一种天然气提取粗氦并联产液化天然气的生产系统技术方案

本发明专利技术公开了一种然气提取粗氦并联产液化天然气的生产系统，包括通过管道连接的一级提氦单元、二级提氦单元和三级提氦单元，以及混合制冷系统、氮气制冷系统；一级提氦单元包括换热器Ⅰ、LNG储罐、精馏塔Ⅰ及分别设置于精馏塔Ⅰ塔顶和塔底的冷凝器Ⅰ和重沸器Ⅰ；二级提氦单元包括换热器Ⅱ、精馏塔Ⅱ及分别设置于精馏塔Ⅱ塔顶和塔底的冷凝器Ⅱ和重沸器Ⅱ；三级提氦单元包括换热器Ⅲ、精馏塔Ⅲ及分别设置于精馏塔Ⅲ塔顶和塔底的冷凝器Ⅲ和重沸器Ⅲ。该生产系统采用混合冷剂循环制冷+三级精馏提氦的技术方案，以生产氦气为主产品，副产少部分液化天然气和液氮产品，可有效解决现有氦气提取并联产液化天然气工艺存在的投资高及运行成本高等问题。本高等问题。本高等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气提取粗氦并联产液化天然气的生产系统


[0001]本专利技术属于化工分离
，涉及天然气提氦，具体涉及一种天然气提取粗氦并联产液化天然气的生产系统。

技术介绍

[0002]氦主要应用于低温、航天、电子工业、生物医疗、核设施等领域，是国家安全和高技术产业发展的基本物资之一。随着我国国民经济的发展，对氦的需求呈不断上升的趋势。然而，我国天然气资源总量贫乏，氦含量相对低下，氦生产水平远远不能满足科学技术、经济建设和国防军工发展的要求。
[0003]氦的制备方法主要包含以下四种：(1)天然气分离法；(2)空气法；(3)合成氨法；(4)铀矿石法。虽然空气中也有氦，但含量低于5ppm，氖氦分离困难，没有经济提取价值；从合成氨驰放气提氦，因为氢含量很高，氢氦分离困难，国内外均有过试验研究，但未见后续工业应用的报道；氦是放射性核衰变的产物，虽然在核爆炸反应中也有氦的产生，但并不是有价值的氦工业生产方法。因此，目前含氦天然气是工业化生产氦气的唯一来源。
[0004]天然气提氦的实质是对含氦混合气体的分离。成都天然气化工总厂荣县提氦装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气提取粗氦并联产液化天然气的生产系统，其特征在于：包括通过管道连接的一级提氦单元(1)、二级提氦单元(2)和三级提氦单元(3)，以及混合制冷系统(4)、氮气制冷系统(5)；所述一级提氦单元(1)包括换热器Ⅰ(11)、LNG储罐(112)精馏塔Ⅰ(12)以及分别设置于精馏塔Ⅰ(12)塔顶和塔底的冷凝器Ⅰ(13)和重沸器Ⅰ(14)；所述二级提氦单元(2)包括换热器Ⅱ(21)、精馏塔Ⅱ(22)以及分别设置于精馏塔Ⅱ(22)塔顶和塔底的冷凝器Ⅱ(23)和重沸器Ⅱ(24)；所述三级提氦单元(3)包括换热器Ⅲ(31)、精馏塔Ⅲ(32)以及分别设置于精馏塔Ⅲ(32)塔顶和塔底的冷凝器Ⅲ(33)和重沸器Ⅲ(34)；原料天然气进气管道与换热器Ⅰ(11)连接，所述换热器Ⅰ(11)、精馏塔Ⅰ(12)、冷凝器Ⅰ(13)、换热器Ⅱ(21)、精馏塔Ⅱ(22)、冷凝器Ⅱ(23)、换热器Ⅲ(31)、精馏塔Ⅲ(32)与冷凝器Ⅲ(33)依次连通，从而构成粗氦制取回路；所述精馏塔Ⅰ(12)、重沸器Ⅰ(14)、换热器Ⅰ(11)以及LNG储罐(112)依次连通，从而构成液化天然气制取回路；所述精馏塔Ⅰ(12)、重沸器Ⅰ(14)与换热器Ⅰ(11)依次连通，所述精馏塔Ⅱ(22)、重沸器Ⅱ(24)与换热器Ⅰ(11)依次连通，共同构成中压尾气外输回路；所述精馏塔Ⅲ(32)、重沸器Ⅲ(34)、换热器Ⅲ(31)、换热器Ⅱ(21)与换热器Ⅰ(11)依次连通，构成低压尾气外输回路；所述混合制冷系统(4)与换热器Ⅰ(11)相连接，用于为一级提氦单元(1)、二级提氦单元(2)以及液化天然气生产循环提供热量和冷量；所述氮气制冷系统(5)与换热器Ⅲ(31)相连接，用于为三级提氦单元(3)循环提供热量和冷量；所述混合制冷系统(4)提供的混合冷剂先流经换热器Ⅰ(11)后分别向重沸器Ⅰ(14)和重沸器Ⅱ(24)提供热量后，又分别回流经换热器Ⅰ(11)和换热器Ⅱ(21)再分别向冷凝器Ⅰ(13)和冷凝器Ⅱ(23)提供冷量，最后再分别回流经换热器Ⅰ(11)和换热器Ⅱ(21)回到混合制冷系统(4)；所述氮气制冷系统(5)提供的氮气冷剂先向重沸器Ⅲ(34)提供热量，又回流经换热器Ⅲ(31)后向冷凝器Ⅲ(33)提供冷量，最后再回流经换热器Ⅲ(31)回到氮气制冷系统(5)。2.根据权利要求1所述的天然气提取粗氦并联产液化天然气的生产系统，其特征在于：所述换热器Ⅰ(11)内设置有第一换热通道、第二换热通道、第三换热通道、第四换热通道、第五换热通道、第六换热通道、第七换热通道以及第八换热通道；原料气体进气管道与第一换热通道的首端连接，第一换热通道的末端通过管道与精馏塔Ⅰ(12)连接；第二换热通道的末端分别通过管道与重沸器Ⅰ(14)和重沸器Ⅱ(24)的出口端连接；第三换热通道的末端通过管道与换热器Ⅱ(21)连接；混合制冷系统(4)的出口端通过管道与第四换热通道的首端连接，第四换热通道的末端分别通过管道与重沸器Ⅰ(14)和重沸器Ⅱ(24)的下部连接，重沸器Ⅰ(14)的上部通过管道与第五换热通道的首端连接，第五换热通道的末端通过管道与冷凝器Ⅰ(13)的下部连接，冷凝器Ⅰ(13)的上部通过管道与第六换热通道的末端连接，第六换热通道的首端通过管道与混合制冷系统(4)的进口端连接；第七换热通道的末端通过管道与换热器Ⅱ(21)连接，第七换热通道的首端通过管道与混合制冷系统(4)的进口端连接；第八换热通道的首端通过管道与重沸器Ⅰ(14)的出口端连接，第八换热通道的末端通过管道与LNG储罐(112)连接。3.根据权利要求2所述的天然气提取粗氦并联产液化天然气的生产系统，其特征在于：所述第一换热通道末端与精馏塔Ⅰ(12)之间的连接管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：李均方，张瑞春，高立新，邓晓峰，何伟，王应海，李珂，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司成都天然气化工总厂，
类型：发明
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