[发明专利]利用管道压力能制备液化天然气的装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明属于化工与低温工程技术领域，具体地，涉及一种利用管道压力能制备液化天然气的装置及使用方法。

背景技术

天然气与石油、煤炭作为世界上主要的化石能源，在一次能源中占有很大的比率。天然气作为一种优质清洁能源，越来越多的国家开始重视天然气资源的开发和利用。

天然气的大规模输送主要采用管道输送的方式。目前,我国长输天然气大多采用高压管输方式，如西气东输管道压力达到10MPa，输送的高压天然气经调压站降至中压进入城市燃气管网，再通过调压箱将压力降至低压后供给用户使用。天然气调压通常使用节流阀，在节流降压的过程中会损失大量的压力能，如果能通过一些方法将压力能进行回收将大大地提高能量利用率。

现阶段天然气管网压力能主要用于发电、轻烃分离、天然气液化等。液化天然气（LNG）作为一种清洁优质能源，既可以解决我国的能源短缺问题，又有突出的环境效益。天然气经低温液化后，其体积缩减为原来的1/600，同时在液化前除去了天然气中的H₂S,CO₂等杂质。管道天然气液化即可以作为城市燃气调峰，也可以利用管道天然气所蕴含的压力能。

天然气液化流程主要有混合制冷剂液化流程、带膨胀机液化流程以及级联式液化流程这三类。已有技术中，公开号为CN202339065U,名称为“一种天然气输气干线差压式节能液化装置”的实用新型专利，采用一个增压透平膨胀机来利用输气干线压差到达液化一部分天然气的目的，由于只采用了一级膨胀机，因此天然气液化不是很高。公开号为CN202432824U，名称为“一种通过前置外加能源提高液化率的压差式液化装置”的实用新型专利，通过前置一台压缩机来提高压差式液化装置的液化率，该技术的缺陷是需要额外提供能量来液化天然气。公开号为CN202393170U，名称为“天然气输气干线双回路双膨胀机压差式节能液化装置”的实用新型专利，采用双膨胀机并联的方式来利用输气干线的压差到达液化天然气的目的，该技术并未对重烃在天然气液化过程中进行分离，可能会致使液化装置堵塞等后果，另外该技术主要针对输气主管道8.0～10.0MPa到分输站4.0MPa这部分压差的利用，当压差较小时很难保证较高的液化率。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用管道压力能制备液化天然气的装置及使用方法。

第一方面，本发明提供一种利用管道压力能制备液化天然气的装置，所述装置由第一级分流器、第一级增压机、天然气净化器、第一级水冷器、第一级换热器、第二级分流器、第二级换热器、重烃分离器、第一级膨胀机、第三级换热器、第四级换热器、第二级膨胀机、节流阀、气液分离器、第三级分流器、第二级增压机、第二级水冷器构成；其中，

所述第一级分流器、天然气净化器、第一级换热器、第二级换热器、重烃分离器、第三级换热器、第四级换热器、节流阀、气液分离器、第四级换热器、第三级换热器、第二级换热器、第一级换热器依次管连接形成第一路线；

所述第一级分流器、第一级增压机、第一级水冷器、第一级换热器、第二级分流器、第一级膨胀机、第三级换热器、第二级换热器、第一级换热器依次管连接形成第二路线；

所述第一级增压机、第一级水冷器、第二级分流器、第二级换热器、第三级换热器、第二级膨胀机、第四级换热器、第三级换热器、第二级换热器、第一级换热器、第三级分流器依次管连接形成第三路线；

所述第一级增压机、第一级水冷器、第二级分流器、第二级换热器、第三级换热器、第二级膨胀机、第四级换热器、第三级换热器、第二级换热器、第一级换热器、第三级分流器、第二级增压机、第二级水冷器依次管连接形成第四路线。

优选地，所述天然气净化器内部设有溶液或分子筛，所述溶液、分子筛能够脱除杂质二氧化碳、硫化氢及水分。

优选地，所述第一级换热器、第二级换热器、第三级换热器、第四级换热器为多股流管热气，其形式为板翅式换热器或绕管式换热器。

优选地，所述第一级膨胀机出口压力高于1.7MPa，所述第二级膨胀机出口压力高于0.4MPa。

第二方面，本发明还涉及前述利用管道压力能制备液化天然气的方法，述方法包括如下步骤：

步骤1，天然气经第一级分流器分为第一线路、第二线路；