混合冷剂内循环方法、天然气液化方法及液化装置的制造方法_2

文档序号:9920733阅读:来源:国知局
个装置的安全性、可靠性及降低设备布置难度及开车难度。
[0013] 为解决上述技术问题,本发明用于液化天然气的混合冷剂内循环方法的技术解决 方案为:
[0014] 第一步,溫度21 ±4 °C,压力2.5±0.化ar的混合冷剂进入冷剂压缩机分离罐10,在 冷剂压缩机分离罐10内分离可能存在的液相;
[0015] 第二步,混合冷剂经管线进入一级冷剂压缩机12,经一级冷剂压缩机12进行一级 压缩;经过一级压缩后的混合冷剂经管线进入压缩机级间冷却器14,由压缩机级间冷却器 14冷却至33±6°C,之后经管线进入混合冷剂级间分离罐16进行混合冷剂的气液分离;
[0016] 第Ξ步,混合冷剂级间分离罐16中的气相冷剂经管线进入二级冷剂压缩机18,由 二级冷剂压缩机18进行二级压缩;经过二级压缩后的混合冷剂经管线进入混合冷剂高压冷 凝器20,由混合冷剂高压冷凝器20冷却至33 ±6°C;之后经管线进入混合冷剂高压冷凝罐 22,在混合冷剂高压冷凝罐22中进行混合冷剂的二次气液分离;混合冷剂级间分离罐16中 的液相冷剂经管线进入冷箱50中的板翅式换热器的液相冷剂预冷通道28,液相冷剂在液相 冷剂预冷通道28内被预冷至-38°C~-45°C、压力16 ± ^ar下出冷箱50,经液相冷剂J-T阀30 节流至2.8±0.4bar,然后经管线返回冷箱50中的板翅式换热器的重冷剂返流通道32,升 溫、气化吸热后与来自低压冷剂返流通道37的返流冷剂相混合;
[0017] 第四步,混合冷剂高压冷凝罐22中的液相冷剂流经压力调节阀24后,压力降至17 ~20bar,然后与来自压缩机级间冷却器14的冷剂混合后,经管线再次进入混合冷剂级间分 离罐16进行分离;混合冷剂高压冷凝罐22中的气相冷剂经管线进入冷箱50中的板翅式换热 器的高压冷剂预冷通道52,经高压冷剂预冷通道52被预冷至-152±4°C,后通过气相冷剂J- T阀35节流至3.3 ±0.3bar后,经管线返回冷箱50中的板翅式换热器的低压冷剂返流通道 37,升溫、气化吸热后与来自重冷剂返流通道32出口端的低压返流重冷剂混合,经管线返回 冷剂压缩机分离罐10,完成混合冷剂的热力循环过程。
[0018] 所述混合冷剂包括甲烧、氮气、乙締或乙烧、丙烷、正下烧;其中,各组分的摩尔含 量为:甲烧15~40%,氮气1~13%,乙締20~40%,丙烷15~35%,正下烧15~35%。
[0019] 本发明还提供一种采用混合冷剂内循环方法的天然气液化方法,其技术解决方案 为,包括W下步骤:
[0020] 第一步,天然气的预处理;
[0021] 第二步,天然气的气液相分离;
[0022] 使经过预处理的天然气在溫度35±4°C、压力42±4bar的条件下进入冷箱50中的 板翅式换热器的天然气预冷通道41,天然气在天然气预冷通道41内被预冷至-50~-70°C, 然后进入重控分离罐43,在重控分离罐43内进行天然气的气液相分离;
[0023] 第Ξ步,天然气的气液相处理;
[0024] 使重控分离罐43内的液相天然气从重控分离罐43底部流出;
[0025] 使重控分离罐43内的气相天然气从重控分离罐43顶部流出,进入冷箱50中的板翅 式换热器的天然气液化过冷通道45,在天然气液化过冷通道45内被进一步冷却、液化及过 冷至溫度-152 + 4 °C、压力41 +化ar;之后经压力调节阀47降压至1.1 ± 0.化ar后,流出液化 装置。
[0026] 本发明还提供一种混合冷剂两路节流的单循环天然气液化装置,其技术解决方案 为:
[0027] 包括冷箱50,冷箱50中设置有板翅式换热器,板翅式换热器具有相互独立的天然 气预冷通道41、天然气液化过冷通道45、重冷剂返流通道32、低压冷剂返流通道37、液相冷 剂预冷通道28、高压冷剂预冷通道52;所述天然气预冷通道41的出口端通过管线连接重控 分离罐43的入口;重控分离罐43的顶部出口通过管线连接所述天然气液化过冷通道45的入 口端,天然气液化过冷通道45的出口端通过管线连接压力调节阀47的入口端;所述低压冷 剂返流通道37出口端的管线与重冷剂返流通道32出口端的管线汇合后通过管线连接冷剂 压缩机分离罐10;冷剂压缩机分离罐10的顶部通过管线连接一级冷剂压缩机12的入口; 一 级冷剂压缩机12的出口通过管线连接压缩机级间冷却器14的入口,压缩机级间冷却器14的 出口端的管线与压力调节阀24出口端的管线汇合后通过管线连接混合冷剂级间分离罐16 的入口;混合冷剂级间分离罐16的顶部出口通过管线连接二级冷剂压缩机18的入口,二级 冷剂压缩机18的出口通过管线连接混合冷剂高压冷凝器20的入口,混合冷剂高压冷凝器20 的出口通过管线连接混合冷剂高压冷凝罐22的入口;混合冷剂级间分离罐16的底部出口通 过管线连接液相冷剂预冷通道28的入口端,液相冷剂预冷通道28的出口端通过管线连接液 相冷剂J-T阀30的入口端,液相冷剂J-T阀30的出口端通过管线连接重冷剂返流通道32的入 口端;混合冷剂高压冷凝罐22的顶部出口通过管线连接高压冷剂预冷通道52的入口端,高 压冷剂预冷通道52的出口端通过管线连接气相冷剂J-T阀35的入口端,气相冷剂J-T阀35的 出口端通过管线连接低压冷剂返流通道37的入口端;混合冷剂高压冷凝罐22的底部出口通 过管线连接压力调节阀24的入口端;从而使重冷剂返流通道32、低压冷剂返流通道37、液相 冷剂预冷通道28及高压冷剂预冷通道52形成一冷剂循环系统;冷剂循环系统内采用混合冷 剂作为液化循环的工质。
[002引所述一级冷剂压缩机12的入口吸气的热力学状态为溫度2 0 ± 5 °C,压力2.5 ± 0.5bar; -级冷剂压缩机12的排气压力为17~20bar。
[00巧]所述二级冷剂压缩机18的排气压力为37~42bar。
[0030] 所述压缩机级间冷却器14的冷却形式为水冷、空冷、蒸发式空冷或混合式。
[0031] 所述混合冷剂高压冷凝器20的冷却形式为水冷、空冷、蒸发式空冷或混合式。
[0032] 所述压力调节阀47的出口端通过管线连接LNG储存单元。
[0033] 所述冷箱50为膨胀珍珠岩保冷冷箱。
[0034] 本发明可W达到的技术效果是:
[0035] 本发明通过改进的混合冷剂组成及液化系统参数的优化,可W在提高液化装置热 效率、降低单位产品功耗的同时省去了通常的单循环混合冷剂天然气液化装置中必备的混 合冷剂累,即简化装置配置(降低CAPEX)的同时也节省了运行成本(降低0PEX)。
[0036] 本发明利用两段节流单循环混合冷剂回路,有助于解决现有的单回路混合冷剂整 体循环工艺液化装置开车可能出现的换热器"淹没"及可能的可靠性下降等缺点,提高了装 置的安全性、可操作性及在线率。由于省去了多台对安装条件及运行工况要求苛刻的冷剂 多级离屯、累,减少了动设备台数,装置布置方面可W更加简洁紧凑,使得该发明在设备布 置、安装空间受限的装置(如海上浮式LNG装置等)方面具有独特的优势。
[0037] 本发明在冷箱内板翅式换热器的热端设立单独的一级"重冷剂"节流,运就从根本 上杜绝了高压气液相冷剂进入冷箱后在主换热器内同一通道混合运一问题,使得多数的重 冷剂无需进入换热器冷端深冷部分,同时结合冷剂组分优化,可W使得冷剂换热曲线在换 热器热端也更好的匹配热流体曲线。其意义在于,通过主冷箱换热器热端部分的直接的调 节手段即独立的冷箱换热器通道及单独的J-T阀与冷剂组分调整相结合,可W在降低主压 缩机功耗的同时(冷剂压缩机功耗节省2% W上)省去所有的冷剂累(包括级间累及增压 累),因而各个累及所有与其相连接的控制回路、管路及管件等全部省去,各累所消耗的用 电消耗也全部省去。同时由于来自冷剂累的液化控泄露点等不在存在,装置的安全性也得 到改善。运些对全工厂的安全高效生产、提高经济效益、节约资源等都具有重要意义。
【附图说明】
[0038] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0039] 图1是现有技术单回路混合冷剂整体循环液化工艺的流程示意图;
[0040] 图2是本发明混合冷剂两路节流的单循环天然气液化装置的示意图。
[0041] 图中附图标记说明:
[0042] 10为冷剂压缩机分离罐,
[0043] 11为第一管线, 12为一级冷剂压缩机,
[0044] 13为第一非低溫管线, 14为压缩机级间冷却器,
[0045] 15为第二管线, 16为混合冷剂级间分离罐,
[0046] 17为第一常溫管线, 18为二级冷剂压缩机,
[0047] 19为第二非低溫管线, 20为混合冷剂高压冷凝器,
[004引21为第二常溫管线, 22为混合冷剂高压冷凝罐,
[0049] 23为第Ξ常溫管线, 24为压力调节阀,
[00加]25为第Ξ管线, 26为第四管线,
[0051 ] 27为第四常溫管线, 28为液相冷剂预冷通道,
[0052] 29为第一低溫管线, 30为液相冷剂J-T阀,
[0053] 31为第二低溫管线, 32为重冷剂返流通道,
[0054] 33为第五常溫管线, 34为第Ξ低溫管线,
[0055] 35为气相冷剂J-T阀, 36为第四低溫管线,
[0056] 37为低压冷剂返流通道, 38为第六常溫管线,
[0057] 39为第屯常溫管线, 40为第八常溫管线,
[005引41为天然气预冷通道, 42为第五管线,
[0059] 43为重控分离罐, 44为第五低溫管线,
[0060] 45为天然气液化过冷通道,46为第六低溫管线,
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