一種天然氣液化系統及其除雜裝置製造方法
2023-06-24 05:59:41
一種天然氣液化系統及其除雜裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種天然氣液化系統的除雜裝置，包括除雜管路，該除雜管路的一端連通於第一級壓縮機的出口，該除雜管路的另一端連通於冷箱系統的入口。可見，本方案採用現有的第一級壓縮機出口的高壓、高溫的天然氣對冷箱系統進行吹掃，吹掃速度快、壓力高、溫度高，極大地提高了除雜效率。本方案不需要另外採購設備，簡化了工藝系統，節省了系統成本，從而為業主帶來直接的經濟效益。本實用新型還公開了一種包括上述除雜裝置的天然氣液化系統。
【專利說明】一種天然氣液化系統及其除雜裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及能源化工【技術領域】，尤其涉及一種天然氣液化系統及其除雜裝置。
【背景技術】
[0002]目前，在天然氣的液化過程中，先將原料天然氣經過預處理和壓縮處理，經過壓縮處理後的高壓、高速流動的天然氣通過閥門以一定的流量進入冷箱系統，然後在冷箱系統中經過預冷、膨脹降溫、節流等降溫液化工藝，最終獲得_142°C的LNG(液化天然氣)。
[0003]具體的，現有技術中的壓縮機處理系統設置有三級壓縮機，現有的冷箱系統包括依次設置的第一換熱器、氟利昂換熱器、第二換熱器、高壓引射器、第一分離器和第二分離器。
[0004]上述天然氣的液化的具體過程為:從井出來的天然氣以約2.3MPa的壓力，以一定的流量經過CO2淨化級和H2O乾燥級，並在被液化物流的壓縮機裡增壓，經過三級壓縮後的20MPa、40°C的高壓天然氣進入冷箱系統，然後經過兩級換熱器和氟利昂換熱器換熱後冷卻至_37°C，並以19.8?19.9MPa的壓力進入高壓引射器，最後被高壓引射器膨脹製冷後形成-142°C的LNG，且壓力降至1.2MPa。第一分離器和第二分離器用於分離液相和氣相，其工作壓力分別為約1.2MPa和0.4MPa。
[0005]然而，現有的天然氣液化工藝存在以下缺點:一方面，高壓射流後產生的LNG產品中含少量的重烴，重烴在冷箱系統中的儲罐和管路中越積越多；另一方面，預處理和壓縮機處理後的原料氣天然氣夾帶有部分少量雜質，在高壓射流後夾雜在重烴中一起附在儲罐和管道壁上，這些積累的重烴和雜質在長時間的系統循環中容易造成冷箱系統的凍堵。
[0006]為了克服上述缺點，現有技術採用電加熱器來加熱原料氣天然氣，熱的天然氣通過冷箱系統循環，把低溫凍堵的重烴和雜質復熱、升溫、吹堵，從而達到排除雜質的目的。
[0007]現有的排除雜質的方法存在以下缺點:1、原料天然氣壓力低，吹掃緩慢，效率極低，給業主帶來損失；2、該方法需要外購電加熱器和管路系統，還需要增加電加熱器的自控系統，從而增加了系統成本。
[0008]因此，如何提高排除雜質的效率並降低系統成本，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。
實用新型內容
[0009]有鑑於此，本實用新型提供一種天然氣液化系統的除雜裝置，該除雜裝置可以提高排除雜質的效率並降低系統成本。
[0010]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種天然氣液化系統的除雜裝置，包括除雜管路，所述除雜管路的一端連通於第一級壓縮機的出口，所述除雜管路的另一端連通於冷箱系統的入口。
[0011]優選地，在上述除雜裝置中，所述第一級壓縮機的出口處的天然氣的壓力為2?4MPa。
[0012]優選地，在上述除雜裝置中，所述第一級壓縮機的出口處的天然氣的溫度為80?120。。。
[0013]本實用新型提供的一種天然氣液化系統的除雜裝置，包括除雜管路，該除雜管路的一端連通於第一級壓縮機的出口，該除雜管路的另一端連通於冷箱系統的入口。可見，本方案採用現有的第一級壓縮機出口的高壓、高溫的天然氣對冷箱系統進行吹掃，吹掃速度快、壓力高、溫度高，極大地提高了除雜效率。本方案不需要另外採購設備，簡化了工藝系統，節省了系統成本，從而為業主帶來直接的經濟效益。
[0014]本實用新型還提供了一種天然氣液化系統，包括上述任一項所述的除雜裝置。該天然氣液化系統產生的有益效果的推導過程與上述除雜裝置帶來的有益效果的推導過程大體類似，故本文不再贅述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本實用新型具體實施例方案中的天然氣液化系統結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型具體實施例方案中的冷箱系統結構示意圖；
[0018]圖1和圖2中:
[0019]第一級壓縮機-1、第二級壓縮機_2、第三級壓縮機_3、第一換熱器_4、第二換熱器_5、高壓引射器_6、第一分離器_7、第二分離器_8、第三分離器-9、除雜管路-10、氟利昂換熱器-11、埋入式換熱器-12、進口端-91、液體出口端-92、氣體出口端-93。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0021]請參照圖1和圖2，圖1為本實用新型具體實施例方案中的天然氣液化系統結構示意圖，圖2為本實用新型具體實施例方案中的冷箱系統結構示意圖。圖中箭頭表示天然氣的流向。
[0022]在一種具體實施例方案中，本實用新型提供了一種天然氣液化系統的除雜裝置，包括除雜管路10，除雜管路10的一端連通於第一級壓縮機I的出口，除雜管路10的另一端連通於冷箱系統的入口。具體的，本方案在第一級壓縮機I的出口配置一路三通變徑管路(即除雜管路10)至冷箱入口。
[0023]具體的，本方案天然氣液化系統中的壓縮機處理系統包括第一級壓縮機1、第二級壓縮機2和第三級壓縮機3。優選地，第一級壓縮機I的出口處的天然氣的壓力為2?4MPa，第一級壓縮機I的出口處的天然氣的溫度為80?120°C。
[0024]可見，本方案採用現有的第一級壓縮機I出口的高壓、高溫的天然氣對冷箱系統進行吹掃，吹掃速度快、壓力高、溫度高，極大地提高了除雜效率。本方案不需要另外採購設備，簡化了工藝系統，節省了系統成本，從而為業主帶來直接的可觀的經濟效益。
[0025]本實用新型還提供了一種天然氣液化系統，包括上述任一項所述的除雜裝置。該天然氣液化系統產生的有益效果的推導過程與上述除雜裝置帶來的有益效果的推導過程大體類似，故本文不再贅述。
[0026]具體的，本實用新型提供的天然氣液化系統包括上述壓縮機處理系統和冷箱系統以及上述除雜裝置。其中，本方案中的冷箱系統包括第一換熱器4、第二換熱器5、氟利昂換熱器11、高壓引射器6、第一分離器7和第二分離器8。
[0027]本方案中天然氣的液化工藝如下:
[0028]從井出來的原料天然氣以約2.3MPa的壓力，以一定的流量經過CO2淨化級和H2O乾燥級，並在壓縮機處理系統裡增壓，經過三級壓縮後的20MPa、40°C的高壓天然氣進入冷箱系統，然後經過兩級換熱器和氟利昂換熱器11換熱後冷卻至_37°C，並以19.8?
19.9MPa的壓力進入高壓引射器6，最後被高壓引射器6膨脹製冷後形成_142°C的LNG，且壓力降至1.2MPa。第一分離器7和第二分離器8用於分離液相和氣相，其工作壓力分別為約 1.2MPa 和 0.4MPa。
[0029]具體的，在第一換熱器4中，天然氣被回流冷卻至281?282K。之後，天然氣進入氟利昂換熱器11，在這裡被制冷機冷卻至238K。再進入第二換熱器5，天然氣直流被冷卻至206?208K，並以19.8?19.9MPa的壓力進入高壓引射器6的噴嘴。
[0030]具體的，為了分離液相和氣相，在高壓引射器6後設置有第一分離器7和第二分離器8。第一分離器7內的壓力由回流壓力確定，其工作壓力分別為約1.2MPa。在約0.57MPa和約139K的調節下，被分離出的液體以一定的流量從第一分離器7被送向用戶，另一部分則以一定的流量進入第二分離器8。第二分離器8的蒸汽腔與高壓引射器6通過被動流相連，其工作壓力靠高壓引射器6的工作來維持，工作壓力為0.4MPa。
[0031]為了吹除氫氣、氦氣和氮氣等雜質，優選地，本方案設置了埋入式換熱器12和第三分離器9。具體的，埋入式換熱器7設置於第二分離器6之中，並與回流管路相連通。第三分離器8上設置有進口端91、液體出口端92和氣體出口端93。進口端91通過埋入式換熱器12與回流管路相連通，液體出口端92則與第二分離器8相連通。具體的，第三分離器9中的溫度為138?140K、壓力為1.17?1.18MPa。
[0032]進行液化處理時，來自回流管路的天然氣以約840kg/h的質量流量，經過埋入式換熱器12，進入到第三分離器9之中。在第三分離器9中，在一定的溫度、壓力條件下，富集氫氣、氦氣和氮氣雜質的天然氣以一定的流量經氣體出口端93排出，而排除雜質後的液態天然氣則經由液體出口端92排出，從而實現分離液化天然氣中的惰性氣體雜質的目的。
[0033]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種天然氣液化系統的除雜裝置，其特徵在於，包括除雜管路(10),所述除雜管路(10)的一端連通於第一級壓縮機(1)的出口，所述除雜管路(10)的另一端連通於冷箱系統的入口。
2.根據權利要求1所述的除雜裝置，其特徵在於，所述第一級壓縮機(1)的出口處的天然氣的壓力為2?41？3。
3.根據權利要求1所述的除雜裝置，其特徵在於，所述第一級壓縮機(1)的出口處的天然氣的溫度為80?1201。
4.一種天然氣液化系統，其特徵在於，包括權利要求1至3任一項所述的除雜裝置。
【文檔編號】F25J3/08GK204240706SQ201420564825
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】汪聯軍 申請人:重慶耐德能源裝備集成有限公司