專利名稱：雙級多組分混合冷劑制冷天然氣液化系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然氣液化工藝，尤其是涉及一種雙級多組分混合冷劑制冷天然氣液化系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外天然氣液化工藝大致可分為以下三種
1)階式制冷循環(huán)；2)混合冷劑制冷循環(huán)，又細(xì)分為帶或不帶預(yù)冷的單級混合冷劑循環(huán)和多級混合冷劑循環(huán)；3)膨脹制冷，又細(xì)分為帶或不帶預(yù)冷的單級膨脹制冷和多級膨脹制冷。以上工藝因各自的特點而適應(yīng)于不同處理規(guī)模的天然氣液化廠。表1列出了階式制冷循環(huán)液化工藝比功耗與其他幾種液化工藝的比功耗的比較，典型階式制冷循環(huán)液化工藝的比功耗為0. 33kff. h/kgLNG，在表1中以階式制冷循環(huán)液化工藝的比功耗為比較標(biāo)準(zhǔn)， 取為1。表1液化工藝能耗對比
權(quán)利要求
1.一種雙級多組分混合冷劑制冷天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于包括預(yù)冷段制冷系統(tǒng)和液化及過冷段制冷系統(tǒng)；所述預(yù)冷段制冷系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)冷壓縮機、預(yù)冷壓縮機出口冷卻器和預(yù)冷壓縮機出口分離器，所述預(yù)冷壓縮機出口分離器的液相和氣相均接入預(yù)冷段換熱器，且出預(yù)冷段換熱器后進(jìn)入預(yù)冷壓縮機進(jìn)行循環(huán)；所述液化及過冷段制冷系統(tǒng)包括依次連接的高壓混合冷劑分離罐、液化及過冷段換熱器、高壓混合冷劑壓縮機和高壓混合冷劑壓縮機出口冷卻器，所述高壓混合冷劑分離罐的液相和氣相均接入液化及過冷段換熱器，且出液化及過冷段換熱器后進(jìn)入高壓混合冷劑壓縮機進(jìn)行循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級多組分混合冷劑制冷天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于所述高壓混合冷劑壓縮機具有兩級壓縮，在兩級壓縮之間設(shè)置有高壓混合冷劑壓縮機級間冷卻器。
3.一種雙級多組分混合冷劑制冷天然氣液化方法，其特征在于包括如下步驟1)在預(yù)冷段對原料氣和高壓混合冷劑冷卻至-30°C _60°C混合冷劑經(jīng)預(yù)冷壓縮機一級增壓至1. 0 1. 2MPa. g后經(jīng)預(yù)冷壓縮機出口冷卻器水冷至40°C進(jìn)入預(yù)冷壓縮機出口分離器，在預(yù)冷壓縮機出口分離器中進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相和液相制冷劑分別進(jìn)入預(yù)冷段換熱器進(jìn)一步冷卻、過冷；液相制冷劑過冷后出換熱器， 通過第一 J-T閥節(jié)流后進(jìn)入換熱器為預(yù)冷段提供_5°C _20°C的冷量；氣相制冷劑液化、過冷后出預(yù)冷段換熱器，通過第二 J-T閥節(jié)流后進(jìn)入換熱器為預(yù)冷段提供-30°C -60°C的冷量；混合制冷劑在預(yù)冷段換熱器中被加熱、氣化，復(fù)熱到常溫后返回預(yù)冷壓縮機進(jìn)行壓縮循環(huán)；2)在液化及過冷段對天然氣進(jìn)行液化和過冷經(jīng)過增壓冷卻后的高壓混合冷劑經(jīng)預(yù)冷段預(yù)冷到-30°C _60°C后進(jìn)入高壓混合冷劑分離罐中進(jìn)行氣液分離，分離出的氣相和液相分別進(jìn)入液化及過冷段換熱器進(jìn)一步冷卻； 液相混合冷劑過冷后出換熱器，通過第三J-T閥節(jié)流后進(jìn)入換熱器為液化段提供冷量；氣相混合冷劑液化并過冷后出換熱器，通過第四J-T閥節(jié)流后進(jìn)入換熱器，為液化段和過冷段提供冷量；最后，混合冷劑復(fù)熱到-40°C后返回高壓混合冷劑壓縮機進(jìn)行壓縮循環(huán)；天然氣在液化及過冷段換熱器中冷卻到過冷狀態(tài)排出，經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入LNG儲罐儲存。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙級多組分混合冷劑制冷天然氣液化方法，其特征在于在預(yù)冷段的混合冷劑為烴類混合物；在液化及過冷段的混合冷劑為氮和烴類混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙級多組分混合冷劑制冷天然氣液化系統(tǒng)及方法，在傳統(tǒng)單混合冷劑制冷循環(huán)工藝的基礎(chǔ)上，增加了一套預(yù)冷系統(tǒng)，將天然氣及高壓混合冷劑預(yù)冷至-30℃～-60℃；對制冷循環(huán)過程的氣相、液相混合冷劑采取單獨過冷、節(jié)流設(shè)計；本發(fā)明的積極效果是分段制冷效率更高，比傳統(tǒng)混合冷劑制冷工藝節(jié)省能耗12%以上；有利于關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化和液化裝置的大型化；單臺壓縮機功率顯著降低，對電網(wǎng)的要求降低；將預(yù)冷段和液化及過冷段分開，避免了重組分在低溫段無法氣化，形成液塞或凝固導(dǎo)致制冷系統(tǒng)無法正常循環(huán)的問題；能優(yōu)化調(diào)整冷劑配比，提高制冷效率；預(yù)冷循環(huán)工藝流程簡單，投資?。活A(yù)冷壓縮機結(jié)構(gòu)簡單，造價低，便于實現(xiàn)國產(chǎn)化。
文檔編號F25J5/00GK102564059SQ20121003657
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月19日
發(fā)明者冼祥發(fā), 劉家洪, 孫林, 宋光紅, 宋德琦, 汪宏偉, 琚宜林, 胡益武, 蒲黎明, 郭成華, 鐘志良, 陸永康, 陳運強, 龍增兵 申請人:中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司