一种降低液化天然气中的氮含量的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种降低液化天然气中的氮含量的系统。该系统包括：过冷器、汽提塔、LNG泵、储罐；过冷器包括过冷通道与冷量供应通道；汽提塔包括塔身及N块塔盘；塔盘包括水平方向的带有气液接触装置的底面和垂直装在底面上的隔挡；各塔盘交错固定；过冷通道接入塔身；过冷LNG输出管道接入冷量输出塔盘上方，并低于其隔挡顶部的最低点，另一端接冷量供应通道；冷量供应通道接入第N块塔盘下方；塔身底部与LNG泵相连，LNG泵与储罐相连；过冷LNG输出管道将部分过冷LNG送至冷量供应通道释放冷量，变成气液两相的天然气混合物返回塔身；气相天然气自下而上在各塔盘上的气液接触装置处与过冷LNG接触，使其中的氮扩散出来。本发明专利技术能将产品LNG的含氮量降至1%以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及单循环混合冷剂制冷的天然气液化及液化天然气的脱氮
，特别是涉及一种降低液化天然气中的氮含量的系统。
技术介绍
液化天然气(LNG)的体积比天然气缩小了大约600倍，因此非常便于运输和大量储存。用于生产LNG的原料天然气为混合物，通常具有一定的含氮量，如果含氮量超过1%，则容易在储运过程中引起LNG的大量气化以及储罐内LN G的翻滚超压，一方面引起大量的物料损失，另外一方面也容易造成储罐破裂，进而带来更大的环境危害和人员、财产损失。因此，需要在液化过程中对高含氮量的原料天然气进行脱氮处理，以使产品LNG中的含氮量降至1%以下。现有的对LNG进行脱氮处理的技术，是利用压力从高突然降低引起物质沸点急剧降低的闪蒸原理，使氮尽可能多地从LNG中沸腾汽化出来。该技术通常只能进行一次，因而脱氮效果非常有限，当原料天然气中的含氮量较高(如超过8%)时，该技术不能达到产品LNG中含氮量降至1%以下的要求，并且甲烷损失量大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种降低液化天然气中的氮含量的系统，能将产品LNG的含氮量降至1%以下。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种降低液化天然气中的氮含量的系统，该系统包括:过冷器、汽提塔、LNG泵、储罐；其中，所述过冷器包括:过冷通道和冷量供应通道；所述汽提塔 包括:封闭的塔身以及N块塔盘，N为大于3的整数；所述塔盘包括位于水平方向上的带有气液接触装置的底面和垂直安装在所述底面的一部分侧边缘上的隔挡；在竖直方向上，各所述塔盘通过其底面未安装所述隔挡的侧边缘依次交错固定在所述塔身的内侧面上；各所述塔盘从上向下依次从I编号至N ;所述过冷通道通过过冷LNG输入管道接入所述塔身内部，接入口在第I号塔盘的底面上方；饱和冷却LNG在所述过冷通道内吸收所述冷量供应通道中的过冷LNG的冷量而进一步降温，变成过冷LNG沿所述过冷LNG输入管道进入所述塔身内部的第I号塔盘内；过冷LNG输出管道的一端接入所述塔身内，其接入口在冷量输出塔盘的底面的上方，且低于该冷量输出塔盘的隔挡顶部的最低点；所述冷量输出塔盘为第1-3号塔盘中的任一块塔盘；过冷LNG输出管道的另一端与所述冷量供应通道的输入端相连；所述冷量供应通道的输出端通过LNG返回管道接入所述塔身内，接入口在第N块塔盘的底面下方；所述塔身的底部通过LNG输送管道与所述LNG泵的输入端相连，所述LNG泵的输出端与所述储罐相连；所述塔身的顶部接有含氮BOG输出管道；所述过冷LNG输出管道将所述冷量输出塔盘中的一部分过冷LNG输送至所述冷量供应通道，该过冷LNG向所述过冷通道内的所述饱和冷却LNG释放冷量后，变成气液两相的天然气混合物由所述LNG返回管道进入所述塔身内；其中，气相的天然气在所述塔身内自下而上流动，并在各塔盘的底面上的气液接触装置处与该底面上方的过冷LNG接触，使该过冷LNG中的氮以气态形式扩散出来，该氮气与气相的天然气的混合物通过所述含氮BOG输出管道输出；液相的LNG与从各塔盘的隔挡处溢出的过冷LNG汇集于所述塔身底部，并从所述LNG输送管道进入所述LNG泵，经过所述LNG泵加压后送入所述储罐。本专利技术的有益效果是:本专利技术中,LNG被冷却至饱和后得到的饱和冷却LNG在过冷通道内吸收冷量而进一步降温为过冷LNG，这提高了本专利技术的脱氮效率；气相的天然气在塔身内自下而上流动，在各塔盘的底面气液接触装置处与该底面上方的过冷LNG接触，从而使其中的氮扩散出来；由于塔盘的数量超过3个，过冷LNG在塔身内由上到下依次从各塔盘溢出，因而本专利技术大大延长了过冷LNG在塔身内的脱氮时间，进一步提高了脱氮效率。此夕卜，本专利技术从第1-3号塔盘中的任一个内将一部分过冷LNG输送到冷量供应通道，向过冷通道中的饱和冷却LNG释放冷量，一方面有利于使饱和冷却LNG降温为过冷LNG，从而提高脱氮效率，另一方面还提高了这部分释放冷量的过冷LNG的温度，既脱出了其中的氮，又向塔身内提供了温度较高的气相的天然气来对其中的过冷LNG进行脱氮处理。因此，本专利技术在高含氮量(如超过8%)的原料天然气液化为产品LNG的过程中进行脱氮处理，该脱氮处理的脱氮效率相对于现有技术大大提高，可以使生成的产品LNG的含氮量降至1%以下，同时，脱氮处理过程中甲烷的损失量并不大，从而节约了资源。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进:进一步，所述汽提塔还包括2组除沫器，其中的一组安装于所述塔身内的所述过冷LNG输入管道的接入口的上方，另一组安装于所述塔身内的所述LNG返回管道的接入口的下方。进一步，还包括:冷箱、一号节流阀、排放气压缩机、排放气压缩机入口缓冲罐、冷剂循环冷却子系统、脱重烃罐；其中，所述冷箱包括:一号初段受冷通道、一号次段受冷通道、二号受冷通道、三号冷 却通 道、四号冷却通道；所述一号初段受冷通道的输入端接外部供应的天然气，其输出端接入所述脱重烃罐；所述脱重烃罐通过顶部连接的气态天然气输出管道与所述一号次段受冷通道的输入端相连，其底部接有液态重烃输出管道；所述一号次段受冷通道的输出端与所述过冷通道的输入端相连；外部供应的所述天然气在所述一号初段受冷通道内吸收所述三号冷却通道中的低温液态冷剂以及所述四号冷却通道中的压缩排放气所提供的冷量，变成气相的气态天然气与液相的液态重烃的混合物进入所述脱重烃罐；其中，所述气态天然气通过所述气态天然气输出管道进入所述一号次段受冷通道，在其中吸收所述三号冷却通道中的低温液态冷剂以及所述四号冷却通道中的压缩排放气所提供的冷量，变成所述饱和冷却LNG进入所述过冷通道；所述液态重烃通过所述液态重烃输出管道输出；所述二号受冷通道的输入端连接所述冷剂循环冷却子系统的气液冷剂输出管，其输出端连接所述三号冷却通道的输入端，且在所述二号受冷通道和所述三号冷却通道的连接管线上设有所述一号节流阀；所述三号冷却通道的输出端通过气态冷剂输出管接入所述冷剂循环冷却子系统；所述气液冷剂输出管将高压常温的气态冷剂以及高压常温的液态冷剂的冷剂混合物输入所述二号受冷通道，该冷剂混合物在所述二号受冷通道内吸收所述三号冷却通道中的低温液态冷剂以及所述四号冷却通道中的压缩排放气所提供的冷量，得到的液态冷剂经所述一号节流阀后降压降温，变成所述低温液态冷剂进入所述三号冷却通道内释放冷量，后变为低压常温的气态冷剂由所述气态冷剂输出管进入所述冷剂循环冷却子系统；所述储罐将其内部的蒸发气送入所述含氮BOG输出管道，该蒸发气与所述氮气与气相的天然气的混合物进一步混合为排放气；该含氮BOG输出管道的输出端连接所述排放气压缩机入口缓冲罐；所述排放气压缩机入口缓冲罐通过其顶部连接的管线接入所述排放气压缩机的入口 ；所述四号冷却通道的输入端接所述排放气压缩机的出口，其输出端接外部的燃气用户的燃气设备；所述排放气压缩机入口缓冲罐将收集的所述排放气送入所述排放气压缩机进行压缩，得到的压缩排放气在所述四号冷却通道内释放冷量，变成常温排放气输送到所述燃气设备；所述冷剂循环冷却子系统用于，对所述三号冷却通道通过所述气态冷剂输出管送来的气态冷剂进行冷却，将得到的所述冷剂混合物通过所述气液冷剂输出管输送至所述二号受冷通道。进一步，所述四号冷却通道的输出端还接有在线分析仪。进一步，所述四号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低液化天然气中的氮含量的系统，其特征在于，该系统包括：过冷器、汽提塔、LNG泵、储罐；其中，所述过冷器包括：过冷通道和冷量供应通道；所述汽提塔包括：封闭的塔身以及N块塔盘，N为大于3的整数；所述塔盘包括位于水平方向上的带有气液接触装置的底面和垂直安装在所述底面的一部分侧边缘上的隔挡；在竖直方向上，各所述塔盘通过其底面未安装所述隔挡的侧边缘依次交错固定在所述塔身的内侧面上；各所述塔盘从上向下依次从1编号至N；所述过冷通道通过过冷LNG输入管道接入所述塔身内部，接入口在第1号塔盘的底面上方；饱和冷却LNG在所述过冷通道内吸收所述冷量供应通道中的过冷LNG的冷量而进一步降温，变成过冷LNG沿所述过冷LNG输入管道进入所述塔身内部的第1号塔盘内；过冷LNG输出管道的一端接入所述塔身内，其接入口在冷量输出塔盘的底面的上方，且低于该冷量输出塔盘的隔挡顶部的最低点；所述冷量输出塔盘为第1?3号塔盘中的任一块塔盘；过冷LNG输出管道的另一端与所述冷量供应通道的输入端相连；所述冷量供应通道的输出端通过LNG返回管道接入所述塔身内，接入口在第N块塔盘的底面下方；所述塔身的底部通过LNG输送管道与所述LNG泵的输入端相连，所述LNG泵的输出端与所述储罐相连；所述塔身的顶部接有含氮BOG输出管道；所述过冷LNG输出管道将所述冷量输出塔盘中的一部分过冷LNG输送至所述冷量供应通道，该过冷LNG向所述过冷通道内的所述饱和冷却LNG释放冷量后，变成气液两相的天然气混合物由所述LNG返回管道进入所述塔身内；其中，气相的天然气在所述塔身内自下而上流动，并在各塔盘的底面上的气液接触装置处与该底面上方的过冷LNG接触，使该过冷LNG中的氮以气态形式扩散出来，该氮气与气相的天然气的混合物通过所述含氮BOG输出管道输出；液相的LNG与从各塔盘的隔挡处溢出的过冷LNG汇集于所述塔身底部，并从所述LNG输送管道进入所述LNG泵，经过所述LNG泵加压后送入所述储罐。...

【技术特征摘要】
1.一种降低液化天然气中的氮含量的系统，其特征在于，该系统包括:过冷器、汽提塔、LNG泵、储罐；其中，所述过冷器包括:过冷通道和冷量供应通道；所述汽提塔包括:封闭的塔身以及N块塔盘，N为大于3的整数；所述塔盘包括位于水平方向上的带有气液接触装置的底面和垂直安装在所述底面的一部分侧边缘上的隔挡； 在竖直方向上，各所述塔盘通过其底面未安装所述隔挡的侧边缘依次交错固定在所述塔身的内侧面上；各所述塔盘从上向下依次从I编号至N ； 所述过冷通道通过过冷LNG输入管道接入所述塔身内部，接入口在第I号塔盘的底面上方；饱和冷却LNG在所述过冷通道内吸收所述冷量供应通道中的过冷LNG的冷量而进一步降温，变成过冷LNG沿所述过冷LNG输入管道进入所述塔身内部的第I号塔盘内； 过冷LNG输出管道的一端接入所述塔身内，其接入口在冷量输出塔盘的底面的上方，且低于该冷量输出塔盘的隔挡顶部的最低点；所述冷量输出塔盘为第1-3号塔盘中的任一块塔盘；过冷LNG输出管道的另一端与所述冷量供应通道的输入端相连；所述冷量供应通道的输出端通过LNG返回管道接入所述塔身内，接入口在第N块塔盘的底面下方；所述塔身的底部通过LNG输送管道与所述LNG泵的输入端相连，所述LNG泵的输出端与所述储罐相连；所述塔身的顶部接有含氮BOG输出管道； 所述过冷LNG输出管道将所述冷量输 出塔盘中的一部分过冷LNG输送至所述冷量供应通道，该过冷LNG向所述过冷通道内的所述饱和冷却LNG释放冷量后，变成气液两相的天然气混合物由所述LNG返回管道进入所述塔身内；其中，气相的天然气在所述塔身内自下而上流动，并在各塔盘的底面上的气液接触装置处与该底面上方的过冷LNG接触，使该过冷LNG中的氮以气态形式扩散出来，该氮气与气相的天然气的混合物通过所述含氮BOG输出管道输出；液相的LNG与从各塔盘的隔挡处溢出的过冷LNG汇集于所述塔身底部，并从所述LNG输送管道进入所述LNG泵，经过所述LNG泵加压后送入所述储罐。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述汽提塔还包括2组除沫器，其中的一组安装于所述塔身内的所述过冷LNG输入管道的接入口的上方，另一组安装于所述塔身内的所述LNG返回管道的接入口的下方。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括:冷箱、一号节流阀、排放气压缩机、排放气压缩机入口缓冲罐、冷剂循环冷却子系统、脱重烃罐；其中，所述冷箱包括:一号初段受冷通道、一号次段受冷通道、二号受冷通道、三号冷却通道、四号冷却通道； 所述一号初段受冷通道的输入端接外部供应的天然气，其输出端接入所述脱重烃罐；所述脱重烃罐通过顶部连接的气态天然气输出管道与所述一号次段受冷通道的输入端相连，其底部接有液态重烃输出管道；所述一号次段受冷通道的输出端与所述过冷通道的输入端相连；外部供应的所述天然气在所述一号初段受冷通道内吸收所述三号冷却通道中的低温液态冷剂以及所述四号冷却通道中的压缩排放气所提供的冷量，变成气相的气态天然气与液相的液态重烃的混合物进入所述脱重烃罐；其中，所述气态天然气通过所述气态天然气输出管道进入所述一号次段受冷通道，在其中吸收所述三号冷却通道中的低温液态冷剂以及所述四号冷却通道中的压缩排放气所提供的冷量，变成所述饱和冷却LNG进入所述过冷通道；所述液态重烃通过所述液态重烃输出管道输出； 所述二号受冷通道的输入端连接所述冷剂循环冷却子系统的气液冷剂输出管，其输出端连接所述三号冷却通道的输入端，且在所述二号受冷通道和所述三号冷却通道的连接管线上设有所述一号节流阀；所述三号冷却通道的输出端通过气态冷剂输出管接入所述冷剂循环冷却子系统；所述气液冷剂输出管将高压常温的气态冷剂以及高压常温的液态冷剂的冷剂混合物输入所述二号受冷通道，该冷剂混合物在所述二号受冷通道内吸收所述三号冷却通道中的低温液态冷剂以及所述四号冷却通道中的压缩排放气所提供的冷量，得到的液态冷剂经所述一号节流阀后降压降温，变成所述低温液态冷剂进入所述三号冷却通道内释放冷量，后变为低压常温的气态冷剂由所述气态冷剂输出管进入所述冷剂循环冷却子系统； 所述储罐将其内部的蒸发气送入所述含氮BOG输出管道，该蒸发气与所述氮气与气相的天然气的混合物进一步混合为排放气；该含氮BOG输出管道的输出端连接所述排放气压缩机入口缓冲罐；所述排放气压缩机入口缓冲罐通过其顶部连接的管线接入所述排放气压缩机的入口 ；所述四号冷却通道的输入端接所述排放气压缩机的出口，其输出端接外部的燃气用户的燃气设备；所述排放气压缩机入口缓冲罐将收集的所述排放气送入所述排放气压缩机进行压缩，得到的压缩排放气在所述四号冷却通道内释放冷量，变成常温排放气输送到所述燃气设备； 所述冷剂循环冷却子系统用于，对所述三号冷却通道通过所述气态冷剂输出管送来的气态冷剂进行冷却，将得到的所述冷剂混合物通过所述气液冷剂输出管输送至所述二号受冷通道。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述四号冷却通道的输出端还接有在线分析仪。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述四号冷却通道的输出端还通过排放气输送管道接入所述冷剂循环冷却子系统，供其冷却后通过所述气液冷剂输出管输送至所述二号受冷通道。6.根据权 利要求5所述的系统，其特征在于，所述排放气...

【专利技术属性】
技术研发人员：白改玲，林畅，吴笛，王红，宋媛玲，安小霞，
申请(专利权)人：中国寰球工程公司，
类型：发明
国别省市：