本实用液化天然气生产领域，具体涉及一种液化天然气的生产设备。
背景技术：
天然气是一种清洁能源，在现代社会和生活中得到广泛的运用。为了方便运输，天然气会通过加压方式等方式转变为液化天然气(以下简称LNG)后进行储存、运输和使用。
目前本领域有几种常见的用于LNG生产的制冷过程，包括级联过程、丙烷预冷混合制冷过程以及混合制冷剂制冷过程。但是这些制冷方法相对比较复杂，需要使用额外的制冷装置和制冷剂，制冷剂(例如乙烯、丙烯等)在使用时假如泄漏，发生爆炸的危险性很高，而且采用这些制冷设备及制冷剂的成本相对比较高，因此研发一种不需要额外制冷剂的LNG生产设备就显得十分有益，而且目前常用的LNG生产设备体积比较大，不容易迁移。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种小型LNG生产设备。
一种小型LNG生产设备，其特征在于：包括压缩单元、净化单元、热交换器、多相分离器、LNG储罐，第一膨胀阀，第二膨胀阀，三通阀，蒸发单元，其中热交换器具有热端、冷端和中间部分，蒸发单元设置于热交换器的冷端，压缩单元的出口通过管路和净化单元的第一入口连通，净化单元的第二出口与热交换器的热端的第三入口通过管路相连通，热交换器的中间部分的第四出口与多相分离器的第七入口通过管路相连通，多相分离器的第九出口与热交换器的中间部分的第五入口通过第一管路相连通，第一管路上设置有第一膨胀阀,多相分离器的第八出口与热交换器的冷端的第六入口通过管路相连通，热交换器的冷端的第十出口与LNG储罐的第十二入口通过第六管路相连通，热交换器的冷端的第十出口通过第七管路与LNG储罐的第十七出口相连通，第七管路上设置有三通阀，第七管路通过三通阀与热交换器的冷端的第十一入口通过第二管路相连通，第二管路上设置有第二膨胀阀，第十一入口依次与蒸发单元、热交换器的热端的第十三出口通过管路相连通，第十三出口与净化单元的第十四入口通过第三管路相连通，热交换器的热端的第十六出口与第三管路相连通，净化单元设置有第十五出口。
进一步地，所述LNG储罐的第十七出口处设置有第三阀门。
进一步地，所述所述热交换器为间壁式热交换器。
进一步地，所述LNG储罐为地上储罐。
本实用新型的有益效果：
本实用新型不需要额外的制冷剂，而是通过自冷却循环实现来制冷，生产LNG,本实用新型不需要使用额外的制冷设备，降低了生产成本，而且结构紧凑，容易迁移。
所述LNG储罐的第十七出口处设置有第三阀门，用于控制LNG液体的引出，从而为本实用新型提供的为小型LNG生产设备的制冷功能启动的原料来源。
本实用新型中所述热交换器为间壁式热交换器，热交换效果好。
本实用新型中所述所述LNG储罐为地上储罐，容易迁移。
附图说明
图1是本实用新型提供的小型LNG生产设备的结构示意图。
1-原料气管道 2-压缩单元 3-净化单元 4-热交换器 5-多相分离器 6-第一LNG储罐 7-中压管道 8-蒸发单元
E1-第一入口 E2-第二出口 E3-第三入口 E4-第四入口 E5-第五出口 E6-第六入口 E7-第七入口 E8-第八出口 E9-第九出口 E10-第十出口 E11-第十一入口 E12-第十二入口 E13-第十三出口 E14-第十四入口 E15-第十五出口 E16-第十六出口 E17-第十七出口
L1-第一管路 L2-第二管路 L3-第三管路 L4-第四管路 L5-第五管路 L6-第六管路 L7-第七管路
V1-第一膨胀阀 V2-第二膨胀阀 V3-第三阀门 V4-三通阀
S1-原料天然气 S2-高压天然气 S3-纯化的天然气 S4-气液混合物
S5-重质烃液体 S6-气体 S7-LNG S8-第一部分热的气化天然气
S9-第二部分热的气化天然气
具体实施方式
以下具体实施方式仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
一种小型LNG生产设备，包括压缩单元(2)、净化单元(3)、热交换器(4)、多相分离器(5)、LNG储罐(6)，第一膨胀阀(V1)，第二膨胀阀(V2)，三通阀(V4)，蒸发单元(8)，其中热交换器(4)具有热端(4a)、冷端(4b)和中间部分，蒸发单元(8)设置于热交换器(4)的冷端(4b)，压缩单元(2)的出口通过管路和净化单元(3)的第一入口(E1)连通，净化单元(3)的第二出口(E2)与热交换器(4)的热端(4a)的第三入口(E3)通过管路相连通，热交换器(4)的中间部分的第四出口(E4)与多相分离器(5)的第七入口(E7)通过管路相连通，多相分离器(5)的第九出口(E9)与热交换器(4)的中间部分的第五入口(E5)通过第一管路(L1)相连通，第一管路(L1)上设置有第一膨胀阀(V1),多相分离器(5)的第八出口(E8)与热交换器(4)的冷端(4b)的第六入口(E6)通过管路相连通，热交换器(4)的冷端(4b)的第十出口(E10)与LNG储罐(6)的第十二入口(E12)通过第六管路(L6)相连通，热交换器(4)的冷端(4b)的第十出口(E10)通过第七管路(L7)与LNG储罐(6)的第十七出口(E17)相连通，第七管路(L7)上设置有三通阀(V4)，第七管路(L7)通过三通阀(V4)与热交换器(4)的冷端(4b)的第十一入口(E11)通过第二管路(L2)相连通，第二管路(L2)上设置有第二膨胀阀(V2)，第十一入口(E11)依次与蒸发单元(8)、热交换器(4)的热端(4a)的第十三出口(E13)通过管路相连通，第十三出口(E13)与净化单元(3)的第十四入口(E14)通过第三管路(L3)相连通，热交换器(4)的热端(4a)的第十六出口(E16)与第三管路(L3)相连通，净化单元(3)设置有第十五出口(E15)。
进一步地，所述LNG储罐(6)的第十七出口(E17)处设置有第三阀门(V3)。
进一步地，所述所述热交换器(4)为间壁式热交换器。
进一步地，所述LNG储罐(6)为地上储罐。
本实用新型提供的小型LNG生产设备运行的工艺步骤如下：
LNG储罐(6)需要储存有一定量的LNG，作为本实用新型提供的小型LNG生产设备的制冷功能启动的原料来源。
启动设备后，打开LNG储罐(6)的第十七出口(E17)处的第三阀门(V3)，LNG储罐(6)中的LNG通过第二膨胀阀(V2)，进入热交换器(4)的冷端中的蒸发单元(8)进行蒸发，然后通过第四管路(L4)，从热交换器(4)的热端(4a)的第十三出口(E13)引出，实现制冷。
与此同时，原料天然气(S1)从高压天然气管道(1)中进入压缩单元(2)进行压缩，成为高压天然气(S2)，然后经进入净化单元(3)的第一入口(E1)，除去高压天然气(S2)中的水和CO2等杂质，从第二出口(E2)引出后形成纯化的天然气(S3)。纯化的天然气(S3)经过第三入口(E3)进入热交换器(4)的热端(4a),纯化天然气(S3)被部分冷却后，纯化天然气(S3)中的重质烃变为液体，形成气液混合物(S4)，所述气液混合物(S4)从热交换器(4)的中间部分的第四出口(E4)流出，进入多相分离器(5)的第七入口(E7)，所述气液混合物(S4)在多相分离器(5)分离为重质烃液体(S5)和气体(S6)，所述气体(S6)从第八出口(E8)流出后通过第六入口(E6)进入热交换器(4)的冷端(4b)，在冷端(4b)进一步液化为LNG(S7)，一部分LNG(S7)通过第六管路(L6)进入LNG储罐(6)进行储存。
另一部分LNG(S7)通过第二管路(L2)的第二膨胀阀(V2)之后，通过第十一入口(E11)进入热交换器(4)的冷端(4b)，在冷端(4b)通过蒸发单元(8)蒸发形成气化天然气用于制冷，通过第四管路(L4)和热交换器(4)的热端(4a)，从设置于热端的第十三出口(E13)引出，形成第一部分热的气化天然气(S8)，实现制冷功能。
重质烃液体(S5)从第九出口(E9)引出之后，通过设置在第一管路(L1)上设置有第一膨胀阀(V1),通过设置于热交换器(4)的中间部分的第五入口(5)进入热交换器(4)，经过第五管路(L5)，从设置于热端(4a)的第十六出口(E16)引出，形成第二部分热的气化天然气(S9)，实现辅助制冷功能。
第二部分热的气化天然气(S9)从第十六出口(E16)引出后，汇入设置于第十三入口(E13)和第十四入口(E14)之间的第三管路(L3)，与第一部分热的气化天然气(S8)汇合，然后通过净化单元(3)的第十四入口(E14)进入，经过纯化单元，作为再生气体实现纯化单元的再生，从第十五出口(E15)引出，然后引入中压管道(7)，供用户使用。
当小型LNG生产设备生产出一定量的LNG之后，能够实现自循环制冷时，关掉LNG储罐(6)的的第十七出口(E17)处的第三阀门(V3)。