次經過所述第一板翅式換熱器(1)、所述第二板翅式換熱器(2)及第三板翅式換熱器(4)逐級冷卻至-89℃～-87℃后，節流降壓為低壓氣流，返回所述第三板翅式換熱器(4)汽化為其提供冷量，再壓縮后冷卻至初始狀態；

所述第二混合冷劑由CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₃H₈組成；

(3)第三混合冷劑循環

將高壓第三混合冷劑依次經過所述第一板翅式換熱器(1)、所述第二板翅式換熱器(2)、所述第三板翅式換熱器(4)及第四板翅式換熱器(12)逐級冷卻至-159℃～-161℃后，節流降壓為低壓氣流，返回所述第四板翅式換熱器(12)汽化為其提供冷量，再壓縮后冷卻至初始狀態；

所述第三混合冷劑由CH₄、C₂H₄、N₂組成；

(4)LNG與NGL流路

將預處理的天然氣經所述第一板翅式換熱器(1)冷卻至-31℃～-29℃后，分離為氣相物流和液相物流；

其中，氣相物流按體積分數計分流為兩股物流，其中40％經所述第三板翅式換熱器(4)冷卻至-89℃～-87℃后，降壓為低壓氣流，進入脫甲烷塔；剩余60％直接降壓為低壓氣流，進入所述脫甲烷塔；

液相物流按體積分數計分流為兩股物流，其中40％經所述第三板翅式換熱器(4)繼續冷卻至-51℃～-49℃后，降壓為低壓物流，進入脫甲烷塔；剩余60％直接降壓為低壓物流，進入脫甲烷塔；

其中，所述氣相物流及所述液相物流的不同部分均進入所述脫甲烷塔的不同塔板層進料口；

從脫甲烷塔塔頂流出的物流加壓后，依次經所述第三板翅式換熱器(4)及所述第四板翅式換熱器(12)逐級冷卻至-159℃～-161℃，降壓為低壓物流后，分離為氣相物流與液相物流；

其中，所述第一混合冷劑循環、所述第二混合冷劑循環、所述第二混合冷劑循環與所述LNG與NGL流路同時進行。

2.根據權利要求1所述的基于三循環混合冷劑的天然氣液化方法，其特征在于，所述高壓第一混合冷劑的循環高壓為1.7MPa～1.8MPa；所述高壓第二混合冷劑的循環高壓為2.8MPa～2.9MPa；所述高壓第三混合冷劑的循環高壓為2.9MPa～3.0MPa。

3.根據權利要求2所述的基于三循環混合冷劑的天然氣液化方法，其特征在于，所述高壓第一混合冷劑的44％部分經節流閥節流降壓至0.19MPa～0.21MPa后，再返回所述第二板翅式換熱器(2)汽化為其提供冷量，剩余56％直接降壓至0.19MPa～0.21MPa后與44％部分混合，進入所述第一板翅式換熱器(1)汽化為其提供冷量；所述高壓第二混合冷劑經節流閥節流降壓至0.23MPa～0.25MPa后，再返回所述第三板翅式換熱器(4)汽化為其提供冷量；所述高壓第三混合冷劑經節流閥節流降壓至0.24MPa～0.26MPa后，再返回所述第四板翅式換熱器(12)汽化為其提供冷量。

4.根據權利要求1所述的基于三循環混合冷劑的天然氣液化方法，其特征在于，所述脫甲烷塔為30層理論塔板，塔板數編號從上到下。