本实用新型专利技术涉及天然气液化装置，公开了一种单混合冷剂制冷的天然气液化装置，包括二段式混合工质压缩机、第一冷却器、第二冷却器、气液分离器、液体泵和板翅式换热器。本实用新型专利技术在采用三级板翅式换热器制冷使天然气液化，整个过程中热流股和冷流股的换热曲线更为匹配，有效减少了混合冷剂的用量；混合工质的压缩过程分二级，在压缩的过程中气液分离，分离出的液相流股不参与后续的压缩过程，有效的减少了后续气体压缩的功耗；混合工质在进入板翅式换热器组参与换热前已分离为气相和液相流股并分别进入板翅式换热器的不同通道，无需增加末级泵来使气液相重新混合进入板翅式换热器，进一步降低了装置能耗。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及天然气液化装置，尤其涉及了一种单混合冷剂制冷的天然气液化 目.0
技术介绍
随着天然气消费量的增长，作为天然气最有效的供用形式之一，液化天然气的贸易量也已成为能源市场增长最快的领域之一。液化天然气工业的不断发展，则为天然气液化方法和装置在能耗、投资和效率等方面提出了更高的要求。目前，比较成熟的天然气液化工艺主要有:阶式制冷工艺、膨胀制冷工艺和混合工质制冷工艺。其中的单一混合工质制冷工艺则比较受中型LNG装置的青睐。传统单一混合工质制冷的天然气液化采用二级冷剂压缩和单一换热器换热液化的方法。装置流程如图1所示，混合工质冷剂经二段式混合工质压缩机11 一段压缩后进入第一冷却器冷却，冷却后进入第一气液分离器进行气液分离，第一气液分离器部分离出的气体继续进入二段式混合工质压缩机11 二段入口进行二次压缩，第一分离底部分离得到的液体通过第一液体栗19加压后与二段出口的气体混合进入第二冷却器冷却，冷却后的混合工质随后进入第二气液分离器进行气液分离，分离后的液体通过第二液体栗20加压后与该分离器顶部得到的气体混合后进入板翅式换热器，预冷至一定温度后节流再返回该板翅式换热器，为整个换热过程提供冷量，天然气通过板翅式换热器后进入LNG储罐8内。在上述传统工艺中，为保证液体和气体进入同一个板翅式换热器的通道参与换热，末级的分离器底部的液体必须要加压以克服该分离器底部液体出口到板翅式换热器顶部冷剂入口的高度差所带来的液柱压力，必须通过增加末级液体栗来实现。冷剂和天然气在板翅式换热器中的换热过程为一级换热，流股间换热温差的优化受到一定限制，装置能耗较高，此外，对装置的变负荷运转没有很好的适应性。
技术实现思路
本技术针对现有技术中必须通过增加末级液体栗来实现液体和气体进入同一个板翅式换热器的通道参与换热，冷剂和天然气换热温差大，装置能耗较高，对装置的变负荷运转没有很好的适应性的缺点，提供了一种无需增加末级栗来使气液相重新混合进入板翅式换热器，整个过程中热流股和冷流股的换热曲线更为匹配，有效减少了混合冷剂的用量，可降低装置能耗的单混合冷剂制冷的天然气液化装置。为了解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案得以解决:单混合冷剂制冷的天然气液化装置，包括二段式混合工质压缩机、第一冷却器、第二冷却器、第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器、第四气液分离器、第五气液分离器、第六气液分离器、第七气液分离器、液体栗、第一板翅式换热器、第二板翅式换热器和第三板翅式换热器；第一板翅式换热器包括第一流路、第二流路、第三流路、第四流路，第二板翅式换热器包括第五流路、第六流路、第七流路、第八流路，第三板翅式换热器包括第九流路、第十流路、第十一流路；第二流路与液体栗连接，液体栗与第一气液分离器连接，第一气液分离器与二段式混合工质压缩机连接；第一气液分离器与第一冷却器连接，第一冷却器与二段式混合工质压缩机连接；第二流路与第二气液分离器连接，第二气液分离器与第一流路连接；第二气液分离器与第二冷却器连接，第二冷却器与二段式混合工质压缩机连接；第三流路与二段式混合工质压缩机连接；第五流路与第三气液分离器连接，第三气液分离器与第一流路连接，第三气液分离器与第六流路连接；第七流路与第四气液分离器连接，第四气液分离器与第三流路连接，第四气液分离器与第三流路连接；第五流路与第九流路连接；第十流路与第六气液分离器连接，第六气液分离器与第七流路连接，第六气液分离器与第七流路连接；第九流路与第七气液分离器连接；第七气液分离器与第十流路连接。作为优选，第八流路上连接有第五气液分离器，第五气液分离器的气体输出口通过管线与第八流路一端连接，第五气液分离器的入口通过管线与冷却后的第四流路连接，第五气液分离器的液体输出口连接有管线，用于输出重烃。作为优选，第四气液分离器与第二流路连接的管线上设有第一节流阀。作为优选，第六气液分离器与第六流路连接的管线上设有第二节流阀。作为优选，第九流路与第七气液分离器所连接的管线上设有第三节流阀。作为优选，还包括LNG储罐，LNG储罐与第十一流路所连接的管线上设有第四节流阀。作为优选，第八流路与第十一流路连接。本技术的制作步骤包括天然气循环和混合工质制冷循环。天然气循环中，采用三级板翅式换热器制冷使天然气液化，整个过程中热流股和冷流股的换热曲线更为匹配，有效减少了混合冷剂的用量，优化了装置性能；在混合工质循环中，混合工质的压缩过程分二级，在压缩的过程中气液分离，分离出的液相流股不参与后续的压缩过程，有效的减少了后续气体压缩的功耗；混合工质在进入板翅式换热器组参与换热前已分离为气相和液相流股并分别进入板翅式换热器的不同通道，无需增加末级栗来使气液相重新混合进入板翅式换热器，进一步降低了装置能耗。具体优点如下:1.该专利技术采用了二段混合冷剂压缩机，经第一段压缩机分离出的液体通过液体栗加压后与第二段压缩机分离的液体混合直接进入板翅式换热器进行换热，从而减少了气体压缩的功耗，最终使得整个装置的能耗有所降低。2.液体栗出口的液体流股直接送入板翅式换热器而不经过冷剂压缩机的后续工序，一定程度上减少了混合冷剂配比的波动对压缩机组运行工况的影响程度，使得整个装置更易于操作。3.天然气的液化过程采用多级制冷循环，相对于传统单一板翅式换热器，换热效果更突出，整个换热过程的冷流体和热流体的换热曲线更为匹配，有效减少了混合冷剂的流量，最终减少了装置的能耗。4.相对于采用现有的单一混合工质二级压缩、一级制冷的天然气液化方法，采用本方案设备投资有所增加，但装置整体大幅降低了设备能耗，综合来讲采用本装置液化天然气更为经济。【附图说明】图1是现有技术的结构图。图2是本技术的结构图。图3是实施例2的结构图。附图中各数字标号所指代的部位名称如下:其中I一第一流路、2—第二流路、3—第二流路、4 一第四流路、5—第五流路、6—第六流路、7—第七流路、8—LNG储触、9 一第九流路、10 一第十流路、11 一二段式混合工质压缩机、12 一第十一流路、13 一第八流路、14 一第一段压缩机、15—第二段压缩机、16—管线、17—气体输出口、18—液体输出口、19一第一液体栗、20—第二液体栗、21—第一冷却器、22—第二冷却器、31—第一气液分离器、32—第二气液分离器、41一液体栗、51—第一板翅式换热器、52—第二板翅式换热器、53—第三板翅式换热器、61—第一节流阀、62—第二节流阀、63—第三节流阀、64—第四节流阀、71—第三气液分离器、72—第五气液分离器、73—第四气液分离器、74—第六气液分离器、75—第七气液分离器。【具体实施方式】下面结合附图与实施例对本技术作进一步详细描述。实施例1单混合冷剂制冷的天然气液化装置，如图2所示，图中箭头表示流股走向，包括电机驱动的二段式混合工质压缩机11、第一冷却器21、第二冷却器22、气液分离器、液体栗41、二到三台板翅式换热器和LNG储罐8。二段式混合工质压缩机11包括第一段压缩机14和第二段压缩机15，第一段压缩机14上设有一段出口和一段入口，第二段压缩机15上设有二段出口和二段入口。气液分离器为七个，分别命名为第一气液分离器31、第二气液分离器32、第三气液分离器7本文档来自技高网...
【技术保护点】
单混合冷剂制冷的天然气液化装置，其特征在于：包括二段式混合工质压缩机(11)、第一冷却器(21)、第二冷却器(22)、第一气液分离器(31)、第二气液分离器(32)、第三气液分离器(71)、第四气液分离器(73)、第五气液分离器(72)、第六气液分离器(74)、第七气液分离器(75)、液体泵(41)、第一板翅式换热器(51)、第二板翅式换热器(52)和第三板翅式换热器(53)；第一板翅式换热器(51)包括第一流路(1)、第二流路(2)、第三流路(3)、第四流路(4)，第二板翅式换热器(52)包括第五流路(5)、第六流路(6)、第七流路(7)、第八流路(13)，第三板翅式换热器(53)包括第九流路(9)、第十流路(10)、第十一流路(12)；第二流路(2)与液体泵(41)连接，液体泵(41)与第一气液分离器(31)连接，第一气液分离器(31)与二段式混合工质压缩机(11)连接；第一气液分离器(31)与第一冷却器(21)连接，第一冷却器(21)与二段式混合工质压缩机(11)连接；第二流路(2)与第二气液分离器(32)连接，第二气液分离器(32)与第一流路(1)连接；第二气液分离器(32)与第二冷却器(22)连接，第二冷却器(22)与二段式混合工质压缩机(11)连接；第三流路(3)与二段式混合工质压缩机(11)连接；第五流路(5)与第三气液分离器(71)连接，第三气液分离器(71)与第一流路(1)连接，第三气液分离器(71)与第六流路(6)连接；第七流路(7)与第四气液分离器(73)连接，第四气液分离器(73)与第三流路(3)连接，第五流路(5)与第九流路(9)连接；第十流路(10)与第六气液分离器(74)连接，第六气液分离器(74)与第七流路(7)连接；第九流路(9)与第七气液分离器(75)连接；第七气液分离器(75)与第十流路(10)连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪婷，杜宏鹏，高明辉，潘淑红，何伟颖，陈金润，蒋涛，陶利民，梁建国，谢江波，
申请(专利权)人：杭州福斯达实业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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