[發(fā)明專利]采用冷能輕烴回收的LNG冷能梯級(jí)利用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711167384.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107940893A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐文靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川金英科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F25J1/00
• 分類號(hào): F25J1/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LNG冷能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是采用冷能輕烴回收的LNG冷能梯級(jí)利用方法。

背景技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，世界石油價(jià)格高漲，能源和電力成本大幅度提高，在中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的形式下，節(jié)約能源、提高能源利用率已經(jīng)刻不容緩。LNG作為清潔高效的能源，受到世界各國(guó)的青睞，由此也帶來(lái)了LNG工業(yè)的迅速發(fā)展(年均20％的增長(zhǎng)速度)。

LNG是由低污染天然氣經(jīng)過(guò)脫酸、脫水處理，通過(guò)低溫工藝?yán)鋬鲆夯傻蜏?-162℃)的液體混和物，其密度大約增加600倍，以利于長(zhǎng)距離運(yùn)輸。每生產(chǎn)一噸LNG的動(dòng)力及公用設(shè)施耗電量約為850kw·h，而在LNG接收站，一般又需將LNG通過(guò)汽化器汽化后使用，汽化時(shí)放出很大的冷量，其值大約為830kJ/kg，這種冷量包括液態(tài)天然氣的汽化潛熱和氣態(tài)天然氣從儲(chǔ)存溫度復(fù)溫到環(huán)境溫度的顯熱。如果直接讓液化天然氣在環(huán)境中蒸發(fā)，吸收環(huán)境的熱量升溫，不僅會(huì)使LNG攜帶的冷能白白地浪費(fèi)掉，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成冷污染。

近年來(lái)，我國(guó)已在LNG的生產(chǎn)、運(yùn)輸和應(yīng)用等領(lǐng)域取得了卓越的成果。2009年，中國(guó)進(jìn)口液化天然氣553.2萬(wàn)噸，增長(zhǎng)65.8％，占當(dāng)年中國(guó)液化氣進(jìn)口總量的57.1％，比重較2008年提高了1個(gè)百分點(diǎn)。2010年中國(guó)進(jìn)口天然氣逾100億立方米，其中包括約600萬(wàn)噸液化天然氣。預(yù)計(jì)2015年中國(guó)LNG進(jìn)口將超過(guò)2000萬(wàn)噸，2020年還會(huì)成倍增長(zhǎng)。

LNG在我國(guó)的大規(guī)模發(fā)展應(yīng)用已經(jīng)勢(shì)不可擋，研究LNG冷能的利用方法，使其在多領(lǐng)域達(dá)到實(shí)用化的程度，在降低環(huán)境污染、應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的前提下，提升整個(gè)LNG產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有重要的意義。目前我國(guó)LNG冷能的利用還沒(méi)有得到推廣，由于LNG冷能自身的衍生性，決定了這種能源的開(kāi)發(fā)和利用還面臨許多技術(shù)轉(zhuǎn)換問(wèn)題。目前，在LNG冷能利用方面存在冷能利用效率低、損大的現(xiàn)象，致使LNG所攜帶的大部分冷能沒(méi)有得到合理利用。

目前部分梯級(jí)冷能利用工藝的設(shè)計(jì)缺乏有力的理論論證，或者理論與實(shí)際利用存在脫節(jié)，僅僅從能量角度研究LNG冷能的梯級(jí)利用，而忽略了LNG冷能能質(zhì)的高低，導(dǎo)致在實(shí)際的利用中LNG利用工藝的冷效率很低，存在LNG冷能沒(méi)有得到合理、充分利用的現(xiàn)象，對(duì)于較低溫位段內(nèi)的高品質(zhì)冷能用于對(duì)冷能品位要求低的工藝中，致使冷能利用效果明顯降低。

梯級(jí)冷能利用工藝雖然已經(jīng)被提出，其仍然未能夠從根本上解決LNG冷能利用效率不高、經(jīng)濟(jì)效益低的問(wèn)題。

(exergy)的定義為：物質(zhì)或物流由給定狀態(tài)經(jīng)過(guò)可逆過(guò)程變化到與給定的環(huán)境基準(zhǔn)相平衡所做的最大理論功。LNG冷能主要是因?yàn)長(zhǎng)NG與周?chē)h(huán)境存在溫度不平衡引起的溫度差以及由于壓力不平衡引起的壓力差。是衡量冷能大小和品質(zhì)的重要指標(biāo)，即用于指出某指定狀態(tài)下所給定能量中能夠做出的最大理論功的部分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種優(yōu)化配置、提高了LNG冷量回收率、節(jié)約能源的采用冷能輕烴回收的LNG冷能梯級(jí)利用方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：采用冷能輕烴回收的LNG冷能梯級(jí)利用方法，它包括以下步驟：

S1、利用LNG冷能進(jìn)行輕烴回收；

S2、利用完成輕烴回收后的LNG冷能進(jìn)行油田伴生氣凝液回收或制取液化CO₂及干冰或低溫粉碎廢舊橡膠；

S3、利用完成油田伴生氣凝液回收或制取CO₂及干冰或低溫粉碎廢舊橡膠后的LNG冷能進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)制冷或海水淡化

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明在滿足不同用戶操作特性的前提下，安排冷能在多個(gè)用戶間的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)了冷能的梯級(jí)利用。根據(jù)各種冷能利用工藝對(duì)溫位的需求，制定了三級(jí)利用方案，提高了LNG冷量回收率，減少LNG的汽化費(fèi)用，對(duì)節(jié)約能源、提高能源利用效率具有重要意義。

附圖說(shuō)明

圖1為利用LNG冷能進(jìn)行輕烴回收的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為利用LNG冷能進(jìn)行油田伴生氣凝液回收的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為利用LNG冷能制取液化CO₂及干冰的結(jié)構(gòu)示意圖

圖4為利用LNG冷能低溫粉碎廢舊橡膠的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5為冷凍倉(cāng)庫(kù)的梯級(jí)利用流程圖

圖6為利用LNG冷能進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)制冷的結(jié)構(gòu)示意圖

圖7為采用冷媒直接接觸冷凍法利用LNG冷能進(jìn)行海水淡化的結(jié)構(gòu)示意圖

圖8為L(zhǎng)NG冷能梯級(jí)利用第一種方案框架圖

圖9為L(zhǎng)NG冷能梯級(jí)利用第二種方案框架圖

圖10為L(zhǎng)NG冷能梯級(jí)利用第三種方案框架圖