混合冷剂内循环方法、天然气液化方法及液化装置的制造方法_3

文档序号:9920733阅读:来源:国知局
[0061] 47为压力调节阀, 48为第屯低溫管线,
[0062] 49为第八低溫管线, 50为冷箱,
[0063] 51为第六管线, 52为高压冷剂预冷通道。
【具体实施方式】
[0064] 如图2所示,本发明混合冷剂两路节流的单循环天然气液化装置,包括膨胀珍珠岩 保冷冷箱50,冷箱50中设置有板翅式换热器,板翅式换热器具有相互独立的天然气预冷通 道41、天然气液化过冷通道45、重冷剂返流通道32、低压冷剂返流通道37、液相冷剂预冷通 道28、高压冷剂预冷通道52;
[0065] 天然气预冷通道41的入口端连接第八常溫管线40,天然气预冷通道41的出口端通 过第五管线42连接重控分离罐43的入口;
[0066] 重控分离罐43的底部出口连接第屯低溫管线48的入口端,第屯低溫管线48的出口 端连接后续处理设备;重控分离罐43的顶部出口连接第五低溫管线44的入口端,第五低溫 管线44的出口端连接天然气液化过冷通道45的入口端,天然气液化过冷通道45的出口端经 第六低溫管线46连接压力调节阀47的入口端,压力调节阀47的出口端经第八低溫管线49连 接LNG储存单元;
[0067] 低压冷剂返流通道37的出口端连接第六常溫管线38的入口端,第六常溫管线38的 出口端与第五常溫管线33的出口端汇合后连接第屯常溫管线39的入口端;第屯常溫管线39 的出口端连接冷剂压缩机分离罐10;
[0068] 冷剂压缩机分离罐10的顶部通过第一管线11连接一级冷剂压缩机12的入口; 一级 冷剂压缩机12的出口经第一非低溫管线13连接压缩机级间冷却器14的入口,压缩机级间冷 却器14的出口连接第二管线15的入口端,第二管线15的出口端与第Ξ管线25的出口端汇合 后,经第六管线51连接混合冷剂级间分离罐16的入口;
[0069] 一级冷剂压缩机12的入口吸气的热力学状态为溫度约20°C,压力约2.化ar; -级 冷剂压缩机12的排气压力为17~20bar;
[0070] 冷剂压缩机分离罐10用于分离非正常工况下的混合冷剂低压返流中的液体夹带;
[0071] 混合冷剂级间分离罐16的顶部出口经第一常溫管线17连接二级冷剂压缩机18的 入口,二级冷剂压缩机18的出口经第二非低溫管线19连接混合冷剂高压冷凝器20的入口, 混合冷剂高压冷凝器20的出口经第二常溫管线21连接混合冷剂高压冷凝罐22的入口;
[0072] 二级冷剂压缩机18的排气压力为37~42bar;
[0073] 混合冷剂级间分离罐16的底部出口经第四常溫管线27连接液相冷剂预冷通道28 的入口端,液相冷剂预冷通道28的出口端经第一低溫管线29连接液相冷剂J-T阀30的入口 端,液相冷剂J-T阀(焦耳-汤姆逊节流膨胀阀)30的出口端经第二低溫管线31连接重冷剂返 流通道32的入口端,重冷剂返流通道32的出口端连接第五常溫管线33的入口端;
[0074] 混合冷剂高压冷凝罐22的顶部出口经第四管线26连接高压冷剂预冷通道52的入 口端,高压冷剂预冷通道52的出口端经第Ξ低溫管线34连接气相冷剂J-T阀35的入口端,气 相冷剂J-T阀35的出口端经第四低溫管线36连接低压冷剂返流通道37的入口端;
[0075] 混合冷剂高压冷凝罐22的底部出口通过第Ξ常溫管线23连接压力调节阀24的入 口,压力调节阀24的出口连接第Ξ管线25的入口端。
[0076] 本发明中,混合冷剂级间分离罐16与混合冷剂高压冷凝罐22之间的所有液相输送 均不需要混合冷剂累。
[0077] 本发明的整个混合冷剂循环回路中有两个J-T阀30、35(即混合冷剂级间分离罐16 的液相冷剂J-T阀30和混合冷剂高压冷凝罐22的气相冷剂J-T阀35),经过两个J-T阀30、35 节流后的低压混合冷剂经各自的返流通道28、37返流吸热后在填充有膨胀珍珠岩的保冷冷 箱50外(即第屯常溫管线39)进行混合,之后返回一级冷剂压缩机12的入口侧的混合冷剂级 间分离罐16。
[0078] 本发明天然气液化方法包括W下步骤:
[0079] 第一步,天然气的预处理;
[0080] 对W甲烧为主要组分的原料天然气进行预处理,脱除其中的酸性气、水分、隶等杂 质组分,得到合格的干燥净化天然气;
[0081] 第二步,天然气的气液相分离;
[0082] 使经过预处理的天然气在溫度约35°C、压力约42bar(此溫度、压力范围可在较大 的范围内变化)的条件下,从第八常溫管线40进入膨胀珍珠岩保冷冷箱50中的板翅式换热 器的天然气预冷通道41,天然气在天然气预冷通道41内被预冷至-50~-70°C,经过第五管 线42进入重控分离罐43,在重控分离罐43内进行天然气的气液相分离;
[0083] 可W根据净化合格的原料天然气的组分,调节重控分离罐43内的天然气预冷溫度 来实现原料天然气"重控"组分的脱除,W防止出现低溫段换热器"冻堵"的现象;
[0084] 第Ξ步,天然气的气液相处理;
[0085] 液相处理:重控分离罐43内的液相天然气(即液态控)从重控分离罐43底部的第屯 低溫管线48流出;根据原料天然气的具体情况及规格要求,再进行升溫、闪蒸或精馈等后续 处理;
[0086] 气相处理:重控分离罐43内的气相天然气(即脱除了"重组分"的气相)从重控分离 罐43顶部的第五低溫管线44流出后,进入冷箱50中的板翅式换热器的天然气液化过冷通道 45,在天然气液化过冷通道45内被进一步冷却、液化及过冷至溫度约-152Γ、压力约4化ar (视具体项目要求及组分等参数优化情况而可细微调整W达最优);之后经第六低溫管线46 流出,经压力调节阀47降压至约1.化ar后,再经第八低溫管线49流出液化装置,最后进入 LNG储存单元。
[0087] 本发明中冷剂循环的流程如下:
[008引冷箱50中的低压冷剂返流通道37内返流的混合冷剂在溫度约21°C,压力约2.化ar 经第屯常溫管线39进入冷剂压缩机分离罐10,在冷剂压缩机分离罐10内分离可能存在的液 相(正常工况下为全气相,非正常工况下才可能有低压冷剂返流液相夹带发生)后,经第一 管线11进入一级冷剂压缩机12,此时混合冷剂的溫度约20°C,压力约2.化ar;混合冷剂经一 级冷剂压缩机12压缩至排气压力在17~20bar之间(视工艺参数优化结果而定);
[0089] 经过一级压缩后的混合冷剂经第一非低溫管线13进入压缩机级间冷却器14,由压 缩机级间冷却器14冷却至约33°C(可根据实际工程项目现场条件而改变),之后经第二管线 15进入混合冷剂级间分离罐16进行混合冷剂的气液分离;
[0090] 压缩机级间冷却器14可采用水冷、空冷、蒸发式空冷或混合式等各种形式;
[0091] 本发明采用混合冷剂作为液化循环的工质;混合冷剂由甲烧、氮气、乙締或乙烧、 丙烷及正下烧等组成;各组分的摩尔含量则由原料天然气的组分及项目现场条件等参数进 行整体优化后选定;其中,甲烧在15~40%之间,氮气在1~13%之间,乙締在20~40%之 间,乙烧特性区别于乙締,需结合具体项目实际来综合确定,丙烷在15~35%之间,正下烧 在15~35%之间;
[0092] 混合冷剂级间分离罐16中的气相冷剂(占总冷剂循环量的大多数)经第一常溫管 线17进入二级冷剂压缩机18,由二级冷剂压缩机18压缩至排气压力为37~42bar(需结合具 体项目实际的整体参数优化结果来确定该排气压力最优值);
[0093] 经过二级压缩后的混合冷剂经第二非低溫管线19进入混合冷剂高压冷凝器20,由 混合冷剂高压冷凝器20冷却至约33°C (该溫度可根据实际工程项目现场条件而改变);之后 经第二常溫管线21进入混合冷剂高压冷凝罐22,在混合冷剂高压冷凝罐22中进行混合冷剂 的二次气液分离;
[0094] 混合冷剂高压冷凝器20可采用水冷、空冷、蒸发式空冷或混合式等各种形式;
[OOM]混合冷剂高压冷凝罐22中的液相冷剂进入第Ξ常溫管线23,流经压力调节阀24 后,压力降至17~20bar(根据二级冷剂压缩机18的排气压力变化而变化),然后进入第Ξ管 线25,与来自压缩机级间冷却器14的冷剂混合后,经第六管线51再次进入混合冷剂级间分 离罐16进行气液分离;
[0096] 第六管线51中的介质为混合了来自第Ξ管线25的经过二级冷剂压缩机18压缩后 并在混合冷剂高压冷凝罐22中冷凝的液相冷剂;
[0097] 混合冷剂级间分离罐16中的液相冷剂经第四常溫管线27进入冷箱50中的板翅式 换热器的液相冷剂预冷通道28,液相冷剂在液相冷剂预冷通道28内被预冷至-38 °C~-45 °C、压力约16bar下(需结合具体项目实际的整体参数优化结果来确定该溫度、压力最优值) 出冷箱50,从第一低溫管线29经液相冷剂J-T阀30节流至约2.8bar,然后经第二低溫管线31 返回冷箱50中的板翅式换热器的重冷剂返流通道32,升溫、气化吸热后经第五常溫管线33 与来自低压冷剂返流通道37的返流冷剂相混合;
[0098] 混合冷剂高压冷凝罐22中的气相冷剂经第四管线26进入冷箱50中的板翅式换热 器的高压冷剂预冷通道52,经高压冷剂预冷通道52被预冷至约-152Γ (视组分等参数优化 情况而可细微调整W达最优),后经第Ξ低溫管线34通过气相冷剂J-T阀35节流至约3.3bar 后,经第四低溫管线36返回冷箱50中的板翅式换热器的低压冷剂返流通道37,升溫、气化吸 热后出冷箱50并进入第六常溫管线38,然后与来自第五常溫管线33的低压返流重冷剂混合 后,经第屯常溫管线39返回冷剂压缩机分离罐10,完成混合冷剂的热力循环过程;此时冷剂 全部为气态,热力学状态为溫度约21°C,压力约2.化ar。
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