[實用新型]一種丙烷預冷雙氮膨脹制冷天然氣提粗氦聯產LNG的裝置

有效

• 申請號: 202223282096.4
• 申請日: 2022-12-08
• 公開（公告）號: CN218764248U
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 鄧昊天;馬國光;周明杰;劉璐
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: F25J3/00
• 分類號: F25J3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種丙烷預冷雙氮膨脹制冷天然氣提粗氦聯產LNG的裝置，包括天然氣冷卻單元、丙烷預冷單元、一級氮氣膨脹制冷單元、二級氮氣膨脹制冷單元和天然氣提粗氦聯產LNG單元。天然氣冷卻單元，冷卻提氦前的天然氣。丙烷預冷單元，節流后的丙烷把冷量提供給冷箱Ⅰ。一級氮氣膨脹單元，膨脹后的氮氣把冷量依次提供給冷箱Ⅲ和冷箱Ⅱ。二級氮氣膨脹單元，膨脹后的氮氣把冷量依次提供給二級提氦塔塔頂、冷箱Ⅳ、冷箱Ⅲ和冷箱Ⅱ。天然氣提粗氦聯產LNG單元，一級提氦塔將大部分天然氣液化，液化的天然氣在冷箱Ⅳ獲得過冷溫度，二級提氦塔將剩余的天然氣液化，并且得到濃度相對較高的氦氣。本裝置涉及工藝簡單，效果顯著。

技術領域

本實用新型涉及天然氣回收氦氣和天然氣液化技術領域，具體涉及一種用于天然回收氦氣聯產LNG的裝置。

背景技術

隨著科技和經濟的發展，氦氣變得越來越重要。氦氣是一種稀缺的戰略資源，被廣泛應用在太空探索、國防工業、低溫超導和其他高科技領域。

氦氣主要從含氦天然氣中提取。集成氦氣提取法是氦氣提取法中的一種，旨在聯合多種氦氣提取技術，例如和天然氣加工工藝結合。為了提高氦氣的回收率和純度，降低氦氣提取成本，多將天然氣提氦技術與天然氣液化技術相結合。

傳統天然氣低溫提取氦氣工藝需要的低溫條件可通過天然氣自膨脹、氮氣膨脹等方法產生。作為單一的氦氣提取工藝，它具有能耗高、投資高等缺點。目前，它被廣泛使用在天然氣液化技術中，但是級聯式制冷工藝投資高，混合制冷劑制冷工藝的工藝復雜性非常高。當與氦氣提取過程相結合時，兩種制冷方法不可避免地會導致過程的復雜性。LNG技術中常用的制冷方法多種多樣，無法更好地滿足天然氣提氦和LNG聯合生產。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種丙烷預冷雙氮膨脹制冷天然氣提粗氦聯產LNG的裝置，以克服上述背景技術中提到的現有技術中存在的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

本實用新型涉及一種丙烷預冷雙氮膨脹制冷天然氣提粗氦聯產LNG的裝置，包括天然氣冷卻單元，丙烷預冷單元，一級氮氣膨脹制冷單元、二級氮氣膨脹制冷單元和天然氣提粗氦聯產LNG單元。

所述天然氣冷卻單元：包括冷箱Ⅰ和冷箱Ⅱ。

所述丙烷預冷單元：包括丙烷壓縮機、水冷器Ⅰ和節流閥Ⅰ。

所述一級氮氣膨脹制冷單元：包括氮氣壓縮機Ⅰ、水冷器Ⅱ、膨脹機膨脹端Ⅰ和膨脹機壓縮端Ⅰ。

所述二級氮氣膨脹制冷單元：包括氮氣壓縮機Ⅱ、水冷器Ⅲ、膨脹機膨脹端Ⅱ和膨脹機壓縮端Ⅱ。

所述天然氣提粗氦聯產LNG單元：包括冷箱Ⅲ、冷箱Ⅳ、一級提氦塔、二級提氦塔、一級提氦塔塔頂冷凝器、一級提氦塔塔底再沸器、二級提氦塔塔頂冷凝器、二級提氦塔塔底再沸器和節流閥Ⅱ。

所述冷箱Ⅱ與一級提氦塔塔底再沸器相連，一級提氦塔塔底再沸器與冷箱Ⅲ相連，冷箱Ⅲ與一級提氦塔相連；一級提氦塔塔底管道與冷箱Ⅳ相連，一級提氦塔塔頂管道與二級提氦塔塔底再沸器相連，二級提氦塔塔底再沸器與冷箱Ⅳ相連，冷箱Ⅳ與二級提氦塔相連。

所述天然氣首先經冷箱Ⅰ預冷、冷箱Ⅱ把預冷后的天然氣溫度降低，并作為一級提氦塔塔底再沸器的熱源，再進入冷箱Ⅲ降溫后進入一級提氦塔。

所述一級提氦塔塔頂氣作為二級提氦塔塔底再沸器的熱源，再進入冷箱Ⅳ降低溫度，再進入二級提氦塔。

所述一級提氦塔塔底液態天然氣經節流降壓降溫后作為一級提氦塔塔頂冷凝器的冷源，再進入冷箱Ⅳ獲得過冷溫度，得到液化天然氣(LNG)。

所述二級提氦塔塔頂粗氦經過二級提氦塔塔頂冷凝器冷凝，再把冷量依次提供給冷箱Ⅳ、冷箱Ⅲ、冷箱Ⅱ和冷箱Ⅰ。所述二級提氦塔塔底液相為液化天然氣(LNG)。