CN105486031A - 一种用于flng天然气液化系统及液化方法 - Google Patents

一种用于flng天然气液化系统及液化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105486031A
CN105486031A CN201610007420.1A CN201610007420A CN105486031A CN 105486031 A CN105486031 A CN 105486031A CN 201610007420 A CN201610007420 A CN 201610007420A CN 105486031 A CN105486031 A CN 105486031A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
connects
natural gas
separator
flng
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610007420.1A
Other languages
English (en)
Inventor
赵海晶
王安民
袁鹏
王志峰
袁辉
安文新
魏华清
沈建荣
刘悦民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wison Nantong Heavy Industry Co Ltd
Original Assignee
Wison Nantong Heavy Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wison Nantong Heavy Industry Co Ltd filed Critical Wison Nantong Heavy Industry Co Ltd
Priority to CN201610007420.1A priority Critical patent/CN105486031A/zh
Publication of CN105486031A publication Critical patent/CN105486031A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0203—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle
    • F25J1/0204—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process using a single-component refrigerant [SCR] fluid in a closed vapor compression cycle as a single flow SCR cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0261—Details of cold box insulation, housing and internal structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/60—Natural gas or synthetic natural gas [SNG]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2220/00—Processes or apparatus involving steps for the removal of impurities
    • F25J2220/02—Separating impurities in general from the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/72—Processing device is used off-shore, e.g. on a platform or floating on a ship or barge

Abstract

本发明公开了一种用于FLNG天然气液化系统及液化方法，该系统主要包含液化工艺回路和制冷剂回路两部分，液化工艺回路负责对天然气进行液化处理，制冷剂回路负责对制冷剂的循环。本发明的一种用于FLNG天然气液化系统及液化方法，实现了在海上的作业环境下对天然气的液化，适合在FLNG存储装置上进行匹配。

Description

一种用于FLNG天然气液化系统及液化方法
技术领域
本发明涉及一种天然气液化系统及液化方法，尤其涉及一种用于FLNG的天然气液化系统及液化方法。
背景技术
作为FLNG的核心技术，天然气液化工艺对装置的建造运营费用、运行稳定性和整个系统的安全性影响巨大，在满足生产需求、市场需求以及控制成本的前提下，应用于FLNG的天然气液化技术及相关设备的选择对于减小投资风险、增强方案的可行性至关重要。现有的陆上天然气液化技术已经比较成熟，而海上作业的特殊性如台风、波浪、作业空间等的影响，使得海上天然气液化工艺的设计标准不同于陆上，海上天然气液化工艺系统的安全性、简洁性、紧凑性、占地面积、模块化设计、对不同气田的适应性和对海上环境的适应性等显得更为重要。
现有的天然气液化工业成熟的工艺路线主要有3种类型：阶式制冷工艺、膨胀制冷工艺和混合冷剂制冷工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在现有的混合冷剂制冷工艺的基础上提供一种适用于海上作业的天然气液化系统及液化方法。
为了解决上述技术问题，本发明的一种用于FLNG天然气液化系统，包括冷箱，所述冷箱内设置有换热器a、换热器b和换热器c,所述换热器c中部连接有分离器c，所述分离器c设置在冷箱外，所述换热器c顶部连接原料气输送管，所述换热器c底部连接控制阀，所述控制阀连接LNG液舱，所述LNG液舱上部通过管道连接BOG压缩机，所述BOG压缩机连接冷却器a,所述冷却器a连接原料气输送管；还包括吸入罐，所述吸入罐连接压缩机的低压缸，所述压缩机的低压缸连接冷却器b,所述冷却器b连接分离器a,所述分离器a的顶部连接压缩机的高压缸，所述压缩机的高压缸连接冷却器c,所述分离器a连接的底部连接制冷剂泵a，所述制冷剂泵a连接冷却器c,所述冷却器c连接分离器b，所述分离器b的顶部连接换热器a顶部,所述分离器b的底部连接制冷剂泵b，所述制冷剂泵b连接换热器a顶部，所述换热器a底部分别连接J-T阀和冷却器a,所述J-T阀连接换热器b的底部，所述换热器b的顶部连接吸入罐。
上述系统主要包括液化模块和制冷模块两个部分，液化模块中原料气通过换热器c的上部输入，在冷箱中进行降温处理，再通过分离器c进行分离；再在冷箱中进行进一步降温处理形成液化LNG,再将液化的LNG进行降温降压处理输送至LNG液舱进行保存；LNG液舱的气相天然气进行压缩后再输入至换热器c进行处理。制冷模块中将冷箱中排出的制冷剂添加氮气和制冷剂后输入至吸入罐，吸入罐将制冷剂输入压缩机低压缸进行压缩处理，处理后通过冷却输入至分离器a进行分离，气相的输入压缩机高压缸压缩后进行冷却输入分离器b进行再次分离,液相的通过制冷剂泵输入分离器b进行再次分离，分离器b分离后气相的直接输送至冷箱，液相的通过制冷剂泵输送至冷箱。
本发明的一种用于FLNG天然气液化方法，将原料气输入至换热器c中，原料气从换热器c顶部进入，在原料气流经换热器c第一管程时,将原料气抽入分离器c进行分离，将分离后气相原料气返送至换热器c,将分离后的重烃排出分离器c进行收集，返送至换热器c的原料气在换热器c底部进行液化成LNG,将液化后的LNG进行降温降压处理后输入LNG液舱。
本发明的一种用于FLNG天然气液化系统及液化方法，实现了在海上的作业环境下对天然气的液化，适合在FLNG存储装置上进行匹配。
附图说明
图1为本发明的液化流程及制冷回路的结构图。
具体实施方式
结合图1可知，天然气液化系统包含液化工艺回路和制冷剂回路两部分。
1.天然气液化工艺回路
经过脱酸脱水等处理的原料气体进入冷箱1中的制冷剂换热器c16中，换热器是钎焊的铝制板翅式换热器装在冷箱中，冷箱1壳体装填“珍珠岩”绝缘。针对生产LNG的产量规模，设置相应数量的翅片换热器单排垂直安装在冷箱1里，原料气从冷箱1顶部进入，向下流入冷箱1底部。在流程中低温液体只产生在制冷剂换热器c16的底部。原料气流经制冷换热器c16第一管程时，原料气将在“中间温度区”被抽出。气液两相流被送至分离器c2，经过分离，气相-79℃）直接返送回制冷换热器c16，在制冷换热器c16底部进行液化成LNG，温度在-153℃。离开冷箱1的高压LNG在送至LNG液舱14之前，通过LNG生产控制阀13降压至可存储压力，且最终温度降至-162.5℃。在LNG液舱14中的气相液化气通过BOG压缩机15进行压缩，再输送至冷却器a8进行冷却，冷却后再次被输入至冷箱1中进行处理。
2.制冷剂回路
制冷剂经压缩，部分冷凝，冷却，膨胀，被加热，制冷循环完成后返回制冷压缩机吸入口，这样就形成一条简单的闭式制冷回路。制冷剂是一种包含氮，甲烷，乙烯，丙烷和异戊烷的混合物。
回收的制冷剂在添加了氮气和制冷剂后进入制冷剂吸入罐3中，制冷剂吸入罐3中的低压制冷剂首先在制冷压缩机11的低压缸中压缩至中压，送至制冷剂压缩机极间冷却器b6，制冷剂在这里被冷却和部分冷凝。部分被压缩的制冷剂被送至分离器a4进行气液分离，分离后气相被送至制冷压缩机11的高压缸进行第二级压缩，被压缩至最终出口压力。高压制冷剂气体由冷却器c7冷却。来自分离器a4的液体被极间制冷剂泵9抽送至冷却器c7前，与高压制冷剂气体混合后进入冷却器c7进行冷却，冷却后送入分离器b5,部分冷凝的制冷剂在分离器b5里分离。
分离器b5的高压制冷剂气体和液体分别由单独的管道送至冷箱1。气体在自身压力下流动，液体则通过制冷剂输送泵10输送。气体和液体进入冷箱1中换热器a17后，在内部再次混合。分开处理高压制冷剂气体和液体，目的是当两者流入各自的换热器a17后确保较好的分布。应确保每个换热芯内部流态分布均匀，另外也要确保制冷剂能均匀分配到并列的几个换热芯中。流出换热器a17的制冷剂一部分通过J-T阀12减压后输入换热器b18,从底部流入，顶部流出后再次输入至制冷剂吸入罐3中；另一部分直接再次输入至制冷剂吸入罐3中。
J-T阀12控制流经每个换热芯的制冷剂总量。每道气流都有流量控制阀用来平衡流进每个换热芯的高压制冷器液体流量。
高压制冷剂自上而下流经制冷换热器a17，从底部流出，完全被冷凝并过冷，温度达到-153℃。随后它流经J-T阀12减压，压力降至大约0.3MPaA。减压会引起一些制冷剂蒸发从而温度得以进一步降低，温度降至-156℃。这样，变得低压低温的制冷剂再从冷端进入换热器b18往上流动，随着制冷剂不断蒸发而吸收了原料气和高压制冷剂的热量，从换热器顶部出来的制冷剂温度为21℃压力为0.29MPaA。
来自冷箱的低压制冷剂流至制冷剂吸入罐3，之后返回制冷剂压缩机11。离开冷箱的制冷剂温度高于露点，不会是有液体存在。制冷剂吸入罐3的作用是：在跳车和启动时，确保没有液体雾沫进入压缩机。制冷剂吸入罐3分离出来的液体将被来自压缩机出口的一小股高温制冷剂加热蒸发重新回到循环系统内。这样，由制冷剂压缩机进行的制冷剂压缩完成制冷剂循环。

Claims (7)

1.一种用于FLNG天然气液化系统，其特征在于：包括冷箱，所述冷箱内设置有换热器a、换热器b和换热器c,所述换热器c中部连接有分离器c，所述分离器c设置在冷箱外，所述换热器c顶部连接原料气输送管，所述换热器c底部连接控制阀，所述控制阀连接LNG液舱，所述LNG液舱上部通过管道连接BOG压缩机，所述BOG压缩机连接冷却器a,所述冷却器a连接原料气输送管；还包括吸入罐，所述吸入罐连接压缩机的低压缸，所述压缩机的低压缸连接冷却器b,所述冷却器b连接分离器a,所述分离器a的顶部连接压缩机的高压缸，所述压缩机的高压缸连接冷却器c,所述分离器a连接的底部连接制冷剂泵a，所述制冷剂泵a连接冷却器c,所述冷却器c连接分离器b，所述分离器b的顶部连接换热器a顶部,所述分离器b的底部连接制冷剂泵b，所述制冷剂泵b连接换热器a顶部，所述换热器a底部分别连接J-T阀和冷却器a,所述J-T阀连接换热器b的底部，所述换热器b的顶部连接吸入罐。
2.如权利要求1所述一种用于FLNG天然气液化系统，其特征在于：所述冷箱壳体填充有珍珠岩。
3.一种用于FLNG天然气液化方法，其特征在于：将原料气输入至换热器c中，原料气从换热器c顶部进入，在原料气流经换热器c第一管程时,将原料气抽入分离器c进行分离，将分离后气相原料气返送至换热器c,将分离后的重烃排出分离器c进行收集，返送至换热器c的原料气在换热器c底部进行液化成LNG,将液化后的LNG进行降温降压处理后输入LNG液舱。
4.如权利要求3所述的一种用于FLNG天然气液化方法，其特征在于：所述LNG液舱中的气相天然气经过BOG压缩机进行压缩处理后，再通过冷却器a冷却后输入至换热器c。
5.如权利要求4所述的一种用于FLNG天然气液化方法，其特征在于：所述分离后气相原料气为-79℃。
6.如权利要求3或4所述的一种用于FLNG天然气液化方法，其特征在于：所述在换热器c底部进行液化成LNG的温度为-153℃。
7.如权利要求6所述的一种用于FLNG天然气液化方法，其特征在于：所述液化后的LNG进行降温降压处理后温度为-162.5℃。
CN201610007420.1A 2016-01-07 2016-01-07 一种用于flng天然气液化系统及液化方法 Pending CN105486031A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610007420.1A CN105486031A (zh) 2016-01-07 2016-01-07 一种用于flng天然气液化系统及液化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610007420.1A CN105486031A (zh) 2016-01-07 2016-01-07 一种用于flng天然气液化系统及液化方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105486031A true CN105486031A (zh) 2016-04-13

Family

ID=55673173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610007420.1A Pending CN105486031A (zh) 2016-01-07 2016-01-07 一种用于flng天然气液化系统及液化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105486031A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106642985A (zh) * 2016-12-01 2017-05-10 中国寰球工程有限公司 一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统及其开车方法
CN111344528A (zh) * 2017-11-21 2020-06-26 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 Bog再冷凝器和设置有其的lng供应系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1046858A1 (fr) * 1999-04-20 2000-10-25 Gaz De France Procédé et dispositif de maintien en froid de réservoirs de stockage ou de transport d'un gaz liquéfié
CN202165802U (zh) * 2011-06-29 2012-03-14 中国寰球工程公司 一种蒸发气bog零排放系统
CN104833175A (zh) * 2015-04-15 2015-08-12 中国海洋石油总公司 一种flng/flpg油气预处理及液化方法
CN104913592A (zh) * 2015-05-15 2015-09-16 新地能源工程技术有限公司 一种小型天然气的液化工艺
CN105698487A (zh) * 2016-03-17 2016-06-22 杨晓东 混合冷剂内循环方法、天然气液化方法及液化装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1046858A1 (fr) * 1999-04-20 2000-10-25 Gaz De France Procédé et dispositif de maintien en froid de réservoirs de stockage ou de transport d'un gaz liquéfié
CN202165802U (zh) * 2011-06-29 2012-03-14 中国寰球工程公司 一种蒸发气bog零排放系统
CN104833175A (zh) * 2015-04-15 2015-08-12 中国海洋石油总公司 一种flng/flpg油气预处理及液化方法
CN104913592A (zh) * 2015-05-15 2015-09-16 新地能源工程技术有限公司 一种小型天然气的液化工艺
CN105698487A (zh) * 2016-03-17 2016-06-22 杨晓东 混合冷剂内循环方法、天然气液化方法及液化装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郭海燕，张炜森: "珠海ＬＮＧ装置技术分析与运行情况", 《石油与天然气化工》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106642985A (zh) * 2016-12-01 2017-05-10 中国寰球工程有限公司 一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统及其开车方法
CN106642985B (zh) * 2016-12-01 2019-07-02 中国寰球工程有限公司 一种用于浮式天然气液化装置的快速开车系统及其开车方法
CN111344528A (zh) * 2017-11-21 2020-06-26 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 Bog再冷凝器和设置有其的lng供应系统
CN111344528B (zh) * 2017-11-21 2022-02-01 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 Bog再冷凝器和设置有其的lng供应系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204718299U (zh) 用于使天然气进料流液化和从中移除氮的设备
CN101948706B (zh) 一种混合制冷剂与氮膨胀组合制冷式天然气液化方法
CN104520660B (zh) 用于天然气液化的系统和方法
CN103857955B (zh) 储槽的压力上升抑制装置、抑制系统及抑制方法、液化气体运输船及储藏设备
EP2229567B1 (en) Method for regulation of cooling capacity of a cooling system based on a gas expansion process.
CN101893367B (zh) 一种利用混合制冷剂液化天然气的方法
US8650906B2 (en) System and method for recovering and liquefying boil-off gas
CN204718300U (zh) 用于产生脱氮液化天然气产物的设备
CN110337563A (zh) 两用lng/lin储存罐的吹扫方法
CN102492505B (zh) 一种两段式单循环混合制冷剂天然气液化工艺及设备
NO328205B1 (no) Fremgangsmåte og prosessanlegg for kondensering av gass
CN204678750U (zh) 一种可实现混合制冷剂回收、回注的天然气液化装置
CN107620863B (zh) 一种船用液化烃类bog再液化系统和工艺
KR20090025514A (ko) Ｌｎｇ 운반선에 대한 ｂｏｇ 재액화 시스템
CN104913554B (zh) 一种混合制冷剂的回收、回注工艺及装置
CN104913592A (zh) 一种小型天然气的液化工艺
CN104807287A (zh) 一种小型天然气液化制冷系统及方法
CN105486031A (zh) 一种用于flng天然气液化系统及液化方法
CN101709912B (zh) 基于低温液体制冷的天然气液化装置
CN104019626B (zh) 一种混合冷剂二级制冷制备液化天然气的方法及装置
CN203949440U (zh) 一种两级预冷式混合冷剂制冷液化天然气的系统
CN102607238A (zh) 三段混合制冷液化天然气的方法
CN106839486A (zh) Lng冷能制冷循环系统
CN204678800U (zh) 一种小型天然气的液化装置
CN204630250U (zh) 一种小型天然气液化制冷系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160413