CN203704546U - 液化天然气及高纯氮联产设备 - Google Patents

Abstract

液化天然气及高纯氮联产设备。传统的分离高纯氮气设备的开发及分离需要冷量的提供方式，解决不好会增加系统的投入及增大系统的功耗，造成装置氮气分离不彻底。一种液化天然气及高纯氮联产设备，其组成包括：压缩机（9），所述的压缩机的进料管与制冷剂原料的进料管连接，所述的压缩机的出料管与换热器热段（1）通过管道连接，所述的换热器热段的出料管分别与天然气气原料的进料管、重烃分离罐（2）的进料管、第一制冷剂分离罐（6）的进料管、第三制冷剂分离罐（8）的进料管、制冷剂原料进料管连接。本实用新型用于液化天然气及高纯氮联产。

Description

液化天然气及高纯氮联产设备

技术领域：

    本实用新型涉及气体液化系统，具体涉及一种液化天然气及高纯氮联产设备。

背景技术：

    目前天然气液化装置建设数量呈逐年递增的趋势，由于天然气中有不同含量的氮气存在，天然气在液化过程中对氮气的分离是必要的环节。天然气液化装置分离高纯度氮气是节能型天然气液化系统的发展趋势。难点是分离高纯氮气设备的开发及分离需要冷量的提供方式，解决不好会增加系统的投入及增大系统的功耗，造成装置氮气分离不彻底，氮气提取纯度低，不满足排放要求，即会造成天然气提取率的降低，同时带来温室气体，不符合节能减排的环保理念，降低了企业市场竞争力。

发明内容：

    本实用新型的目的是提供气体液化系统，具体是提供一种液化天然气及高纯氮联产设备。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种液化天然气及高纯氮联产设备，其组成包括：压缩机，所述的压缩机的进料管与制冷剂原料的进料管连接，所述的压缩机的出料管与换热器热段通过管道连接，所述的换热器热段的出料管分别与天然气气原料的进料管、重烃分离罐的进料管、第一制冷剂分离罐的进料管、第三制冷剂分离罐的进料管、制冷剂原料进料管连接。

所述的重烃分离罐的出料管分别与换热器冷段的进料管、重烃出料管连接，所述的第三制冷剂分离罐的出料管与换热器热段的进料管连接，所述的第一制冷剂分离罐的出料管与第二制冷剂分离罐的进料管连接，所述的第二制冷剂分离罐的出料管与换热器冷段的进料管连接。

所述的换热器冷段的出料管分别与第三制冷剂分离罐的进料管、液化天然气储罐的进料管、脱氮精馏塔、再沸器、脱氮精馏塔精馏段的进料管、纯氮出料管连接，所述的脱氮精馏塔再沸器的出料管与换热器冷段的进料管连接。

所述的脱氮精馏塔提馏段的出料管与换热器冷段的进料管相连，所述的脱氮精馏塔精馏段的出料管与冷凝器的进料管连接，所述的冷凝器的出料管与回流液分离罐的进料管连接，所述的回流液分离罐的出料管分别与换热器冷段的进料管、脱氮精馏塔精馏段的进料管连接，所述的脱氮精馏塔包括位于上部的精馏段及位于下部的提留段，精馏段内设有塔板。

本实用新型的有益效果：  

1、本实用新型通过自身分离出高纯氮气满足了天然气液化装置本身需要氮气的要求，避免了制氮设备运行带来的费用。而且高纯氮气还可根据实际情况，作为产品销售。

、本实用新型的脱氮精馏塔采用多级蒸馏，在一定绝压下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同，使轻组分气化，经多次部分液相气化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而实现分离。利用高效的精馏塔，将天然气中的氮气分离，塔体为圆柱形，塔内间隔装有若干塔板。液体由精馏段上部进入流过每层塔板，气体由精馏段下部进入穿过每层塔板，每层塔板上有一定液层，以保持气液接触。在总体上气液呈逆流，在每块塔板上气液形成对流。比传统的制氮精馏塔具有更大的换热面积。

、本实用新型在满足天然气液化的同时，提高了液化天然气的品质，同时得到了高纯度氮气产品，既可作为液化天然气生产中的制冷剂，又可作为高纯氮外销。经计算，对于一套日产50万Nm3的天然气液化装置，减少氮气制取装置投入300万元，节约制单设备运行耗电200千瓦时，电费按照0.7元每千瓦时计算，每天可节省运行费用3360元，每年可为用户节约110万元。如果氮气可作产品外销，按0.5元/Nm3计算，按自身装置消耗200Nm3/h，则可外销1300Nm3/h，年销售额可达500万。综上所述，采用本实用新型的设备，不但提高了液化天然气的产品质量，并同时生产出高纯度氮气，提高了企业的市场竞争力。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。1换热器热段、2重烃分离罐、3换热器冷段、4脱氮精馏塔再沸器、5脱氮精馏塔、6第一制冷剂分离罐、7第二制冷剂分离罐、8第三制冷剂分离罐、9压缩机、10冷凝器、11回流液分离罐、12液化天然气储罐、13塔板。

附图2是脱氮精馏塔的内部结构示意图

附图3是附图2的A向放大图。

具体实施方式：

实施例1：

一种液化天然气及高纯氮联产设备，其组成包括：压缩机9，所述的压缩机的进料管与制冷剂原料的进料管连接，所述的压缩机的出料管与换热器热段1通过管道连接，所述的换热器热段的出料管分别与天然气气原料的进料管、重烃分离罐2的进料管、第一制冷剂分离罐6的进料管、第三制冷剂分离罐8的进料管、制冷剂原料进料管连接。

实施例2：

根据实施例1所述的液化天然气及高纯氮联产设备，所述的重烃分离罐2的出料管分别与换热器冷段3的进料管、重烃出料管连接，所述的第三制冷剂分离罐8的出料管与换热器热段的进料管连接，所述的第一制冷剂分离罐6的出料管与第二制冷剂分离罐6料管连接，所述的第二制冷剂分离罐7出料管与换热器冷段3进料管连接。

实施例3：

根据实施例1或2液化天然气及高纯氮联产设备，所述的换热器冷段3出料管分别与第三制冷剂分离罐8进料管、液化天然气储罐12料管、脱氮精馏塔再沸器4、脱氮精馏塔精馏段的进料管、纯氮出料管连接，所述的脱氮精馏塔再沸器的出料管与换热器冷段3的进料管连接。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的液化天然气及高纯氮联产设备，所述的脱氮精馏塔5精馏段的出料管与冷凝器10的进料管连接，所述的冷凝器10的出料管与回流液分离罐11的进料管连接，所述的回流液分离罐的出料管分别与换热器冷段3的进料管、脱氮精馏塔5精馏段的进料管连接，所述的脱氮精馏塔5包括位于上部的精馏段及位于下部的提馏段，精馏段内设有若干塔板13。

实施例5：

根据实施例1或2或3或4所述的液化天然气及高纯氮联产设备，当天然气在所述的重烃分离罐2内脱除重烃后，进入换热器冷段3，换热液化。此时的液化天然气纯度较低，仍含有少量氮气，料液经过脱氮精馏塔再沸器4，此时的温度为-89℃~-115℃，绝压5.0MPa，为其提供热源，为精馏操作提供一定量连续上升的蒸气气流。随后出脱氮精馏塔再沸器4进入换热器冷段3继续换热，料液再次进入脱氮精馏塔精馏段，此时的温度为-144℃，绝压1.36MPa，轻组分（氮气）在塔内逐渐浓缩，离开脱氮精馏塔5塔顶后的温度为-161.4℃，绝压为1.35MPa。冷凝进入分离罐11，一部分液氮（纯度99.9%）作为馏出液，因其温度很低，再次进入换热器冷段3为天然气的液化提供冷量，复温出冷箱后，作为高纯度氮气销售。另一部分液氮（纯度99.9%）被送入脱氮精馏塔5内作为回流液。回流液用于补充塔板13上的轻组分，使塔板13上的液体组成保持稳定，保证脱氮精馏塔5内精馏操作持续稳定地进行。而重组分（LNG）在塔底浓缩后，在换热器冷段3中换热过冷液化，节流后通入LNG储罐12。

Claims (4)

1.一种液化天然气及高纯氮联产设备，其组成包括：压缩机，其特征是：所述的压缩机的进料管与制冷剂原料的进料管连接，所述的压缩机的出料管与换热器热段通过管道连接，所述的换热器热段的出料管分别与天然气气原料的进料管、重烃分离罐的进料管、第一制冷剂分离罐的进料管、第三制冷剂分离罐的进料管、制冷剂原料进料管连接。

2.根据权利要求1所述的液化天然气及高纯氮联产设备，其特征是：所述的重烃分离罐的出料管分别与换热器冷段的进料管、重烃出料管连接，所述的第三制冷剂分离罐的出料管与换热器热段的进料管连接，所述的第一制冷剂分离罐的出料管与第二制冷剂分离罐的进料管连接，所述的第二制冷剂分离罐的出料管与换热器冷段的进料管连接。

3.根据权利要求1或2所述的液化天然气及高纯氮联产设备，其特征是：所述的换热器冷段的出料管分别与第三制冷剂分离罐的进料管、液化天然气储罐的进料管、脱氮精馏塔再沸器、脱氮精馏塔精馏段的进料管、纯氮出料管连接，所述的脱氮精馏塔再沸器的出料管与换热器冷段的进料管连接。

4.根据权利要求3所述的液化天然气及高纯氮联产设备，其特征是：所述的脱氮精馏塔提馏段的出料管与换热器冷段的进料管相连，所述的脱氮精馏塔精馏段的出料管与冷凝器的进料管连接，所述的冷凝器的出料管与回流液分离罐的进料管连接，所述的回流液分离罐的出料管分别与换热器冷段的进料管、脱氮精馏塔精馏段的进料管连接，所述的脱氮精馏塔包括位于上部的精馏段及位于下部的提馏段，精馏段内设有若干塔板。