专利名称：一种应用于基荷型天然气液化工厂的混合制冷剂预冷系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于基荷型天然气液化工厂的混合制冷剂预冷系统，天然气液化技术领域。
背景技术：
目前大型的天然气液化装置主要采用丙烷预冷和混合制冷剂预冷工艺。采用丙烷的预冷工艺受丙烷物性影响，预冷温度不能低于_38°C，对环境温度和天然气的适应性较差，且丙烷预冷系统的换热器数量较多，系统复杂；目前国际上比较有代表性的采用混合制冷剂预冷的工艺流程是Siell公司的的DMR工艺和Axens公司的Liquefin工艺，由于所选取混合制冷剂组分的原因，需采用多级节流，使得操作和控制的难度增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于基荷型天然气液化工厂的混合制冷剂预冷系统。本发明提供的一种应用于基荷型天然气液化工厂的混合制冷剂预冷系统，包括冷箱、第一压缩机构、第二压缩机构、第三压缩机构和节流机构；所述第一压缩机构包括依次连接的缓冲罐a、第一压缩机和第一冷却器，所述缓冲罐的入口与所述冷箱相连通，该连接处设于所述冷箱的上部；所述第二压缩机构包括气液分离器a和分别与该气液分离器a的气相出口和液相出口相连接的第二压缩机和液体泵a，所述第二压缩机和液体泵a的出口均与第二冷却器相连通；所述第一冷却器的出口与所述气液分离器a的入口相连通；所述第三压缩机构包括气液分离器b和分别与该气液分离器b的气相出口和液相出口相连接的第三压缩机和液体泵b，所述第三压缩机和液体泵b的出口均与第三冷却器相连接；所述第二冷却器的出口与所述气液分离器b的入口相连通；所述第三冷却器的出口与缓冲罐b相连接，所述缓冲罐b的出口与所述冷箱相连通，该连通处设于所述冷箱的上部；所述节流机构包括依次连接的节流阀和气液分离器C，所述节流阀的入口与所述气液分离器c的气相出口和液相出口均与所述冷箱相连通，该连通处均设于所述冷箱的下部。上述的混合制冷剂预冷系统中，所述冷箱内设有板翅式换热器。本发明提供的混合制冷剂预冷系统可适用于年产LNG规模在50-500万吨的基荷型天然气液化工厂，为预处理合格的天然气和深冷混合制冷剂提供冷量，将其冷却至目标预冷温度；预处理合格天然气是指经过脱硫、脱碳、脱汞、脱水后满足基荷型天然气液化工厂对进入液化单元天然气的质量要求；该预冷系统可提供的预冷温度的调节方位为-35°C -60°C;使用本发明提供的混合制冷剂预冷系统时，混合制冷剂可选用乙烯、丙烷和异戊烷。本发明提供的混合制冷剂预冷系统的预冷温度调节范围宽、能耗低，对天然气组分具有较强的适应性，同时流程简单、控制操作容易、能耗低。
图1为本发明提供的混合制冷剂预冷系统的结构示意图。图中各部件如下1冷箱、2缓冲罐a、3第一压缩机、4第一冷却器、5气液分离器a、 6第二冷却器、7液泵a、8第二冷却器、9气液分离器b、10第三压缩机、11液泵b、12第三冷却器、13缓冲罐b、14节流阀、15气液分离器C、16管路a、17管路b、18管路C、19管路d。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。本发明提供的混合制冷剂预冷系统包括冷箱1、第一压缩机构、第二压缩机构、第三压缩机构和节流机构；冷箱1内设有板翅式换热器；第一压缩机构包括依次连接的缓冲罐a2、第一压缩机3和第一冷却器4，缓冲罐a2的入口与冷箱1相连通，该连通处设于冷箱 1的上部；第二压缩机构包括气液分离器a5和分别与该气液分离器a5的气相出口和液相出口相连通的第二压缩机6和液泵a7，第二压缩机6和液泵a7的出口均与第二冷却器8的入口相连通；第一冷却器4的出口与气液分离器a5的入口相连通；第三压缩机构包括气液分离器b9和分别与该气液分离器b9的气相出口和液相出口相连通的第三压缩机10和液泵bll，第三压缩机10和液泵bll的出口均与第三冷却器12的入口相连通；第二冷却器8 的出口与气液分离器b9的入口相连通；第三冷却器12的出口与缓冲罐bl3相连通，该缓冲罐bl3的出口与冷箱1相连通，该连通处设于冷箱1的上部；节流机构包括依次连接的节流阀14和气液分离器cl5，该节流阀14的入口与冷箱1相连通，气液分离器cl5的气相出口和液相出口均与冷箱1相连通，上述连通处均设于冷箱1的下部。使用上述混合制冷剂预冷系统对波斯湾某气田的原料天然气及深冷混合制冷剂进行预冷至至_50°C，原料气组分为93. 5 %甲烷，2. 46%乙烯，3. 1 %氮气，0. 51 %丙烷，丁烷0. 13%，异丁烷0. 12%^5+组分0. 18%;采用的混合制冷剂由35%的乙烯、45%的丙烷、 20%的异戊烷组成，可按照下述步骤进行缓冲罐a2的入口端混合制冷剂的压力为270kPa，温度为35°C，经过缓冲罐a2后进行第一段压缩，压缩后混合制冷剂的压力为850kPa，温度为83. 5°C，然后进入第一冷却器4中冷却至38°C ；冷却后的混合制冷剂为气液两相状态，经过气液分离罐a5分离后的气相混合制冷剂经过第二压缩机6的第二段压缩，压缩后混合制冷剂的压力为1750kPa，液体经过液泵7加压后的混合制冷剂与第二压缩机6出口的气体混合进入第二冷却器8中，冷却至38°C的气液两相混合制冷剂再进入气液分离器b9，气体混合制冷剂进入第三压缩机 10，压缩后的混合冷剂压力为3350kPa，液体混合冷剂213经过液泵bll增压，增压后的液相混合冷剂与第三压缩机10出口的气体混合，混合后的两相制冷剂进入第三冷却器12中冷凝为38°C的液相混合冷剂，经过冷凝成为高压液相混冷制冷剂进入缓冲罐bl3 ；高压液相混合制冷剂自上而下进入冷箱1内的板翅式换热器，在板翅式换热器底部流出的高压低温混合制冷剂进入节流阀14，降压到330KPa，节流后的低压混合制冷剂温度为-53. 25°C，此时为两相状态，为了保证反流混合冷剂在冷箱1内的板翅式换热器内分布均勻，需设置气液分离器cl5，经分离后的低压气相混合制冷剂和低压液相混合制冷剂分别从底部流入冷箱1，在冷箱1流道内混合后自下而上流过板翅式换热器，为换热器提供冷量，从冷箱1顶部流出的低压混合制冷剂释放冷量后温度被加热至常温，再进入缓冲罐a2，即完成一个闭式循环。 原料天然气和深冷混合制冷剂分别经管路al6和管路cl8进入换热器的不同流道，然后自上而下流经预冷板翅式换热器，经过预冷后的天然气和高压混合制冷剂温度都降至-50°C，然后分别经管路bl7和管路dl9进入其它工艺流出进行进一步冷却。
权利要求
1.一种应用于基荷型天然气液化工厂的混合制冷剂预冷系统，其特征在于所述预冷系统包括冷箱、第一压缩机构、第二压缩机构、第三压缩机构和节流机构；所述第一压缩机构包括依次连接的缓冲罐a、第一压缩机和第一冷却器，所述缓冲罐的入口与所述冷箱相连通，该连接处设于所述冷箱的上部；所述第二压缩机构包括气液分离器a和分别与该气液分离器a的气相出口和液相出口相连接的第二压缩机和液体泵a，所述第二压缩机和液体泵a的出口均与第二冷却器相连通；所述第一冷却器的出口与所述气液分离器a的入口相连通；所述第三压缩机构包括气液分离器b和分别与该气液分离器b的气相出口和液相出口相连接的第三压缩机和液体泵b，所述第三压缩机和液体泵b的出口均与第三冷却器相连接；所述第二冷却器的出口与所述气液分离器b的入口相连通；所述第三冷却器的出口与缓冲罐b相连接，所述缓冲罐b的出口与所述冷箱相连通，该连通处设于所述冷箱的上部；所述节流机构包括依次连接的节流阀和气液分离器c，所述节流阀的入口与所述气液分离器c的气相出口和液相出口均与所述冷箱相连通，该连通处均设于所述冷箱的下部。
2.根据权利要求1所述的混合制冷剂预冷系统，其特征在于所述冷箱内设有板翅式换热器。
全文摘要
本发明公开了一种应用于基荷型天然气液化工厂的混合制冷剂预冷系统。该预冷系统包括冷箱、第一压缩机构、第二压缩机构、第三压缩机构和节流机构；所述预冷系统可适用于年产LNG规模在50-500万吨的基荷型天然气液化工厂，为预处理合格的天然气和深冷混合制冷剂提供冷量，将其冷却至目标预冷温度；预处理合格天然气是指经过脱硫、脱碳、脱汞、脱水后满足基荷型天然气液化工厂对进入液化单元天然气的质量要求；该预冷系统可提供的预冷温度的调节方位为-35℃～-60℃；本发明提供的混合制冷剂预冷系统的预冷温度调节范围宽、能耗低，对天然气组分具有较强的适应性，同时流程简单、控制操作容易、能耗低。
文档编号F25J5/00GK102538389SQ201110427809
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者刘冰, 刘方, 周婵, 杨文刚, 王秀林, 邰晓亮 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油气电集团有限责任公司