一种含氮天然气脱氮的液化装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种含氮天然气脱氮的液化装置及工艺，解决了现有技术中天然气液化装置氮气等不凝气体循环积累，造成BOG不断增加的技术问题。它包括主换热器（2）、重烃分离器（3）、脱氮塔（4）、脱氮塔冷凝器（5）、脱氮塔回流罐（6）、LNG储罐（7）、BOG加热器（8）、BOG压缩机（9）、MR分离器（10）。本发明专利技术包含了原料天然气液化脱氮，以及BOG再液化脱氮；脱氮塔顶部的冷量是来源于低温下分离的含氮量较高轻冷剂，保证了装置甲烷的收率；塔底热源来自高温原料气，保证了液化天然气中氮气含量低于1%。本发明专利技术流程简单、生产成本低、甲烷提取率高、脱氮效率高、操作性强、安全可靠、能量消耗低、能够获得良好的环保效益和经济效益等优点。环保效益和经济效益等优点。环保效益和经济效益等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含氮天然气脱氮的液化装置及工艺


[0001]本专利技术涉及一种天然气的液化装置，具体涉及一种含氮天然气脱氮的液化装置及工艺。

技术介绍

[0002]近年来，很多国家都将天然气列为首选燃料，开发和利用天然气是当今世界能源发展的主流。天然气的主要成分是烃类，也含有少量的非烃类，如氮气、氩气、氦气等不凝气体。当天然气中的不凝气体(如：氮气、氩气、氦气等)含量较高时，不仅影响其热值，也会造成液化过程中能耗偏高。根据欧洲标准(EN1160)，液化天然气(LNG)产品中的氮含量(摩尔分数)应小于5％，而经验表明，只要控制LNG中氮气含量小于1％，并加强蒸发气的监测，就可以有效避免LNG储运过程中的翻滚现象。
[0003]在天然气液化过程中，LNG大罐产生的BOG往往通过BOG压缩机压缩后，一部分去作为液化工厂的燃料气，另一部分需再次进冷箱再液化。在该过程中，氮气等不凝气体在装置内进行循环累积，若不进行氮等不凝气体的脱除，则造成LNG大罐产生BOG不断增加，形成恶性循环。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种含氮天然气脱氮的液化装置及工艺，以解决现有技术中天然气液化装置中氮气等不凝气体循环积累，造成BOG不断增加的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供的一种含氮天然气脱氮的液化装置，包括主换热器、重烃分离器、脱氮塔、脱氮塔冷凝器、脱氮塔回流罐、LNG储罐、BOG加热器、BOG压缩机和MR低温分离器；
[0007]所述主换热器内设有原料天然气通道Ⅰ、原料天然气通道Ⅱ、BOG通道、液化天然气通道Ⅰ、富氮尾气通道Ⅰ、高压液相冷剂通道Ⅰ、高压气相冷剂通道Ⅰ、高压气相冷剂通道Ⅱ、高压液相冷剂通道Ⅱ和返流冷剂通道Ⅰ；
[0008]所述的脱氮塔冷凝器内设置有富氮尾气通道Ⅱ和返流冷剂通道Ⅱ；
[0009]所述原料天然气通道Ⅰ的入口端连接有外部的净化原料气管线，所述原料天然气通道Ⅰ的出口端与重烃分离器的入口3
‑
A连接，所述的重烃分离器的出口3
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B与外部的重烃加温去储存管线连接，所述的重烃分离器的出口3
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C的管线分为管线Ⅰ和管线Ⅱ，所述的管线Ⅰ与脱氮塔的入口4
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F连接，所述管线Ⅱ与原料天然气通道Ⅰ的入口端连接，所述原料天然气通道Ⅰ的出口端与脱氮塔的入口4
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A连接，所述脱氮塔的出口4
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C与富氮尾气通道Ⅱ的入口端相接，所述富氮尾气通道Ⅱ的出口端与脱氮塔回流罐的入口6
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A相接，所述脱氮塔回流罐的出口6
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C与脱氮塔的入口4
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D相接，所述脱氮塔回流罐的出口6
‑
B与富氮尾气通道Ⅰ的入口端相接，所述的富氮尾气通道Ⅰ的出口端与外部富氮气去燃料气管线相接，所述液化天然气通道Ⅰ的入口端与脱氮塔的出口4
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E连接，所述液化天然气通道Ⅰ的出口端和LNG储罐的入口7
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A相接，所述的LNG储罐的出口7
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B与BOG加热器的入口8
‑
A相接，所述的BOG压缩机分别
与BOG加热器的出口8
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B和BOG通道的入口端相接，所述的BOG通道出口端与脱氮塔入口4
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B连接，所述的高压液相冷剂通道Ⅰ入口端与外部高压冷剂液相管线相接，所述的高压液相冷剂通道Ⅰ出口端与返流冷剂通道Ⅰ的入口110
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A相接，所述的高压气相冷剂通道Ⅰ入口端与外部高压冷剂气相管线相接，所述的高压气相冷剂通道Ⅰ出口端与MR低温分离器入口10
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A相接，所述的MR低温分离器出口10
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B与高压液相冷剂通道Ⅱ入口端相接，所述的高压液相冷剂通道Ⅱ出口端与返流冷剂通道Ⅰ入口110
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B相接，所述的MR低温分离器出口10
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C与高压气相冷剂通道Ⅱ入口端相接，所述的高压气相冷剂通道Ⅱ出口端管线分为管线Ⅲ和管线Ⅳ，所述的管线Ⅲ与返流冷剂通道Ⅰ入口110
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C相接，所述的管线Ⅳ与脱氮塔冷凝器的返流冷剂通道Ⅱ入口端相接，所述的脱氮塔冷凝器的返流冷剂通道Ⅱ的出口端与返流冷剂通道Ⅰ入口110
‑
C相接，所述的返流冷剂通道Ⅰ与返流冷剂管线相接。
[0010]可选或优选的，所述的主换热器、脱氮塔冷凝器可为板翅式换热器、绕管式换热器或管壳式换热器中的任意一种。
[0011]可选或优选的，所述的脱氮塔为填料塔或板式塔。
[0012]可选或优选的，所述的BOG通道出口端与脱氮塔入口4
‑
B之间的连接管线上设有调节阀b；所述的原料天然气通道Ⅰ出口端与脱氮塔入口4
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A之间的连接管线上设有调节阀c；所述高压液相冷剂通道Ⅰ出口端与返流冷剂通道Ⅰ入口110
‑
A之间的连接管线上设置有调节阀e；所述高压液相冷剂通道Ⅱ出口端与返流冷剂通道Ⅰ入口110
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B之间的连接管线上设置有调节阀f；所述的管线Ⅲ与返流冷剂通道Ⅰ入口110
‑
C之间的连接管线上设置有调节阀g。
[0013]可选或优选的，所述的管线Ⅰ上设置有调节阀a，所述的脱氮塔的塔釜设置有温度数字控制器b，所述温度数字控制器b逻辑控制调节阀a。
[0014]可选或优选的，所述LNG储罐出口7
‑
B与BOG加热器入口8
‑
A之间的连接管线上设置有调节阀d，所述LNG储罐上设有压力数字控制器e，所述压力数字控制器e逻辑控制调节阀d。
[0015]可选或优选的，所述的液化天然气通道Ⅰ出口端与LNG储罐入口7
‑
A之间的连接管线上设置有调节阀h，所述的脱氮塔的塔釜设有液位数字控制器a，所述液位数字控制器a逻辑控制调节阀h。
[0016]可选或优选的，所述脱氮塔回流罐出口6
‑
B与富氮尾气通道Ⅰ入口端的连接管线上设置有调节阀i，所述脱氮塔回流罐上设置有压力数字控制器d，所述压力数字控制器d逻辑控制调节阀i。
[0017]可选或优选的，所述的管线Ⅳ与脱氮塔冷凝器的返流冷剂通道Ⅱ入口端的连接管线上设置有调节阀j，所述的富氮尾气通道Ⅱ出口端与脱氮塔回流罐入口6
‑
A之间的连接管线上设有温度数字控制器c，所述温度数字控制器c逻辑控制调节阀j。
[0018]本专利技术提供的一种含氮天然气脱氮的液化工艺，包括以下步骤：
[0019]S1、天然气处理流程，经净化增压后的净化天然气经净化原料气管线进入主换热器的原料天然气通道Ⅰ中被预冷到
‑
60℃后，进入重烃分离器进行气液分离，底部低温液体从重烃分离器的液相出口3
‑
B到重烃加温去储存，顶部低温气体从重烃分离器的气相出口3
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C离开并分为两部分，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氮天然气脱氮的液化装置，其特征在于：包括主换热器（2）、重烃分离器（3）、脱氮塔（4）、脱氮塔冷凝器（5）、脱氮塔回流罐（6）、LNG储罐（7）、BOG加热器（8）、BOG压缩机（9）和MR低温分离器（10）；所述主换热器（2）内设有原料天然气通道Ⅰ（101）、原料天然气通道Ⅱ（102）、BOG通道（103）、液化天然气通道Ⅰ（104）、富氮尾气通道Ⅰ（105）、高压液相冷剂通道Ⅰ（106）、高压气相冷剂通道Ⅰ（A7）、高压气相冷剂通道Ⅱ（108）、高压液相冷剂通道Ⅱ（109）和返流冷剂通道Ⅰ（110）；所述的脱氮塔冷凝器（5）内设置有富氮尾气通道Ⅱ（501）和返流冷剂通道Ⅱ（502）；所述原料天然气通道Ⅰ（101）的入口端连接有外部的净化原料气管线（1），所述原料天然气通道Ⅰ（101）的出口端与重烃分离器（3）的入口3
‑
A连接，所述的重烃分离器（3）的出口3
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B与外部的重烃加温去储存管线（24）连接，所述的重烃分离器（3）的出口3
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C的管线分为管线Ⅰ（30）和管线Ⅱ（31），所述的管线Ⅰ（30）与脱氮塔（4）的入口4
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F连接，所述管线Ⅱ（31）与原料天然气通道Ⅰ（102）的入口端连接，所述原料天然气通道Ⅰ（102）的出口端与脱氮塔（4）的入口4
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A连接，所述脱氮塔（4）的出口4
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C与富氮尾气通道Ⅱ（501）的入口端相接，所述富氮尾气通道Ⅱ（501）的出口端与脱氮塔回流罐（6）的入口6
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A相接，所述脱氮塔回流罐（6）的出口6
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C与脱氮塔（4）的入口4
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D相接，所述脱氮塔回流罐（6）的出口6
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B与富氮尾气通道Ⅰ（105）的入口端相接，所述的富氮尾气通道Ⅰ（105）的出口端与外部富氮气去燃料气管线（20）相接，所述液化天然气通道Ⅰ（104）的入口端与脱氮塔（4）的出口4
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E连接，所述液化天然气通道Ⅰ（104）的出口端和LNG储罐（7）的入口7
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A相接，所述的LNG储罐（7）的出口7
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B与BOG加热器（8）的入口8
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A相接，所述的BOG压缩机（9）分别与BOG加热器（8）的出口8
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B和BOG通道（103）的入口端相接，所述的BOG通道（103）出口端与脱氮塔（4）入口4
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B连接，所述的高压液相冷剂通道Ⅰ（106）入口端与外部高压冷剂液相管线（23）相接，所述的高压液相冷剂通道Ⅰ（106）出口端与返流冷剂通道Ⅰ（110）的入口110
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A相接，所述的高压气相冷剂通道Ⅰ（A7）入口端与外部高压冷剂气相管线（22）相接，所述的高压气相冷剂通道Ⅰ（A7）出口端与MR低温分离器（10）入口10
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A相接，所述的MR低温分离器（10）出口10
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B与高压液相冷剂通道Ⅱ（109）入口端相接，所述的高压液相冷剂通道Ⅱ（109）出口端与返流冷剂通道Ⅰ（110）入口110
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B相接， 所述的MR低温分离器（10）出口10
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C与高压气相冷剂通道Ⅱ（108）入口端相接，所述的高压气相冷剂通道Ⅱ（108）出口端管线分为管线Ⅲ（32）和管线Ⅳ（33）， 所述的管线Ⅲ（32）与返流冷剂通道Ⅰ（110）入口110
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C相接， 所述的管线Ⅳ（33）与脱氮塔冷凝器（5）的返流冷剂通道Ⅱ（502）入口端相接，所述的脱氮塔冷凝器（5）的返流冷剂通道Ⅱ（502）的出口端与返流冷剂通道Ⅰ（110）入口110
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C相接，所述的返流冷剂通道Ⅰ（110）与返流冷剂管线（21）相接。2.根据权利要求1所述的一种含氮天然气脱氮的液化装置，其特征在于：所述的主换热器（2）、脱氮塔冷凝器（5）可为板翅式换热器、绕管式换热器或管壳式换热器中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种含氮天然气脱氮的液化装置，其特征在于：所述的脱氮塔（4）为填料塔或板式塔。4.根据权利要求1所述的一种含氮天然气脱氮的液化装置，其特征在于：所述的BOG通道（103）出口端与脱氮塔（4）入口4
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B之间的连接管线上设有调节阀b（11）；所述的原料天然气通道Ⅰ（102）出口端与脱氮塔（4）入口4
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A之间的连接管线上设有调节阀c（12）；所述高压
液相冷剂通道Ⅰ（106）出口端与返流冷剂通道Ⅰ（110）入口110
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A之间的连接管线上设置有调节阀e（14）；所述高压液相冷剂通道Ⅱ（109）出口端与返流冷剂通道Ⅰ（110）入口110
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B之间的连接管线上设置有调节阀f（15）；所述的管线Ⅲ（32）与返流冷剂通道Ⅰ（110）入口110
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C之间的连接管线上设置有调节阀g（16）。5.根据权利要求4所述的一种含氮天然气脱氮的液化装置，其特征在于：所述的管线Ⅰ（30）上设置有调节阀a（29），所述的脱氮塔（4）的塔釜设置有温度数字控制器b（25），所述温度数字控制器b（25）逻辑控制调节阀a（29）。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：马忠，池红军，
申请(专利权)人：成都深冷液化设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：