利用LNG冷能生产液体空分产品的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种利用LNG冷能生产液体空分产品的装置，包括空气压缩净化单元和空气分离单元以及为空气压缩净化单元提供冷量的LNG冷能利用单元等三个部分。本实用新型专利技术将LNG的低温冷能用于空气分离单元后，可使液体空分产品单位电耗大幅降低，同时还节省大量冷却水，符合节能降耗、发展循环经济的大趋势，具有明显的社会效益和经济效益。空气分离单元、LNG冷能利用单元分别置于冷箱I与冷箱II中，彼此独立；液氮-氮换热器中液氮压力略低于氮气侧的压力，从工艺和设备两方面保证空分装置的安全。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种空分装置，特别是涉及一种利用LNG冷能生产液体空分产品的装置。
技术介绍
天然气是一种优质能源，具有热值高、洁净、燃烧污染小等特点，其主要成份是甲烷，为了便于运输将其液化液化温度一般在_150°C -161°C，成为液化天然气LNG，输送到目的地后为了利用又需将其汽化，汽化时会产生大量的冷量，通常的办法是用海水加热气化升温后送入输气管线。如果不回收利用将是极大的浪费。目前LNG冷能利用的方式有冷能发电、低温粉碎旧轮胎、生产液氧、液氮、液氩的全液体空分装置。根据低温冷量尽可能低温利用的原理，全液体空分装置是LNG冷能利用最有效最合理的一种利用方式。·中国专利申请说明书CN 1873357A公开了一种回收液化天然气冷能的空分系统，该专利申请的低温氮压机仅一段压缩，进口温度则-110°C 120°C，出口压力3. O 3. 5MPa ;制冷循环中带增压透平膨胀机；进气用冷氮气冷却；由于未充分利用LNG的冷能，加上该专利的精馏系统组织产品提取率较低，因而产品的单位能耗较高。中国专利申请说明书CNlO 10339IOA公开了一种集成空气分离与液化天然气冷量回收系统，该专利申请用常温进气低压及中压氮压机，压缩机轴功率高；该专利申请无乙二醇水溶液冷却系统，原料空压机轴功率较高。由于未充分利用LNG的冷能，因而产品的单位能耗较高。中国专利申请说明书CN1407303A公开了一种利用液化天然气冷量的空气分离装置，该专利申请未说明使用何种氮压机，无乙二醇水溶液冷却系统，仅适用于小型空分设备。中国专利申请说明书CN101571340A公开了一种利用液化天然气冷能的空分系统，该专利采用三段低温进气的循环氮压机，采用乙二醇冷却系统，但液氧产品的获得主要是依靠低压氧气与LNG-氮换热器中的高压过冷液氮节流至低压与其换热，且循环高压液氮的过冷的冷源之一为节流的低压液氮，即循环低温氮气压缩机中一段入口流量较大，导致低温氮气压缩机轴功率较高。中国专利申请说明书CN 2766203Y公开了 “气液分离器底部出口的液氮分两路出去，一路经通气阀连接空分装置的下塔，作为下塔回流液参与下塔精馏，并将冷量带入空气分离系统”。这种冷量传递方式，如果LNG的压力高于循环氮的压力，LNG —旦泄露，就有可能通过液氮将碳氢化合物带入空气分离系统，带来安全隐患。上述专利申请说明书均未涉LNG可能泄漏的措施，较易引发一些问题和意外。
技术实现思路
本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用LNG冷能生产液体空分产品的装置，该装置将LNG的低温冷能与空气分离单元有机地结合起来，充分地利用了 LNG的冷能。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种利用LNG冷能生产液体空分产品的装置，包括空气压缩净化单元和空气分离单元；所述空气分离单元包括主换热器、液氮-氮换热器和精馏塔系统；所述精馏塔系统包括上塔、下塔和主冷凝蒸发器；所述主换热器上设有与所述空气压缩净化单元相通的原料空气进口和出口，所述主换热器的原料空气出口与所述下塔连通；所述上塔顶部设有与所述主换热器连通的低压氮气排出口 ；所述主换热器设有循环压力氮气的进口和出口以及与上塔的低压氮气排出口连 通的低压氮气入口和低压氮气出口；所述空气分离单元设有液氮和液氧产品出口 ；所述下塔顶部设有与所述液氮-氮换热器连通的压力氮气出口，所述液氮-氮换热器设有与所述下塔顶部的压力氮气出口相通的压力氮气入口和出口以及循环压力液氮入口和循环压力氮气出口，所述液氮-氮换热器的循环压力氮气出口与所述下塔顶部连通，所述液氮-氮换热器的循环压力氮气出口与所述主换热器的循环压力氮气的进口连通；所述主换热器的循环压力氮气的出口与LNG-氮换热器循环压力氮气低压入口连通；所述LNG-氮换热器设有所述循环压力氮气低压入口、循环压力氮气低压出口、循环压力氮气高压入口、复热循环压力氮气返流口、LNG入口、LNG中抽口、与用户管网连通的LNG出口和高压过冷液氮出口 ；所述LNG-氮换热器的循环压力氮气低压出口与低温循环氮气压缩机组的氮气入口连通，所述低温循环氮气压缩机组还设有与所述LNG-氮换热器的循环压力氮气高压入口连通的循环压力氮气高压出口；所述LNG-氮换热器的LNG中抽口与LNG-冷却剂换热器的LNG入口连通，所述LNG-冷却剂换热器还设有与用户管网连通的LNG出口、循环冷却剂入口和循环冷却剂出Π ；所述LNG-氮换热器的高压过冷液氮出口与气液分离器入口连通；所述气液分离器设有液氮出口和气氮出口 ；所述气液分离器的液氮出口上设有液氮产品抽口，并与所述液氮-氮换热器的循环压力液氮入口连通；所述气液分离器的气氮出口与所述LNG-氮换热器的复热循环压力氮气返流口连通，所述LNG-氮换热器的复热循环压力氮气返流口与所述低温循环氮气压缩机组的氮气入口连通。所述低温循环氮气压缩机组包括两台，其中一台为低温低压循环氮气压缩机，另一台为低温高压循环氮气压缩机；所述LNG-氮换热器还设有循环压力氮气中压入口和循环压力氮气中压出口；所述LNG-氮换热器的循环压力氮气低压出口与所述低温低压循环氮气压缩机的氮气入口连通，所述低温低压循环氮气压缩机还设有与所述LNG-氮换热器的循环压力氮气中压入口连通的循环压力氮气中压出口 ；所述LNG-氮换热器的循环压力氮气中压出口与所述低温高压循环氮气压缩机的氮气入口连通，所述低温高压循环氮气压缩机还设有与所述LNG-氮换热器的循环压力氮气高压入口连通的循环压力氮气高压出口。所述主冷凝蒸发器设有所述液氧产品出口 ；所述空气分离单元还包括液氮液空过冷器，所述液氮液空过冷器上设有与所述上塔的低压氮气排出口连通的低压氮气入口和与所述主换热器的低压氮气入口连通的低压氮气出口。该装置还包括与所述精馏塔系统相连的制氩系统。所述下塔、所述上塔、所述主冷凝蒸发器、所述主换热器、所述液氮液空过冷器、所述液氮-氮换热器和所述制氩系统均置于冷箱I内。所述LNG-氮换热器和所述气液分离器均置于冷箱II内。本技术具有的优点和积极效果是将LNG的低温冷能用于空气分离单元后，可使液体空分产品单位电耗大幅降低，同时还节省大量冷却水，符合节能降耗、发展循环经济的大趋势，具有明显的社会效益和经济效益。空气分离单元、LNG冷能利用单元分别置于 冷箱I与冷箱II中,彼此独立；液氮-氮换热器中液氮压力略低于氮气侧的压力，从工艺和设备两方面保证空分装置的安全。附图说明图I是本技术的工作原理图。图中101、空气过滤器，102、空压机，103、纯化器，104、再生加热器，105、LNG-氮换热器，106、主换热器，107、液氮液空过冷器，108、液氮-氮换热器，109、空压机末冷器，110、空压机中冷器，IlULNG-冷却剂换热器，112、下塔，113、主冷凝蒸发器，114、上塔，115、冷箱I，116、冷箱II，117、低温低压循环氮气压缩机，118、低温高压循环氮气压缩机，119、气液分离器。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下请参阅图1，一种利用LNG冷能生产液体空分产品的装置，包括空气压缩净化单元和空气分离单元，空气分离单元包括主换热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用LNG冷能生产液体空分产品的装置，包括空气压缩净化单元和空气分离单元；其特征在于，所述空气分离单元包括主换热器、液氮？氮换热器和精馏塔系统；所述精馏塔系统包括上塔、下塔和主冷凝蒸发器；所述主换热器上设有与所述空气压缩净化单元相通的原料空气进口和出口，所述主换热器的原料空气出口与所述下塔连通；所述上塔顶部设有与所述主换热器连通的低压氮气排出口；所述主换热器设有循环压力氮气的进口和出口以及与上塔的低压氮气排出口连通的低压氮气入口和低压氮气出口；所述空气分离单元设有液氮和液氧产品出口；所述下塔顶部设有与所述液氮？氮换热器连通的压力氮气出口，所述液氮？氮换热器设有与所述下塔顶部的压力氮气出口相通的压力氮气入口和出口以及循环压力液氮入口和循环压力氮气出口，所述液氮？氮换热器的循环压力氮气出口与所述下塔顶部连通，所述液氮？氮换热器的循环压力氮气出口与所述主换热器的循环压力氮气的进口连通；所述主换热器的循环压力氮气的出口与LNG？氮换热器循环压力氮气低压入口连通；所述LNG？氮换热器设有所述循环压力氮气低压入口、循环压力氮气低压出口、循环压力氮气高压入口、复热循环压力氮气返流口、LNG入口、LNG中抽口、与用户管网连通的LNG出口和高压过冷液氮出口；所述LNG？氮换热器的循环压力氮气低压出口与低温循环氮气压缩机组的氮气入口连通，所述低温循环氮气压缩机组还设有与所述LNG？氮换热器的循环压力氮气高压入口连通的循环压力氮气高压出口；所述LNG？氮换热器的LNG中抽口与LNG？冷却剂换热器的LNG入口连通，所述LNG？冷却剂换热器还设有与用户管网连通的LNG出口、循环冷却剂入口和循环冷却剂出口；所述LNG？氮换热器的高压过冷液氮出口与气液分离器入口连通；所述气液分离器设有液氮出口和气氮出口；所述气液分离器的液氮出口上设有液氮产品抽口，并与所述液氮？氮换热器的循环压力液氮入口连通；所述气液分离器的气氮出口与所述LNG？氮换热器的复热循环压力氮气返流口连通，所述LNG？氮换热器的复热循环压力氮气返流口与所述低温循环氮气压缩机组的氮气入口连通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江克忠，杨学军，郑小平，刘景武，马源，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油能源发展股份有限公司，开封空分集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：