[发明专利]一种考虑总能系统的多级膨胀分布式天然气液化系统

说明书

技术领域

本发明属于清洁能源生产领域，涉及能源生产过程中的能量回收领域，即以高压天然气及其它高压富含甲烷气体为原料生产液化天然气的技术，具体涉及一种考虑总能系统的多级膨胀分布式天然气液化系统。

背景技术

液化天然气是一种公认的清洁能源，在工业中心和人口稠密地区使用液化天然气更具优越性。液化天然气运输方式灵活、方便、成本低。

天然气液化工艺主要是利用外加冷源和自身压力使气态天然气转化为液态的流程，即富含甲烷的天然气，经过脱水、脱酸性气体及重烃组分，然后经过降温，最终得到天然气的液态产品的流程。

对于分布式天然气，主要包括但不局限于边缘小气田天然气、低产气井天然气、油田放空气、离主产井较远分散井口天然气，煤层气、油田伴生气、沼气等许多富含甲烷的气流，其储量十分丰富。若将分布式天然气加工成液化天然气，将会产生巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收天然气原料气的压能，简化净化工艺，利用膨胀过程产生的冷量将部分或全部天然气液化，并结合液化方案应用场合，优化流程，提高包含天然气液化系统在内的总能系统的能源利用效率的多级膨胀分布式天然气液化系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括与高压天然气主气流相连通的离心分离器，离心分离器依次与预冷器、第一级重力分离器、第一级膨胀机、第二级重力分离器、干法脱硫器和低温冷却器相连通，低温冷却器的出口分为两路，一路与涡流管相连通，另一路与第二级膨胀机相连通，涡流管的冷端出口与LNG储罐里的蒸气合并后进入深冷器后被液化，被存储在LNG储罐里，第二级膨胀机依次与深冷器、低温冷却器和预冷器相连通，从预冷器引出的工质与涡流管的热端出口工质合并进入压缩机，从压缩机引出的天然气被送往用户或总能系统。

本发明的第一级膨胀机或第二级膨胀机上还连接有发电机或其它动力设备；压缩机引出的天然气并入干法脱硫器出口构成闭式液化循环；压缩机引出的天然气并入第一级膨胀机进口构成闭式液化循环；干法脱硫器需要的再生气流由涡流管的热端出口工质分流出的天然气提供；高压天然气包括本身压力在1.0～70.0MPa的原料气或经外部装置加压的天然气；膨胀机为透平膨胀机、涡流管或膨胀机和涡流管的组合。

由于考虑总能系统的多级膨胀分布式天然气液化系统不用或少用外界的能量，仅需要换热等设备，通过天然气膨胀将温度降低直至液化，同时膨胀过程还可对外输出有用功，所以本能耗水平低，适用于分散气源。

附图说明

图1是本发明的流程示意图，其中主要设备说明如下：

离心分离器1，预冷器2，第一级膨胀机3，低温冷却器4，发电机5，第二级膨胀机6，涡流管7，深冷器8，压缩机9，第一级重力分离器10，第二级重力分离器11，干法脱硫器12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的实施例并非专指但包含以下示例，根据本发明的所有具体实施例，应当考虑到以提高总能系统能源利用效率，液化系统本身的能量尽量自给，或者用尽量少的外部能量，充分利用液化系统本身的冷源；充分利用应用场合容易获得的冷源，如空气和水等；在恰当的场合可以用简单部件替代复杂部件，如用涡流管替代透平膨胀机，用扩压管代替压缩机等。

实施例1：参见图1，本发明包括与高压天然气主气流相连通的离心分离器1，离心分离器1依次与预冷器2、第一级重力分离器10、第一级膨胀机3、第二级重力分离器11、干法脱硫器12和低温冷却器4相连通，低温冷却器4的出口分为两路，一路与涡流管7相连通，另一路与第二级膨胀机6相连通，涡流管7的冷端出口与LNG储罐里的蒸气27合并后进入深冷器8后被液化，被存储在LNG储罐里，第二级膨胀机6依次与深冷器8、低温冷却器4和预冷器2相连通，从预冷器2引出的工质与涡流管7的热端出口工质24汇合进入压缩机9，从压缩机9引出的天然气被送往用户或总能系统，本实施例在第一级膨胀机3上还连接有发电机5。