一种LNG液化脱氮系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种LNG液化脱氮系统，所述系统包括原料气管线、重烃分离单元、板翅式换热器、脱氮单元、富氮尾气处理管线、LNG储存单元、混合冷剂循环单元；原料气管线经过重烃分离单元和板翅式换热器后接入脱氮单元；脱氮单元包括脱氮塔冷凝器、设于脱氮塔顶的冷凝器、分离器、设于脱氮塔底的再沸器；脱氮塔塔釜处安装有在线全组分分析仪；分离器的气相出口与富氮尾气处理管线连接；再沸器的出料口通过管道与板翅式换热器连接后，再通过设有节流阀的管道与LNG储存单元连接；混合冷剂循单元为再沸器提供热源，为冷凝器提供冷源。本实用新型专利技术具有结构和工艺简单、工艺能耗低、换热损失小、脱氮效果好、调控方便、LNG产品质量稳定易调节的优势。调节的优势。调节的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG液化脱氮系统


[0001]本技术属于LNG液化脱氮
，尤其是涉及一种LNG液化脱氮系统。

技术介绍

[0002]液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源，液化天然气的国家标准：GB/T 38753
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2020液化天然气，标准中对LNG中氮的含量有了明确的规定≤1％mol。很多井场的原料天然气中的含有的氮气量过高，天然气液化过程中的LNG脱氮成为一个急需解决的问题。现有的脱氮工艺主要有：1.BOG脱氮，从LNG储罐中抽出BOG，BOG进入BOG压缩机，压缩后，通过进一步深冷，深冷后LNG回流LNG储罐，闪蒸气(主要成分N2)进行放空，此种工艺脱氮效果差，能源消耗高，产品中氮含量不稳定；2.不回收BOG的方式降低LNG中氮气的含量，LNG储罐闪蒸bog中氮气含量比较高，此时BOG不回收，作为燃料气或者用作它用，也能间接的脱氮，如果下游没有用气点的话，浪费的天然气比较多。此外现有的其它脱氮工艺存在着换热损失大，工艺复杂、操作不便、LNG产品质量不稳定，不易调节，适应性差等问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为解决上述问题，本技术提出了一种结构和工艺简单、工艺能耗低、换热损失小、脱氮效果好、调控方便、LNG产品质量稳定易调节的LNG液化脱氮系统。
[0004]为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：
[0005]本技术一方面提供了一种LNG液化脱氮系统，包括原料气管线、重烃分离单元、板翅式换热器、脱氮单元、富氮尾气处理管线、LNG储存单元、混合冷剂循环单元；
[0006]所述原料气管线经过所述重烃分离单元和板翅式换热器后，进一步节流后接入所述脱氮单元；
[0007]所述脱氮单元包括脱氮塔、冷凝器、分离器、再沸器；所述脱氮塔的原料气入口与所述原料气管线出口连接，所述脱氮塔的塔釜处安装有在线全组分分析仪，用于随时监测LNG中各组分含量，从而得到合格的LNG产品；所述脱氮塔的塔顶气体出口、所述冷凝器的热介质流道、所述分离器的入口通过管道依次连接；所述分离器的液相出口与所述脱氮塔的液相回流口连接，所述分离器的气相出口与所述富氮尾气处理管线连接，分离出的富氮尾气经富氮尾气处理管线排出；所述再沸器的入料口与所述脱氮塔的塔釜液体出口连接，所述再沸器的气化物出口与所述脱氮塔的气化物入口连接，所述再沸器的出料口通过管道与板翅式换热器热的热流道一连接后，再通过设有节流阀的管道与LNG储存单元连接；
[0008]所述混合冷剂循单元为所述再沸器提供作为热源的混合冷剂，且混合冷剂加入量可调节；所述混合冷剂循环单元为所述冷凝器提供作为冷源的混合冷剂，且混合冷剂加入量可调节。
[0009]由上游工艺净化后的原料气经重烃分离单元分离重烃后，进入板翅式换热器降温，并进一步节流减压后送入脱氮塔；在脱氮塔中进行脱氮，气体由脱氮塔塔顶排出，经冷
凝、分离后，得到的富氮尾气经复温后高点安全排放，液相回流脱氮塔；冷凝所需的冷源为混合冷剂循单元提供的混合冷剂，通过调节混合冷剂进入量，控制冷凝所需冷量；脱氮塔的塔釜液体进入再沸器中与由混合冷剂循单元提供的作为热源的混合冷剂进行热交换，通过调节混合冷剂进入量，控制热交换所需热量；甲烷被提浓在塔釜，通过在线全组分分析仪监测釜液组分含量，得到的符合要求的LNG经采出后，进入板翅式换热器过冷，并减压后送入LNG储存单元。
[0010]在本技术的一些优选的LNG液化脱氮系统的实施方式中，所述重烃分离单元包括重烃分离器和重烃复热器；所述原料气管线经过所述重烃复热器的热介质流道后，接入所述板翅式换热器的热流道二后，再接入所述重烃分离器的入口；所述重烃分离器的气相出口通过管道连接所述板翅式换热器的热流道三，所述热流道三的出口通过设有节流阀的管道与所述脱氮塔的原料气入口连接；所述重烃分离器的液相出口与所述重烃复热器的冷介质流道入口连接，所述重烃复热器的冷介质流道出口与重烃储罐连接。
[0011]由上游工艺净化后的原料气进入重烃复热器的热介质流道内换热降温，再进入板翅式换热器的热流道二内进一步降温，降低的温度能够保证重烃析出，后进入重烃分离器，分离出气相和液相；液相部分是重烃，经节流阀减压后进入重烃复热器冷介质流道与原料气换热后复温送至重烃罐；气相部分则进入板翅式换热器的热流道三内换热降温，降温至气相全部液化或者温度更低一点后减压，送入脱氮塔。
[0012]在本技术的一些优选的LNG液化脱氮系统的实施方式中，所述富氮尾气处理管线接入所述板翅式换热器的冷流道一，将富氮尾气升温后，高点安全处放空。
[0013]由分离器的气相出口排出的富氮尾气，进入板翅式换热器的冷流道一内复温后，由富氮尾气处理管线排出直接高点安全排放。
[0014]在本技术的一些优选的LNG液化脱氮系统的实施方式中，所述混合冷剂循环单元包括一级冷剂压缩单元、二级冷剂压缩单元、冷剂分离器一和冷剂分离器二；
[0015]所述一级冷剂压缩单元的液相出口与所述板翅式换热器的热流道四进口连接，所述热流道四的出口通过设有节流阀的管道与所述冷剂分离器一的气液入口连接；所述一级冷剂压缩单元的气相出口与所述二级冷剂压缩单元的物料入口连接；所述二级冷剂压缩单元的液相出口与所述板翅式换热器的热流道五进口连接，所述热流道五的出口通过设有节流阀的管道与所述冷剂分离器一的气液入口连接；所述冷剂分离器一的气相出口和液相出口均通过管道与所述板翅式换热器的冷流道二连接；
[0016]所述二级冷剂压缩单元的气相出口与所述板翅式换热器的热流道六进口连接，所述热流道六的出口通过冷剂管路一与所述再沸器连接，为所述再沸器提供热源；所述冷剂管路一经过所述再沸器后，接入所述板翅式换热器的热流道七，再通过设有节流阀的冷剂管路二与所述冷凝器的冷介质流道连接，所述冷凝器的冷介质流道出口与所述冷剂分离器二的入口连接，所述冷剂分离器二的气相出口和液相出口均通过管道与所述板翅式换热器的冷流道三连接；
[0017]所述板翅式换热器的冷流道三和冷流道二相连通，所述冷流道二的出口通过管道与所述一级冷剂压缩单元的物料入口连接。
[0018]一级冷剂压缩单元的液相出口排出的混合冷剂进入板翅式换热器的热流道四降温后，节流进入冷剂分离器一进行气液分离；一级冷剂压缩单元的气相出口排出的混合冷
剂进入二级冷剂压缩单元处理后，由二级冷剂压缩单元的液相出口排出的混合冷剂进入板翅式换热器的热流道五降温后，节流进入冷剂分离器一进行气液分离；冷剂分离器一将气液分离后的液相和气相分别送入到板翅式换热器的冷流道二内，气液两相在板翅式换热器内混合达到气吹液的效果，混合冷剂均匀的分散在板翅式换热器内，为板翅式换热器中的换热提供冷量；由二级冷剂压缩单元的气相出口排出的混合冷剂进入板翅式换热器的热流道六内降温后，经冷剂管路一送入再沸器中，作为再沸器的热源，降温后返回板翅式换热器的热流道七降温至全液相后，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG液化脱氮系统，其特征在于：包括原料气管线、重烃分离单元、板翅式换热器、脱氮单元、富氮尾气处理管线、LNG储存单元、混合冷剂循环单元；所述原料气管线经过所述重烃分离单元和板翅式换热器后接入所述脱氮单元；所述脱氮单元包括脱氮塔、冷凝器、分离器、再沸器；所述脱氮塔的原料气入口与所述原料气管线出口连接，所述脱氮塔的塔釜处安装有在线全组分分析仪；所述脱氮塔的塔顶气体出口、所述冷凝器的热介质流道、所述分离器的入口通过管道依次连接；所述分离器的液相出口与所述脱氮塔的液相回流口连接，所述分离器的气相出口与所述富氮尾气处理管线连接；所述再沸器的入料口与所述脱氮塔的塔釜液体出口连接，所述再沸器的气化物出口与所述脱氮塔的气化物入口连接，所述再沸器的出料口通过管道与板翅式换热器热的热流道一连接后，再通过设有节流阀的管道与LNG储存单元连接；所述混合冷剂循单元为所述再沸器提供作为热源的混合冷剂，且混合冷剂加入量可调节；所述混合冷剂循环单元为所述冷凝器提供作为冷源的混合冷剂，且混合冷剂加入量可调节。2.根据权利要求1所述的LNG液化脱氮系统，其特征在于：所述重烃分离单元包括重烃分离器和重烃复热器；所述原料气管线经过所述重烃复热器的热介质流道后，接入所述板翅式换热器的热流道二后，再接入所述重烃分离器的入口；所述重烃分离器的气相出口通过管道连接所述板翅式换热器的热流道三，所述热流道三的出口通过设有节流阀的管道与所述脱氮塔的原料气入口连接；所述重烃分离器的液相出口与所述重烃复热器的冷介质流道入口连接，所述重烃复热器的冷介质流道出口与重烃储罐连接。3.根据权利要求1所述的LNG液化脱氮系统，其特征在于：所述富氮尾气处理管线接入所述板翅式换热器的冷流道一，将富氮尾气升温后，高点安全处放空。4.根据权利要求1所述的LNG液化脱氮系统，其特征在于：所述混合冷剂循环单元包括一级冷剂压缩单元、二级冷剂压缩单元、冷剂分离器一和冷剂分离器二；所述一级冷剂压缩单元的液相出口与所述板翅式换热器的热流道四进口连接，所述热流道四的出口通过设有节流阀的管道与所述冷剂分离器一的气液入口连接；所述一级冷剂压缩单元的气相出口与所述二级冷剂压缩单元的物料入口连接；所述二级冷剂压缩单元的液相出口与所述板翅式换热器的热流道五进口连接，所述热流道五的出口通过设有节流阀的管道与所述冷剂分离器一的气液入口连接；所述冷剂分离器一的气相出口和液相出口均通过管道与所述板翅式换热器的冷流道...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭子攀，李晓鹏，
申请(专利权)人：模块北京工程有限公司，
类型：新型
国别省市：