[發明專利]一種利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統

在審

• 申請號: 202010598806.0
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111692837A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 徐鵬;王廣海;熊聯友;雷靈龍;湯建成;高金林;龔領會;趙光明
• 申請（專利權）人: 北京中科富海低溫科技有限公司;中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統，所述LNG生產裝置包括天然氣液化機構、LNG貯罐和第一BOG壓縮機，所述第一BOG壓縮機用于對來自LNG貯罐的BOG氣體進行壓縮，經第一BOG壓縮機壓縮后部分BOG氣體匯合到天然氣液化機構中進行再次液化；其特征在于，所述利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統包括：原料氣壓縮機、脫氫及干燥機構、低溫分離及深冷吸附機構、氦氣儲罐和催化脫氧裝置，原料氣壓縮機、脫氫及脫CO₂脫水干燥機構和低溫分離及深冷吸附機構依次設置于氦氣聯產路徑上，氦氣儲罐和催化脫氧裝置分別連接至低溫分離及深冷吸附機構，所述原料氣壓縮機用于對經所述第一BOG壓縮機壓縮后的另一部分BOG氣體進一步壓縮，所述脫氫及脫CO₂脫水干燥機構用于對所述原料氣壓縮機進一步壓縮的BOG氣體脫氫、脫CO₂干燥處理，所述低溫分離及深冷吸附機構用于對脫氫處理后的BOG氣體進行降溫、冷凝、吸附分離得到高純氦氣和提氦后BOG氣體，所述氦氣儲罐用于儲存高純氦氣，所述催化脫氧裝置用于對提氦后BOG氣體進行脫氧處理。

2.根據權利要求1所述的利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統，其特征在于，所述低溫分離及深冷吸附機構包括低溫冷凝分離機構和深冷吸附機構，所述低溫冷凝分離機構包括第一換熱器、第一氣液分離器、第二換熱器、第二氣液分離器、第三換熱器、第三氣液分離器、第四氣液分離器，粗氦提純管道依次連接第一換熱器的BOG入口、BOG出口，第一氣液分離器的BOG入口、BOG氣體出口，第二換熱器的BOG入口、BOG出口，第二氣液分離器的BOG入口、BOG氣體出口，第三換熱器的BOG入口、BOG出口，第三氣液分離器的BOG入口、粗氦氣出口，第一氣液分離器、第二氣液分離器、第三氣液分離器的冷凝液出口分別連通至第四氣液分離器的上部，所述第四氣液分離器的氣體出口用于排出氦回收循環氣、冷凝液出口連通至所述催化脫氧裝置；所述第三氣液分離器的粗氦氣出口連通所述深冷吸附機構。

3.根據權利要求1所述的利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統，其特征在于，所述低溫冷凝分離機構還包括液氮儲槽，所述液氮儲槽通過管路依次與第二換熱器和第一換熱器連通。

4.根據權利要求3所述的利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統，其特征在于，所述低溫冷凝分離機構還包括負壓液氮罐、液位調節閥、負壓液氮真空泵和液氮真空調節閥，所述液氮儲槽通過設置所述液位調節閥的管路與所述負壓液氮罐連通并用于為其提供液氮，負壓液氮罐底部的液氮出口與第三換熱器的液氮入口連通，第三換熱器的液氮出口與負壓液氮罐上部的液氮回流口連通，負壓液氮真空泵通過設置所述液氮真空調節閥的管路與所述負壓液氮罐頂端的抽真空口連通。

5.根據權利要求2所述的利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統，其特征在于，所述深冷吸附機構包括第一低溫吸附單元、第二低溫吸附單元和再生單元，第一低溫吸附單元包括第一低溫吸附塔以及分別設置于第一低溫吸附塔進氣側和出氣側的第一進氣閥門和第一出氣閥門，第二低溫吸附單元包括第二低溫吸附塔以及分別設置于第二低溫吸附塔進氣側和出氣側的第二進氣閥門和第二出氣閥門，所述第一進氣閥門和所述第二進氣閥門均連通所述第三氣液分離器的粗氦氣出口；再生單元包括第一截止閥門、第二截止閥門和加熱抽真空機構，所述加熱抽真空機構通過第一截止閥門連接至第一低溫吸附單元的出氣側，所述加熱抽真空機構通過第二截止閥門連接至第二低溫吸附單元的出氣側。

6.根據權利要求5所述的利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統，其特征在于，所述低溫分離及深冷吸附機構還包括低溫冷箱，所述第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器，第一氣液分離器、第二氣液分離器、第三氣液分離器、第四氣液分離器，第一吸附單元、第二吸附單元均設置于低溫冷箱內。

7.根據權利要求6所述的利用LNG生產裝置聯產氦氣的系統，其特征在于，所述第一出氣閥門所在的管路和第二出氣閥門所在的管路并聯后依次連通所述第三換熱器、第二換熱器和第一換熱器，所述第三換熱器、第二換熱器和第一換熱器用于依次對第一低溫吸附塔和第二低溫吸附塔排出的高純氦氣回溫。