[发明专利]采用冷能轻烃回收的LNG冷能梯级利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及LNG冷能利用技术领域，特别是采用冷能轻烃回收的LNG冷能梯级利用方法。

背景技术

进入21世纪以来，世界石油价格高涨，能源和电力成本大幅度提高，在中国经济快速发展的形式下，节约能源、提高能源利用率已经刻不容缓。LNG作为清洁高效的能源，受到世界各国的青睐，由此也带来了LNG工业的迅速发展(年均20％的增长速度)。

LNG是由低污染天然气经过脱酸、脱水处理，通过低温工艺冷冻液化而成低温(-162℃)的液体混和物，其密度大约增加600倍，以利于长距离运输。每生产一吨LNG的动力及公用设施耗电量约为850kw·h，而在LNG接收站，一般又需将LNG通过汽化器汽化后使用，汽化时放出很大的冷量，其值大约为830kJ/kg，这种冷量包括液态天然气的汽化潜热和气态天然气从储存温度复温到环境温度的显热。如果直接让液化天然气在环境中蒸发，吸收环境的热量升温，不仅会使LNG携带的冷能白白地浪费掉，而且会对环境造成冷污染。

近年来，我国已在LNG的生产、运输和应用等领域取得了卓越的成果。2009年，中国进口液化天然气553.2万吨，增长65.8％，占当年中国液化气进口总量的57.1％，比重较2008年提高了1个百分点。2010年中国进口天然气逾100亿立方米，其中包括约600万吨液化天然气。预计2015年中国LNG进口将超过2000万吨，2020年还会成倍增长。

LNG在我国的大规模发展应用已经势不可挡，研究LNG冷能的利用方法，使其在多领域达到实用化的程度，在降低环境污染、应对能源危机的前提下，提升整个LNG产业链的经济效益和社会效益，具有重要的意义。目前我国LNG冷能的利用还没有得到推广，由于LNG冷能自身的衍生性，决定了这种能源的开发和利用还面临许多技术转换问题。目前，在LNG冷能利用方面存在冷能利用效率低、损大的现象，致使LNG所携带的大部分冷能没有得到合理利用。

目前部分梯级冷能利用工艺的设计缺乏有力的理论论证，或者理论与实际利用存在脱节，仅仅从能量角度研究LNG冷能的梯级利用，而忽略了LNG冷能能质的高低，导致在实际的利用中LNG利用工艺的冷效率很低，存在LNG冷能没有得到合理、充分利用的现象，对于较低温位段内的高品质冷能用于对冷能品位要求低的工艺中，致使冷能利用效果明显降低。

梯级冷能利用工艺虽然已经被提出，其仍然未能够从根本上解决LNG冷能利用效率不高、经济效益低的问题。

(exergy)的定义为：物质或物流由给定状态经过可逆过程变化到与给定的环境基准相平衡所做的最大理论功。LNG冷能主要是因为LNG与周围环境存在温度不平衡引起的温度差以及由于压力不平衡引起的压力差。是衡量冷能大小和品质的重要指标，即用于指出某指定状态下所给定能量中能够做出的最大理论功的部分。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种优化配置、提高了LNG冷量回收率、节约能源的采用冷能轻烃回收的LNG冷能梯级利用方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：采用冷能轻烃回收的LNG冷能梯级利用方法，它包括以下步骤：

S1、利用LNG冷能进行轻烃回收；

S2、利用完成轻烃回收后的LNG冷能进行油田伴生气凝液回收或制取液化CO₂及干冰或低温粉碎废旧橡胶；

S3、利用完成油田伴生气凝液回收或制取CO₂及干冰或低温粉碎废旧橡胶后的LNG冷能进行仓库制冷或海水淡化

本发明具有以下优点：本发明在满足不同用户操作特性的前提下，安排冷能在多个用户间的优化配置，实现了冷能的梯级利用。根据各种冷能利用工艺对温位的需求，制定了三级利用方案，提高了LNG冷量回收率，减少LNG的汽化费用，对节约能源、提高能源利用效率具有重要意义。

附图说明

图1为利用LNG冷能进行轻烃回收的结构示意图

图2为利用LNG冷能进行油田伴生气凝液回收的结构示意图

图3为利用LNG冷能制取液化CO₂及干冰的结构示意图

图4为利用LNG冷能低温粉碎废旧橡胶的结构示意图

图5为冷冻仓库的梯级利用流程图

图6为利用LNG冷能进行仓库制冷的结构示意图

图7为采用冷媒直接接触冷冻法利用LNG冷能进行海水淡化的结构示意图

图8为LNG冷能梯级利用第一种方案框架图

图9为LNG冷能梯级利用第二种方案框架图

图10为LNG冷能梯级利用第三种方案框架图