预冷式天然气液化装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种预冷式天然气液化装置以及系统，该装置包括预处理装置、天然气液化设备、循环冷剂压缩设备、循环冷剂冷却器、氨吸收式制冷装置以及串联的至少两级预冷器，预处理装置与天然气液化设备连通，其循环冷剂出口、循环冷剂压缩设备、循环冷剂冷却器、至少两级预冷器、循环冷剂进口依次连通构成循环冷剂的回路，循环冷剂冷却器和至少两级预冷器将增压后的循环冷剂冷至‑10℃～‑70℃，每级预冷器的冷媒进口和冷媒出口均连通于氨吸收式制冷装置并构成回路。该工艺和系统提高了整个天然气液化过程能量利用率，增加天然气液化系统的稳定性和降低设备投资和运行费用。

Precooling type natural gas liquefying device and system

The utility model discloses a pre cooled natural gas liquefaction device and the system, the device comprises a pretreatment device, natural gas liquefaction equipment, recycling equipment, recycling refrigerant compressed refrigerant cooler, ammonia absorption refrigeration device and a series of at least two stage pre cooler, pretreatment device and natural gas liquefaction equipment connected, the circulating refrigerant outlet, circulating refrigerant refrigerant cooler, cycle compression equipment, at least two pre cooler, circulating refrigerant inlet are connected to form a circulation loop circulating refrigerant, refrigerant cooler and at least two pre cooler will be pressurized circulating refrigerant cooling to 10 DEG to 70 DEG C, each stage of pre cooler cooling the inlet and the refrigerant outlet are communicated with the ammonia absorption refrigeration device and circuit. The process and system improve the energy utilization rate of the whole natural gas liquefaction process, increase the stability of the natural gas liquefaction system, and reduce the investment and operating costs of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
预冷式天然气液化装置及系统
本专利技术涉及天然气液化
，具体而言，涉及一种预冷式天然气液化装置及系统。
技术介绍
天然气液化中的混合冷剂液化流程因流程简单、投资少、能耗适中等特点，已成为国内天然气液化的主流工艺。混合冷剂液化流程根据有无预冷，又可分为带预冷的混合冷剂液化流程和无预冷的混合冷剂液化流程。相比较，带预冷的混合冷剂液化流程因设置了预冷系统，为液化系统提供了高温区(0℃～-50℃)的冷量，可大幅降低液化流程的压缩功耗，因为混合冷剂更适宜在更低温区内提供冷量。此外，受压缩机和冷箱尺寸限制，不带预冷的混合冷剂液化流程单线最大LNG生产能力为2000t/d，由于预冷系统可分担一部分制冷负荷，可降低混合冷剂的循环量，进而减小对混合冷剂压缩机及主换热器的尺寸要求，因此带预冷的混合冷剂液化流程的单线LNG产量可达到5000t/d。现有工艺中，预冷系统均采用独立的压缩制冷循环方式，如丙烷/丙烯压缩制冷循环、氨压缩制冷循环、双级混合冷剂压缩制冷循环(DMRC)、HFC预冷等。压缩制冷循环式预冷系统，由于压缩机的效率随着压缩比的增加而降低，一般对于螺杆式压缩机而言，最大压缩比不超过20，制冷剂压力为1.5MPa左右，预冷温度一般为-30℃～-35℃，除DMRC外很难达到-45℃以上，无法为冷箱提供更高品位的冷量，因此其混合冷剂制冷负荷仍然较大。而DMRC流程虽可达到-60℃的预冷温度，但由于其采用双混合冷剂流程，混合冷剂种类多，流程复杂，设备投资较高，并不适用于中小型天然气液化装置。因此，现有的天然气液化工艺普遍存在能量利用率低，动力消耗高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种预冷式天然气液化装置，以提高整个天然气液化过程的能量利用率，降低动力消耗和设备运行费用。本专利技术的另一目的在于提供一种预冷式天然气液化系统，以提高整个天然气液化过程的能量利用率，增加天然气液化系统的稳定性和降低设备投资和运行费用。本专利技术是这样实现的：一种预冷式天然气液化装置，包括预处理装置、天然气液化设备、循环冷剂压缩设备、循环冷剂冷却器、氨吸收式制冷装置以及串联的至少两级预冷器，预处理装置通过管道与天然气液化设备连通，天然气液化设备具有循环冷剂进口和循环冷剂出口，循环冷剂出口、循环冷剂压缩设备、循环冷剂冷却器、至少两级预冷器、循环冷剂进口依次连通构成循环冷剂的回路，在循环冷剂的回路上，循环冷剂压缩设备将在天然气液化设备中与经预处理的原料气换热后的循环冷剂增压，循环冷剂冷却器和至少两级预冷器将增压后的循环冷剂预冷至-10℃～-70℃，每级预冷器的冷媒进口和冷媒出口均连通于氨吸收式制冷装置并构成回路。进一步地，本技术的较佳实施例中，上述氨吸收式制冷装置包括第一精馏塔、第二精馏塔、第一氨吸收器、第二氨吸收器、氨冷却器、贫液泵以及富液泵，至少两级预冷器的冷媒出口均连通于第一氨吸收器，第一氨吸收器、贫液泵以及第一精馏塔的进料口依次连通，第一精馏塔的塔底出口连通于第一氨吸收器，第一精馏塔的塔顶出口、第二氨吸收器、富液泵以及第二精馏塔的进料口依次连通，富液泵还与第一精馏塔的回流进口连通，第二精馏塔的塔底出口与第二氨吸收器连通，第二精馏塔的塔顶出口与氨冷却器连通，至少两级预冷器的冷媒进口均与氨冷却器连通。进一步地，本技术的较佳实施例中，上述预冷式天然气液化装置第一精馏塔还包括利用工厂余热的第一精馏塔再沸器，第二精馏塔还包括利用工厂余热的第二精馏塔再沸器。进一步地，本技术的较佳实施例中，上述还包括两个溶液换热器，第一精馏塔塔底排出的贫液与通过贫液泵输送至第一精馏塔的进料液体之间还通过其中一个溶液换热器换热，第二精馏塔塔底排出的贫液与通过富液泵输送至第一精馏塔的进料液体之间通过另一个溶液换热器换热。进一步地，本技术的较佳实施例中，上述至少两级预冷器包括2～6个预冷器，循环冷剂压缩设备将在天然气液化设备中与经预处理的原料气换热后的循环冷剂增压，循环冷剂冷却器和2～6个预冷器将经增压后的循环冷剂冷至-30℃～-60℃。进一步地，本技术的较佳实施例中，上述预处理装置为原料气净化装置。进一步地，本技术的较佳实施例中，上述原料气净化装置包括天然气MDEA法脱碳装置和变温吸附脱水装置，天然气MDEA法脱碳装置和变温吸附脱水装置通过管道连接。进一步地，本技术的较佳实施例中，上述预冷式天然气液化装置还包括气液分离器，气液分离器设置于靠近天然气液化设备的预冷器与天然气液化设备之间，气液分离器的气态出口以及液体出口分别连通于天然气液化设备的不同循环冷剂进口。一种预冷式天然气液化系统，其包括上述预冷式天然气液化装置。本专利技术实现的有益效果：将待通入天然气液化设备中的循环冷剂通过至少二级预冷器预冷至-10～-70℃，使得循环冷剂的预冷温度在进入天然气液化设备之前达到很低的温度，从而无需通过循环冷剂制冷为天然气液化设备提供较多的高温区冷量，进而天然气液化设备中用于天然气液化的冷量可以达到50％以上，大幅度地提高了天然气液化装置中的能量利用率。同时，采用氨吸收式制冷装置为循环冷剂提供深度预冷的冷量，减少了制冷系统所需的高温区制冷量，减少了循环冷剂的循环量，也降低了循环冷剂压缩设备的功耗，进而减少了设备运行费用，且采用氨吸收式制冷装置相对于传统的压缩制冷方式其故障率更低，系统稳定性更好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术的实施例提供的预冷式天然气液化系统的一种结构示意图；图2为本专利技术的实施例提供的预冷式天然气液化系统的一种优选结构示意图；图3为本专利技术的实施例提供的预冷式天然气液化系统的另一种结构示意图；图4为本专利技术的实施例提供的预冷式天然气液化系统的液化原理结构示意图；图5为实施本专利技术的实施例提供的预冷式天然气液化装置的工艺流程图。图标：100-预冷式天然气液化装置；101-液泵；102-第二精馏塔冷凝器；103a-过冷器；103b-过冷器；110-预处理装置；120-天然气液化设备；121-冷箱；122-液化换热器；123-循环冷剂进口；124-循环冷剂出口；130-循环冷剂压缩设备；140-循环冷剂冷却器；150a-预冷器；150b-预冷器；160-氨吸收式制冷装置；161a-第一精馏塔；161b-第二精馏塔；162a-第一精馏塔再沸器；162b-第二精馏塔再沸器；163a-第一氨吸收器；163b-第一氨吸收器；164-第二氨吸收器；165-贫液泵；166-富液泵；167-氨冷却器；168a-溶液换热器；168b-溶液换热器；170-LNG储罐；180-重烃分离器；190-气液分离器；11-原料净化气；12-液态天然气；21-高压气态循环冷剂；22-预冷循环冷剂；23-高压液态循环冷剂；24-低压液态循环冷剂；25-低压气态循环冷剂；J1-第一减压阀；J2-第二减压阀；J3-第三减压阀；J4-第四减压阀；J5-第五减压阀；J6-第六减压阀。具体实施方式下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预冷式天然气液化装置，其特征在于，包括预处理装置、天然气液化设备、循环冷剂压缩设备、循环冷剂冷却器、氨吸收式制冷装置以及串联的至少两级预冷器，所述预处理装置通过管道与所述天然气液化设备连通，所述天然气液化设备具有循环冷剂进口和循环冷剂出口，所述循环冷剂出口、所述循环冷剂压缩设备、所述循环冷剂冷却器、至少两级所述预冷器、所述循环冷剂进口依次连通构成循环冷剂的回路，在所述循环冷剂的回路上，所述循环冷剂压缩设备将在所述天然气液化设备中与经预处理的原料气换热后的所述循环冷剂增压，所述循环冷剂冷却器和至少两级所述预冷器将增压后的所述循环冷剂预冷至‑10℃～‑70℃，每级所述预冷器的冷媒进口和冷媒出口均连通于所述氨吸收式制冷装置并构成回路。

【技术特征摘要】
1.一种预冷式天然气液化装置，其特征在于，包括预处理装置、天然气液化设备、循环冷剂压缩设备、循环冷剂冷却器、氨吸收式制冷装置以及串联的至少两级预冷器，所述预处理装置通过管道与所述天然气液化设备连通，所述天然气液化设备具有循环冷剂进口和循环冷剂出口，所述循环冷剂出口、所述循环冷剂压缩设备、所述循环冷剂冷却器、至少两级所述预冷器、所述循环冷剂进口依次连通构成循环冷剂的回路，在所述循环冷剂的回路上，所述循环冷剂压缩设备将在所述天然气液化设备中与经预处理的原料气换热后的所述循环冷剂增压，所述循环冷剂冷却器和至少两级所述预冷器将增压后的所述循环冷剂预冷至-10℃～-70℃，每级所述预冷器的冷媒进口和冷媒出口均连通于所述氨吸收式制冷装置并构成回路。2.根据权利要求1所述的预冷式天然气液化装置，其特征在于，所述氨吸收式制冷装置包括第一精馏塔、第二精馏塔、第一氨吸收器、第二氨吸收器、氨冷却器、贫液泵以及富液泵，至少两级所述预冷器的冷媒出口均连通于所述第一氨吸收器，所述第一氨吸收器、所述贫液泵以及所述第一精馏塔的进料口依次连通，所述第一精馏塔的塔底出口连通于所述第一氨吸收器，所述第一精馏塔的塔顶出口、所述第二氨吸收器、所述富液泵以及所述第二精馏塔的进料口依次连通，所述富液泵还与所述第一精馏塔的回流进口连通，所述第二精馏塔的塔底出口与所述第二氨吸收器连通，所述第二精馏塔的塔顶出口与所述氨冷却器连通，至少两级所述预冷器的冷媒进口均与所述氨冷却器连通。3.根据权利要求2所述的预冷式天然气液化装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张惊涛，陈小林，
申请(专利权)人：成都赛普瑞兴科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51