一种采用混合冷剂级联的天然气液化装置及方法，首先将通过预处理单元的高压天然气进入预冷板翅式换热器，与预冷混合制冷剂循环换热，冷却至‑50℃～‑55℃；再进入重烃分离罐，脱出天然气中的重烃组分；再进入液化板翅式换热器，与液化混合制冷剂循环换热，冷却至‑118℃～‑122℃；再进入深冷板翅式换热器，与深冷混合制冷剂循环换热，冷却至‑155℃～‑160℃；再经节流阀节流降压至150kPa，进入分离器，气相作为厂区的燃料气，液相为液化天然气(LNG)产品进入LNG储罐；本发明专利技术将预处理后的天然气和3种混合制冷剂在冷箱中的板翅式换热器中换热，既可以实现对环境低温的充分利用，也能最大限度提高驱动机功率的利用率。
【技术实现步骤摘要】
一种采用混合冷剂级联的天然气液化装置及方法
本专利技术涉及天然气液化
，特别涉及一种采用混合冷剂级联的天然气液化装置及方法，主要针对基本负荷型LNG工厂的天然气液化。
技术介绍
国内对于天然气的需求迅速增长，但国内天然气用户与资源分布极不均匀。中国的天然气资源大多分布在中西部地区和海上，很多天然气用户市场的资源供应严重缺乏，因此要实现天然气资源的合理利用，首要任务是从根本上解决运输与利用之间的矛盾。液化天然气技术的出现使天然气的远距离运输得以实现。在整个LNG产业链中，天然气液化是其中资金、技术最为密集的关键环节，其费用大约为整个LNG产业链的30～40％。天然气液化技术是一项科技含量很高的系统工程，其工业链由净化、液化、储存、运输、接收一系列环节组成。近年来，大型天然气液化工艺技术呈现多样化。混合制冷剂液化天然气流程因其低能耗的优点，已被广泛采用于大型LNG液化工厂。主要应用于工业的混合冷剂流程有：单混合冷剂工艺(SMR)、丙烷预冷混合冷剂工艺(C3MR)、AP-X膨胀工艺等。SMR流程无预冷循环，采用一种混合制冷剂，效率较低，流程能耗很高。C3MR，AP-X流程预冷段都采用丙烷冷剂制冷，预冷的最低温度受丙烷沸点的限制。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种采用混合冷剂级联的天然气液化装置及方法，将通过预处理单元的高压天然气(NG)和三种混合制冷剂在冷箱换热器中换热，将天然气液化为液化天然气，既可以实现对环境低温的充分利用，也能最大限度提高驱动机功率的利用率。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种采用混合冷剂级联的天然气液化装置，包括天然气液化回路装置、预冷混合冷剂循环装置、液化混合冷剂循环装置和深冷混合冷剂循环装置；所述的天然气液化回路装置包括预冷板翅式换热器ET-101(17)、分离器V-101(9)、液化板翅式换热器ET-201(16)、深冷板翅式换热器ET-301(15)、节流阀S-101(11)、分离器V-102(12)和LNG储罐V-103(13)；预冷板翅式换热器ET-101(17)的天然气入口与预处理后的天然气管线连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的天然气出口与分离器V-101(9)的入口连通，分离器V-101(9)的气相出口与液化板翅式换热器ET-201(16)的天然气入口连通，液化板翅式换热器ET-201(16)的天然气出口与深冷板翅式换热器ET-301(15)的天然气入口连通，深冷板翅式换热器ET-301(15)的天然气出口经节流阀S-101(11)与分离器V-102(12)的入口连通，分离器V-102(12)的液相出口与LNG储罐V-103(13)的入口连通；所述的预冷混合冷剂循环装置包括节流阀S-201(8)、压缩机C-201(7)、空冷器AC-201(6)、水冷器E-201(5)、分离器V-201(4)、压缩机C-202(3)、离心泵P-201(24)、空冷器AC-202(2)和水冷器E-202(1)；水冷器E-202(1)的出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的预冷混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的预冷混合冷剂出口经节流阀S-201(8)与预冷板翅式换热器ET-101(17)的预冷混合冷剂反流入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的预冷混合冷剂反流出口与压缩机C-201(7)的入口连通，压缩机C-201(7)的出口与空冷器AC-201(6)的入口连通，空冷器AC-201(6)的出口与水冷器E-201(5)的入口连通，水冷器E-201(5)的出口与分离器V-201(4)的入口连通，分离器V-201(4)的气相出口与压缩机C-202(3)的入口连通，分离器V-201(4)的液相出口与离心泵P-201(24)的入口连通，压缩机C-202(3)的出口和离心泵P-201(24)的出口与空冷器AC-202(2)的入口连通，空冷器AC-202(2)的出口与水冷器E-202(1)的入口连通；所述的液化混合冷剂循环装置包括液化板翅式换热器ET-201(16)、节流阀S-301(10)、压缩机C-301(21)、空冷器AC-301(22)和水冷器E-301(23)；水冷器E-301(23)的出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的液化混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的液化混合冷剂出口与液化板翅式换热器ET-201(16)的液化混合冷剂入口连通，液化板翅式换热器ET-201(16)的液化混合冷剂出口经节流阀S-301(10)与液化板翅式换热器ET-201(16)的液化混合冷剂反流入口连通，液化板翅式换热器ET-201(16)的液化混合冷剂反流出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的液化混合冷剂反流入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的液化混合冷剂反流出口与压缩机C-301(21)的入口连通，压缩机C-301(21)的出口与空冷器AC-301(22)的入口连通，空冷器AC-301(22)的出口与水冷器E-301(23)的入口连通；所述的深冷混合冷剂循环装置包括液化板翅式换热器ET-201(16)、深冷板翅式换热器ET-301(15)、节流阀S-401(14)、压缩机C-401(18)、空冷器AC-401(19)和水冷器E-401(20)；水冷器E-401(20)的出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的深冷混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的深冷混合冷剂出口与液化板翅式换热器ET-201(16)的深冷混合冷剂入口连通，液化板翅式换热器ET-201(16)的深冷混合冷剂出口与深冷板翅式换热器ET-301(15)的深冷混合冷剂入口连通，深冷板翅式换热器ET-301(15)的深冷混合冷剂出口与节流阀S-401(14)的入口连通，节流阀S-401(14)的出口与深冷板翅式换热器ET-301(15)的深冷混合冷剂反流入口连通，深冷板翅式换热器ET-301(15)的深冷混合冷剂反流出口与液化板翅式换热器ET-201(16)的深冷混合冷剂反流入口连通，液化板翅式换热器ET-201(16)的深冷混合冷剂反流出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的深冷混合冷剂反流入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的深冷混合冷剂反流出口与压缩机C-401(18)的入口连通，压缩机C-401(18)的出口与空冷器AC-401(19)的入口连通，空冷器AC-401(19)的出口与水冷器E-401(20)的入口连通。基于上述装置的一种采用混合冷剂级联的天然气液化方法，包括如下步骤：(1)天然气液化回路：首先将通过预处理单元的高压天然气NG进入预冷板翅式换热器ET-101(17)，冷却至-50℃～-55℃；再进入重烃分离罐V-101(9)，脱出天然气中的重烃组分；再进入液化板翅式换热器ET-201(16)，冷却至-118℃～-122℃；再进入深冷板翅式换热器ET-301(15)，冷却至-155℃～-160℃；再经节流阀S-101(11)节流降压至150KPa，进入分离器V-102(12)，气相作为厂区的燃料气，液相为液化天然气LNG产品进入LNG储罐V-103(13)。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用混合冷剂级联的天然气液化装置，其特征在于，包括天然气液化回路装置、预冷混合冷剂循环装置、液化混合冷剂循环装置和深冷混合冷剂循环装置；所述的天然气液化回路装置包括预冷板翅式换热器ET‑101(17)、分离器V‑101(9)、液化板翅式换热器ET‑201(16)、深冷板翅式换热器ET‑301(15)、节流阀S‑101(11)、分离器V‑102(12)和LNG储罐V‑103(13)；预冷板翅式换热器ET‑101(17)的天然气入口与预处理后的天然气管线连通，预冷板翅式换热器ET‑101(17)的天然气出口与分离器V‑101(9)的入口连通，分离器V‑101(9)的气相出口与液化板翅式换热器ET‑201(16)的天然气入口连通，液化板翅式换热器ET‑201(16)的天然气出口与深冷板翅式换热器ET‑301(15)的天然气入口连通，深冷板翅式换热器ET‑301(15)的天然气出口经节流阀S‑101(11)与分离器V‑102(12)的入口连通，分离器V‑102(12)的液相出口与LNG储罐V‑103(13)的入口连通；所述的预冷混合冷剂循环装置包括节流阀S‑201(8)、压缩机C‑201(7)、空冷器AC‑201(6)、水冷器E‑201(5)、分离器V‑201(4)、压缩机C‑202(3)、离心泵P‑201(24)、空冷器AC‑202(2)和水冷器E‑202(1)；水冷器E‑202(1)的出口与预冷板翅式换热器ET‑101(17)的预冷混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET‑101(17)的预冷混合冷剂出口经节流阀S‑201(8)与预冷板翅式换热器ET‑101(17)的预冷混合冷剂反流入口连通，预冷板翅式换热器ET‑101(17)的预冷混合冷剂反流出口与压缩机C‑201(7)的入口连通，压缩机C‑201(7)的出口与空冷器AC‑201(6)的入口连通，空冷器AC‑201(6)的出口与水冷器E‑201(5)的入口连通，水冷器E‑201(5)的出口与分离器V‑201(4)的入口连通，分离器V‑201(4)的气相出口与压缩机C‑202(3)的入口连通，分离器V‑201(4)的液相出口与离心泵P‑201(24)的入口连通，压缩机C‑202(3)的出口和离心泵P‑201(24)的出口与空冷器AC‑202(2)的入口连通，空冷器AC‑202(2)的出口与水冷器E‑202(1)的入口连通；所述的液化混合冷剂循环装置包括液化板翅式换热器ET‑201(16)、节流阀S‑301(10)、压缩机C‑301(21)、空冷器AC‑301(22)和水冷器E‑301(23)；水冷器E‑301(23)的出口与预冷板翅式换热器ET‑101(17)的液化混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET‑101(17)的液化混合冷剂出口与液化板翅式换热器ET‑201(16)的液化混合冷剂入口连通，液化板翅式换热器ET‑201(16)的液化混合冷剂出口经节流阀S‑301(10)与液化板翅式换热器ET‑201(16)的液化混合冷剂反流入口连通，液化板翅式换热器ET‑201(16)的液化混合冷剂反流出口与预冷板翅式换热器ET‑101(17)的液化混合冷剂反流入口连通，预冷板翅式换热器ET‑101(17)的液化混合冷剂反流出口与压缩机C‑301(21)的入口连通，压缩机C‑301(21)的出口与空冷器AC‑301(22)的入口连通，空冷器AC‑301(22)的出口与水冷器E‑301(23)的入口连通；所述的深冷混合冷剂循环装置包括液化板翅式换热器ET‑201(16)、深冷板翅式换热器ET‑301(15)、节流阀S‑401(14)、压缩机C‑401(18)、空冷器AC‑401(19)和水冷器E‑401(20)；水冷器E‑401(20)的出口与预冷板翅式换热器ET‑101(17)的深冷混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET‑101(17)的深冷混合冷剂出口与液化板翅式换热器ET‑201(16)的深冷混合冷剂入口连通，液化板翅式换热器ET‑201(16)的深冷混合冷剂出口与深冷板翅式换热器ET‑301(15)的深冷混合冷剂入口连通，深冷板翅式换热器ET‑301(15)的深冷混合冷剂出口与节流阀S‑401(14)的入口连通，节流阀S‑401(14)的出口与深冷板翅式换热器ET‑301(15)的深冷混合冷剂反流入口连通，深冷板翅式换热器ET‑301(15)的深冷混合冷剂反流出口与液化板翅式换热器ET‑201(16)的深冷混合冷剂反流入口连通，液化板翅式换热器ET‑201(16)的深冷混合冷剂反流出口与预冷板翅式换热器ET‑101(17)的深冷混合冷剂反流入口连通，预冷板翅式换热器ET‑101(17)的深冷混合冷剂反流出口与压缩机C‑401(18)的入口连通，压缩机C‑401(18)的出口与空...
【技术特征摘要】
1.一种采用混合冷剂级联的天然气液化装置，其特征在于，包括天然气液化回路装置、预冷混合冷剂循环装置、液化混合冷剂循环装置和深冷混合冷剂循环装置；所述的天然气液化回路装置包括预冷板翅式换热器ET-101(17)、分离器V-101(9)、液化板翅式换热器ET-201(16)、深冷板翅式换热器ET-301(15)、节流阀S-101(11)、分离器V-102(12)和LNG储罐V-103(13)；预冷板翅式换热器ET-101(17)的天然气入口与预处理后的天然气管线连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的天然气出口与分离器V-101(9)的入口连通，分离器V-101(9)的气相出口与液化板翅式换热器ET-201(16)的天然气入口连通，液化板翅式换热器ET-201(16)的天然气出口与深冷板翅式换热器ET-301(15)的天然气入口连通，深冷板翅式换热器ET-301(15)的天然气出口经节流阀S-101(11)与分离器V-102(12)的入口连通，分离器V-102(12)的液相出口与LNG储罐V-103(13)的入口连通；所述的预冷混合冷剂循环装置包括节流阀S-201(8)、压缩机C-201(7)、空冷器AC-201(6)、水冷器E-201(5)、分离器V-201(4)、压缩机C-202(3)、离心泵P-201(24)、空冷器AC-202(2)和水冷器E-202(1)；水冷器E-202(1)的出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的预冷混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的预冷混合冷剂出口经节流阀S-201(8)与预冷板翅式换热器ET-101(17)的预冷混合冷剂反流入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的预冷混合冷剂反流出口与压缩机C-201(7)的入口连通，压缩机C-201(7)的出口与空冷器AC-201(6)的入口连通，空冷器AC-201(6)的出口与水冷器E-201(5)的入口连通，水冷器E-201(5)的出口与分离器V-201(4)的入口连通，分离器V-201(4)的气相出口与压缩机C-202(3)的入口连通，分离器V-201(4)的液相出口与离心泵P-201(24)的入口连通，压缩机C-202(3)的出口和离心泵P-201(24)的出口与空冷器AC-202(2)的入口连通，空冷器AC-202(2)的出口与水冷器E-202(1)的入口连通；所述的液化混合冷剂循环装置包括液化板翅式换热器ET-201(16)、节流阀S-301(10)、压缩机C-301(21)、空冷器AC-301(22)和水冷器E-301(23)；水冷器E-301(23)的出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的液化混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的液化混合冷剂出口与液化板翅式换热器ET-201(16)的液化混合冷剂入口连通，液化板翅式换热器ET-201(16)的液化混合冷剂出口经节流阀S-301(10)与液化板翅式换热器ET-201(16)的液化混合冷剂反流入口连通，液化板翅式换热器ET-201(16)的液化混合冷剂反流出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的液化混合冷剂反流入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的液化混合冷剂反流出口与压缩机C-301(21)的入口连通，压缩机C-301(21)的出口与空冷器AC-301(22)的入口连通，空冷器AC-301(22)的出口与水冷器E-301(23)的入口连通；所述的深冷混合冷剂循环装置包括液化板翅式换热器ET-201(16)、深冷板翅式换热器ET-301(15)、节流阀S-401(14)、压缩机C-401(18)、空冷器AC-401(19)和水冷器E-401(20)；水冷器E-401(20)的出口与预冷板翅式换热器ET-101(17)的深冷混合冷剂入口连通，预冷板翅式换热器ET-101(17)的深冷混合冷剂出口与液化板翅式换热器ET-201(16)的深冷混合冷剂入...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖荣鸽，高旭，高春，戴政，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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