本发明专利技术的目的是提供能够利用液化天然气的冷量由氮气制造液态氮的制造装置及制造方法。一种液态氮制造装置(1)，具备：LNG热交换器(E3)，其利用液化天然气的冷能来将供给氮气冷却；低温升压器(11)，其将被冷却了的供给氮气进行压缩并排出高压氮气；再循环热交换器(E2)，其将所排出的高压氮气进行热交换；膨胀涡轮机(12)，其被导入从再循环热交换器(E2)的一部分通过了的作为高压氮气中的一部分的第一部分气体，将第一部分气体进行膨胀并排出低温氮气；第一膨胀阀(13)，其将从再循环热交换器(E2)通过后的、高压氮气中的第一部分气体以外的第二部分气体进行减压；以及，第一分离器(14)，其被导入被减压了的第二部分气体和从膨胀涡轮机(12)排出的低温氮气，并将氮气和液态氮分离。氮分离。氮分离。
【技术实现步骤摘要】
液态氮制造装置和液态氮制造方法
[0001]本专利技术涉及液态氮制造装置和液态氮制造方法，涉及例如利用了液化天然气(LNG)的冷量的液态氮制造装置和液态氮制造方法。
技术介绍
[0002]作为有效利用LNG的冷量的方法，有专利文献1或专利文献2。在专利文献1或专利文献2(例如图2)中公开了在氮气的液化中利用LNG冷量的方法。在专利文献1中，为了高效率地制造液态气体，在液化天然气(LNG)的接收和气化站中，利用在使LNG蒸发时所释放的冷能来冷却气体。另外，在LNG中蒸发气体(BOG)的回收是重要的，在专利文献3(例如图3)中公开了关于BOG的再液化的方法。
[0003]在BOG的再液化中利用了LNG的冷量的情况下，一般地LNG的温度有时例如从约－156℃变动到－130℃左右。在上述专利文献1～3的技术中，当LNG温度向上升方向变动时，液态氮的制造量显著减少、或者根据LNG的温度而需要放弃液态氮的制造。另外，在LNG终端和深冷空气分离装置(ASU)的设置场所分离开的情况下，需要对LNG终端采取LNG冷量。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利第4142559号公报
[0007]专利文献2：中国技术第208751137号公报
[0008]专利文献3：美国专利第9927068号公报
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的是提供能够采用与现有技术不同的方法利用液化天然气的冷量来由氮气制造液态氮的制造装置及制造方法。<br/>[0010]另外，本专利技术提供能够以比以往低的电力消耗由中压氮气生成高压氮气的制造装置及制造方法。
[0011]另外，本专利技术提供例如即使由四季所致的温度变动和/或高温的液化天然气的冷量也能利用的能够制造液态氮的制造装置及制造方法。
[0012]另外，本专利技术提供能够利用将LNG罐的BOG再液化之后的液化天然气的冷量并与空气分离装置联动而由氮气制造液态氮的制造装置及制造方法。
[0013]本专利技术的液态氮制造装置(1)，具备：
[0014]LNG热交换器(E3、E30)，其利用规定的温度范围(例如－160℃～－120℃)的液化天然气(LNG)的冷能来将第一压力(例如2.0MPa～3.0MPa)的供给氮气(FG)冷却(至例如比氮气的临界温度(－147℃)高的温度)；
[0015]低温升压器(11)，其将由所述LNG热交换器(E3)冷却了的供给氮气(G0)以成为比所述第一压力高的第二压力(例如4.0MPa～5.0MPa)的方式进行压缩，并排出高压氮气(G1)；
[0016]再循环热交换器(E2、E12)，其将从所述低温升压器(11)排出的所述高压氮气(G1)进行热交换(冷却)；
[0017]膨胀涡轮机(12)，其是驱动所述低温升压器(11)的膨胀涡轮机(12)，其被导入从所述再循环热交换器(E2、E12)的一部分通过了的作为所述高压氮气(G1)的一部分的第一部分气体(G11)，以成为比所述第一压力(例如2.0MPa)低的第三压力(例如0.5MPa～1.0MPa)的方式将该第一部分气体(G11)进行膨胀，并排出(部分液化或液化点附近的温度的)低温氮气(G111)；
[0018]第一膨胀阀(13)，其将从所述再循环热交换器(E2、E12)通过后的、所述高压氮气(G1)的所述第一部分气体(G11)以外的第二部分气体(G12)(以成为与所述第三压力(例如0.5MPa)相同或相同程度的方式)减压；和
[0019]第一分离器(14)，其被导入由所述第一膨胀阀(13)减压了的第二部分气体(G12)和从所述膨胀涡轮机(12)排出的低温氮气(G111)，并将氮气(N2G)和液态氮(LN2)分离。
[0020]所述规定的温度范围的液化天然气可以是被用于LNG罐的BOG的再液化之后的液化天然气。
[0021]所述液化天然气可以是从LNG终端利用配管送入的液化天然气，可以是储存于容器(container)或储气瓶(bomb)中的液化天然气，可以是从能够向空气分离装置(ASU)实质性地供给的地区(area)输送的液化天然气。
[0022]向所述LNG热交换器(E3)导入的所述供给氮气(FG)可以是从空气分离装置(ASU)导出的富氮气体。富氮气体为例如氮浓度为90％以上、优选为94％以上的高纯度氮气、所谓的95％以上的纯氮气。
[0023]向所述LNG热交换器(E3)供给的所述供给氮气(FG)可以是实施了至少1次热交换处理和至少1次压缩处理的氮气。
[0024]液态氮制造装置(1)或空气分离装置(ASU)可以具备：将氮气进行热交换(冷却)的热交换器(E1)；在其后将氮气进行压缩的第一压缩机(21)；和将在由第一压缩机(21)压缩后由热交换器(E1)进行了热交换(冷却)的氮气进行压缩的第二压缩机(22)。
[0025]液态氮制造装置(1)或空气分离装置(ASU)可以具备配管线(L1)，所述配管线(L1)用于将由所述第二压缩机(22)压缩后的由所述热交换器(E1)进行了热交换的氮气向所述LNG热交换器(E3)输送，接着向所述热交换器(E1)和/或热源(E4)输送，再向所述LNG热交换器(E3)输送。
[0026]所述供给氮气(FG)可以由下述气体构成，所述气体是：由所述第二压缩机(22)压缩了的氮气被向所述LNG热交换器(E3)导入而被冷却，被向所述再循环热交换器(E2)输送而进行热交换(加温)，其一部分由热交换器(E1)进行热交换(加温)，该一部分以外的剩余部分由热源(E4)(例如盐水单元(brine unit))加温，它们进行合流而得到的气体。
[0027]所述再循环热交换器(E2)和热交换器(E1)，可以由在物理上单一的热交换器(E12)构成，也可以为各自分开的结构，可以具有与热交换比率相应的管路。
[0028]所述LNG热交换器、再循环热交换器(E2)和热交换器(E1)，可以由在物理上单一的热交换器(E30)构成，也可以为各自分开的结构，可以具有与热交换比率相应的管路。
[0029]由所述第一分离器(14)分离了的所述液态氮可以作为液态氮(LN2)产品取出。
[0030]在所述第一分离器(14)中，所述第二部分气体(G12)可以利用所述低温氮气
(G111)来冷却。
[0031]所述液态氮制造装置(1)可以具备将从所述第一分离器(14)取出的所述液态氮(LN2)进行冷却的过冷却器(subcooler)(15)。
[0032]由所述过冷却器(15)冷却(过冷却)了的所述液态氮(LN2)可以作为液态氮产品取出。
[0033]所述液态氮制造装置(1)可以具备：从由所述过冷却器(15)冷却了的所述液态氮(LN2)取出一部分液态氮的分支路径(L31)；设置于分支路径(L31)且将液态氮(LN2)进行减压(膨胀)的第二膨胀阀(151)；和被导入由第二膨胀阀(151)减压了的气液混合状态的氮的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液态氮制造装置，具备：LNG热交换器，其利用规定的温度范围的液化天然气的冷能来将第一压力的供给氮气冷却；低温升压器，其将由所述LNG热交换器冷却了的供给氮气以成为比所述第一压力高的第二压力的方式进行压缩，并排出高压氮气；再循环热交换器，其将从所述低温升压器排出的所述高压氮气进行热交换；膨胀涡轮机，其是驱动所述低温升压器的膨胀涡轮机，其被导入从所述再循环热交换器的一部分通过了的作为所述高压氮气中的一部分的第一部分气体，以成为比所述第一压力低的第三压力的方式将该第一部分气体进行膨胀，并排出低温氮气；第一膨胀阀，其将从所述再循环热交换器通过后的、所述高压氮气中的所述第一部分气体以外的第二部分气体进行减压；和第一分离器，其被导入由所述第一膨胀阀减压了的第二部分气体和从所述膨胀涡轮机排出的低温氮气，并将氮气和液态氮分离。2.根据权利要求1所述的液态氮制造装置，具备：热交换器，其将氮气进行热交换；第一压缩机，其将进行了热交换的氮气进行压缩；第二压缩机，其将由所述第一压缩机压缩后由所述热交换器进行了热交换的氮气进行压缩；和配管线，其用于将由所述第二压缩机压缩后的由所述热交换器进行了热交换的氮气向所述LNG热交换器输送，接着向所述热交换器和/或热源输送，再向所述LNG热交换器输送。3.根据权利要求1或2所述的液态氮制造装置，具备：过冷却器，其将从所述第一分离器取出的液态氮进行冷却；分支路径，其从由所述过冷却器冷却了的所述液态氮取出一部分液态氮；第二膨胀阀，其设置于所述分支路径并将液态氮进行减压；和第二分离器，其被导入由所述第二膨胀阀减压了的气液混合状态的氮。4.根据权利要求1～3的任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。