专利名称：天然气膨胀制冷液化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天然气膨胀制冷液化工艺。
背景技术：
调峰型天然气液化流程全年分3个阶段运行，即液化阶段、备用阶段和气化输送阶段。液化阶段周期一般在50 300天，将上游可获得的剩余天然气液化；备用阶段液化天然气储存在储罐中，无液化天然气增加和输出；气化输送阶段将储存的液化天然气气化， 送入天然气管网。与基本负荷型液化天然气装置相比，调峰型液化天然气装置的生产规模较小，其液化能力一般为高峰负荷量的1/10左右，但储存和气化的能力却很大，通常气化能力是液化能力的10倍。典型的调峰型液化天然气工厂的液化能力为10 20X 104Nm3/d，制冷动力大约为1500 7000kW，储存容量为2 IOX 104m3。调峰型天然气液化流程要求具有高效、灵活、简便、低成本的特点，其中以低成本最为重要。APCI、Pritchard、Linde、feiz de France、CBI、BOC等公司竟相提供相关的天然气液化技术，争夺调峰型天然气液化装置这一市场。液化天然气在城市用气调峰领域有着广阔的应用前景，但是我国的液化天然气技术起步较晚，与国外发达国家相比还有很大的差距。几十年来，国外已有大量调峰型装置建成投产，因此工厂设计、建设、储运、使用、管理等方面，都有成功的技术经验可供借鉴。我国从上世纪九十年代起，在国家科技部门和有关研究院所的支持帮助下，先后有开封深冷仪器厂、北京焦化厂、四川绵阳燃气公司、吉林油田、长庆油田、上海燃气公司、 中原油田等，对中小型液化天然气装置的研制进行了大胆的尝试，取得宝贵的实践经验。利用原料气管道中的高压天然气，在制冷循环膨胀机中等熵膨胀，获得的低温冷量用于液化另一股天然气，被称之为天然气膨胀机制冷循环。等熵膨胀后的天然气最后送入低压管网。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种流程简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便的天然气膨胀制冷液化工艺。本发明的目的通过下述技术方案实现天然气膨胀制冷液化工艺，包括以下步骤(a)首先，原料气经过脱水器脱水后，部分进入脱(X)2塔进行脱除(X)2 ；(b)然后，原料气脱除(X)2后，经换热器及过冷器后液化，部分节流后进入储槽储存，另一部分节流后为换热器及过冷器提供冷量；(c)最后，储槽中自蒸发的气体，首先为换热器提供冷量，再进入返回气压缩机，压缩并冷却后与未进脱ω2塔的原料气混合，进换热器冷却后，进入膨胀机降温，为换热器提
供冷量。
所述原料气压力为4. OMPa,对应的液化温度为180K。所述原料气脱水后分为两股，80%进入制冷支路，20%作为待液化气体经进一步纯化后进入冷箱；制冷支路中的天然气在换热器中被冷却到膨胀机进口温度，经分离器分离出冷凝物后，气相部分进入透平膨胀机，膨胀到1. 3MPa，然后返回换热器，并与高压组份气体汇合，汇合气流进入换热器加热至室温，最后由增压机送入管网。所述膨胀机膨胀后的温度为180K 170K，这一方面是为在预处理中节省脱除(X)2 的装置，因为摩尔含量为的(X)2会在170K以下结晶，从而堵塞制冷回路；另一方面也是为防止制冷回路中天然气出现较多的气体液化。综上所述，本发明的有益效果是(1)由于用天然气本身为工质，它几乎不消耗动力，并且只需对待液化的那股天然气进行脱除杂质，因而预处理气量可大为减少，约占总气量的20% 35% ；(2)流程简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便。
图1为本发明的流程示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。实施例1 如图1所示的天然气膨胀制冷液化工艺的流程示意图可知，其工作过程为原料气经过脱水器1脱水后，部分进入脱(X)2塔进行脱除C02。这部分天然气脱除CO2后，经换热器5、6、7及过冷器8后液化，部分节流后进入储槽9储存，另一部分节流后为换热器5、6、7 及过冷器8提供冷量。储槽9中自蒸发的气体，首先为换热器5提供冷量，再进入返回气压缩机4，压缩并冷却后与未进脱(X)2塔的原料气混合，进换热器5冷却后，进入膨胀机10降温，为换热器5、6、7提供冷量。图1中，原料气压力为4. OMPa，对应的液化温度约为180K。原料气脱水后分为两股，约80%进入制冷支路，20%作为待液化气体经进一步纯化后进入冷箱。制冷支路中的天然气在换热器中被冷却到膨胀机进口温度，经分离器分离出冷凝物后，气相部分进入透平膨胀机，膨胀到约1. 3MPa，然后返回换热器，并与高压组份气体汇合，汇合气流进入换热器加热至室温，最后由增压机送入管网。透平膨胀机膨胀后的温度设计为180K 170K 这一方面是为在预处理中节省脱除C02的装置，因为摩尔含量为的C02会在170K以下结晶，从而堵塞制冷回路；另一方面也是为防止制冷回路中天然气出现较多的气体液化。由上可知，由于用天然气本身为工质，它几乎不消耗动力，并且只需对待液化的那股天然气进行脱除杂质，因而预处理气量可大为减少，约占总气量的20% 35%;本发明涉及的工艺流程简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.天然气膨胀制冷液化工艺，其特征在于，包括以下步骤(a)首先，原料气经过脱水器脱水后，部分进入脱(X)2塔进行脱除(X)2；(b)然后，原料气脱除(X)2后，经换热器及过冷器后液化，部分节流后进入储槽储存，另一部分节流后为换热器及过冷器提供冷量；(c)最后，储槽中自蒸发的气体，首先为换热器提供冷量，再进入返回气压缩机，压缩并冷却后与未进脱CO2塔的原料气混合，进换热器冷却后，进入膨胀机降温，为换热器提供冷量。
2.根据权利要求1所述的天然气膨胀制冷液化工艺，其特征在于，所述原料气压力为 4. OMPa，对应的液化温度为180K。
3.根据权利要求1所述的天然气膨胀制冷液化工艺，其特征在于，所述原料气脱水后分为两股，80%进入制冷支路，20%作为待液化气体经进一步纯化后进入冷箱；制冷支路中的天然气在换热器中被冷却到膨胀机进口温度，经分离器分离出冷凝物后，气相部分进入透平膨胀机，膨胀到1. 3MPa，然后返回换热器，并与高压组份气体汇合，汇合气流进入换热器加热至室温，最后由增压机送入管网。
4.根据权利要求1所述的天然气膨胀制冷液化工艺，其特征在于，所述膨胀机膨胀后的温度为180K 170K。
全文摘要
本发明公开了一种天然气膨胀制冷液化工艺。该天然气膨胀制冷液化工艺主要包括原料气脱水脱CO2、冷器后液化、为换热器提供冷量，完成天然气膨胀制冷液化等步骤。本发明流程简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护方便。
文档编号C10L3/10GK102453569SQ201010519488
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者袁俊海 申请人:袁俊海