本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术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。【专利说明】
本专利技术涉及天然气领域，具体而言，涉及一种利用液化天然气冷能的高效空分装 置。 一种利用液化天然气冷能的高效空分装置
技术介绍
LNG(Liquefied Natural Gas)是天然气经过脱水、脱硫与低温技术液化处理而成 的低温液体混合物。其存储温度为_162°C，存储密度通常为430?470kg/m 3。使用时，需要 把LNG转化为常温的气体，汽化过程中放出的热量约为830kJ/kg。如不回收利用将是极大 的浪费。目前，LNG冷能的利用方式主要有：冷能发电、空气分离、食品冷冻冷源、制造液体 C02以及低温粉碎等。根据低温冷能尽可能低温利用的原理，空气分离是LNG冷能利用最有 效最合理的一种利用方式。 空气分离方法特别是生产液氧、液氮和液氩等液体空分产品的空气分离方法需要 大量的低温冷量。常规的办法是用一股高压空气或高压氮气冷却到规定温度后进一台或两 台增压透平膨胀机膨胀制冷来提供空分系统所需的冷量。气体的压缩需要消耗大量的电力 和冷却水。因此常规的这类空分系统其液体空分产品的单位电耗很高。对于目前国内已有 的利用LNG冷能用于空分系统的一些专利技术，其技术特点主要在于，采用常温进气低压 及中压氮压机，压缩机轴功率比较高，并且没有利用乙二醇水溶液冷却系统，不仅使得原料 空压机轴功率较高，NG的高温冷能也未充分利用，导致产品的单位能耗较高，且出空分系统 的NG仍处低温，不能满足管输要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用液化天然气冷能的高效空分装置，用以解决现有技术中存 在的至少一个问题。 为达到上述目的，本专利技术提供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，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。 进一步地，所述污氮气输送管线中的低温污氮气为所述过冷换热器和所述主换热 器提供冷能复热到常温的污氮气后排空。 进一步地，所述第二纯氮气输送管线中的低温纯氮气为所述过冷换热器和所述主 换热器提供冷能复热到常温的低压氮气供收集使用。 进一步地，所述富氧液空输送管线上设置有阀门。 进一步地，所述液氮输送管线上设置有阀门。 进一步地，所述气液分离器输入管线的末端设置有阀门。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术一个实施例的利用液化天然气冷能的高效空分装置示意图。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。 图1为本专利技术一个实施例的利用液化天然气冷能的高效空分装置示意图。图中设 备序号如下：1为低温NG与乙二醇水溶液的换热器，2为LNG换热器，3为主换热器，4为过 冷换热器，5、6和7分别为第一、第二和第三氮气压缩机，8为原料空压机，9为下塔，10为 上塔，11为空气冷却器，12为乙二醇水溶液的循环泵，13为气液分离器，14为冷凝蒸发器。 相关物流编号如下：1〇1为原料空气，102为低温的接近饱和态气态空气，103为出下塔的液 空，104为出上塔的污氮本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪枫，白改玲，贾保印，王红，李佳，安小霞，
申请(专利权)人：中国寰球工程公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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