一种天然气液化的丙烷预冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种天然气液化的丙烷预冷系统，包括预冷换热器（１）、第一分离器（２）、第二分离器（３）、第三分离器（４）、第四分离器（５）和预冷换热器的绝热钢结构冷箱（６），所述预冷换热器（１）是一个全部由板翅式换热单元并联组成的换热系统，所述预冷换热器（１）内布置有原料天然气通道、混合冷剂通道和四级反流液态丙烷通道，所述第一分离器（２）、第二分离器（３）、第三分离器（４）和第四分离器（５）分为两组，布置在预冷换热器冷箱（６）的相对两侧错开位置。本实用新型专利技术结构简单，为丙烷制冷压缩机的稳定运行提供保障；在同等规模的ＬＮＧ装置可以有效减少预冷换热器的传热面积和传热负荷，简化冷箱内的管道。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种天然气液化的丙烷预冷系统。
技术介绍
目前基本负荷型LNG装置80%以上采用丙烷预冷的混合冷剂液化工艺，其中，传统 的三级丙烷预冷工艺采用多台管壳式换热器预冷NG (天然气)和混合冷剂，存在换热器的 数量多，体积大，占地面积大，系统复杂等问题。申请号为200920308837. 7的中国专利申请公开了一种天然气液化工艺的制冷系 统和液化系统包括原料天然气预冷换热器以及实现原料天然气液化和过冷的主低温换热 器，所述的预冷换热器、液化换热器和过冷换热器全部采用由几个板翅式换热单元并联组 成的换热系统。其丙烷预冷系统中液态丙烷四级预冷的各级预冷中包括将正流液态丙烷 中的高压丙烷液体抽出预冷换热器和将低压丙烷液体引入预冷换热器的中抽结构，在各级 丙烷预冷过程中从预冷换热器抽出的高压丙烷液体经过节流阀节流后进入分离罐，经过分 离罐后液态丙烷进入预冷换热器蒸发复热给原料天然气、混合冷剂及正流液态丙烷提供冷 量，然后经过换热后转化为气态并与分离罐出来的丙烷气体汇合经过管道连接至该级丙烷 压缩机的入口，一至三级的丙烷压缩机的出口端均连接至下一级丙烷压缩机的入口，四级 丙烷压缩机的出口端输出的丙烷经冷却冷凝器后连接至预冷换热器正流液态丙烷通道的 入口。该技术方案在减少预冷换热器的传热面积和传热负荷，简化冷箱内的管道等处存在 改进的空间。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于针对上述存在的问题，提供一种天然气液化的丙烷 预冷系统。该系统结构简单，丙烷制冷压缩机四级吸入的温度不易出现偏离，从而保障丙 烷制冷压缩机的稳定运行；减少了预冷换热器中正流液态丙烷通道，可以有效减少预冷换 热器的传热面积和传热负荷，简化冷箱内的管道。为实现上述目的，本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种天然气液化的丙烷预冷系统，包括预冷换热器、第一分离器、第二分离器、第 三分离器、第四分离器和绝热钢结构预冷换热器冷箱，所述预冷换热器是一个全部由板翅 式换热单元并联组成的换热系统，所述预冷换热器内布置有原料天然气通道、混合冷剂通 道和四级反流液态丙烷通道，所述第一分离器、第二分离器、第三分离器和第四分离器分为 两组，布置在预冷换热器冷箱的相对两侧错开位置。作为优选方式，所述预冷换热器的每级预冷的换热部分分别与第一分离器、第二 分离器、第三分离器和第四分离器连接。本技术的四级丙烷预冷利用热动力循环原理， 丙烷制冷剂在换热器中沸腾、蒸发提供冷负荷；丙烷制冷压缩机是有四级吸入(三级中间 加气)的离心式压缩机，进入四级吸入口气相丙烷的温度会随着吸入压力确定而确定，这 样就不易出现吸入口温度偏离的情况，为丙烷制冷压缩机的稳定运行提供保障。作为优选方式，所述预冷换热器的换热部分布置在板翅式换热单元长度方向的一 个单元内。每级预冷几个并联的换热器单元共用一个气液分离器，有利于几个并联的换热 器内物流均勻分布保证整个换热器良好的工作性能以及管路系统的简化；作为优选方式，所述第一分离器、第二分离器、第三分离器和第四分离器的进液管 道上均设置有调节阀。控制丙烷气液分离器的液位稳定。本技术的四级丙烷预冷利用热动力循环原理，丙烷制冷剂在换热器中沸腾、 蒸发提供冷负荷；丙烷制冷压缩机四级吸入的温度不易出现偏离，从而保障丙烷制冷压 缩机的稳定运行；四个分离器在靠近预冷换热器冷箱的相对两侧错开布置，以便在高度方 向有足够的空间布置分离器，提供合理的高差，保证丙烷热动力循环的循环倍率；预冷换热 器的换热部分布置在板翅式换热单元长度方向的一个单元内，简化了连接管路并降低了管 路系统的阻力；每级预冷的换热部分共用一个分离器，有利于几个并联的换热器内物流均 勻分布，保证整个换热器良好的工作性能以及管路系统的简化；分离器设置有液位控制装 置，控制液位的稳定，确保四级丙烷热动力循环工况的稳定。由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是本技术结构简单，运行平稳，可以有效减少预冷换热器的传热面积和传热负 荷，对于同等规模的LNG装置可以节约预冷换热器的换热面积25%以上，并简化了预冷换热 器冷箱内的管道。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是本技术工艺流程图；图3是图1的A-A线剖视图。具体实施方式以下结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本技术，并不用于限定本技术。实施例如图1 一 3所示，一种天然气液化的丙烷预冷系统，包括预冷换热器1、第 一分离器2、第二分离器3、第三分离器4、第四分离器5和预冷换热器的绝热钢结构冷箱6， 所述预冷换热器1是一个全部由板翅式换热单元并联组成的换热系统，所述预冷换热器1 内布置有原料天然气通道、混合冷剂通道和四级反流液态丙烷通道，所述第一分离器2、第 二分离器3、第三分离器4和第四分离器5分为两组，布置在预冷换热器冷箱6的相对两侧 错开位置。作为优选，所述预冷换热器1的换热部分布置在板翅式换热单元长度方向的一个 单元内。所述预冷换热器1的每级丙烷预冷的换热部分分别与第一分离器2、第二分离器 3、第三分离器4和第四分离器5连接。所述第一分离器2、第二分离器3、第三分离器4和 第四分离器5的进液管道上均设置有调节阀。本实施例的工作流程如下丙烷压缩机增压后的丙烷经冷却一冷凝器换热而冷凝4成液态丙烷，再通过丙烷泵增压后进入预冷换热器冷箱6。丙烷经节流后进入第一分离器 2进行相分离后的液态丙烷分为两部分，一部分进入预冷换热器1蒸发以提供预冷的冷量， 从预冷换热器1出来的丙烷气_液两相流返回第一分离器2进行相分离；自第一分离器2 来的另一部分液态丙烷再节流，送入第二分离器3进行相分离。第二分离器3的液态丙烷 分为两部分，一部分进入预冷换热器1蒸发以提供预冷冷量，从预冷换热器1出来的丙烷 气_液两相流返回第二分离器3进行相分离；另一部分再节流，送入第三分离器4进行相分 离。第三分离器4的液态丙烷分为两部分，一部分进入预冷换热器1蒸发以提供预冷冷量， 从预冷换热器1出来的丙烷气-液两相流返回第三分离器4进行相分离；另一部分再节流， 送入第四分离器5进行相分离，液相送入预冷换热器1蒸发以提供冷量，从预冷换热器1出 来的丙烷气_液两相流返回第四分离器5进行相分离。第四分离器5的气体汇合后进入丙烷压缩机LLP吸入罐，第三分离器4的气体汇 合后进入丙烷压缩机LP吸入罐，第二分离器3的气体汇合后进入丙烷压缩机MP吸入罐；第 一分离器2的气体汇合后进入丙烷压缩机HP吸入罐，再分别进入丙烷压缩机压缩，完成一 个循环。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本 技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术 的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气液化的丙烷预冷系统，包括预冷换热器（１）、第一分离器（２）、第二分离器（３）、第三分离器（４）、第四分离器（５）和预冷换热器的绝热钢结构冷箱（６），所述预冷换热器（１）是一个全部由板翅式换热单元并联组成的换热系统，所述预冷换热器（１）内布置有原料天然气通道、混合冷剂通道和四级反流液态丙烷通道，其特征在于：所述第一分离器（２）、第二分离器（３）、第三分离器（４）和第四分离器（５）分为两组，布置在预冷换热器冷箱（６）的相对两侧错开位置。

【技术特征摘要】
一种天然气液化的丙烷预冷系统，包括预冷换热器(1)、第一分离器(2)、第二分离器(3)、第三分离器(4)、第四分离器(5)和预冷换热器的绝热钢结构冷箱(6)，所述预冷换热器(1)是一个全部由板翅式换热单元并联组成的换热系统，所述预冷换热器(1)内布置有原料天然气通道、混合冷剂通道和四级反流液态丙烷通道，其特征在于所述第一分离器(2)、第二分离器(3)、第三分离器(4)和第四分离器(5)分为两组，布置在预冷换热器冷箱(6)的相对两侧错开位置。2.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：易希朗，周勇，刘昌全，黄科，谢波，魏义江，
申请(专利权)人：四川空分设备集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：51[]