[发明专利]一种利用液化天然气冷能的高效空分装置

摘要

本发明公开了一种利用液化天然气冷能的高效空分装置，包括低温NG与乙二醇水溶液的换热器，LNG换热器，主换热器，过冷换热器，第一氮气压缩机，第二氮气压缩机，第三氮气压缩机，原料空压机，下塔，上塔，空气冷却器，乙二醇水溶液的循环泵，气液分离器，以及冷凝蒸发器。将LNG的低温冷能用于空分系统后，可使液体空分产品的单位电耗降低仅为常规流程生产的液体空分产品的约1/3；采用乙二醇水溶液冷却，有效降低空压机的轴功率，并且将NG的高温冷能也进行了利用，充分提高了LNG冷能的利用率，使得出空分系统的NG满足管输要求。

主权项

一种利用液化天然气冷能的高效空分装置，其特征在于，包括：低温NG与乙二醇水溶液的换热器，LNG换热器，主换热器，过冷换热器，第一氮气压缩机，第二氮气压缩机，第三氮气压缩机，原料空压机，下塔，上塔，空气冷却器，乙二醇水溶液的循环泵，气液分离器，以及冷凝蒸发器，其中：所述原料空压机设置在空气输送管线上，所述空气输送管线之后依次穿过所述空气冷却器、所述主换热器、所述过冷换热器，并与所述下塔相连接，空气经过所述原料空压机压缩后在所述空气冷却器中用乙二醇水溶液冷却，进而再经过所述主换热器与所述过冷换热器降温后送入所述下塔，在所述下塔经初步分离后在所述下塔底部得到富氧液空，在所述下塔顶部得到低温纯氮气以及液氮，其中，所述冷凝蒸发器设置在所述下塔与所述上塔之间，所述冷凝蒸发器的开口与所述下塔顶部相通；所述乙二醇水溶液的循环泵设置在封闭的乙二醇循环管线上，所述乙二醇循环管线分别穿过所述低温NG与乙二醇水溶液的换热器和所述空气冷却器，在所述乙二醇水溶液的循环泵循环作用下，所述乙二醇循环管线中的乙二醇水溶液为所述空气冷却器提供空气冷却所需的冷能；与所述下塔顶部相连的第一纯氮气输送管线依次穿过所述过冷换热器和所述主换热器，其中的低温纯氮气为所述过冷换热器和所述主换热器提供冷能，之后与从所述气液分离器的气体输送管线中的低温低压氮气一起进入所述第一氮气压缩机的入口；与所述上塔顶部相连的液氮输送管线将经减压降温后的液氮送入所述上塔，作为所述上塔的回流液；与所述下塔相连的富氧液空输送管线将经节流降温后的富氧液空进入所述上塔进行精馏，从所述上塔顶部得到纯氮气，从所述上塔上部得到污氮气，从所述上塔底部得到纯液氧产品；与所述上塔顶部相连的第二纯氮气输送管线依次穿过所述过冷换热器和所述主换热器，其中的低温纯氮气为所述过冷换热器和所述主换热器提供冷能；与所述上塔上部相连的污氮气输送管线依次穿过所述过冷换热器和所述主换热器，其中的低温污氮气为所述过冷换热器和所述主换热器提供冷能；与所述第一氮气压缩机的出口相连接的管线穿过所述LNG换热器，将经压缩后的纯氮气送入所述LNG换热器冷却，进而与所述第二氮气压缩机的入口相连，与所述第二氮气压缩机的出口相连的管线穿过所述LNG换热器，将其中的纯氮气进一步冷却，进而与所述第三氮气压缩机的入口相连，与所述第三氮气压缩机的出口相连的气液分离器输入管线穿过所述LNG换热器，将其中的纯氮气进一步冷却；所述气液分离器输入管线的末端与所述气液分离器相连，所述气液分离器将进入其中的液体氮进行气液分离，在所述气液分离器底部得到液氮产品，在所述气液分离器顶部得到低压低温氮气，其中，与所述气液分离器顶部相连的管线将分离后的低压低温氮气送入所述第一氮气压缩机的入口；LNG管道依次穿过所述LNG换热器和所述低温NG与乙二醇水溶液的换热器，所述LNG管道中的液化天然气为所述LNG换热器和所述低温NG与乙二醇水溶液的换热器提供冷能气化为天然气后进入天然气输气管道。