CN202195652U - 带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统，由相互连接的氮甲烷膨胀制冷循环系统和天然气脱重烃及液化系统组成，所述天然气脱重烃及液化系统，包括预冷换热器、预冷机组、主换热器、预冷换热器上连接的重烃分离器和重烃储罐、主换热器上连接的LNG闪蒸罐和LNG储罐；所述氮甲烷膨胀制冷循环系统包括依次连接的膨胀机、与之同轴带动的增压机和氮甲烷压缩机，其中增压机上连接有增压机后冷却器。本实用新型的有益效果是能耗低、流程简单、设备数量少和适应性强。
Description
技术领域
本实用新型属于天然气液化领域，尤其是涉及一种膨胀天然气液化系统。
背景技术
国外天然气液化制冷系统普遍采用阶梯式制冷循环工艺和混合冷剂制冷循环工艺，所需装置规模大、工艺复杂、投资高。而我国以小型液化工艺为目标，普遍采用膨胀机制冷循环工艺。在现有的技术中，一些采用膨胀机制冷循环工艺的天然气液化系统存在液化率低、采用氮气为制冷剂功耗比较高，或工艺设备复杂等问题。
如四川液化天然气装置，由中国科学院北京科阳气体液化技术联合公司与四川简阳市科阳低温设备公司合作研制的，该装置液化率很低，约10％左右；吉林油田液化天然气装置，由吉林油田、中国石油天然气总公司和中科院低温中心联合开发研制的，该装置采用气体轴承透平膨胀机，采用纯氮作为制冷工质，没有充分利用天然气自身压力，将天然气在中压下(5.0MPa左右)液化因此该装置功耗大。
发明内容
本实用新型要解决的问题是提供一种带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统，比较适用于小型天然气液化需求。
为解决上述技术问题，本实用新型带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统，由相互连接的氮甲烷膨胀制冷循环系统和天然气脱重烃及液化系统组成，所述天然气脱重烃及液化系统，包括预冷换热器、预冷机组、主换热器、预冷换热器上连接的重烃分离器和重烃储罐、主换热器上连接的LNG闪蒸罐和LNG储罐，净化后天然气，按顺序进入预冷换热器、预冷机组、重烃分离器、主换热器、LNG闪蒸罐和LNG储罐；
所述氮甲烷膨胀制冷循环系统包括依次连接的膨胀机、与之同轴带动的增压机和氮甲烷压缩机，其中增压机上连接有增压机后冷却器，冷却器上有一输出管路依次串联所述主换热器、预冷换热器和预冷机组，后回到主换热器和膨胀机，所述膨胀机上还有一输出管路依次串联主换热器和预冷换热器回到氮甲烷压缩机，氮甲烷制冷剂在上述管路中循环流动为天然气液化提供冷量。
优选的，所述压缩机的驱动机是采用电动马达的驱动机，成本低，维修简单。
优选的，所述LNG储罐为一个双金属壁的绝热罐，内罐和外罐分别是由镍钢和碳钢制成的金属罐。
本实用新型具有的优点和积极效果是：采用氮甲烷双组分混合气体代替纯氮气，缩小了冷端换热温差，能降低膨胀机制冷循环的功耗，且其膨胀机制冷循环具有起动时间短、流程简单、控制容易、制冷剂测定和计算方便，液化流程可调节性较强，对原料组分变化的适应性也较强，设备数量少等优点。
附图说明
图1是本实用新型的带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统示意图。
图中：
1、预冷换热器 2、预冷机组 3、重烃分离器
4、重烃储罐 5、主换热器 6、膨胀机
7、LNG闪蒸罐 8、LNG储罐 9、压缩机
10、增压机后冷却器 11、增压机
具体实施方式
如图1所示，本实用新型带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统包括氮甲烷膨胀制冷循环系统和天然气脱重烃及液化系统，所述天然气脱重烃及液化系统，包括预冷换热器1、预冷机组2、主换热器5、预冷换热器1上连接重烃分离器3和重烃储罐4、主换热器5上连接的LNG闪蒸罐7和LNG储罐8，净化后天然气，按顺序进入预冷换热器1、预冷机组2、重烃分离器3、主换热器5、LNG闪蒸罐7和LNG储罐8；
所述氮甲烷膨胀制冷循环系统包括依次连接的膨胀机6、与之同轴带动的增压机11和氮甲烷压缩机9，其中增压机11上连接有增压机后冷却器10，冷却器10上有一输出管路依次串联主换热器5、预冷换热器1和预冷机组2，后回到主换热器5和膨胀机6，所述膨胀机6上还有一输出管路依次串联主换热器5和预冷换热器1回到氮甲烷压缩机9，氮甲烷制冷剂在上述管路中循环流动为天然气液化提供冷量。
所述压缩机的驱动机用电动马达，所述LNG储罐为一个双金属壁的绝热罐，内罐和外罐分别是由镍钢和碳钢制成的金属罐。
本实用新型的液化流程是：
采用氮和甲烷的混合物作为制冷剂，制冷剂由循环压缩机9从0.3～0.7MPa压缩到1.5～3.0MPa，冷却后继续由膨胀机6同轴带动的增压机11压缩到1.2～1.8倍的压力，经增压机后冷却器10水冷却后进入主换热器5。之后制冷剂在预冷换热器1中冷却，接着进入预冷机组2继续降温，然后返回主换热器5中冷却到一定温度后从主换热器5中抽出进入膨胀机6膨胀，之后依次在主换热器5、预冷换热器1中复热到常温后进入循环压缩机9压缩而循环膨胀制冷，为天然气液化提供冷量。
净化后天然气，进入液化冷箱的预冷换热器1的中部继续下行进行冷却，在约-15℃左右下进入预冷机组2冷却到-35℃左右，之后进入重烃分离器3将重烃分离出来。分离出的重烃在预冷换热器1中复热到常温送入重烃储罐4；分离器顶部出来的天然气在主换热器5继续冷却、液化到一定的温度、节流降压到贮存压力，进入液化冷箱内的LNG闪蒸罐7，分离出的液体，即为LNG产品送入LNG储罐8。分离出来的气体，在主换热器5和预冷换热器1中复热到常温作为BOG气体进行利用。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统，由相互连接的氮甲烷膨胀制冷循环系统和天然气脱重烃及液化系统组成，其特点是：所述天然气脱重烃及液化系统，包括预冷换热器、预冷机组、主换热器、预冷换热器上连接的重烃分离器和重烃储罐、主换热器上连接的LNG闪蒸罐和LNG储罐，净化后天然气，按顺序进入预冷换热器、预冷机组、重烃分离器、主换热器、LNG闪蒸罐和LNG储罐；所述氮甲烷膨胀制冷循环系统包括依次连接的膨胀机、与之同轴带动的增压机和氮甲烷压缩机，其中增压机上连接有增压机后冷却器，冷却器上有一输出管路依次串联所述主换热器、预冷换热器和预冷机组，后回到主换热器和膨胀机，所述膨胀机上还有一输出管路依次串联主换热器和预冷换热器回到氮甲烷压缩机，氮甲烷制冷剂在上述氮甲烷膨胀制冷循环系统管路中循环流动为天然气液化提供冷量。
2.根据权利要求1所述的带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统，其特征在于：所述压缩机的驱动机是采用电动马达的驱动机。
3.根据权利要求1所述的带预冷的氮甲烷单膨胀天然气液化系统，其特征在于：所述LNG储罐为一个双金属壁的绝热罐，内罐和外罐分别是由镍钢和碳钢制成的金属罐。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109838973A (zh) * | 2017-11-27 | 2019-06-04 | 气体产品与化学公司 | 用于冷却烃流的改进的方法和系统 |
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2011
- 2011-07-18 CN CN2011202525364U patent/CN202195652U/zh not_active Expired - Fee Related
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