CN206069800U - 液化天然气制备系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开的一种液化天然气制备系统，包括干燥单元以及深冷液化单元，所述干燥单元包括设置于再生气路管上的加热器，还包括用于利用通过所述加热器生成的热吹扫气吹扫所述深冷液化单元内杂质的热吹管，所述热吹管包括：热吹扫气输入管道，其入口端与所述加热器的出口端连通，其出口端与所述深冷液化单元入口端连通；热吹扫气输出管道，其入口端与所述深冷液化单元出口端连通，其出口端与所述干燥单元入口端连通，所述热吹扫气输出管道上设置有杂质排出口，以及用于控制所述热吹扫气从所述杂质排出口排出的第一开关阀。能够有效吹除深冷液化装置中换热器形成的冻堵，减小压缩单元磨损，降低生产运行成本。

Description

液化天然气制备系统

技术领域

本实用新型涉及化工能源技术领域，更具体地说，涉及一种液化天然气制备系统。

背景技术

在液化天然气制备系统中，天然气经调压计量单元1、脱硫脱碳单元2、干燥(脱水)单元3、压缩单元4、冷却单元5、深冷液化单元6、储存充装单元7之后由气态变为液态。其中，深冷液化单元6的主要设备是板翅式换热器，内有多组流道，流道直径在0.7mm左右，天然气与制冷剂在换热器中充分换热，使其天然气侧温度降至-160℃左右，天然气即变成液态。

由于原料天然气属于矿产资源，组分随时都在变化，组分中有戊烷及其以上的重烃组分，在换热器降温在-60℃时，会出现固态物质结存在换热器流道内，使其流道被堵塞，称冻堵。目前，如图1所示，采取的解决方案是在液化天然气制备系统的压缩单元4与冷却单元5之间的联通管中分出来一个热吹管10，使其一端与深冷液化单元6连通，另一端与联通管的管壁连通，使得压缩单元4与冷却单元5之间联通管中温度在100℃左右的热气分流，热气通过热吹管10对深冷液化单元6进行热吹，将换热器流道内的冻堵汽化后排出系统。

然而，上述方案虽然能够实现吹除冻堵，但在吹除冻堵时必须将压缩单位开启才能实现，吹除冻堵的时间较难，最短时间是3天左右，最长时间在15天以上，压缩单元的功率一般在1000KW左右，每次吹除冻堵，都将以损耗压缩单元功率为代价来实现，同时需要多次启停压缩单元，造成生产运行成本增加，压缩单元设备磨损过大，严重影响压缩单元的使用寿命。

因此，如何有效吹除深冷液化单元中换热器形成的冻堵，减小压缩单元磨损，降低生产运行成本，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液化天然气制备系统，能够有效吹除深冷液化单元中换热器形成的冻堵，减小压缩单元磨损，降低生产运行成本。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种液化天然气制备系统，包括干燥单元以及深冷液化单元，所述干燥单元包括设置于再生气路管上的加热器，还包括用于利用通过所述加热器生成的热吹扫气吹扫所述深冷液化单元内杂质的热吹管，所述热吹管包括：

热吹扫气输入管道，其入口端与所述加热器的出口端连通，其出口端与所述深冷液化单元入口端连通；

热吹扫气输出管道，其入口端与所述深冷液化单元出口端连通，其出口端与所述干燥单元入口端连通，所述热吹扫气输出管道上设置有杂质排出口，以及用于控制所述热吹扫气从所述杂质排出口排出的第一开关阀。

可选的，在上述液化天然气制备系统中，所述热吹扫气输出管道上还设置有用于控制所述热吹扫气循环进入所述干燥单元的第二开关阀，所述第二开关阀设置于所述第一开关阀与所述干燥单元入口端之间。

可选的，在上述液化天然气制备系统中，所述干燥单元与所述压缩单元之间的联通管上设置有第三开关阀。

可选的，在上述液化天然气制备系统中，所述热吹扫气输入管道的入口端设置于所述加热器与吸水塔之间的所述再生气路管上。

可选的，在上述液化天然气制备系统中，所述热吹扫气输入管道的入口端设置于吸水塔与所述干燥单元入口端之间的所述再生气路管上。

可选的，在上述液化天然气制备系统中，所述热吹扫气输出管道的出口端与脱硫脱碳单元入口端连通。

可选的，在上述液化天然气制备系统中，所述热吹扫气输出管道的出口端与调压计量单元入口端连通。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的一种液化天然气制备系统，包括干燥单元以及深冷液化单元，所述干燥单元包括设置于再生气路管上的加热器，还包括用于利用通过所述加热器生成的热吹扫气吹扫所述深冷液化单元内杂质的热吹管，所述热吹管包括：热吹扫气输入管道，其入口端与所述加热器的出口端连通，其出口端与所述深冷液化单元入口端连通；热吹扫气输出管道，其入口端与所述深冷液化单元出口端连通，其出口端与所述干燥单元入口端连通，所述热吹扫气输出管道上设置有杂质排出口，以及用于控制所述热吹扫气从所述杂质排出口排出的第一开关阀。

在应用本实用新型提供的一种液化天然气制备系统时，由于热吹扫气输入管道的入口端与干燥单元中的加热器的出口端连通，而加热器又设置于再生气路管上，因此，从干燥单元的再生气路管中分流出来的热吹扫气进入深冷液化单元中的换热器中进行吹扫，去除冻堵，参杂有重烃等杂质的气体通过热吹扫气输出管道上的杂质排出口排出，待深冷液化单元中的杂质等全部排出，将热吹扫气再次引入到干燥单元的入口端，进行循环利用。在去除冻堵的过程中，无需打开压缩单元，减小压缩单元磨损，降低生产运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中液化天然气制备系统示意图；

图2为本实用新型实施例提供的液化天然气系统示意图；

图3为本实用新型实施例提供的干燥单元内部结构以及工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图2、3，图2为本实用新型实施例提供的液化天然气系统示意图；图3为本实用新型实施例提供的干燥单元内部结构以及工作原理示意图。附图中需要说明的是，主要干燥管道18在图3中用平行双线表示，再生气管道19用单线表示。

在一种具体的实施方式中，提供了一种液化天然气制备系统，包括依次连接的天然气经调压计量单元1、脱硫脱碳单元2、干燥单元3、压缩单元4、冷却单元5、深冷液化单元6、储存充装单元7。

在本实施实施方式中，还包括用于利用通过所述加热器20生成的热吹扫气吹扫所述深冷液化系统内杂质的热吹管，所述热吹管包括：热吹扫气输入管道14，其入口端与干燥单元3中的加热器20的出口端连通，其出口端与所述深冷液化系统入口端连通；热吹扫气输出管道15，其入口端与所述深冷液化系统出口端连通，其出口端与所述干燥单元3入口端连通，所述热吹扫气输出管道15上设置有杂质排出口，以及用于控制所述热吹扫气从所述杂质排出口排出的第一开关阀11。

热吹扫气为通过干燥单元中加热器之后，被加热器高温加热后的气体，杂质排出口的位置不做具体限定，可以设置于热吹扫气输出管道15上开设的分支管道上，也可以直接设置于热吹扫气输出管道15的管壁上，第一开关阀11设置于杂质排出口处。

当系统进行吹除冻堵的工作时，由于热吹扫气输入管道14的入口端与干燥单元3中的加热器20的出口端连通，而加热器20又设置于再生气路管上，因此，从干燥单元3的再生气路管中分流出来的热吹扫气进入深冷液化单元6中的换热器中进行吹扫，去除冻堵，参杂有重烃等杂质的气体通过热吹扫气输出管道15上的杂质排出口排出，待深冷液化单元6中的杂质等全部排出，将热吹扫气再次引入到干燥单元3的入口端，进行循环利用。在去除冻堵的过程中，无需打开压缩单元4，减小压缩单元4磨损，降低生产运行成本。

具体的，干燥单元3的主要构成部件以及工作原理如下：干燥单元3包括内部设置有分子筛的A吸水塔16、内部设置有分子筛的B吸水塔17、设置于再生管道上的加热器20、设置于主要干燥管道18的冷却器；天然气从干燥单元3的入口端进入主要干燥管道18，经过A吸水塔16或者B吸水塔17，被分子筛吸水后进入冷却器中冷却，天然气温度降低，低温的天然气进入压缩单元4等进行后续处理；经过吸水塔脱水后的天然气在进入冷却器之前分出总量的约10％进入再生管道，经过加热器20，将其加热到大约300℃，加热后的天然气进入A吸水塔16或者B吸水塔17，高温气体将A吸水塔16或者B吸水塔17中分子筛中的水分蒸发，对分子筛进行干燥，之后天然气降温至约100℃，回到干燥单元3。

例如，由于A吸水塔16与B吸水塔17轮流工作，当A吸水塔16对从干燥单元3输入的天然气进行吸水干燥时，B吸水塔17(假设B吸水塔中分子筛已经吸收了一部分水分不能继续进行吸水工作)不工作，经过加热器20加热的干燥气体进入B吸水塔17，将B吸水塔17中分子筛中的水分蒸发，对分子筛进行干燥，之后天然气降温至约100℃，回到干燥单元3，循环利用。

需要指出的是，热吹扫气输入管道14的入口端设置于干燥单元3中加热器20出口端与干燥单元3入口端之间的再生管路上的任意位置，只要使得通过加热器20加热的干燥天然气的一部分气体即热吹扫气顺着热吹扫输入管道进入到深冷液化单元6中的换热器中进行吹扫，去除冻堵即可。经过深冷液化单元6中的热吹扫气再次循环利用时，热吹扫气输出管道15的出口端可以设置于所述干燥单元3入口端之前的任一位置，均在保护范围之内。

进一步的，在上述液化天然气制备系统中，所述热吹扫气输出管道15上还设置有用于控制所述热吹扫气循环进入所述干燥单元3的第二开关阀12，所述第二开关阀12设置于所述第一开关阀11与所述干燥单元3入口端之间。

当第一开关阀11打开释放具有杂质的热吹扫气时，第二开关阀12关闭，当热吹扫气将深冷液化单元6中换热器中的杂质全部排出时，打开第二开关阀12，使得纯净的热吹扫气进入干燥单元3进行循环利用。

更进一步的，在上述液化天然气制备系统中，所述干燥单元3与所述压缩单元4之间的联通管上设置有第三开关阀13。

当系统运行对天然气进行液化时，打开第三开关阀13，使得从干燥单元3中脱水降温后的气体进入压缩单元4等进行液化处理，从干燥后的天然气中取约10％热吹扫气同时对深冷液化单元6中的换热器进行吹扫，当系统运行只进行去除冻堵时，关闭第三开关阀13、以及干燥单元3等，只打开调压计量单元1、脱硫脱碳单元2、干燥单元3以及深冷液化单元6，由于关闭了第三开关阀13，使得干燥后的天然气全部流入再生气管道19作为热吹扫气对深冷液化单元6进行吹扫。

在上述实施方式的基础上，所述热吹扫气输入管道14的入口端设置于所述加热器20与吸水塔之间的所述再生气路管上。或者，所述热吹扫气输入管道14的入口端设置于吸水塔与干燥单元3入口端之间的所述再生气路管上。

优选的，所述热吹扫气输入管道14的入口端设置于吸水塔与干燥单元3入口端之间的所述再生气路管上，由于天然气经过加热器20加热之后温度通常达到300℃，高温干燥器进入吸水塔中蒸发分子筛中的水分后，温度降低，约为100℃，低温气体对液化深冷单元进行吹扫不会对液化换热器造成损害。

在上述实施方式的基础上，所述热吹扫气输出管道15的出口端也可以选择与脱硫脱碳单元2入口端连通，或者，所述热吹扫气输出管道15的出口端与调压计量单元1入口端连通。

由于热吹扫气在深冷液化单元6中吹扫完毕之后，虽然有一部分带有重烃类的杂质气体的热吹扫气从杂质排出口排出，但是，热吹扫气中还会有其它杂质存在，直接循环利用则有可能导致天然气的污染，导致天然气液化后质量差，为了避免上述缺点，本实施方式中，将述热吹扫气输出管道15的出口端与脱硫脱碳单元2入口端连通或者与调压计量单元1入口端连通，对热吹扫气进行调压脱硫脱碳等处理，避免对天然气的污染。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种液化天然气制备系统，包括干燥单元以及深冷液化单元，所述干燥单元包括设置于再生气路管上的加热器，其特征在于，还包括用于利用通过所述加热器生成的热吹扫气吹扫所述深冷液化单元内杂质的热吹管，所述热吹管包括：

热吹扫气输入管道，其入口端与所述加热器的出口端连通，其出口端与所述深冷液化单元入口端连通；

热吹扫气输出管道，其入口端与所述深冷液化单元出口端连通，其出口端与所述干燥单元入口端连通，所述热吹扫气输出管道上设置有杂质排出口，以及用于控制所述热吹扫气从所述杂质排出口排出的第一开关阀。

2.如权利要求1所述的液化天然气制备系统，其特征在于，所述热吹扫气输出管道上还设置有用于控制所述热吹扫气循环进入所述干燥单元的第二开关阀，所述第二开关阀设置于所述第一开关阀与所述干燥单元入口端之间。

3.如权利要求2所述的液化天然气制备系统，其特征在于，所述干燥单元与压缩单元之间的联通管上设置有第三开关阀。

4.如权利要求3所述的液化天然气制备系统，其特征在于，所述热吹扫气输入管道的入口端设置于所述加热器与吸水塔之间的所述再生气路管上。

5.如权利要求3所述的液化天然气制备系统，其特征在于，所述热吹扫气输入管道的入口端设置于吸水塔与所述干燥单元入口端之间的所述再生气路管上。

6.如权利要求1至5任一项所述的液化天然气制备系统，其特征在于，所述热吹扫气输出管道的出口端与脱硫脱碳单元入口端连通。

7.如权利要求1至5任一项所述的液化天然气制备系统，其特征在于，所述热吹扫气输出管道的出口端与调压计量单元入口端连通。