[实用新型]一种结合氮膨胀制冷的管道气差压制冷液化装置

说明书

技术领域

本实用新型属于天然气液化技术领域，涉及一种结合氮膨胀制冷的管道气差压制冷液化装置。

背景技术

随着经济的发展，能源的需求每年增长10％。天然气是一种广泛应用的清洁化石燃料并且能够减少温室气体的排放。天然气在陆地由管道运输最高压力可达到10MPa，然而高压的天然气通常在城市门站经历不可逆的节流过程以降低压力满足不同应用的需求。同时由于天然气急剧降压、降温，很容易对调压设备及管道设备的安全运行构成威胁。为了避免调压设备及管道设备过冷，常常需要在调压过程中配置热水锅炉，并用部分天然气作为燃料气，对调压设备、管道设备以及主管路的天然气进行加热，这样又浪费掉一部分原料气。因此如何利用管道气体的压力是一个值得关注的问题。

利用管道气的压差能量，使其中一部分天然气液化，而将另一部分天然气继续往下游输送，可以得到LNG产品，同时也实现了对这部分压力能的利用。但是由于天然气压差能量的限制，所能得到LNG的液化率一般较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结合氮膨胀制冷的管道气差压制冷液化装置，解决了现有有效利用管道气已有压力能，从而低能耗、高液化率的将天然气加工为LNG的工艺技术问题。

本实用新型所采用的技术方案是包括第一净化单元，第一净化单元通过天然气进气管道依次连接第一净化单元、第一冷箱、第一天燃气膨胀机，第一天燃气膨胀机通过管道依次连接第一冷箱和天然气增压压缩机，天然气进气管道还依次连接第二净化单元、第二天然气膨胀机、第一冷箱、第二冷箱、第一产品阀和LNG，天然气进气管道还依次连接第二净化单元、第一冷箱、第二冷箱、第二产品阀和LNG，氮气管道依次连接氮增压压缩机、第一空冷器、一段压缩机、第二空冷器、二段压缩机、第三空冷器、第一冷箱、氮膨胀机、第二冷箱、然后通过第二冷箱连接第一冷箱和氮增压压缩机，实现氮气循环。

进一步，所述第二净化单元与所述第二天然气膨胀机和所述第一冷箱之间分别设有一个流量调节阀。

本实用新型应用上述装置进行天然气处理的工艺，其特征在于：天然气原料气先分成三部分，第一部分进入第一净化单元，进行低纯度的净化处理，之后进入第一冷箱预冷，预冷后的天然气进入第一天然气膨胀机膨胀制冷，膨胀后的天然气返回第一冷箱，提供冷量，从第一冷箱出来的天然气利用天然气增压压缩机提升压力后，返回天然气管路；将剩余的天然气分为第二部分和第三部分，第二部分天然气进入第二净化单元进行高纯度的净化处理，之后第二部分天然气进入第二天然气膨胀机膨胀制冷，之后依次经过第一冷箱、第二冷箱，或直接进入第二冷箱制冷降温，再通过第一产品阀节流至常压或略高于常压；第三部分天然气直接依次进入第一冷箱、第二冷箱降温，之后通过第二产品阀节流至常压后，与第二部分天然气汇合，一并进入LNG贮罐，氮气经过氮增压压缩机、第一空冷器、一段压缩机、第二空冷器、二段压缩机、第三空冷器三级压缩，其中氮增压压缩机，在每一级压缩后都利用空气或水进行冷却，之后进入第一冷箱预冷，并进入氮膨胀机一级或多级膨胀，膨胀制冷后的低温氮气依次进入第二冷箱、第一冷箱提供冷量，之后回到氮增压压缩机进行循环。

本实用新型的有益效果是能耗低。

附图说明

图1是本实用新型一种结合氮膨胀制冷的管道气差压制冷液化装置结构示意图。

图中，1.第一净化单元，2.第一冷箱，3.第一天燃气膨胀机，4.天然气增压压缩机，5.第二净化单元，6.第二天然气膨胀机，7.第二冷箱，8.第一产品阀，9.第二产品阀，10.氮增压压缩机，11.一段压缩机，12.二段压缩机，13.氮膨胀机，14.LNG，15.第一空冷器，16.第二空冷器，17.第三空冷器，18.流量调节阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。