[发明专利]天然气液化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气的液化方法，具体地说，涉及一种氮膨胀循环天然气液化流程。

背景技术

现有技术中，中小型天然气液化装置常采用混合冷剂（MRC）流程，氮-甲烷（N₂-CH₄）流程，氮循环膨胀流程等多种制冷液化流程。氮膨胀流程具有设备简单、防爆要求低、运行操作可靠方便等优点，但液化天然气产品单位能耗偏高，影响了其竞争能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服氮膨胀流程的缺点，降低液化天然气产品的单位能耗，使其性价比能优于其他流程的天然气液化方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种天然气液化方法，将经净化达到要求的天然气依次通过换热器的热段、中段、冷段来使所述的天然气冷却、液化并过冷，所述的换热器的热段、中段、冷段中由制冷工质循环的制冷提供所述的天然气液化所需的冷量，所述的制冷工质经循环压缩机后进入增压透平膨胀机的增压端增压，再经冷却后依次进入所述的换热器的热段、中段、冷段中降温，出所述的冷段的制冷工质成为返流制冷工质并依次经过所述的换热器的冷段、中段、热段与所述的天然气换热，出所述的热段的返流制冷工质进入所述的循环压缩机完成所述的制冷工质循环，所述的制冷工质循环包括设置于所述的换热器的热段与中段之间的低温冷冻机换热单元，所述的低温冷冻机换热单元包括低温冷冻机、在所述的低温冷冻机中进行循环的制冷剂，所述的低温冷冻机中设置有制冷剂的冷凝器和蒸发器；出所述的换热器的热段的所述的制冷工质进入所述的低温冷冻机中并被所述的制冷剂预冷到规定温度，再进入所述的换热器的中段。

优选的，出所述的循环压缩机的所述的制冷工质经冷却后进入所述的增压透平膨胀机的增压端。

优选的，所述的增压透平膨胀机的增压端包括相串联的第一增压端、第二增压端，出所述的第一增压端（或所述的第二增压端）的所述的制冷工质经冷却后进入所述的第二增压端（或所述的第一增压端），出所述的第二增压端（或所述的第一增压端）的所述的制冷工质经冷却后进入所述的换热器的热段。

优选的，出所述的换热器的中段的所述的制冷工质进入第一增压透平膨胀机的膨胀端降压降温，再进入所述的换热器的冷段。

优选的，出所述的换热器的冷段的所述的制冷工质进入第二增压透平膨胀机的膨胀端降压降温，成为所述的返流制冷工质进入所述的换热器的冷段。

优选的，所述的制冷工质为纯氮气或污氮气。

优选的，所述的循环压缩机的出口压力为1.5-3.9MPa，进口压力为0.15-0.7MPa。

优选的，所述的制冷剂为氟利昂或氨或国家法规允许使用的制冷剂。

优选的，出所述的换热器的冷段的经液化、过冷的天然气经过节流阀节流降压到规定压力后成为液化天然气产品。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：由于本发明采用了低温冷冻机换热单元，既保留了原氮膨胀制冷流程的优点，又降低了液化天然气产品的能耗，提高了性价比。

附图说明

附图1为本发明的天然气液化方法的流程示意图。

以上附图中：1、循环压缩机；2、第一水冷却器；3、第一增压端；4、第二水冷却器；5、第二增压透平膨胀机的膨胀端；6、第一增压透平膨胀机的膨胀端；7、第二增压端；8、第三水冷却器；9、换热器是热段；10、低温冷冻机；11、换热器的中段；12、换热器是冷段；13、节流阀；

101、循环压缩机进气；102、出循环压缩机的制冷工质；103、正流循环的制冷工质；104、出低温冷冻机的制冷工质；105、出第一增压透平膨胀机的膨胀端的制冷工质；106、出第二增压透平膨胀机的膨胀端的返流制冷工质；

201、经净化达到要求的天然气；202、液化过冷后的天然气；203、液化天然气产品。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：参见附图1所示。

一种天然气液化方法，将具有压力要求并经净化达到液化要求的天然气201依次通过换热器的热段9、中段11、冷段12来使天然气201冷却、液化并过冷，出换热器的冷段12的液化、过冷后的天然气202经过节流阀13节流降压到规定压力后成为液化天然气产品203。

换热器的热段9、中段11、冷段12中由制冷工质循环中的制冷工质提供天然气201液化所需的冷量。制冷工质为纯氮气或污氮气。