專利名稱：天然氣膨脹制冷液化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然氣膨脹制冷液化工藝。
背景技術(shù)：
調(diào)峰型天然氣液化流程全年分3個(gè)階段運(yùn)行，即液化階段、備用階段和氣化輸送階段。液化階段周期一般在50 300天，將上游可獲得的剩余天然氣液化；備用階段液化天然氣儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐中，無液化天然氣增加和輸出；氣化輸送階段將儲(chǔ)存的液化天然氣氣化， 送入天然氣管網(wǎng)。與基本負(fù)荷型液化天然氣裝置相比，調(diào)峰型液化天然氣裝置的生產(chǎn)規(guī)模較小，其液化能力一般為高峰負(fù)荷量的1/10左右，但儲(chǔ)存和氣化的能力卻很大，通常氣化能力是液化能力的10倍。典型的調(diào)峰型液化天然氣工廠的液化能力為10 20X 104Nm3/d，制冷動(dòng)力大約為1500 7000kW，儲(chǔ)存容量為2 IOX 104m3。調(diào)峰型天然氣液化流程要求具有高效、靈活、簡(jiǎn)便、低成本的特點(diǎn)，其中以低成本最為重要。APCI、Pritchard、Linde、feiz de France、CBI、BOC等公司竟相提供相關(guān)的天然氣液化技術(shù)，爭(zhēng)奪調(diào)峰型天然氣液化裝置這一市場(chǎng)。液化天然氣在城市用氣調(diào)峰領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，但是我國(guó)的液化天然氣技術(shù)起步較晚，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距。幾十年來，國(guó)外已有大量調(diào)峰型裝置建成投產(chǎn)，因此工廠設(shè)計(jì)、建設(shè)、儲(chǔ)運(yùn)、使用、管理等方面，都有成功的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。我國(guó)從上世紀(jì)九十年代起，在國(guó)家科技部門和有關(guān)研究院所的支持幫助下，先后有開封深冷儀器廠、北京焦化廠、四川綿陽(yáng)燃?xì)夤?、吉林油田、長(zhǎng)慶油田、上海燃?xì)夤尽?中原油田等，對(duì)中小型液化天然氣裝置的研制進(jìn)行了大膽的嘗試，取得寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。利用原料氣管道中的高壓天然氣，在制冷循環(huán)膨脹機(jī)中等熵膨脹，獲得的低溫冷量用于液化另一股天然氣，被稱之為天然氣膨脹機(jī)制冷循環(huán)。等熵膨脹后的天然氣最后送入低壓管網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種流程簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈活、工作可靠、易啟動(dòng)、易操作、維護(hù)方便的天然氣膨脹制冷液化工藝。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)天然氣膨脹制冷液化工藝，包括以下步驟(a)首先，原料氣經(jīng)過脫水器脫水后，部分進(jìn)入脫(X)2塔進(jìn)行脫除(X)2 ；(b)然后，原料氣脫除(X)2后，經(jīng)換熱器及過冷器后液化，部分節(jié)流后進(jìn)入儲(chǔ)槽儲(chǔ)存，另一部分節(jié)流后為換熱器及過冷器提供冷量；(c)最后，儲(chǔ)槽中自蒸發(fā)的氣體，首先為換熱器提供冷量，再進(jìn)入返回氣壓縮機(jī)，壓縮并冷卻后與未進(jìn)脫ω2塔的原料氣混合，進(jìn)換熱器冷卻后，進(jìn)入膨脹機(jī)降溫，為換熱器提
供冷量。
所述原料氣壓力為4. OMPa,對(duì)應(yīng)的液化溫度為180K。所述原料氣脫水后分為兩股，80%進(jìn)入制冷支路，20%作為待液化氣體經(jīng)進(jìn)一步純化后進(jìn)入冷箱；制冷支路中的天然氣在換熱器中被冷卻到膨脹機(jī)進(jìn)口溫度，經(jīng)分離器分離出冷凝物后，氣相部分進(jìn)入透平膨脹機(jī)，膨脹到1. 3MPa，然后返回?fù)Q熱器，并與高壓組份氣體匯合，匯合氣流進(jìn)入換熱器加熱至室溫，最后由增壓機(jī)送入管網(wǎng)。所述膨脹機(jī)膨脹后的溫度為180K 170K，這一方面是為在預(yù)處理中節(jié)省脫除(X)2 的裝置，因?yàn)槟柡繛榈?X)2會(huì)在170K以下結(jié)晶，從而堵塞制冷回路；另一方面也是為防止制冷回路中天然氣出現(xiàn)較多的氣體液化。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是(1)由于用天然氣本身為工質(zhì)，它幾乎不消耗動(dòng)力，并且只需對(duì)待液化的那股天然氣進(jìn)行脫除雜質(zhì)，因而預(yù)處理氣量可大為減少，約占總氣量的20% 35% ；(2)流程簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈活、工作可靠、易啟動(dòng)、易操作、維護(hù)方便。


圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例1 如圖1所示的天然氣膨脹制冷液化工藝的流程示意圖可知，其工作過程為原料氣經(jīng)過脫水器1脫水后，部分進(jìn)入脫(X)2塔進(jìn)行脫除C02。這部分天然氣脫除CO2后，經(jīng)換熱器5、6、7及過冷器8后液化，部分節(jié)流后進(jìn)入儲(chǔ)槽9儲(chǔ)存，另一部分節(jié)流后為換熱器5、6、7 及過冷器8提供冷量。儲(chǔ)槽9中自蒸發(fā)的氣體，首先為換熱器5提供冷量，再進(jìn)入返回氣壓縮機(jī)4，壓縮并冷卻后與未進(jìn)脫(X)2塔的原料氣混合，進(jìn)換熱器5冷卻后，進(jìn)入膨脹機(jī)10降溫，為換熱器5、6、7提供冷量。圖1中，原料氣壓力為4. OMPa，對(duì)應(yīng)的液化溫度約為180K。原料氣脫水后分為兩股，約80%進(jìn)入制冷支路，20%作為待液化氣體經(jīng)進(jìn)一步純化后進(jìn)入冷箱。制冷支路中的天然氣在換熱器中被冷卻到膨脹機(jī)進(jìn)口溫度，經(jīng)分離器分離出冷凝物后，氣相部分進(jìn)入透平膨脹機(jī)，膨脹到約1. 3MPa，然后返回?fù)Q熱器，并與高壓組份氣體匯合，匯合氣流進(jìn)入換熱器加熱至室溫，最后由增壓機(jī)送入管網(wǎng)。透平膨脹機(jī)膨脹后的溫度設(shè)計(jì)為180K 170K 這一方面是為在預(yù)處理中節(jié)省脫除C02的裝置，因?yàn)槟柡繛榈腃02會(huì)在170K以下結(jié)晶，從而堵塞制冷回路；另一方面也是為防止制冷回路中天然氣出現(xiàn)較多的氣體液化。由上可知，由于用天然氣本身為工質(zhì)，它幾乎不消耗動(dòng)力，并且只需對(duì)待液化的那股天然氣進(jìn)行脫除雜質(zhì)，因而預(yù)處理氣量可大為減少，約占總氣量的20% 35%;本發(fā)明涉及的工藝流程簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈活、工作可靠、易啟動(dòng)、易操作、維護(hù)方便。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.天然氣膨脹制冷液化工藝，其特征在于，包括以下步驟(a)首先，原料氣經(jīng)過脫水器脫水后，部分進(jìn)入脫(X)2塔進(jìn)行脫除(X)2；(b)然后，原料氣脫除(X)2后，經(jīng)換熱器及過冷器后液化，部分節(jié)流后進(jìn)入儲(chǔ)槽儲(chǔ)存，另一部分節(jié)流后為換熱器及過冷器提供冷量；(c)最后，儲(chǔ)槽中自蒸發(fā)的氣體，首先為換熱器提供冷量，再進(jìn)入返回氣壓縮機(jī)，壓縮并冷卻后與未進(jìn)脫CO2塔的原料氣混合，進(jìn)換熱器冷卻后，進(jìn)入膨脹機(jī)降溫，為換熱器提供冷量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣膨脹制冷液化工藝，其特征在于，所述原料氣壓力為 4. OMPa，對(duì)應(yīng)的液化溫度為180K。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣膨脹制冷液化工藝，其特征在于，所述原料氣脫水后分為兩股，80%進(jìn)入制冷支路，20%作為待液化氣體經(jīng)進(jìn)一步純化后進(jìn)入冷箱；制冷支路中的天然氣在換熱器中被冷卻到膨脹機(jī)進(jìn)口溫度，經(jīng)分離器分離出冷凝物后，氣相部分進(jìn)入透平膨脹機(jī)，膨脹到1. 3MPa，然后返回?fù)Q熱器，并與高壓組份氣體匯合，匯合氣流進(jìn)入換熱器加熱至室溫，最后由增壓機(jī)送入管網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣膨脹制冷液化工藝，其特征在于，所述膨脹機(jī)膨脹后的溫度為180K 170K。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然氣膨脹制冷液化工藝。該天然氣膨脹制冷液化工藝主要包括原料氣脫水脫CO2、冷器后液化、為換熱器提供冷量，完成天然氣膨脹制冷液化等步驟。本發(fā)明流程簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈活、工作可靠、易啟動(dòng)、易操作、維護(hù)方便。
文檔編號(hào)C10L3/10GK102453569SQ201010519488
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者袁俊海 申請(qǐng)人:袁俊海