供给液体燃料气体的装置及方法制造方法及图纸

一种具有高能效的用于供给液体燃料气体的装置和方法，其有效地使用LNG的冷度，并且能够在需要很少外部能量的情况下根据充当源材料的LNG的组成或需求量的波动来确保该液体燃料气体的供给量，其中将从源材料供给部1供给的LNG通过第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、汽化器和膨胀器经由冷度释放过程而汽化，并且使汽化后的LNG穿过该第二热交换器和气液分离器以形成有待作为源材料被引导到蒸馏塔中的气液混合物；将分支部布置在流动通道中用于从该蒸馏塔的塔顶部引导出气体组分，将从在该分支部处的分支产生的一种气体组分A经由与膨胀器41连接的压缩机及天然气供给部供给出，且将从在该分支部处的分支产生的另一种气体组分B作为回流液经由该第一热交换器引导至该蒸馏塔的上部中；将从该蒸馏塔的塔底部引导出的液体组分经由该第三热交换器和天然气液体供应部作为NGL供给出。

Apparatus and method for supplying liquid fuel gas

A high efficiency device and method for supplying liquid fuel gas, the effective use of LNG cold, and can require little external energy according to the material composition of LNG acting as a source or demand fluctuations to ensure the supply of liquid fuel gas, which will supply from the source material 1 LNG supply through the first heat exchanger, a second heat exchanger, a third heat exchanger, carburetor and expander via the cold release process and vaporization, and make the vaporized LNG through the second heat exchanger and a gas-liquid separator to be formed as a source material is guided to the gas-liquid mixture in the distillation column; the sub branch from the top part of the layout of the distillation tower to guide gas components used in the flow channel, will be divided into A from a gas produced in the branch of the branch of the group by 41 and the expander Connect the compressor and the supply of natural gas supply, and from another gas produced in the group branch of the branch at the upper B as reflux liquid through the first heat exchanger to the distillation tower; the liquid from the bottom of the group to guide the distillation column divided by the the third heat exchanger and gas liquid supply department as NGL supply.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】供给液体燃料气体的装置及方法本专利技术涉及一种用于供给液体燃料气体的装置及方法，其使用液化天然气(下文可以称为“LNG”)作为源材料并且利用其冷度，并且作为用于供给含有甲烷作为主要组分的液体燃料气体的装置及方法是特别有用的，该甲烷作为燃料用于发电等。天然气(NG)为了便于运输和储存作为液化天然气(LNG)储存，并且在其汽化之后主要用于热力发电或者用于城市燃气。此外，在“页岩气革命”之后，廉价的LNG在LNG现货市场中已经变得可获得，并且出于此原因，其中使用获自不同来源国的LNG的情况的数目增加。此外，例如在其中NG用作发电用燃料的情况下，鉴于通过增加燃烧能量增加发电量，当甲烷含量为100％时是方便的。另一方面，具有大碳数的组分(诸如乙烷)(其在下文中可称为“乙烷或类似物组分”)不仅在化工厂中作为源材料是有价值的，而且有利的是LPG的使用量可通过使用该组分作为被制成具有较高卡路里的LNG而减少。鉴于此类情况，在LNG消耗场所(LNG接收站)中需要的是提供具有将LNG分离成富甲烷气体及乙烷或类似物的组分的高能效的方法。例如，参考图10，已知一种用于分离高压天然气的装置，该装置在气体管道中使用高压天然气或城市燃气作为源材料，并且配备有：精馏塔110(通过深冷分离)，该精馏塔在其下侧上储存呈液态的在源材料气体中的高沸点组分且在其上侧上储存富甲烷气体；热交换器102，其冷却该源材料气体；再沸器101，其冷却已经穿过热交换器102的源材料气体；源材料气体膨胀器件(源材料气体膨胀阀103)，其引起已经穿过再沸器101的源材料气体的绝热膨胀；第一产物气体流动通道M，其将存在于该精馏塔的上部中的富甲烷气体引导通过热交换器102至外部作为第一产物气体；以及第二产物气体流动通道E，其将存在于精馏塔的下部中的高沸点组分引导通过热交换器102至外部作为第二产物气体(参见例如文献1：JP-A-2013-064077)。在此，参考号110a表示精馏塔110的顶部；参考号110b表示精馏塔110的底部；且符号S表示源材料气体流动通道。然而，诸如上文所描述的用于分离高压天然气的装置可能引起各种问题，诸如以下。(i)在上述分离装置中，示出了构造实例，其中将来自管道的常温至约-50℃的LNG或类似物作为源材料供给并且在冷却至约-80℃至-120℃后引导至精馏塔中。从该精馏塔引导出的产物气体用作冷却用冷度。在此过程中，所供给的LNG或类似物或产物气体的需求量(供给量)一般可能由于热力发电或城市燃气的需求的波动而波动，并且可用冷度的量也可能波动。在使用高压天然气作为源材料的包含此类构造的常规装置中，当仅使用从精馏塔引导出的塔顶气体或塔底液体时，存在不能充分确保在装置内可由自供给获得的冷却用冷度的情况。从外部引入冷度除设备繁琐之外还招致极大的能效损失。(ii)因为LNG的组分取决于原产地而波动，经常将LNG加压并且以过冷状态(例如，约-160℃，8.5MPa)储存于高压罐中。在使用高压天然气作为源材料的常规装置中，不能发现熟练使用其冷度的方法，并且如在上述分离装置中，将一旦加工成加热状态后的LNG通过使用单独的冷度再次冷却以便满足精馏塔的最佳条件并且引导至精馏塔中作为调整后的源材料。需要用于有效使用LNG的冷度的装置及方法。(iii)此外，在将分离的富含甲烷的气体制成压缩气体的生产过程中，必须添加大量能量以便对具有常温及常压的气体加压，并且还需要用于抑制气体温度伴随压缩而上升的冷度。在消耗量和供应量波动的条件下，能量整体减少、冷度的高效使用和能量全面减少存在很大问题。本专利技术的目的是提供一种具有高能效的用于供给液体燃料气体的装置和方法，其有效地使用LNG的冷度，并且能够通过有效地使用制备液体燃料气体所需的冷度、压缩能量和膨胀能量在需要很少外部能量的情况下根据充当源材料的LNG的组成或需求量的波动来确保液体燃料气体的供给量。此外，本专利技术的另一个目的是提供一种具有高能效的用于供给液体燃料气体并能够通过使用LNG作为源材料有效地取出诸如富含甲烷的NG、天然气液体(在下文可以称为“NGL”)、富含乙烷的NG和液化石油气的各种液体燃料气体的装置和方法。作为为了解决上述问题而重复的热切研究的结果，本专利技术人已经发现上述目的可以通过以下所示的用于供给液体燃料气体的装置和方法来实现，从而完成了本专利技术。本专利技术的特征在于一种用于供给液体燃料气体的装置，其中将液化天然气作为源材料引导到蒸馏塔中，之后由从蒸馏塔的塔顶部引导出的气体组分制备富含甲烷的天然气，并且由从蒸馏塔的塔底部引导出的液体组分制备天然气液体，该装置具有：-源材料供给流动通道，其中将呈过冷状态的加压液化天然气作为该源材料经由源材料供给部、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、汽化器、膨胀器、再次该第二热交换器以及气液分离器引导到该蒸馏塔中；-天然气供给流动通道，其中将由该气体组分的分支产生的一种气体组分A作为天然气经由与该膨胀器连接的压缩机和天然气供给部供给出；-回流流动通道，其中将由该气体组分的分支产生的另一种气体组分B作为回流液体经由该第一热交换器引导到该蒸馏塔的上部中；以及-天然气液体供给流动通道，其中将该液体组分作为该天然气液体经由该第三热交换器和天然气液体供给部供给出，其中●在该第一热交换器中，使该气体组分B通过从该源材料供给部供给的液化天然气的冷度经受冷凝，由此制备该回流液，●在该第二热交换器中，使从该膨胀器引导出的液化天然气通过从该第一热交换器引导出的液化天然气的冷度经受低温冷凝，由此制备该源材料，并且●在该第三热交换器中，使从该塔底部引导出的液体组分通过从该第二热交换器引导出的液化天然气的冷度经受温度降低，由此制备该天然气液体。本专利技术的特征还在于一种用于供给液体燃料气体的方法，其中将液化天然气作为源材料引导到蒸馏塔中，之后由从蒸馏塔的塔顶部引导出的气体组分制备富含甲烷的天然气，并且由从蒸馏塔的塔底部引导出的液体组分制备天然气液体，其中将呈过冷状态的全部量的该加压液化天然气作为源材料经由源材料供给部、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、汽化器、膨胀器、再次该第二热交换器以及气液分离器引导到该蒸馏塔中；(1)将从该源材料供给部供给的液化天然气引导到该第一热交换器中，并且通过与该气体组分的热交换释放其冷度而进行加热；(2)将从该第一热交换器引导出的液化天然气引导到该第二热交换器中，并且通过与从该膨胀器引导出的该液化天然气的热交换释放其冷度而进行加热；(3)将从该第二热交换器引导出的液化天然气引导到该第三热交换器中，并通过与该液体组分的热交换释放其冷度而进行加热；(4)将从该第三热交换器引导出的液化天然气引导到该汽化器中并通过加热而汽化；(5)将从该汽化器引导出的液化天然气引导到该膨胀器中，并通过绝热膨胀使其经受压力和温度的降低；(6)将从该膨胀器引导出的该液化天然气再次引导到该第二热交换器中，并且通过步骤(2)中的热交换使其经受温度降低而冷凝；(7)将从该第二热交换器引导出的含有冷凝物的液化天然气引导到该气液分离器中经受气液分离；(8)将在该气液分离器中分离的气体作为源材料引导到该蒸馏塔的中间塔的上部中，并且将在该气液分离器中分离的液体作为源材料引导到该蒸馏塔的中间塔的下部中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据本专利技术的用于供给液体燃料气体的装置，该装置包括：‑将液化天然气作为源材料引导到蒸馏塔中，之后由从该蒸馏塔的塔顶部引导出的气体组分制备富含甲烷的天然气，并且由从该蒸馏塔的塔底部引导出的液体组分制备天然气液体，该装置具有：‑源材料供给流动通道，其中将呈过冷状态的加压液化天然气作为该源材料经由源材料供给部、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、汽化器、膨胀器、再次该第二热交换器以及气液分离器引导到该蒸馏塔中；‑天然气供给流动通道，其中由该气体组分的分支产生的一种气体组分A作为天然气经由与该膨胀器连接的压缩机和天然气供给部供给出；‑回流流动通道，其中将由该气体组分的分支产生的另一种气体组分B作为回流液体经由该第一热交换器引导到该蒸馏塔的上部中；以及‑天然气液体供给流动通道，其中将该液体组分作为该天然气液体经由该第三热交换器和天然气液体供给部供给出，其中·在该第一热交换器中，使该气体组分B通过从该源材料供给部供给的液化天然气的冷度经受冷凝，由此制备该回流液，·在该第二热交换器中，使从该膨胀器引导出的液化天然气通过从该第一热交换器引导出的液化天然气的冷度经受低温冷凝，由此制备该源材料，并且·在该第三热交换器中，使从该塔底部引导出的液体组分通过从该第二热交换器引导出的液化天然气的冷度经受温度降低，由此制备该天然气液体。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.25 JP 2015-0353211.一种根据本发明的用于供给液体燃料气体的装置，该装置包括：-将液化天然气作为源材料引导到蒸馏塔中，之后由从该蒸馏塔的塔顶部引导出的气体组分制备富含甲烷的天然气，并且由从该蒸馏塔的塔底部引导出的液体组分制备天然气液体，该装置具有：-源材料供给流动通道，其中将呈过冷状态的加压液化天然气作为该源材料经由源材料供给部、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、汽化器、膨胀器、再次该第二热交换器以及气液分离器引导到该蒸馏塔中；-天然气供给流动通道，其中由该气体组分的分支产生的一种气体组分A作为天然气经由与该膨胀器连接的压缩机和天然气供给部供给出；-回流流动通道，其中将由该气体组分的分支产生的另一种气体组分B作为回流液体经由该第一热交换器引导到该蒸馏塔的上部中；以及-天然气液体供给流动通道，其中将该液体组分作为该天然气液体经由该第三热交换器和天然气液体供给部供给出，其中·在该第一热交换器中，使该气体组分B通过从该源材料供给部供给的液化天然气的冷度经受冷凝，由此制备该回流液，·在该第二热交换器中，使从该膨胀器引导出的液化天然气通过从该第一热交换器引导出的液化天然气的冷度经受低温冷凝，由此制备该源材料，并且·在该第三热交换器中，使从该塔底部引导出的液体组分通过从该第二热交换器引导出的液化天然气的冷度经受温度降低，由此制备该天然气液体。2.根据权利要求1所述的装置，其中，该装置进一步包括：-第四热交换器和第五热交换器，其设置在该源材料供给流动通道中该第三热交换器的下游；-第二蒸馏流动通道，其中将从该塔底部引导出的部分或全部量的该液体组分引导到第二蒸馏塔中；-第二天然气供给流动通道，其中将由从该第二蒸馏塔的第二塔顶部引导出的第二气体组分的分支产生的一种气体组分C作为第二天然气经由第二压缩机、第二汽化器和第二天然气供给部供给出；-第二回流流动通道，其中将由从该第二蒸馏塔的第二塔顶部引导出的第二气体组分的分支产生的另一种气体组分D作为第二回流液体经由该第四换热器引导到该第二蒸馏塔的上部中；以及-液化石油气供给流动通道，其中将从该第二蒸馏塔的第二塔底部引导出的第二液体组分作为液化石油气经由该第五热交换器和液化石油气供给部供给出，其中，·该气体组分D在该第四热交换器中通过从该第三热交换器引导出的液化天然气的冷度来冷凝，由此制备该第二回流液，并且·使从该第二塔底部引导出的第二液体组分在该第五热交换器中通过从该第四热交换器引导出的液化天然气的冷度经受温度降低，从而制备该液化天然气。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，该装置进一步包括将从该源材料供给部供给的全部量的该液化天然气经由该第一至第三热交换器以及该汽化器加工成常温加压状态，然后通过该膨胀器进行的绝热膨胀经受温度降低和压力降低，通过再次引导到该第二热交换器中进一步经受低温冷凝，并且通过引导到该气液分离器中经受分离，然后将在该气液分离器中分离的气体作为源材料引导到该蒸馏塔的中间塔的上部中，并且将在该气液分离器中分离的液体作为源材料引导到该蒸馏塔的中间塔的下部中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，该膨胀器由多个串联安排的膨胀涡轮机构成；将从该汽化器引导出的该液化天然气分支以引导到每个膨胀涡轮机中；一个或多个膨胀涡轮机连接到相同数量的压缩机；其他膨胀涡轮机连接到相同数量的发电机；并且将该气体组分A引导到这些压缩机内。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：永田大祐，君冈大辅，富田伸二，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR