[发明专利]一种冷箱液化天然气取样和组分分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及天然气液化领域，具体而言，涉及一种冷箱液化天然气取样和组分分析系统。

背景技术

现在世界能源生产总量中，天然气已占到1/3，并有可能在不远的将来逐步将当下广受欢迎的石油和煤炭挤到次要地位。2020年前，天然气在世界能源需求中的比例将会达到45%-50%。

液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）是天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5摄氏度）温度后变成的液体，其主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的能源，无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。液化天然气的制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后得到。

当前，中小型天然气液化装置，如规模为200×10⁴Nm³/d（标准立方米/天）的天然气液化装置，在国内尚属首创，在天然气液化的过程中，如果能实时获得液化各阶段中天然气的组分含量，将对后续阶段的净化、液化过程采取针对性的措施提供依据，但如何对中小型天然气液化装置天然气液化过程各阶段的组分，如冷箱液化天然气中各组分的含量，进行实时分析，获得原料天然气中准确的各组分的含量，仍是一个课题。

发明内容

本发明提供一种冷箱液化天然气取样和组分分析系统，用以对天然气液化过程中冷箱液化天然气中各组分的含量进行分析。

为达到上述目的，本发明提供了一种冷箱液化天然气取样和组分分析系统，该系统包括：冷箱液化天然气输出管路、取样管路、前级处理装置、伴热管、预处理装置、第一气相色谱仪、第二气相色谱仪、仪表风装置、载气装置、FID/FPD色谱仪用气装置和回收装置，其中：

所述取样管路的一端设置有取样探针，所述取样探针与所述冷箱液化天然气输出管路相连接，获取所述冷箱液化天然气输出管路中的液化天然气样品；

所述取样管路的另一端与所述前级处理装置相连接，将所获取的液化天然气样品送入所述前级处理装置进行保温、减压，气化为天然气样品，其中所述前级处理装置包括前级处理箱体、前级处理管路、过滤器、电夹套调节阀和第一电加热器，所述前级处理管路设置在所述前级处理箱体中，所述前级处理管路的一端与所述取样管路相连接，所述过滤器和所述电夹套调节阀依次设置在所述前级处理管路上，天然气样品经过所述过滤器过滤后经过所述电夹套调节阀进行保温、减压，所述前级处理箱体中设置有第一电加热器，对所述前级处理箱体进行加热保温；

所述伴热管连接在所述前级处理管路的另一端与所述预处理装置之间，将经过所述前级处理装置保温、减压、气化后的天然气样品送入所述预处理装置进行预处理，其中所述预处理装置包括预处理箱体、预处理管路、聚结器、减压调节阀、安全管路、三通切换阀、细目过滤器、第一旁通流量计和第二电加热器，所述预处理管路设置在所述预处理箱体内，所述预处理管路的一端与所述伴热管相连接，所述聚结器、所述减压调节阀、所述三通切换阀、所述细目过滤器和所述第一旁通流量计依次设置在所述预处理管路上，进入所述预处理管路的天然气样品经过所述聚结器滤除杂质后进入所述减压调节阀进行减压，经过减压后的天然气样品通过所述三通切换阀进入所述细目过滤器进行过滤，所述预处理管路的另一端分别与所述第一气相色谱仪的第一样品气进气管路、所述第二气相色谱仪的第二样品气进气管路相连接，所述第一样品气进气管路、所述第二样品气进气管路上分别依次设置有取样开关阀和取样总开关阀，所述第一旁通流量计设置在所述预处理管路的末端，控制天然气样品进入用以测量N₂、C6+组分的所述第一气相色谱仪和用以测量含低量程S化物、低量程CO₂组分的所述第二气相色谱仪进行分析时的流量，所述第二电加热器设置在所述预处理箱体内，对所述预处理箱体进行加热；

所述聚结器的底部与返回管路相连接，所述返回管路将所述聚结器中多余的天然气样品返回至工艺燃料系统，所述返回管路上依次设置有第二旁通流量计和止回阀；

所述安全管路连接在所述预处理管路上所述聚结器的上游与所述返回管路上所述止回阀的下游之间，所述安全管路上设置有安全阀，用以当所述聚结器之前的所述预处理管路中的压力超过设定值时，将所述预处理管路中的压力通过所述安全管路传泻至所述返回管路中；

所述三通切换阀的第一端与所述减压调节阀相连接，所述三通切换阀的第二端与所述细目过滤器相连接，将经所述减压调节阀减压、气化后的天然气样品导入所述细目过滤器进行过滤，所述三通切换阀的第三端与标准气体管路相连接；