專利名稱：一種利用液化天然氣冷能的空分方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣分離方法，特別涉及一種利用液化天然氣冷能的空氣分離方法。
背景技術(shù)：
LNG(液化天然氣)是一種優(yōu)質(zhì)清潔能源。為滿足管輸要求，LNG需加壓到某個規(guī) 定的壓力。在加壓過程中，LNG的一部分冷能轉(zhuǎn)化為壓力能。加壓后的LNG仍具有高品位 的低溫冷能。通常的辦法是用海水加熱氣化升溫后送入輸氣管線。這樣做浪費了寶貴的低 溫冷能?？辗窒到y(tǒng)特別是生產(chǎn)液氧、液氮和液氬等液體空分產(chǎn)品的空分系統(tǒng)以及生產(chǎn)部分 加壓氣氧、氣氮(內(nèi)壓縮氣體產(chǎn)品)和部分液體空分產(chǎn)品的空分系統(tǒng)，需要大量的低溫冷 量。常規(guī)的辦法是用一股高壓空氣或高壓氮氣冷卻到規(guī)定溫度后進一臺或兩臺增壓透平膨 脹機膨脹制冷來提供空分系統(tǒng)所需的冷量。氣體的壓縮是要消耗大量電力和冷卻水的。因 此常規(guī)的這類空分系統(tǒng)其液體空分產(chǎn)品和內(nèi)壓縮氣體產(chǎn)品的單位電耗很高。中國專利申請說明書CN 1873357A公開了一種回收液化天然氣冷能的空分系 統(tǒng)，該專利申請的低溫氮壓機僅一段壓縮，進口溫度則-110°C 120°C，出日壓力3.0 3. 5MPa ；制冷循環(huán)中帶增壓透平膨脹機；進氣用冷氮氣冷卻；由于未充分利用LNG的冷能， 加上該專利的精餾系統(tǒng)組織產(chǎn)品提取率較低，因而產(chǎn)品的單位能耗較高。中國專利申請說明書CN 101033910A公開了一種集成空氣分離與液化天然氣冷 量回收系統(tǒng)，該專利申請用常溫進氣低壓及中壓氮壓機，壓縮機軸功率高；該專利申請無乙 二醇水溶液冷卻系統(tǒng)，原料空壓機軸功率較高。由于未充分利用LNG的冷能，因而產(chǎn)品的單 位能耗較高。中國專利申請說明書CN 101050913A公開了一種利用從液化天然氣中提取的冷 量生產(chǎn)液氧液氮的空分系統(tǒng)，該專利申請采用三段低溫進氣的循環(huán)氮壓機，但未給出進氣 溫度與排氣壓力；該專利申請的精餾組織氧氬的提取率較低；該專利申請無乙二醇水溶液 冷卻系統(tǒng)，不僅原料空壓機軸功率較高，NG的高溫冷能也未充分利用，導(dǎo)致產(chǎn)品的單位能耗 較高，且出空分系統(tǒng)的NG仍處低溫，不能滿足管輸要求。中國專利申請說明書CN 1407303A公開了一種利用液化天然氣冷量的空氣分離 裝置，該專利申請未說明使用何種氮壓機，無乙二醇水溶液冷卻系統(tǒng)，僅適用于小型空分設(shè)備。中國專利申請說明書CN 101571340A公開了一種利用液化天然氣冷能的空分系 統(tǒng)，該專利采用三段低溫進氣的循環(huán)氮壓機，采用乙二醇冷卻系統(tǒng)，但液氧產(chǎn)品的獲得主要 是依靠低壓氧氣與LNG-氮換熱器中的高壓過冷液氮節(jié)流至低壓與其換熱，且循環(huán)高壓液 氮的過冷的冷源之一為節(jié)流的低壓液氮，即循環(huán)低溫氮氣壓縮機中一段入口流量較大，導(dǎo) 致低溫氮氣壓縮機軸功率較高。上述專利申請說明書均未涉及能及時發(fā)現(xiàn)LNG可能泄漏的措施，較易引發(fā)一些問題和意外。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種利用液化天然氣冷能的空 分方法，該方法將加壓到規(guī)定壓力的LNG的低溫冷能與空氣分離單元有機地結(jié)合起來，充 分地利用了 LNG的冷能。即將LNG的低溫冷能用來生產(chǎn)液體空分產(chǎn)品和內(nèi)壓縮氣體產(chǎn)品， 以降低液體空分產(chǎn)品和內(nèi)壓縮氣體產(chǎn)品的單位電耗，同時使LNG在空分系統(tǒng)中氣化升溫達 到要求的管輸溫度。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種利用液化天 然氣冷能的空分方法，包括以下步驟(一)凈化后的壓縮原料空氣送入空氣分離單元，所述空氣分離單元包括主換熱 器、液氮_氮換熱器和精餾塔系統(tǒng)；所述精餾塔系統(tǒng)包括上塔、下塔、主冷凝蒸發(fā)器和液氮 液空過冷器；( 二)所述原料空氣在主換熱器中通過與所述上塔排出的低壓氮氣和循環(huán)壓力氮 氣換熱而被冷卻，冷卻后的原料空氣進所述下塔參與精餾；原料空氣經(jīng)過所述精餾塔系統(tǒng) 的精餾獲得液氮、液氧、液氬產(chǎn)品；(三)經(jīng)過所述下塔的精餾，在所述下塔頂部獲得壓力氮氣，從所述下塔頂部抽出 一股壓力氮氣，在所述液氮-氮換熱器中與LNG-氮換熱器中來的循環(huán)壓力液氮換熱并被液 化后返回下塔，將冷量傳遞至所述空氣分離單元，所述循環(huán)壓力液氮被氣化為所述循環(huán)壓 力氮氣；(四)在主換熱器中部從低壓氮氣中抽出一股低溫低壓氮氣，送入低溫氮氣壓縮 機組進行壓縮形成壓力氮氣，所述低壓氮氣中的其余部分經(jīng)主換熱器復(fù)熱后送出作為低壓 氮氣產(chǎn)品，或者放空；所述壓力氮氣進入LNG-氮換熱器與加壓到輸送壓力的LNG換熱，換熱 后的壓力氮氣與從高壓過冷液氮中返流的壓力氮氣匯合再次進入所述低溫氮氣壓縮機組 進行壓縮，壓縮后形成中壓氮氣，中壓氮氣進入LNG-氮換熱器與加壓到輸送壓力的LNG換 熱，換熱后與從高壓過冷液氮中返流的中壓氮氣匯合，循環(huán)上述壓縮和換熱步驟，直至形成 高壓過冷液氮；從高壓過冷液氮中抽出一股作為所述循環(huán)壓力液氮；(五)所述循環(huán)壓力氮氣換熱后形成出所述主換熱器的復(fù)熱循環(huán)壓力氮氣，所述 復(fù)熱循環(huán)壓力氮氣進LNG-氮換熱器冷卻后與所述壓力氮氣匯合；(六)LNG換熱后升溫至管輸溫度送入輸氣管線。所述低溫氮氣壓縮機組包括兩臺，其中一臺為低壓氮氣壓縮機，另一臺為循環(huán)氮 氣壓縮機；所述低溫低壓氮氣送入所述低壓氮氣壓縮機進行壓縮，所述換熱后的壓力氮氣 與從高壓過冷液氮中返流的壓力氮氣匯合再次進入所述循環(huán)氮氣壓縮機的一段進行壓縮， 壓縮后形成中壓氮氣進LNG-氮換熱器中與LNG換熱后與從高壓過冷液氮中返流的中壓氮 氣匯合，匯合后的中壓氮氣進入所述循環(huán)氮氣壓縮機的二段進行壓縮，增壓后的高壓氮氣 再次進LNG-氮換熱器中與LNG換熱后形成出LNG-氮換熱器的高壓過冷液氮。所述空氣分離單元還包括液氮液空過冷器；所述液氮產(chǎn)品由兩部分組成，其中一 部分是由所述高壓過冷液氮中抽出一股，送入液氮液空過冷器中過冷并節(jié)流后送出作為液 氮產(chǎn)品；另一部分為下塔頂部獲得的低壓氮氣經(jīng)主冷凝蒸發(fā)器冷凝成液氮后，經(jīng)液氮液空過冷器過冷后送入上塔，經(jīng)上塔進一步精餾，于上塔頂部抽取液氮作為液氮產(chǎn)品。所述循環(huán)氮氣壓縮機為二段低溫進氣的多級壓縮透平壓縮機。所述LNG-氮換熱器的物流流出處設(shè)置有報警聯(lián)鎖的碳烴化合物檢測儀。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是將LNG的低溫冷能用于空氣分離單元后，可使 液體空分產(chǎn)品或內(nèi)壓縮氣體產(chǎn)品的單位電耗大幅降低，可獲得大量液氮產(chǎn)品，且氬的提取 率較高，同時還節(jié)省大量冷卻水，符合節(jié)能降耗、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的大趨勢，具有明顯的社會 效益和經(jīng)濟效益。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖中1、空氣過濾器，2、空壓機，3、純化器，4、主換熱器，5、下塔，6、主冷凝蒸發(fā) 器，7、上塔，8、液氮液空過冷器，9、液氮-氮換熱器，10、再生用加熱器，11、放空消音器，12、 LNG-氮換熱器，13、循環(huán)冷卻泵，14、LNG-冷卻劑換熱器，15、低壓氮氣壓縮機，16為循環(huán)氮 氣壓縮機。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖 詳細(xì)說明如下請參閱圖1，本發(fā)明一種利用液化天然氣冷能的空分方法原料空氣100經(jīng)空氣過濾器1吸入并經(jīng)空壓機2多級壓縮(各級冷卻器用循環(huán)冷 卻液冷卻)達到0. 5MPa左右，然后進空氣純化器3除去二氧化碳、水、乙炔等有害雜質(zhì)，凈 化后的壓縮原料空氣101送入空氣分離單元。凈化后的壓縮原料空氣101在主換熱器4與返流氣體換熱降溫到要求溫度后送入 下塔5。空氣在下塔5經(jīng)初步分離后，在下塔5底部得到富氧液空106，在下塔5頂部得到 壓力氮氣。抽出一部分壓力氮氣103進入液氮-氮換熱器9中被LNG-氮換熱器12來的循 環(huán)壓力液氮708液化后返回下塔5，實現(xiàn)冷量的傳遞。其余壓力氮氣進入主冷凝蒸發(fā)器6， 在其中被上塔7來的液氧冷凝成液氮。該液氮的一部分送回下塔以維持下塔的精餾工況， 另一部分液氮107經(jīng)液氮液空過冷器8過冷后節(jié)流送入上塔7頂部參與精餾。出下塔的富氧液空106經(jīng)液氮液空過冷器8過冷后節(jié)流送入上塔7中部參與上塔 7的精餾。送入上塔的液氮107、富氧液空106與主冷凝蒸發(fā)器6蒸發(fā)的氣氧進行再次精餾， 從上塔7頂部得到低壓氮氣104，并獲得精餾產(chǎn)品液氮203，從上塔7上部得到污氮氣105， 從上塔中部得到氬餾分，主冷凝蒸發(fā)器6的上部與上塔7底部連通，在上塔7底部得到液 氧，從主冷凝蒸發(fā)器6中抽出該液氧，經(jīng)液氮液空過冷器8過冷后送出作為產(chǎn)品液氧201。 從上塔7頂部得到的低壓氮氣104在液氮液空過冷器8和主換熱器4中復(fù)熱，由主換熱器 4中部設(shè)定溫度位置抽出其中一部分低溫低壓氮氣208，直接進入低壓氮氣壓縮機15的入 口，其余由主換熱器4復(fù)熱成常溫低壓氮氣產(chǎn)品210去用戶或作為低壓放空氮氣209去放 空消音器11。從上塔7上部得到的污氮氣105在液氮液空過冷器8和主換熱器4中復(fù)熱 升溫出空氣分離單元后也分成兩路，一路污氮氣經(jīng)再生用加熱器10加熱后，去空氣純化器3作再生用氣205，一路作為放空污氮207去放空消音器11放空。氬餾分送入制氬系統(tǒng)制 取產(chǎn)品液氬，該制氬系統(tǒng)是本行業(yè)技術(shù)人員所熟知的，在此不再累述。在上塔7底部獲得液 氧，液氧進入主冷凝蒸發(fā)器，抽出部分液氧，液氧經(jīng)液空液氮過冷器8過冷后作為液氧產(chǎn)品 201送出。主冷凝蒸發(fā)器6作為上塔7的蒸發(fā)器，下塔5的冷凝器，主冷凝蒸發(fā)器6的上部與 上塔7底部連通。主冷凝蒸發(fā)器6將上塔7底部獲得的液氧的一部分蒸發(fā)成氧氣，作為上 塔7的上升氣。主冷凝蒸發(fā)器6上設(shè)有氮氣入口和液氮出口，在下塔5頂部獲得的壓力氮 氣有一部分進入主冷凝蒸發(fā)器6被冷凝成液氮送出。出主換熱器4中部的低溫低壓氮氣208經(jīng)低壓氮氣壓縮機15增壓后的形成壓 力氮氣702與空氣分離單元返流回來的復(fù)熱循環(huán)壓力氮氣211進入LNG-氮換熱器12， 與加壓到輸送壓力的LNG601換熱，在其中匯合后被冷卻到-100°C _150°C，與被復(fù)熱 到-100°C _150°C的高壓返流壓力氮氣703匯合，匯合后的壓力氮氣進入循環(huán)氮氣壓縮機 16 一段入口壓縮，出循環(huán)氮氣壓縮機16 —段的增壓后的中壓氮氣704再次進入LNG-氮換 熱器12被LNG冷卻到-100°C _150°C，與被復(fù)熱到_100°C _150°C的中壓返流氮705匯 合，匯合后的中壓氮氣進入循環(huán)氮氣壓縮機16的二段入口壓縮，增壓后的高壓氮氣707進 入LNG-氮換熱器12被LNG液化并過冷形成高壓過冷液氮710。高壓過冷液氮710分為四 個部分，其一節(jié)流為中壓返流氮氣705，中壓返流氮氣705經(jīng)LNG-氮換熱器12復(fù)熱后與冷 卻后的中壓氮氣704匯合，進循環(huán)氮氣壓縮機16 二段入口 ；其二進入空氣分離單元液氮液 空過冷器8中繼續(xù)過冷后節(jié)流送出，作為產(chǎn)品液氮202，其三節(jié)流成高壓返流壓力氮氣703 返回LNG-氮換熱器12復(fù)熱，與冷卻后的壓力氮氣702、冷卻后的復(fù)熱循環(huán)壓力氮氣211匯 合，回到循環(huán)氮氣壓縮機16 —段入口，其四節(jié)流成循環(huán)壓力液氮708進入空氣分離單元的 液氮-氮換熱器9，將下塔抽出的壓力氮氣103冷卻成液體的同時本身被氣化成循環(huán)壓力氮 氣709，循環(huán)壓力氮氣709經(jīng)主換熱器4復(fù)熱后形成復(fù)熱循環(huán)壓力氮氣211，復(fù)熱循環(huán)壓力 氮氣211被送至LNG-氮換熱器12冷卻后回到循環(huán)氮氣壓縮機16 —段入口。上述低壓氮 氣壓縮機15的排氣壓力在0. 375MPa左右。上述循環(huán)氮氣壓縮機16是二段低溫進氣的多 級壓縮透平壓縮機，每段進口的氮氣溫度均為-100°C -150°C，循環(huán)氮氣壓縮機16的末級 出口氮氣壓力大于3. 4MPa。用戶來的LNG液化天然氣601在LNG-氮換熱器12與氮換熱，在LNG-氮換熱器12 設(shè)定位置抽出大部分低溫天然氣602進入LNG-冷卻液換熱器14，充分利用LNG的高溫段冷 能，在冷卻循環(huán)冷卻液的同時本身被升溫形成復(fù)熱天然氣605，與從LNG-氮換熱器12熱端 直接抽出的熱端天然氣603匯合后形成管輸天然氣604送入用戶管網(wǎng)。在LNG-氮換熱器 12的各物流流出處設(shè)置有報警聯(lián)鎖的碳烴化合物檢測儀。經(jīng)LNG-冷卻液換熱器14冷卻后的循環(huán)冷卻液802，送入系統(tǒng)需要冷卻的各處，復(fù) 熱后的循環(huán)冷卻液803經(jīng)冷卻液泵13加壓后送回LNG-冷卻液換熱器14。如果需要，在液氮202出口加液氮泵，在液氧201出口加液氧泵，在主換熱器4內(nèi) 增設(shè)壓力氮、壓力氧通道，可以全部或部分生產(chǎn)內(nèi)壓縮氮、氧產(chǎn)品。本發(fā)明冷量的傳遞是壓力氮作為循環(huán)的介質(zhì)，通過LNG-氮換熱器12與液氮-氮 換熱器9來實現(xiàn)的。氮氣經(jīng)過低壓氮氣壓縮機15及循環(huán)氮氣壓縮機16的循環(huán)壓縮及與LNG 的不斷換熱，最終獲得高壓過冷液氮710，經(jīng)節(jié)流后形成循環(huán)壓力液氮708被送入液氮-氮換熱器9，與下塔5頂部抽出壓力氮氣103換熱，將壓力氮氣103液化的同時本身被汽化，汽 化后的氮氣經(jīng)主換熱器4復(fù)熱后送入LNG-氮換熱器12并與低壓氮氣壓縮機15出口的壓 力氮氣702、高壓返流氮氣703匯合后送入循環(huán)氮氣壓縮機一段入口。從下塔5抽出的氮氣 被液化后返回下塔5頂部作為回流液，從而完成冷量的傳遞。本發(fā)明中將低壓氮104作為部分液氮產(chǎn)品原料、壓力氮作為循環(huán)的介質(zhì)，通過 LNG-氮換熱器12及液氮-氮換熱器9將冷量傳輸給空氣分離單元精餾塔中的低壓氮氣104 及壓力氮氣103。產(chǎn)品液氧210由空氣分離單元中的主冷凝蒸發(fā)器6中抽出并經(jīng)液氮液空 過冷器8過冷后送出，產(chǎn)品液氮一部分來引低壓氮氣104經(jīng)低溫氮氣壓縮機組循環(huán)增壓進 入LNG-氮換熱器12液化節(jié)流后送入空氣分離單元液氮液空過冷器8進一步過冷后再節(jié)流 獲得，其余部分由空分精餾獲得，低溫氮氣壓縮機組由低壓氮氣壓縮機及循環(huán)氮氣壓縮機 組成。本發(fā)明的特點1)主換熱器中抽低溫低壓氮壓縮低溫氮壓縮，壓縮機能耗低；大部分產(chǎn)品液氮源于低壓氮壓縮后液化，抽取的精餾 液氮產(chǎn)品少，去上塔頂部參與精餾的液氮多，上塔精餾效果好，氧、氬的提取率很高，高價值 的液氬產(chǎn)量高。空壓機系常溫壓縮，空氣壓縮能耗高，低壓氮壓縮所需原料空氣量少，低溫 氮壓縮部分取代常溫空氣壓縮能耗低；原料空氣少，精餾前端的設(shè)備、管道等投資可降低； 可以提高液氮和液氧產(chǎn)量的比值，對系統(tǒng)的影響較少；中抽低壓氮氣流路短，阻力小，壓力 高，壓縮比小，能耗低；中抽低壓氮氣，主換熱器尺寸小，費用投資低；中抽低壓氮氣，主換 熱器熱端溫差小，純化器再生由于污氮溫度高，再生加熱器所需加熱量少，再生功耗低。2)低壓氮壓機、循環(huán)氮壓機分開，可獨立運行分開獨立運行可避免裝置啟動液體消耗大、過程操作復(fù)雜等一系列問題；液氮產(chǎn) 品取出量不大時，低壓氮壓機可以停止運行而節(jié)能；壓縮機的調(diào)節(jié)范圍更寬如前期供應(yīng) 的LNG溫度高，液氮產(chǎn)量少則可以停運低壓氮壓機節(jié)能，后期供應(yīng)的LNG溫度低，則可以增 加液氮產(chǎn)量而對整個系統(tǒng)影響小。3)產(chǎn)品液氮由液化液氮和精餾液氮兩部分組成可以避免LNG-氮換熱器內(nèi)漏而無法生產(chǎn)純度合格的液氮產(chǎn)品，一旦內(nèi)漏可關(guān)閉 液化液氮產(chǎn)品，產(chǎn)品液氮全部由精餾液氮取出。4)本發(fā)明與國外先進LNG冷能空分、常規(guī)液體空分的比較本發(fā)明與國外先進LNG冷能空分、常規(guī)液體空分軟件在某設(shè)計條件下的模擬計算 結(jié)果詳見附表，從附表中可看出本發(fā)明性能優(yōu)于國外先進水平，相對于常規(guī)液體空分節(jié)能 十分顯著。A本發(fā)明液體空分A. 1本發(fā)明610T/D液體空分產(chǎn)能
權(quán)利要求
一種利用液化天然氣冷能的空分方法，其特征在于，包括以下步驟(一)凈化后的壓縮原料空氣(101)送入空氣分離單元，所述空氣分離單元包括主換熱器(4)、液氮 氮換熱器(9)和精餾塔系統(tǒng)；所述精餾塔系統(tǒng)包括上塔(7)、下塔(5)、主冷凝蒸發(fā)器(6)和液氮液空過冷器(8)；(二)所述原料空氣(101)在主換熱器(4)中通過與所述上塔(7)排出的低壓氮氣(104)和循環(huán)壓力氮氣(709)換熱而被冷卻，冷卻后的原料空氣進所述下塔(5)參與精餾；原料空氣(101)經(jīng)過所述精餾塔系統(tǒng)的精餾獲得液氮、液氧、液氬產(chǎn)品；(三)經(jīng)過所述下塔(5)的精餾，在所述下塔(5)頂部獲得壓力氮氣，從所述下塔(5)頂部抽出一股壓力氮氣(103)，在所述液氮 氮換熱器(9)中與LNG 氮換熱器(12)中來的循環(huán)壓力液氮(708)換熱并被液化后返回下塔(5)，將冷量傳遞至所述空氣分離單元，所述循環(huán)壓力液氮(708)被氣化為所述循環(huán)壓力氮氣(709)；(四)在主換熱器(4)中部從低壓氮氣(104)中抽出一股低溫低壓氮氣(208)，送入低溫氮氣壓縮機組進行壓縮形成壓力氮氣(702)，所述低壓氮氣(104)中的其余部分經(jīng)主換熱器(4)復(fù)熱后送出作為低壓氮氣產(chǎn)品，或者放空；所述壓力氮氣(702)進入LNG 氮換熱器(12)與加壓到輸送壓力的LNG(601)換熱，換熱后的壓力氮氣與從高壓過冷液氮(710)中返流的壓力氮氣(703)匯合再次進入所述低溫氮氣壓縮機組進行壓縮，壓縮后形成中壓氮氣(704)，中壓氮氣(704)進入LNG 氮換熱器(12)與加壓到輸送壓力的LNG(601)換熱，換熱后與從高壓過冷液氮(710)中返流的中壓氮氣(705)匯合，循環(huán)上述壓縮和換熱步驟，直至形成高壓過冷液氮(710)；從高壓過冷液氮(710)中抽出一股作為所述循環(huán)壓力液氮(708)；(五)所述循環(huán)壓力氮氣(709)換熱后形成出所述主換熱器(4)的復(fù)熱循環(huán)壓力氮氣(211)，所述復(fù)熱循環(huán)壓力氮氣(211)進LNG 氮換熱器(12)冷卻后與所述壓力氮氣(702)匯合；(六)LNG(601)換熱后升溫至管輸溫度送入輸氣管線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液化天然氣冷能的空分方法，其特征在于，所述低溫氮 氣壓縮機組包括兩臺，其中一臺為低壓氮氣壓縮機(15)，另一臺為循環(huán)氮氣壓縮機(16)； 所述低溫低壓氮氣(208)送入所述低壓氮氣壓縮機(15)進行壓縮，所述換熱后的壓力氮氣 與從高壓過冷液氮(710)中返流的壓力氮氣(703)匯合再次進入所述循環(huán)氮氣壓縮機(16) 的一段進行壓縮，壓縮后形成中壓氮氣(704)進LNG-氮換熱器(12)中與LNG(601)換熱后 與從高壓過冷液氮(710)中返流的中壓氮氣(705)匯合，匯合后的中壓氮氣進入所述循環(huán) 氮氣壓縮機(16)的二段進行壓縮，增壓后的高壓氮氣(707)再次進LNG-氮換熱器(12)中 與LNG(601)換熱后形成出LNG-氮換熱器(12)的高壓過冷液氮(710)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用液化天然氣冷能的空分方法，其特征在于，所述空氣分 離單元還包括液氮液空過冷器(8)；所述液氮產(chǎn)品由兩部分組成，其中一部分是由所述高 壓過冷液氮(710)中抽出一股，送入液氮液空過冷器(8)中過冷并節(jié)流后送出作為液氮產(chǎn) 品；另一部分為下塔頂部獲得的低壓氮氣經(jīng)主冷凝蒸發(fā)器(6)冷凝成液氮后，經(jīng)液氮液空 過冷器(8)過冷后送入上塔(7)，經(jīng)上塔(7)進一步精餾，于上塔(7)頂部抽取液氮作為液 氣廣品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用液化天然氣冷能的空分方法，其特征在于，所述循環(huán)氮氣壓縮機(16)為二段低溫進氣的多級壓縮透平壓縮機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液化天然氣冷能的空分方法，其特征在于，所述LNG-氮 換熱器(12)的物流流出處設(shè)置有報警聯(lián)鎖的碳烴化合物檢測儀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用液化天然氣冷能的空分方法，包括空氣分離單元、為空氣分離單元提供冷量的LNG冷能利用單元及利用NG高溫冷能的循環(huán)冷卻液循環(huán)單元等三個部分。本發(fā)明將LNG的低溫冷能用于空氣分離單元后，可使液體空分產(chǎn)品或內(nèi)壓縮氣體產(chǎn)品的單位電耗大幅降低，可獲得大量液氮產(chǎn)品，且氬的提取率較高，同時還節(jié)省大量冷卻水，符合節(jié)能降耗、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的大趨勢，具有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。
文檔編號F25J3/04GK101943512SQ20101029709
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者呂志榕, 李傳明, 江克忠, 江楚標(biāo), 蔡陽, 賀雷, 黃震宇 申請人:中國海洋石油總公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司;四川空分設(shè)備(集團)有限責(zé)任公司