一种用高压引射方式液化的天然气工艺系统的制作方法

本实用新型涉及天然气液化技术领域，具体涉及一种用高压引射方式液化的天然气工艺系统。

背景技术：

我国目前天然气生产及输送能力远远满足不了市场需求，尤其受气源、地理条件的限制，众多远离气源或输气管线的城市用气需求无法得到满足，特别是那些地处山区、河网地带的城市，修建管道施工难度大，经济性差。另一方面，在天然气的开发过程中，有一些分散的气井，由于储量不落实，产量小或气井地处偏僻等原因，没有得到利用，有的关井，有的则放空烧掉。据统计，我国每年约有10多亿方的天然气被放空烧掉，造成资源的极大浪费。合理、充分、有效的利用这些资源，发展地面天然气利用工程，液化天然气(lng)是一种高效和经济的选择。

液化天然气的核心技术就是液化工艺，而传统的液化工艺技术中，因过程复杂、机组多，直接提高了液化天然气的生产成本。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用高压引射方式液化的天然气工艺系统，以降低了液化天然气的生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用高压引射方式液化的天然气工艺系统，包括包括净化系统、压缩系统、液化系统和辅助制冷系统，所述净化系统包括脱酸单元和脱水单元，所述脱酸单元包括气体处理单元和液体处理单元，所述气体处理单元包括第一分离器、脱汞槽、吸收塔、第一换热器和第二分离器，所述第一分离器的进气口与原料天然气管道连通、排气口与所述脱汞槽的进气口连通，所述脱汞槽的排气口与所述吸收塔的进气口连通，所述吸收塔的排气口与所述第一换热器的进气口连通，所述第一换热器的排气口与所述第二分离器的进气口连通；所述液体处理单元包括泵、第二换热器、第三换热器、第三分离器、再生塔、第四换热器和第四分离器，所述泵的排液口与所述吸收塔的进液口连通，所述泵的进液口与所述第二换热器排液口连通，所述第二换热器的进液口与所述第三换热器的排液口连通，所述第三分离器的进液口与所述吸收塔的排液口连通，所述第三分离器的排液口与所述第三换热器的第一进液口连通，所述第三换热器的排液口与所述再生塔的第一进液口连通，所述再生塔的第一排液口与所述第三换热器的进液口连通，所述再生塔的排气口与所述第四换热器的进气口连通，所述第四换热器的进气口与所述第四分离器的排气口连通；所述脱水单元包括进气管路、脱水塔、排气管路、增压机、第六换热器、第七换热器和第五分离器；所述进气管路与所述第二分离器的排气口连通，在所述进气管路上沿天然气输送方向设置有多个所述脱水塔，所述脱水塔的进气口与所述进气管路连通，每个所述脱水塔的排气口与所述排气管路连通，所述增压机的进气口与外部天然气进气管路连通，所述增压机的排气口与所述第六换热器的进气口连通，所述第六换热器的排气口分别于多个所述脱水塔的排气口连通，所述第七换热器的进气口同时与多个所述脱水塔的进气口连通，所述第七换热器的排气口与所述第五分离器的进气口连通，所述第五分离器的排气口与所述进气管路的进气端连通。

进一步地，所述液化系统包括初级冷却装置、第一高压引射器、第二高压引射器、第六分离器、第七分离器、第八分离器和第九分离器；所述初级冷却装置包括依次串联的第八换热器、第九换热器和第十换热器，所述第八换热器的入口与所述压缩系统的出口连通，所述第九换热器的入口与所述第八换热器的出口连通，所述第九换热器的出口与所述第十换热器的入口连通，所述第九换热器通过循环管路与所述辅助制冷系统连通；所述第一高压引射器的气相入口分别与所述第十换热器的出口和所述第七分离器的气相出口连通，所述第一高压引射器的液相出口与所述第六分离器的入口连通，所述第六分离器的气相出口与循环压缩管路连通，所述循环压缩管路依次从所述第十换热器和所述第八换热器中穿过，所述第六分离器的液相出口与第七分离器的液相入口连通；所述第二高压引射器的气相入口分别与所述第十换热器的出口和所述第八分离器的气相出口连通，所述第二高压引射器的的液相出口与所述第七分离器的入口连通，所述第七分离器的液相出口分别与储存系统和第八分离器的液相入口连通；所述第八分离器的液相出口与储存系统连通，所述循环压缩管路与第一循环分离管路的入口连通，所述第一循环分离管路的入口位于所述第六分离器和所述第十换热器之间，所述第一循环分离管路穿过所述第八分离器之后与所述第九分离器的液相入口连通，所述第九分离器的液相出口通过第二循环分离管路与所述第七分离器的液相入口连通。

进一步地，所述再生塔的底部与第五换热器的底部连通，所述第五换热器由外部热源进行加热。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种用高压引射方式液化的天然气工艺系统，对传统的液化工艺进行了改进，使得改进后的液化工艺系统复杂程度降低、机组减少，从而直接降低了液化天然气的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的流程框图；

图2为净化系统中的脱酸单元的结构示意图；

图3为净化系统中的脱水单元的结构示意图；

图4为液化系统的结构示意图。

附图标记：

1-净化系统、2-压缩系统、3-原料压缩单元、4-循环压缩单元、5-液化系统、6-辅助制冷系统、7-第一分离器、8-脱汞槽、9-吸收塔、10-第一换热器、11-第二分离器、12-泵、13-第二换热器、14-第三换热器、15-第三分离器、16-再生塔、17-第四换热器、18-第四分离器、19-第五换热器、20-进气管路、21-排气管路、22-脱水塔、23-增压机、24-第六换热器、25-第七换热器、26-第五分离器、27-第八换热器、28-第九换热器、29-第十换热器、30-第一高压引射器、31-第二高压引射器、32-第六分离器、33-第七分离器、34-第八分离器、35-第九分离器、36-循环压缩管路、37-第一循环分离管路、38-第二循环分离管路。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”、“第九”、“第十”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-4所示，本实用新型提供一种用高压引射方式液化的天然气工艺系统，包括净化系统1、压缩系统2、液化系统5和辅助制冷系统6。

净化系统1包括依次串接的脱酸单元和脱水单元，脱酸单元包括气体处理单元和液体处理单元。

气体处理单元包括第一分离器7、脱汞槽8、吸收塔9、第一换热器10和第二分离器11，第一分离器的进气口与原料天然气管道连通、排气口与脱汞槽的进气口连通，脱汞槽的排气口与吸收塔的进气口连通，吸收塔的排气口与第一换热器的进气口连通，第一换热器的排气口与第二分离器的进气口连通。原料天然气进入第一分离器脱出游离水和可能存在的固体颗粒后进入脱汞槽，在脱汞槽中脱出对后序设备存在腐蚀的汞后自上而下进入吸收塔。天然气从吸收塔顶部出来后进入第一换热器后，经过第二分离器，气体从第二分离器顶部出来后进入脱水单元，液体则回流至溶液槽。

液体处理单元包括泵12、第二换热器、13第三换热器14、第三分离器15、再生塔16、第四换热器17和第四分离器18，泵的排液口与吸收塔的进液口连通，泵的进液口与第二换热器排液口连通，第二换热器的进液口与第三换热器的排液口连通，第三分离器的进液口与吸收塔的排液口连通，第三分离器的排液口与第三换热器的第一进液口连通，第三换热器的排液口与再生塔的第一进液口连通，再生塔的第一排液口与第三换热器的进液口连通，再生塔的排气口与第四换热器的进气口连通，第四换热器的进气口与第四分离器的排气口连通。溶液槽中的溶液由泵输送至吸收塔上部进液管，至上而下进入吸收塔，然后溶液由吸收塔塔底流出汇入第三分离器，在第三分离器处进行闪蒸降压后进入第二换热器，然后至上而下进入再生塔。再生塔底部出来的溶液通过第二换热器与从第三分离器闪蒸降压后的溶液进行换热，然后进入第三换热器(第三换热器通过外部环境提供冷源对溶液进行冷却)，从第三换热器冷却后的溶液回流至泵入口前完成循环。再生塔顶部出来的气体进入第四换热器(第四换热器通过外部环境提供冷源)，从第四换热器冷却后的气体进入第四分离器，在第四分离器内经过气液分离后，气体直接排出系统，液体流回溶液槽。

优选地，再生塔的底部与第五换热器19的底部连通，第五换热器与再生塔的，进液口连通，第五换热器由外部热源进行加热。通过热虹吸作用将再生塔的溶液通过底部连通管进入第五换热器。通过第五换热器进行热量交换后，使得再生塔底部的溶液再次进入再生塔中上部，从而提高了脱硫效率。

脱水单元包括进气管路20、脱水塔22、排气管路21、增压机23、第六换热器24、第七换热器25和第五分离器26；进气管路与第二分离器的排气口连通，在进气管路上沿天然气输送方向设置有多个脱水塔，优选脱水塔的数量为3个，脱水塔的进气口与进气管路连通，每个脱水塔的排气口与排气管路连通，增压机的进气口与外部天然气进气管路连通，增压机的排气口与第六换热器的进气口连通，第六换热器的排气口分别于多个脱水塔的排气口连通，第七换热器的进气口同时与多个脱水塔的进气口连通，第七换热器的排气口与第五分离器的进气口连通，第五分离器的排气口与进气管路的进气端连通。由脱酸单元处理合格的天然气经过脱水单元进行脱水，脱水后的天然气水露点不大于-70℃。由脱酸单元过来的气体，自下而上分别进入3个脱水塔。脱水塔顶部的气体出本系统，从系统外过来的气体经过增压机增压后，进入第六换热器加热(第六换热器由外部环境提供热源对气体加热)后分别自上而下分别进入3个脱水塔。出来的气体通过第七换热器冷却(第七换热器由外部环境提供冷源对气体冷却)后进入第五分离器。气体从第五分离器部出来，重新进入3个脱水塔中，液体则流出系统外。

在本实施例中，通过对净化系统进行优化，从而减少了机组的数量，进而降低了液化天然气的生产成本。

压缩系统2包括原料气压缩单元3和循环气压缩单元4，此两单元可以合并作为一台压缩机也可分别作为两台压缩机。

液化系统5包括初级冷却装置、第一高压引射器30、第二高压引射器31、第六分离器32、第七分离器33、第八分离器34和第九分离器35。

初级冷却装置包括依次串联的第八换热器27、第九换热器28和第十换热器29，第八换热器的入口与压缩系统的出口连通，第九换热器的入口与第八换热器的出口连通，第九换热器的出口与第十换热器的入口连通，第九换热器通过循环管路与辅助制冷系统连通。

第一高压引射器的气相入口分别与第十换热器的出口和第七分离器的气相出口连通，第一高压引射器的液相出口与第六分离器的入口连通，第六分离器的气相出口与循环压缩管路36连通，循环压缩管路36依次从第十换热器和第八换热器中穿过，第六分离器的液相出口与第七分离器的液相入口连通。

第二高压引射器的气相入口分别与第十换热器的出口和第八分离器的气相出口连通，第二高压引射器的的液相出口与第七分离器的入口连通，第七分离器的液相出口分别与储存系统和第八分离器的液相入口连通。

第八分离器的液相出口与储存系统连通，循环压缩管路与第一循环分离管路37的入口连通，第一循环分离管路的入口位于第六分离器和第十换热器之间，第一循环分离管路穿过第八分离器之后与第九分离器的液相入口连通，第九分离器的液相出口通过第二循环分离管路38与第七分离器的液相入口连通。第七分离器和第八分离器的液相出口将一部分成品lng通过调节阀排出冷却系统。氢气、氦气和氮气等杂质从第九分离器的气相出口经阀门放空，放空量可监控。

在本实施例中，通过对液化系统进行优化，从而进一步减少了机组的数量，进而进一步降低了液化天然气的生产成本。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。