CN101008545A - 一种用于天然气液化的新型ⅱ阶混合制冷工艺 - Google Patents
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Abstract
一种用于天然气液化的新型II阶混合制冷工艺是一种用于天然气液化的一种新工艺，它有两个独立的混合工质循环制冷系统及冷箱、节流阀、分离器、相连接的管线和检测控制仪器仪表组成；本发明不但流程较简、能耗低、易启停，而且更能适合我国国情，可使大型关键压缩机设备逐步国产化，且启动时对电网负荷影响相对变小。
Description
一、技术领域：本发明涉及一种天然气的液化方法，尤其是一种用于天然气液化的新型II阶混合制冷工艺。
二、背景技术：随着液化天然气工艺技术的不断进步，混合制冷工艺取到了很大改进，目前主要有阶式制冷工艺，此工艺的优点是，能够独立循环、负荷大小调整方便、易启动、易操作和混合制冷工艺流程简、设备少等；但是它又存在着一些问题，工艺流程复杂、设备多，混合制冷工艺难调节、难启停等缺点。
三、发明内容：本发明的目的是提供操作方便、安全可靠、能耗更低的一种用于天然气液化的新型II阶混合制冷工艺。它解决了阶式制冷工艺存在的问题，本发明的目的是这样实现的，其装置是由截止阀、节流阀、重烃分离罐、冷箱、II阶一级压缩机、II阶一级冷却器、II阶二级压缩机、II阶二级冷却器、I阶一级压缩机、I阶一级冷却器、I阶二级压缩机、I阶二级冷却器连接而成，截止阀的进口连接天然气管线，截止阀的出口连接冷箱进口，冷箱的出口与节流阀的进口连接，节流阀的出口与重烃分离罐连接，重烃分离罐的上部与冷箱的进口连接，冷箱的出口与节流阀的进口连接，节流阀的出口与LNG储罐连接。
II阶一级压缩机的出口与II阶一级冷却器进口连接，II阶一级冷却器的出口与II阶二级压缩机的进口连接，II阶二级压缩机的出口与II阶二级冷却器的进口连接，II阶二级冷却器的出口与冷箱的进口连接，冷箱的出口与节流阀的进口连接，节流阀的出口与冷箱进口连接，冷箱的出口与II阶一级压缩机的进口连接。
I阶一级压缩机的出口与I阶一级冷却器进口连接，I阶一级冷却器的出口与I阶二级压缩机的进口连接，I阶二级压缩机的出口与I阶二级冷却器的进口连接，I阶二级冷却器的出口与冷箱的进口连接，冷箱的出口与节流阀的进口连接，节流阀的出口与冷箱进口连接，冷箱的出口与I阶一级压缩机的进口连接。
天然气脱除杂质后进入冷箱吸收冷量，经节流阀、重烃分离罐、节流阀后在LNG储罐中得到LNG产品。
I阶混合制冷剂经压缩机压缩、水冷，进入冷箱预冷，节流后进入冷箱，释放冷量后回到压缩机入口；II阶混合制冷剂同样经压缩机压缩、水冷，进入冷箱预冷，节流后进入冷箱，释放冷量后回到压缩机入口。
工艺流程：原料气净化后通过截止阀进入冷箱，在预冷后出冷箱，经节流阀进入重烃分离罐，重烃分离罐上部气体再次进冷箱进行深冷，经节流阀节流降压在LNG储罐中得到LNG产品。重烃分离罐下部经节流阀节流降压得到重烃。
制冷工艺为新型II阶混合制冷工艺，两阶制冷剂循环均采用二级压缩。从冷箱返回的I阶混合制冷剂经I阶一级压缩机压缩、I阶一级冷却器冷却后，进入I阶二级压缩机压缩、I阶二级冷却器冷却，含有气液相的制冷剂进入冷箱预冷，经节流阀节流后进入冷箱释放冷量，把天然气冷却到-50℃到-90℃，释放冷量后的制冷剂又回到I阶一级压缩机一级入口；
从冷箱返回的II阶混合制冷剂经II阶一级压缩机压缩、II阶一级水冷器冷却后，进入II阶二级压缩机压缩、II阶二级冷却器冷却，进入冷箱深冷，经节流阀节流后进入冷箱释放冷量，把天然气冷却到-140℃到-165℃，释放冷量后的制冷剂又回到II阶一级压缩机一级入口。
冷箱采用高效钎焊铝板翅式换热器，分上下两部分，换热面积大，绝热效果好。
系统中低温部分设备、管阀件采用耐低温的不锈钢(0Cr18Ni9)材质。
系统中设备、阀门、工艺管线连接采用法兰连接或焊接均可。
本发明不但流程较简、能耗低、易启停，而且更能适合我国国情，可使大型关键压缩机设备逐步国产化，且启动时对电网负荷影响相对变小。
四、附图说明：图1为一种用于天然气液化的新型II阶混合制冷工艺流程图，图中1、截止阀2、节流阀3、重烃分离罐4、冷箱5、II阶一级压缩机6、II阶一级冷却器7、II阶二级压缩机8、II阶二级冷却器9、I阶一级压缩机10、I阶一级冷却器11、I阶二级压缩机12、I阶二级冷却器
五、具体实施方式：在图1中，截止阀1的进口连接天然气管线，截止阀1的出口连接冷箱4进口，冷箱4的出口与节流阀2的进口连接，节流阀2的出口与重烃分离罐3连接，重烃分离罐3的上部与冷箱4的进口连接，冷箱4的出口与节流阀2的进口连接，节流阀2的出口与LNG储罐连接。
II阶一级压缩机5的出口与II阶一级冷却器6进口连接，II阶一级冷却器6的出口与II阶二级压缩机7的进口连接，II阶二级压缩机7的出口与II阶二级冷却器8的进口连接，II阶二级冷却器8的出口与冷箱4的进口连接，冷箱4的出口与节流阀2的进口连接，节流阀2的出口与冷箱4进口连接，冷箱4的出口与II阶一级压缩机5的进口连接。
I阶一级压缩机9的出口与I阶一级冷却器10进口连接，I阶一级冷却器10的出口与I阶二级压缩机11的进口连接，I阶二级压缩机11的出口与I阶二级冷却器12的进口连接，I阶二级冷却器12的出口与冷箱4的进口连接，冷箱4的出口与节流阀2的进口连接，节流阀2的出口与冷箱4进口连接，冷箱4的出口与I阶一级压缩机9的进口连接。
天然气脱除杂质后进入冷箱吸收冷量，经节流阀2、重烃分离罐3、节流阀2后在LNG储罐中得到LNG产品。
I阶混合制冷剂经压缩机压缩、水冷，进入冷箱预冷，节流后进入冷箱，释放冷量后回到压缩机入口；II阶混合制冷剂同样经压缩机压缩、水冷，进入冷箱预冷，节流后进入冷箱，释放冷量后回到压缩机入口。
工艺流程：原料气净化后通过截止阀1进入冷箱4，在预冷后出冷箱4，经节流阀2进入重烃分离罐3，重烃分离罐3上部气体再次进冷箱4进行深冷，经节流阀2节流降压在LNG储罐中得到LNG产品。重烃分离罐下部经节流阀2节流降压得到重烃。
制冷工艺为新型II阶混合制冷工艺，两阶制冷剂循环均采用二级压缩。从冷箱4返回的I阶混合制冷剂经I阶一级压缩机9压缩、I阶一级冷却器10冷却后，进入I阶二级压缩机11压缩、I阶二级冷却器12冷却，含有气液相的制冷剂进入冷箱4预冷，经节流阀2节流后进入冷箱4释放冷量，把天然气冷却到-50℃到-90℃，释放冷量后的制冷剂又回到I阶一级压缩机9一级入口。
从冷箱4返回的II阶混合制冷剂经II阶一级压缩机5压缩、II阶一级水冷器6冷却后，进入II阶二级压缩机7压缩、II阶二级冷却器8冷却，进入冷箱4深冷，经节流阀2节流后进入冷箱4释放冷量，把天然气冷却到-140℃到-165℃，释放冷量后的制冷剂又回到II阶一级压缩机5一级入口。
冷箱4采用高效钎焊铝板翅式换热器，分上下两部分，换热面积大，绝热效果好。
系统中低温部分设备、管阀件采用耐低温的不锈钢(0Cr18Ni9)材质。
系统中设备、阀门、工艺管线连接采用法兰连接或焊接均可。
Claims (4)
1、一种用于天然气液化的新型II阶混合制冷工艺，它的装置是由截止阀(1)、节流阀(2)、重烃分离罐(3)、冷箱(4)、II阶一级压缩机(5)、II阶一级冷却器(6)、II阶二级压缩机(7)、II阶二级冷却器(8)、I阶一级压缩机(9)、I阶一级冷却器(10)、I阶二级压缩机(11)、I阶二级冷却器(12)连接而成，截止阀(1)的进口连接天然气管线，截止阀(1)的出口连接冷箱(4)进口，冷箱(4)的出口与节流阀(2)的进口连接，节流阀(2)的出口与重烃分离罐(3)连接，重烃分离罐(3)的上部与冷箱(4)的进口连接，冷箱(4)的出口与节流阀(2)的进口连接，节流阀(2)的出口与LNG储罐连接；II阶一级压缩机(5)的出口与II阶一级冷却器(6)进口连接，II阶一级冷却器(6)的出口与II阶二级压缩机(7)的进口连接，II阶二级压缩机(7)的出口与II阶二级冷却器(8)的进口连接，II阶二级冷却器(8)的出口与冷箱(4)的进口连接，冷箱(4)的出口与节流阀(2)的进口连接，节流阀(2)的出口与冷箱(4)进口连接，冷箱(4)的出口与II阶一级压缩机(5)的进口连接；I阶一级压缩机(9)的出口与I阶一级冷却器(10)进口连接，I阶一级冷却器(10)的出口与I阶二级压缩机(11)的进口连接，I阶二级压缩机(11)的出口与I阶二级冷却器(12)的进口连接，I阶二级冷却器(12)的出口与冷箱(4)的进口连接，冷箱(4)的出口与节流阀(2)的进口连接，节流阀(2)的出口与冷箱(4)进口连接，冷箱(4)的出口与I阶一级压缩机(9)的进口连接。
2、根据权利要求1所述的一种用于天然气液化的新型II阶混合制冷工艺，其特征是：天然气脱除杂质后进入冷箱吸收冷量，经节流阀(2)、重烃分离罐(3)、节流阀(2)后在LNG储罐中得到LNG产品；I阶混合制冷剂经压缩机压缩、水冷，进入冷箱(4)预冷，节流后进入冷箱(4)，释放冷量后回到压缩机入口；II阶混合制冷剂同样经压缩机压缩、水冷，进入冷箱(4)预冷，节流后进入冷箱(4)，释放冷量后回到压缩机入口。
3、根据权利要求1所述的一种用于天然气液化的新型II阶混合制冷工艺，其特征是：原料气净化后通过截止阀(1)进入冷箱(4)，在预冷后出冷箱(4)，经节流阀(2)进入重烃分离罐(3)，重烃分离罐(3)上部气体再次进冷箱(4)进行深冷，经节流阀(2)节流降压在LNG储罐中得到LNG产品；重烃分离罐(3)下部经节流阀(2)节流降压得到重烃。
4、根据权利要求1所述的一种用于天然气液化的新型II阶混合制冷工艺，其特征是：制冷工艺为新型II阶混合制冷工艺，两阶制冷剂循环均采用二级压缩；从冷箱(4)返回的I阶混合制冷剂经I阶一级压缩机(9)压缩、I阶一级冷却器(10)冷却后，进入I阶二级压缩机(11)压缩、I阶二级冷却器(12)冷却，含有气液相的制冷剂进入冷箱(4)预冷，经节流阀(2)节流后进入冷箱(4)释放冷量，把天然气冷却到-50℃到-90℃，释放冷量后的制冷剂又回到I阶一级压缩机(9)一级入口；从冷箱(4)返回的II阶混合制冷剂经II阶一级压缩机(5)压缩、II阶一级水冷器(6)冷却后，进入II阶二级压缩机(7)压缩、II阶二级冷却器(8)冷却，进入冷箱(4)深冷，经节流阀(2)节流后进入冷箱(4)释放冷量，把天然气冷却到-140℃到-165℃，释放冷量后的制冷剂又回到II阶一级压缩机(5)一级入口。
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