LNG闪蒸汽回收系统技术方案

本实用新型专利技术提供LNG闪蒸汽回收系统，所述LNG闪蒸汽回收系统包括LNG储罐，制冷循环流路和回收流路；所述制冷循环流路包括第一压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器、以及第六换热器、一级膨胀机、二级膨胀机、控制阀、低压管路以及高压管路；所述回收流路包括CH

【技术实现步骤摘要】
LNG闪蒸汽回收系统
本技术涉及LNG闪蒸汽处理，具体涉及一种LNG闪蒸汽回收系统。
技术介绍
氦气因具有极低沸点、密度和强化学和放射惰性等特殊性质，成为发展国防军工和高科技不可缺少的重要气体之一，在航空航天、核武器、潜艇、饱和潜水作业、核磁共振、半导体、手机、液晶屏幕、光纤、大科学装置等国防、工业、科技领域具有不可替代的作用。氦气在空气中的含量仅为5ppm，主要存在于天然气中，因此氦的生产几乎全部来自天然气。美国的天然气氦资源丰富，氦含量高(平均约为0.8％，个别高达7.5％)，产量和消费量均居全球之首。我国氦资源匮乏，天然气中氦的含量最高仅为0.2％。不具有经济提氦的价值。因此我国一直依靠从国外进口所需的氦。由于氦气价格昂贵，对我国大量使用氦的领域和相关的科研、生产单位产生了重大影响。目前，我国在大鄂尔多斯盆地天然气田中，发现天然气中含氦量约0.04％，虽然氦含量很低，但总贮量巨大。为便于存储及运输，天然气的开采通常采用低温法获得LNG。在LNG的生产过程中，储罐和装车站会产生闪蒸汽即BOG。常压下，甲烷、氮气、氢气及氦气的液化温度分别为-162℃-、-196℃、-253℃和268.65℃，在储罐压力下，氦气、氢气、氮气会从LNG中挥发出来。此外，由于罐壁与外界环境的热交换也会导致部分甲烷气化。为了减少能耗，LNG生产工艺流程都会有专门的回收工艺回收BOG气体，先将BOG气体压缩至高压(图1)，然后一部分用作分子筛吸附塔的再生气，一部分进入冷箱重新液化为LNG。BOG经过多次循环，其中的氦及氮气等不断浓缩，最终的氦气含量可以高达3％，完全具备提纯氦气的工业开发价值。随着LNG产业的迅速发展和广泛应用，中国国内的LNG工厂不断增多，工厂内产生的BOG废气量也在不断增加，因此，采用新工艺从LNG生产中BOG提氦，是适合我国国情的从天然气中经济提取氦气的好方法。将有助于缓解我国氦资源贫乏与氦气需求的矛盾。此外，对于原料气中氮气摩尔分数超过1％的LNG工厂，贮罐和装车站产生的BOG气重新进入装置回收LNG的过程，易导致系统内氮气含量积累。天然气中的氮含量越高，天然气液化越困难，液化过程的动力消耗越高。因此，在从BOG分离提纯氦气的同时还必须将BOG中的氮气分离出来。
技术实现思路
本技术实施例涉及一种LNG闪蒸汽回收系统，能够从LNG闪蒸汽中综合回收氦气、甲烷及氮气，回收效率高且回收纯度高，采用的制冷循环系统简单，操作维护方便，解决了现有技术中BOG废气处理中气体分离难度大、回收效率低、纯度低的问题。本技术实施例提供一种LNG闪蒸汽回收系统，包括LNG储罐，包括制冷循环流路以及回收流路；所述制冷循环流路包括第一压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器、第六换热器、一级膨胀机、二级膨胀机、控制阀、低压管路以及高压管路，所述第一压缩机的高压出口通过所述高压管路依次连接所述第一换热器、所述第二换热器、所述第三换热器、所述第四换热器、所述一级膨胀机、所述第五换热器以及二级膨胀机，所述二级膨胀机的低压出口通过所述低压管路依次连接所述第六换热器、所述第五换热器、所述第四换热器、所述第三换热器、所述第二换热器、所述第一换热器以及所述第一压缩机的低压进口；所述回收流路包括CH4精馏塔、N2冷凝塔、H2冷凝塔、He收集管、I级低温吸附器、II级低温吸附器、第一导气管路、第二导气管路、第三导气管路以及第四导气管路；所述LNG储罐的出气口沿所述第一导气管路依次通过第二压缩机、所述第一换热器、所述第二换热器连接至所述CH4精馏塔的进气口，所述精馏塔的气体出口通过所述第二导气管路依次连通所述第三换热器以及所述N2冷凝塔的进气口，所述N2冷凝塔的出气口通过所述第三导气管路依次连通所述I级低温吸附器、所述第四换热器、所述第五换热器以及所述H2冷凝塔，所述H2冷凝塔的出气口通过所述第四导气管路依次连通所述第六换热器、所述II级低温吸附器以及所述He收集管。作为实施例之一，所述回收流路还包括再沸器和加热支路；所述加热支路的进气口连接所述第一换热器的出气口，所述加热支路的出气口连接所述第二换热器的进气口，且所述第一换热器的出气口与所述第二换热器的进气口之间设置有第一调节阀，所述再沸器串联于所述加热支路上，且于所述加热支路的进气管路上设置有第二调节阀。作为实施例之一，所述I级低温吸附器为两组，且两组所述I级低温吸附器并联连接，所述I级低温吸附器两组切换工作，一组吸附，另一组再生；所述II级低温吸附器为两组，且两组所述II级低温吸附器并联连接，所述II级低温吸附器两组切换工作，一组吸附，另一组再生。作为实施例之一，所述He收集管依次连接所述第六换热器、所述第五换热器、所述第四换热器、所述第三换热器、所述第二换热器以及所述第一换热器。作为实施例之一，还包括冷箱，所述冷箱上设置有高压管路接口、低压管路接口、CH4接口、N2接口、H2接口、He收集管接口以及第一导气管路接口，所述第一换热器、所述第二换热器、所述第三换热器、所述第四换热器、所述第五换热器、所述第六换热器、所述一级膨胀机、所述二级膨胀机、所述低压管路、所述高压管路以及所述回收流路均位于所述冷箱内；且所述高压管路通过所述高压管路接口连接所述第一压缩机的高压出口，所述低压管路通过低压管路接口连接所述第一压缩机的低压进口，所述第一导气管路通过所述第一导气管路接口连接所述第二压缩机的出口，所述CH4接口连接所述CH4精馏塔的CH4出口，所述N2接口连接所述N2冷凝塔的N2出口，所述H2接口连接所述H2冷凝塔的H2出口，所述He收集管接口连接所述He收集管的出口。作为实施例之一，还包括He储罐，所述He储罐，所述He储罐与所述第一压缩机的低压进口连接，且于两者之间的流路上设置有控制阀。本技术实施例还提供一种LNG闪蒸汽回收方法，LNG储罐中的LNG闪蒸汽经压缩后进入回收流路；进入回收流路内的LNG闪蒸汽通过制冷循环流路上多个换热器依次进行逐级换热降温；回收流路沿LNG闪蒸汽的流向依次设置有CH4精馏塔、N2冷凝塔、H2冷凝塔、He收集管，且依次在所述CH4精馏塔处分离出LNG闪蒸汽中的CH4，在所述N2冷凝塔分离N2，在所述H2冷凝塔分离H2，剩余的He进入所述He收集管。本技术实施例至少具有如下有益效果：本技术提供的回收系统中，LNG储罐内产生的LNG闪蒸汽进入回收流路后通过制冷循环流路对其逐级降温，进而可以依次在CH4精馏塔、N2冷凝塔、H2冷凝塔处分离出高纯度的CH4、N2、H2，且将LNG闪蒸汽最后剩余的He采用He收集管收集，可以获取纯度非常高的氦气产品，另外对LNG闪蒸汽中的CH4、N2、H2的回收率也非常高。附图说明为了更清楚地说明本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技术的一些实施例，对于本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.LNG闪蒸汽回收系统，包括LNG储罐，其特征在于：包括制冷循环流路和回收流路；/n所述制冷循环流路包括第一压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器、第六换热器、一级膨胀机、二级膨胀机、控制阀、低压管路以及高压管路，所述第一压缩机的高压出口通过所述高压管路依次连接所述第一换热器、所述第二换热器、所述第三换热器、所述第四换热器、所述一级膨胀机、所述第五换热器以及二级膨胀机，所述二级膨胀机的低压出口通过所述低压管路依次连接所述第六换热器、所述第五换热器、所述第四换热器、所述第三换热器、所述第二换热器、所述第一换热器以及所述第一压缩机的低压进口；/n所述回收流路包括CH

【技术特征摘要】
1.LNG闪蒸汽回收系统，包括LNG储罐，其特征在于：包括制冷循环流路和回收流路；
所述制冷循环流路包括第一压缩机、第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器、第六换热器、一级膨胀机、二级膨胀机、控制阀、低压管路以及高压管路，所述第一压缩机的高压出口通过所述高压管路依次连接所述第一换热器、所述第二换热器、所述第三换热器、所述第四换热器、所述一级膨胀机、所述第五换热器以及二级膨胀机，所述二级膨胀机的低压出口通过所述低压管路依次连接所述第六换热器、所述第五换热器、所述第四换热器、所述第三换热器、所述第二换热器、所述第一换热器以及所述第一压缩机的低压进口；
所述回收流路包括CH4精馏塔、N2冷凝塔、H2冷凝塔、He收集管、I级低温吸附器、II级低温吸附器、第一导气管路、第二导气管路、第三导气管路以及第四导气管路；所述LNG储罐的出气口沿所述第一导气管路依次通过第二压缩机、所述第一换热器、所述第二换热器连接至所述CH4精馏塔的进气口，所述CH4精馏塔的气体出口通过所述第二导气管路依次连通所述第三换热器以及所述N2冷凝塔的进气口，所述N2冷凝塔的出气口通过所述第三导气管路依次连通所述I级低温吸附器、所述第四换热器、所述第五换热器以及所述H2冷凝塔，所述H2冷凝塔的出气口通过所述第四导气管路依次连通所述第六换热器、所述II级低温吸附器以及所述He收集管。


2.如权利要求1所述的LNG闪蒸汽回收系统，其特征在于：所述回收流路还包括再沸器和加热支路；
所述加热支路的进气口连接所述第一换热器的出气口，所述加热支路的出气口连接所述第二换热器的进气口，且所述第一换热器的出气口与所述第二换热器的进气口之间设置有第一调节阀，所述再沸器串联于所述加热支路...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊联友，徐鹏，汤建成，
申请(专利权)人：北京中科富海低温科技有限公司，中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11