专利名称：高低温氮气双膨胀天然气液化方法
技术领域：
本发明^及一种天然气液化方法，尤其涉及一种高f民温氮气双膨胀天然 气液化方法。
背景技术：
随着社会的发展，石油储存量在减少，温室效应越来越明显；人们对绿 色能源的要求也愈来愈强烈，于是天然气得到了广泛应用。但是天然气开采 出来的均为气态，几乎不可熊运输，这样就大大地制约了它使用。天然气的 液化比为5 9 1，如果把天然气液化，体积縮小5 9 1倍，运输就成为可能，
所以就出现了大量的天然气液化装置。天然气的液化工艺主要有氮膨胀制冷 流程、氮一甲垸膨胀制冷流程、混合工质制冷流程等。这里主要介绍高低压 氮气双膨胀天然气液化流程。
其中氮膨胀制冷流程又根据用户的产量及压力不同分为氮气单膨胀制 冷流程(主要用于产量小于30吨/天)，冷冻机加氮气单膨胀制冷流程(主要 用于产量为30 100吨/天)，氮气双膨胀制流程(主要用于产量为100 600吨/ 天)冷。但是还没有用于高低温即双温区的液化流程，'这里主要介绍高低温 氮气双膨胀天然气液化流程，此流程为氮气双膨胀制流程^一种
发明内容
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本发明的目的是提供一种高低温氮气双膨胀天然气液化方法，解决了现 有技术中存在的问题。本发明所采用的技术方案是，高低温氮气双膨胀天然气液化方法，包括 如下步骤
a、 氮气被压縮到1.5 2. 5MPa，冷却到3 0 4 5 °C;
b、 步骤a得到的氮气一部分进入高温增压机的增压端，得到的2.2 3. 6MPa高压氮气经第一后冷却器冷却到3 0 4 5°C，另一部分进入低温 增压机的增压端，得到的2.2 3. 6MPa高压氮气经第二后冷却器冷却到3 0 4 5 。C;
c、 被步骤b冷却后的所有高压氮气与1 . 0 MPa 1 0 Mpa原料天然气进 入主换热器被低温膨胀机出口的0.6 1. OMPa低压氮气冷却，高压氮气被 冷却到一70 -3(TC后抽出一股，送入高温膨胀机膨胀制冷后返回主换热器 一100 -8(TC温度位置上，另一股继续冷却到一110 -7(TC后送入低温膨胀 机膨胀制冷后得到0.6 1. OMPa低压氮气，0.6 1. OMPa低压氮气返回主 换热器复热，复热到一100 -8(TC与高温膨胀机膨胀制冷后的氮气汇合后继 续被复热出主换热器，同时l. 0MPa 1 0 Mpa原料天然气被低压氮气继续 冷却、液化、过冷后出主换热器；
d、出主换热器的原料天然气经节流阀节流，分离灌分离后，得到液态天 然气送入贮槽，气体返回主换热器回收冷量。
由于本发明提供的方法采用高温增压机和低温增压机增压，高温膨胀机 和低温膨胀机膨胀制冷，所以可适用于高低温区。且液化率高，可达100%。
图l是本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。 本发明提供一种高低温氮气双膨胀天然气液化方法，包括如下步骤
a、 氮气经循环压縮机压縮到1.5 2. 5MPa，再经循环水冷却到3 0 4 5 。C;
b、 步骤a得到的氮气一部分进入高温增压机1的增压端，得到的2. 2 3. 6MPa高压氮气经第一后冷却器3冷却到3 0 4 5°C，另一部分进入低 温增压机2的增压端，得到的2. 2 3. 6MPa高压氮气经第二后冷却器4冷 却到3 0 4 5 °C;
c、 被步骤b冷却后的所有高压氮气与1 . 0 MPa 1 0 Mpa原料天然气进 入主换热器9被低温膨胀机6出口的0. 6 1. OMPa低压氮气冷却，高压氮 气被冷却到一70 -3(TC后抽出一股,送入高温膨胀机5，在膨胀比为2 3 ， 高压3. OMPa、高温一5 (TC下膨胀后，返回主换热器一100 -80。C温度位 置上，另一股继续冷却到一110 -70'C后送入低温膨胀机6，在膨胀比为2 3 、高压3. OMPa、低温—9 0 。C下膨胀制冷后得到0. 6 1. OMPa低压氮气， 0.6 1. OMPa低压氮气返回主换热器复热，复热到一100 -8(TC与高温膨胀 机5膨胀制冷后的氮气汇合后继续被复热出主换热器9，同时l. 0MPa 1 0Mpa原料天然气被0.6 1. OMPa低压氮气继续冷却、液化、过冷后出主换 热器；
d、 出主换热器的1 . 0 MPa 1 0 Mpa原料天然气经节流阀7节流，分离 灌8分离后，得到压力为O. 6MPa 1.0Mpa的液态天然气并送厶fc槽，气体 返回主换热器回收冷量。
实施例1a、 氮气经循环压縮机压缩到1. 5MPa，再经循环水冷却到3 0°C;
b、 步骤a得到的氮气一部分进入高温增压机1的增压端，得到的2. 2MPa 高压氮气经第一后冷却器3冷却到3 (TC，另一部分进入低温增压机2的增 压端得到2. 2MPa高压氮气，经第二后冷却器4冷却到3 0 °C;
c、 被步骤b冷却后的所有高压氮气与1 . 0 MPa原料天然气进入主换热 器9被低温膨胀机6出口的0. 6MPa低压氮气冷却，高压氮气被冷却到-30'C 后抽出一股，送入高温膨胀机5，在膨胀比为2，高压3. 0MPa、高温一 5 0 。C下膨胀后，返回主换热器-8(TC温度位置上，另一股继续冷却^-70。C后 送入低温膨胀机6，在膨胀比为2 、高压3. OMPa、低温一 9 0 。C下膨胀制 冷后得到0.6MPa低压氮气，0.6MPa低压氮气返回主换热器复热，复热到 -8(TC与高温膨胀机5膨胀制冷后的氮气汇合后继续被复热出主换热器9，同 时原料天然气被0.6MPa低压氮气继续冷却、液化、过冷后出主换热器；
d、 出主换热器的原料天然气经节流阀7节流，分离灌8分离后，得到 压力为O. 6Mpa的液态天然气并送入贮槽，气体返回主换热器回收冷量。
实施例2
a、 氮气经循环压縮机压縮到2. 5MPa，再经循环水冷却到4 5°C;
b、 步骤a得到的氮气一部分进入高温增压机1的增压端，得到的3. 6MPa 高压氮气经第一后冷却器3.冷却到4 5 aC,另一部分进入低温增压机2的增 压端，得到的3. 6MPa高压氮气经第二后冷却器4冷却到4 5 °C;
c、 被步骤b冷却后的所有高压氮气与1 0 Mpa原料天然气进入主换热器 9被低温膨胀机6出口的1. OMPa低压氮气冷却，高压氮气被冷却到一7CTC 后抽出一股，送入高温膨胀机5在膨胀比为3、高压3. 0MPa、高温一5 0t:下膨胀后，返回主换热器一io(rc温度位置上，另一股继续冷却到一iio。c
后送入低温膨胀机6，在膨胀比为3 、高压3. OMPa、低温_ 9 0 'C下膨胀 制冷后，返回主换热器复热，复热到一10(TC与高温膨胀机5膨胀制冷后的 氮气汇合后继续被复热出主换热器9，同时l OMpa原料天然气被1. OMPa 低压氮气继续冷却、液化、过冷后出主换热器；
d、出主换热器的原料天然气经节流阀7节流，分离灌8分离后，得到 压力为l.OMpa的液态天然气并送入贮槽，气体返回主换热器回收冷量。
实施例3
a、 氮气经循环压縮机压缩到2MPa，再经循环水冷却到4 0°C;
b、 步骤a得到的氮气一部分进入高温增压机1的增压端，得到的3. 0 MPa 高压氮气经第一后冷却器3冷却到4 (TC，另一部分进入低温增压机2的增 压端，得到的3. 0 MPa高压氮气经第二后冷却器4冷却到4 0°C;
c、 被步骤b冷却后的所有高压氮气与1 . 6Mpa原料天然气进入主换热器 9被低温膨胀机6出口的0. 7MPa低压氮气冷却，高压氮气被冷却到-40'C后 抽出一股，送入高温膨胀机5在膨胀比为3 、高压3. OMPa、高温—5 0 °C 下膨胀制冷后，返回主换热器-9(TC温度位置上，另一股继续冷却到-8(TC后 送入低温膨胀机，在膨胀比为3 、高压3. 0MPa、低温一 9 0 。C下膨胀制冷 后，返回主换热器复热，复热到-9(TC与高温膨胀机5膨胀制冷后的氮气汇 合后继续被复热出主换热器9，同时1 . 6Mpa原料天然气被0. 7MPa低压氮气 继续冷却、液化、过冷后出主换热器； '
d、 出主换热器的原料天然气经节流阔7节流，分离灌8分离后，得到 压力为0. 7Mpa的液态天然气并送入贮槽，气体返回主换热器回收冷量。实施例4
a、 氮气经循环压縮机压縮到2. 2MPa，再经循环水冷却到35°C;
b、 步骤a得到的氮气一部分进入高温增压机1的增压端，得到的2. 8MPa 高压氮气经第一后冷却器3冷却到3 5°C，另一部分进入低温增压机2的增 压端，得到的2. 8MPa高压氮气经第二后冷却器4冷却到3 5'C;
c、 被步骤b冷却后的所有高压氮气与5Mpa原料天然气进入主换热器9 被低温膨胀机6出口的0. 8MPa低压氮气冷却，高压氮气被冷却到-6(TC后抽 出一股，送入高温膨胀机5在膨胀比为2 、高压3. 0MPa、高温_ 5 (TC下 膨胀制冷后，返回主换热器-9(TC温度位置上，另一股继续冷却到-90。C后送 入低温膨胀机，在膨胀比为2、高压3. OMPa、低温一9 (TC下膨胀制冷后， 返回主换热器复热，复热到-9(TC与高温膨胀机5膨胀制冷后的氮气汇合后 继续被复热出主换热器9，同时5Mpa原料天然气被0. 8MPa低压氮气继续冷 却、液化、过冷后出主换热器；
d、 出主换热器的原料天然气经节流阀7节流，分离灌8分离后，得到 压力为0. 9Mpa的液态天然气并送入贮槽，气体返回主换热器回收冷量。
权利要求
1、高低温氮气双膨胀天然气液化方法，其特征在于包括如下步骤a、氮气被压缩到1.5～2.5MPa，冷却到30～45℃；b、步骤a得到的氮气一部分进入高温增压机(1)的增压端，得到的2.2～3.6MPa高压氮气经第一后冷却器(3)冷却到30～45℃，另一部分进入低温增压机(2)的增压端，得到的2.2～3.6MPa高压氮气经第二后冷却器(4)冷却到30～45℃；c、被步骤b冷却后的所有高压氮气与原料天然气进入主换热器(9)被低温膨胀机(6)出口的0.6～1.0MPa低压氮气冷却，高压氮气被冷却到-70～-30℃后抽出一股，送入高温膨胀机(5)膨胀制冷后返回主换热器-100～-80℃温度位置上，另一股继续冷却到-110～-70℃后送入低温膨胀机(6)膨胀制冷后得到0.6～1.0MPa低压氮气，0.6～1.0MPa低压氮气返回主换热器复热，复热到-100～-80℃与高温膨胀机(5)膨胀制冷后的氮气汇合后继续被复热出主换热器(9)，同时原料天然气被0.6～1.0MPa低压氮气继续冷却、液化、过冷后出主换热器；d、出主换热器的原料天然气经节流阀(7)节流，分离灌(8)分离后，得到液态天然气送入贮槽，气体返回主换热器回收冷量。
2、 根据权利要求1所述的高低温氮气双膨胀天然气液化方法，其特征 在于，所述高温膨胀机(5)在高压3. OMPa高温一 5 0 。C下膨胀，膨胀比 为2 3 ，低温膨胀机(6) M压3. OMPa低温一 9 0 X:下膨胀，膨胀比 为2 3。
3、 根据权利要求1所述的高低温氮气双膨胀天然气液化方法，其特征在于，原料天然气的压力为1 . 0MPa 1 0Mpa。
4、 根据权利要求3所述的高低温氮气双膨胀天然气液化方法，其特征 在于，原料天然气的压力为l。 6MPa 5他a。
5、 根据权利要求1所述的高低温氮气双膨胀天然气液化方法，其特征 在于，液态天然气压力为O. 6MPa 1.0Mpa。
全文摘要
本发明公开了一种高低温氮气双膨胀天然气液化方法，氮气经增压、冷却得到2.2～3.6MPa高压氮气，高压氮气与原料天然气进入主换热器，被低温膨胀机出口的低压氮气冷却到-70～-30℃后抽出一股，送入高温膨胀机膨胀制冷后返回主换热器-100～-80℃温度位置上，另一股继续冷却到-110～-70℃后送入低温膨胀机膨胀制冷后返回主换热器复热，复热到-100～-80℃与高温膨胀机膨胀制冷后的氮气汇合后继续被复热出主换热器，同时原料天然气被低压氮气继续冷却、液化、过冷后出主换热器；出主换热器的原料天然气经节流，分离后，得到液态天然气。适用于高低温区，且液化率高，可达100％。
文档编号F25J1/02GK101614464SQ20081006352
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月23日 优先权日2008年6月23日
发明者任智军, 余发军, 冯金列, 向云华, 李丰明, 洪艳红, 田曙光, 葛水福, 葛浩俊, 葛浩华, 蒋吉林, 许立国, 阮家林, 龙 陈, 陈海大, 荣 黄, 黄孝文 申请人:杭州福斯达实业集团有限公司