技术特征：
1.一种氮膨胀制冷从富甲烷气中提取液态甲烷的装置，其特征在于，包括主换热器（2）、预冷蒸发器（3）、lng精馏塔再沸器（4）、lng精馏塔（5）、回流罐（6）、lng精馏塔冷凝器（7）、氮膨胀制冷单元、冰机压缩冷却单元和控制装置；其中，所述氮膨胀制冷单元包括氮气压缩机（8）、氮气压缩机冷却器（9）、透平增压膨胀机冷却器（10）和透平增压膨胀机（11）；所述冰机压缩冷却单元包括冰机压缩机（12）、冰机压缩机冷却器（13）；所述主换热器（2）上连接有富甲烷气的进气管（1）；所述的主换热器（2）内设置有富甲烷气通道i（a1）、富氮氢尾气通道i（a2）、返流低压氮气通道i（a3）、氮气通道i（a4）、富甲烷气通道ii（a5）、氮气通道ii（a6）、氮气通道iii（a7）和lng通道（a8）、氮气通道
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（a9）；所述预冷蒸发器（3）内设置有预冷气通道（b1）、富甲烷气通道iii（b2）和氮气通道iv（b3）；所述lng精馏塔冷凝器（7）内设置有富氮氢尾气通道ii（c1）和返流氮气通道ii（c2）；所述富甲烷气通道i（a1）、富甲烷气通道iii（b2）和富甲烷气通道ii（a5）依次相接；所述富甲烷气通道ii（a5）的出口端与lng精馏塔（5）中上部的进料口相接；所述lng精馏塔冷凝器（7）的入口端与lng精馏塔（5）顶部的气相出口端相接；所述回流罐（6）的入口端与lng精馏塔冷凝器（7）的出口端相接；所述回流罐（6）的气相出口端与富氮氢尾气通道i（a2）的入口端相接，所述富氮氢尾气通道i（a2）的出口端连接有富氮氢尾气排放管线；所述回流罐（6）的液相出口端与lng精馏塔（5）顶部的进料口相接；所述lng精馏塔（5）底部的液相出口与lng通道（a8）的入口端相接，所述lng通道（a8）的出口端通过lng管线与lng储槽相接；所述氮膨胀制冷单元提供氮预冷膨胀制冷循环，所述氮膨胀制冷循环中，沿着氮气的气流方向，所述返流低压氮气通道i（a3）、氮气压缩机（8）、氮气压缩机冷却器（9）、透平增压膨胀机（11）、透平增压膨胀机冷却器（10）、氮气通道i（a4）、氮气通道iv（b3）、氮气通道ii（a6）、lng精馏塔再沸器（4）的热侧通道、氮气通道iii（a7）依次相接；所述氮气通道iii（a7）的出口端设有两条气路，其中一条气路包括沿着氮气的气流方向依次相接的透平增压膨胀机（11）、返流低压氮气通道i（a3）从a3-1入口进入返流低压氮气通道i （a3）；另一条气路包括沿着氮气的气流方向依次相接的氮气通道
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（a9）、返流氮气通道ii（c2）、返流低压氮气通道i（a3）从a3-2入口进入返流低压氮气通道i （a3）；所述冰机压缩冷却单元提供冰机压缩冷却循环，所述冰机压缩冷却循环中，沿着有机工质气体的流动方向，所述冰机压缩机（12）、冰机压缩机冷却器（13）和预冷气通道（b1）依次连接；所述主换热器（2）、预冷蒸发器（3）、lng精馏塔再沸器（4）、lng精馏塔（5）、回流罐（6）、lng精馏塔冷凝器（7）、氮气压缩机（8）、透平增压膨胀机（11）、冰机压缩机（12）分别与控制装置电连接。2.根据权利要求1所述的氮膨胀制冷从富甲烷气中提取液态甲烷的装置，其特征在于，所述主换热器（2）、预冷蒸发器（3）、lng精馏塔冷凝器（7）和lng精馏塔再沸器（4）为板翅式换热器、绕管式换热器或管壳式换热器。3.根据权利要求1所述的氮膨胀制冷从富甲烷气中提取液态甲烷的装置，其特征在于，
所述lng精馏塔（5）为填料塔或板式塔。4.根据权利要求1所述的氮膨胀制冷从富甲烷气中提取液态甲烷的装置，其特征在于，所述lng精馏塔再沸器（4）的热侧进口、出口管线间设有调节阀a（23）；所述富甲烷气通道ii（a5）的出口端与lng精馏塔（5）中上部的进料口间的管线上设有调节富甲烷气压力的调节阀b（16）；所述的lng通道（a8）的出口端与lng储槽进口端的管线上设置有调节阀c（17）；所述调节阀a（23）、调节阀b（16）、调节阀c（17）均分别与控制装置电连接。5.根据权利要求1所述的氮膨胀制冷从富甲烷气中提取液态甲烷的装置，其特征在于，所述lng精馏塔（5）上设置有的监测釜液高度的液位数字控制器（15）；所述lng精馏塔（5）的釜底设置有监测气相温度的温度数字控制器a（24）；所述回流罐（6）上设置有监测回流罐（6）内压力的压力数字控制器a（14）；所述回流罐（6）的入口端设置有监测进入回流罐（6）内气体温度的温度数字控制器b（18）；所述返流氮气通道ii（c2）进口端的管线上设置有调节气体压力的调节阀d（19）；所述冰机压缩机冷却器（13）出口端与预冷蒸发器（3）进口端管线之间设置有调节气体压力的调节阀f（20）；所述预冷蒸发器（3）出口端与冰机压缩机（12）进口端管线之间设置有压力数字控制器b（21）；所述富氮氢尾气排放管线上设置有调节气体压力的调节阀e（22）；所述液位数字控制器（15）、温度数字控制器a（24）、压力数字控制器a（14）、温度数字控制器b（18）、调节阀d（19）、调节阀f（20）、压力数字控制器b（21）、调节阀e（22）均分别与控制装置电连接。
技术总结
本实用新型公开了一种氮膨胀制冷从富甲烷气中提取液态甲烷的装置，解决了现有技术中天然气液化系统操作和维护复杂、对制冷剂的种类有较多要求的技术问题。它包括主换热器（2）、预冷蒸发器（3）、LNG精馏塔再沸器（4）、LNG精馏塔（5）、回流罐（6）、LNG精馏塔冷凝器（7）、氮膨胀制冷单元、冰机压缩冷却单元和控制装置；其中，所述氮膨胀制冷单元包括氮气压缩机（8）、氮气压缩机冷却器（9）、透平增压膨胀机冷却器（10）和透平增压膨胀机（11）；所述冰机压缩冷却单元包括冰机压缩机（12）、冰机压缩机冷却器（13）；所述主换热器（2）上连接有富甲烷气的进气管（1）。本实用新型操作难度低、制造成本低、能耗较低、甲烷回收效率高。甲烷回收效率高。甲烷回收效率高。
技术研发人员：马忠 朱磊
受保护的技术使用者：四川蜀道装备科技股份有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/7/1