[发明专利]三段混合制冷液化天然气的方法

摘要

三段混合制冷液化天然气的方法，属于一种天然气液化技术，在本发明中，采用氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷作为制冷剂，利用多组分混合物中重组分先冷凝、轻组分后冷凝的特性，将其依次冷凝、分离、节流、蒸发得到三个不同温度级的冷量，然后利用这三个不同温度级的冷量将净化天然气进行预冷、液化和深冷，从而将天然气液化，由于采用本发明，天然气液化流程得到简化，液化工序只有冷剂压缩机一台动设备，投资比国外同类技术节省约1/3，具有工艺流程简单、设备少、工程量小、开停车程序简单等特点，特别适合中小型液化天然气工厂天然气的液化。

主权项

三段混合制冷液化天然气的方法，其特征是：包括以下步骤：氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷通过冷剂充装口（30）、八管道（8）加注到冷剂循环系统中，制冷剂组成根据净化天然气的组成和压力而定，制冷剂在冷剂压缩机入口分液罐（31）进行气液分离，以防止冷剂压缩机（32）带液，制冷剂压缩机入口分液罐（31）可以是立式罐，也可以是卧式罐；经冷剂压缩机入口分液罐(31)分离后的冷剂通过九管道（9)进入冷剂压缩机（32）的一级，制冷剂经冷剂压缩机（32）的一级被压缩到1745kPaA，其温度升高到127.52℃，通过十管道（10）进入冷剂压缩机一级出口冷却器（33），冷剂压缩机一级出口冷却器（33）将制冷剂冷到40℃，通过十一管道（11）进入冷剂压缩机一级出口分液罐（34）进行气液分离，气相通过十二管道（12）进入冷剂压缩机（32）的二级进一步压缩，液相在冷剂压缩机一级出口分液罐液位控制器（37）、冷剂压缩机一级出口分液罐液位控制阀（38）的控制下通过十八管道（18）进入冷剂换热器（24）的上部，被冷到‑30℃后从冷剂换热器（24）的上部抽出，通过十九管道（19）进入冷剂压缩机一级出口分液罐液位控制阀（38），经冷剂压缩机一级出口分液罐液位控制阀（38）节流后温度降至‑32.7℃通过二十管道（20）进入进入冷剂换热器（24），与来自冷剂换热器（24）下部的低温低压冷剂混合，给天然气、制冷剂提供高温段冷量；来自冷剂压缩机一级出口分液罐（34）的气相通过十二管道（12）进入冷剂压缩机（32）的二级，被冷剂压缩机（32）的二级压缩到4231kPaA，其温度升高到108.28℃，通过十三管道（13）进入冷剂压缩机二级出口冷却器（35），冷剂压缩机二级出口冷却器（35）将冷剂冷到40℃，通过十四管道（14）进入冷剂压缩机二级出口分液罐（36）进行气液分离；来自冷剂压缩机二级出口分液罐（36）的液相在高压液相冷剂流量控制器（39）、高压液相冷剂流量控制阀（40）的控制下通过二一管道（21）进入冷剂换热器(24)的上部，被冷到‑70℃后从冷剂换热器(24)的中部抽出，通过二二管道(22)进入高压液相冷剂流量控制阀(40)，经高压液相冷剂流量控制阀（40）节流后温度降至‑74.38℃，通过管道（23）进入冷剂换热器（24），与来自冷剂换热器下部的低温低压冷剂混合，给天然气、冷剂提供中温段冷量；来自冷剂压缩机二级出口分液罐（36）的气相通过十五管道（15）进入冷剂换热器（24）的上部，被冷到‑162℃后从冷剂换热器（24）的底部抽出，通过十六管道（16）进入冷剂阶梯阀（41），经冷剂阶梯阀（41）节流后温度降至‑168.353℃，通过十七管道（17）进入冷剂换热器（24）的底部，给天然气、冷剂提供低温段冷量；来自冷剂换热器（24）上部的常温低压冷剂通过八管道（8）重新进入冷剂压缩机入口分液罐（31），开始另一个循环；净化天然气通过一管道（1）由冷剂换热器（24）的顶部进入，在冷剂换热器（24）的上部冷却到天然气中重烃冷凝的温度‑50℃，从冷剂换热器的中部抽出，通过二管道（2）进入重烃分液罐（25），重烃在重烃分液罐（25）的下部被分离出来，在重烃分液罐液位控制器（26）、重烃分液罐液位控制阀（27）的控制下通过六管道（6）、七管道7排出重烃分液罐（25），进入下一工序处理，分离完重烃的气相从重烃分液罐（25）的上部出来，通过三管道（3）进入冷剂换热器（24）的下部，被冷到天然气液化的温度‑162℃，从冷剂换热器（24）的底部出来，通过四管道（4）、五管道（5）送液化天然气储存系统；天然气的液化量由天然气流量控制器（28）、天然气流量控制阀（29）控制。