专利名称：一种天然气的液化系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天然气液化技术领域，特别是涉及一种天然气的液化系统。
背景技术：
现有的混合冷剂制冷工艺所采用的冷箱为绕管式的，其结构如图1所示，在外壳 101内部固定一绕管芯筒102，分别输送常温冷剂和NG的冷剂输送通道103和NG输送通道 104交叉缠绕在绕管芯筒102上，外壳101与冷剂输送通道103、NG输送通道104之间的空间为壳侧，低温的冷剂在此壳侧自上而下流动，这样，冷剂输送通道103和NG输送通道104 内分别输送的常温冷剂和NG就分别与通道外的低温冷剂进行热量交换，壳侧的低温冷剂将冷量释放并蒸发为常温冷剂，而冷剂输送通道103中常温冷剂和NG输送通道104中的NG 被冷却，这样就实现了对NG的冷却液化和对常温冷剂的预冷。图1所示的绕管式冷箱只能设置一条冷流体的通道(即壳侧)，热流体(如常温冷剂、NG等)可通过在绕管芯筒102上缠绕多个热流体绕管(如冷剂输送通道103、NG输送通道104等)的方式来输送，因而现有技术可安排多种热流体与同一冷流体进行热量交换。 但是，当需要有两种以上的冷流体(如混合冷剂制冷工艺中的一号冷剂和二号冷剂)同时与热流体进行换热时，则至少需要两个图1所示结构的冷箱才能完成该工艺。图2为现有的混合冷剂制冷工艺所采用的液化系统的结构图。如图2所示，一号换热器201和二号换热器202均为图1所示结构的绕管式冷箱，分别利用一号冷剂和二号冷剂实现对NG的冷却和液化，一号换热器201实现的是对NG的预冷，二号换热器202实现的是对NG的深冷和液化，最终得到LNG输出。一号换热器201利用一号冷剂冷却系统204送来的冷的一号冷剂的冷量对NG进行预冷后，将热的一号冷剂送到一号冷剂冷却系统204进行冷却降温，将吸收冷量后得到的液态的重烃组分分离出来，将气态的轻烃组分通过轻烃组分输送管203输送到二号换热器202进行深冷，二号换热器202利用二号冷剂冷却系统205送来的冷的二号冷剂的冷量对该气态的轻烃组分进行深冷和液化，从而得到LNG输出，并将热的二号冷剂送到二号冷剂冷却系统205进行冷却降温。图2所示的液化系统中，一号冷剂和二号冷剂的选择应满足使NG中的重烃组分在一号换热器201中被冷的一号冷剂降温后变为液态， 而轻烃组分则仍为气态，由冷的二号冷剂在二号换热器202中液化为液态的LNG。可见，图2所示的现有的混合冷剂液化系统对NG进行液化，至少要有两个冷箱才能满足要求，该技术中的两种冷剂独立工作，且独立进行冷却，因而整个液化系统的复杂程度和能耗都比较高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种天然气的液化系统，能降低系统的复杂度和能耗。本实用新型所述的一种天然气的液化系统，其特征在于，冷箱310 ；NG输入管32 ； 一号冷剂液化子系统；二号冷剂液化子系统；重烃分离罐45 ；LNG储罐46 ；冷箱310包括NG预冷通道3111、NG深冷通道3112、一号冷剂预冷通道3121、二号冷剂预冷通道3131、一号冷剂冷却通道3122、二号冷剂冷却通道3132 ；NG预冷通道3111输入端通过阀320与NG输入管32相连，NG预冷通道3111输出端通过管线451与重烃分离罐45连接；NG深冷通道3112输入端通过气相管线452与重烃分离罐45连接；NG深冷通道3112输出端通过管线47、与液化天然气储罐46连接；一号冷剂预冷通道3121输入端通过高压一号冷剂输入管37、阀370与一号冷剂储罐39连接；一号冷剂预冷通道3121输出端通过管线43、一号冷剂节流阀430与一号冷剂气液分离罐44 连接；一号冷剂冷却通道3122输入端通过一号冷剂气态输入管441和一号冷剂液态输入管 442与一号冷剂气液分离罐44连接；一号冷剂冷却通道3122输出端通过低压一号冷剂输出管38、低压一号冷剂输出截止阀380与一号冷剂缓冲罐33连接；二号冷剂预冷通道3131 输入端通过高压二号冷剂输入管56、截止阀560与二号冷剂二段水冷却器552连接；二号冷剂预冷通道3131输出端通过管线64、阀640与二号冷剂气液分离罐63连接；二号冷剂冷却通道3132输出端通过低压二号冷剂输出管57、截止阀570与二号冷剂缓冲罐52连接； 二号冷剂冷却通道3132输入端通过管线631和管线632与二号冷剂气液分离罐63连接；一号冷剂液化子系统包括一号冷剂气液分离罐44、一号冷剂缓冲罐33、一号冷剂压缩机34、一号冷剂空气冷却器351、一号冷剂水冷却器352、一号冷剂凝液罐36、一号冷剂储罐39、一号冷剂加热器330、一号冷剂压缩机防喘振空气冷却器41 ；一号冷剂缓冲罐 33、一号冷剂压缩机34、一号冷剂空气冷却器351、一号冷剂水冷却器352、一号冷剂凝液罐 36和一号冷剂储罐39依次连接，一号冷剂加热器330与一号冷剂缓冲罐33连接；一号冷剂压缩机防喘振空气冷却器41通过输送高压高温气态一号冷剂的管线40和其上的一号冷剂压缩机防喘振截止阀400与一号冷剂压缩机34连接；一号冷剂水冷却器352设置有一号控制器3522和温度测量仪3521 ；二号冷剂液化子系统包括二号冷剂缓冲罐52、二号冷剂一段压缩机531、二号冷剂一段空气冷却器Ml、二号冷剂一段水冷却器551、二号冷剂二段水冷却器552、二号冷剂二段压缩机532、二号冷剂二段空气冷却器542和二号冷剂二段压缩机532 ；二号冷剂二段水冷却器552、二号冷剂二段空气冷却器M2、二号冷剂二段压缩机532依次连接；二号冷剂缓冲罐52通过管线62与二号冷剂一段压缩机531连接后依次连接二号冷剂一段空气冷却器Ml、二号冷剂一段水冷却器551 ；二号冷剂一段水冷却器551通过管线58依次连接二号冷剂二段压缩机532、二号冷剂二段空气冷却器542和二号冷剂二段水冷却器552 ；二号冷剂一段水冷却器551和二号冷剂二段水冷却器552分别装有二号温度测量仪5511、三号温度测量仪5521、二号控制器5512、三号控制器5522 ；二号冷剂一段压缩机531设有二号冷剂一段压缩机防喘振管59，及上面设置的二号冷剂一段压缩机防喘振控制阀590 ；二号冷剂二段压缩机532设置有二号冷剂二段压缩机防喘振管60及其上面设置的二号冷剂二段压缩机防喘振控制阀600 ；LNG储罐46通过管线461与换热器48连接；换热器48依次与BOG缓冲罐49、B0G 压缩机50、B0G水冷却器51连接；BOG压缩机50与BOG换热器48通过压缩BOG返回管501 相连；换热器48通过连接管481与外输BOG系统连接。脱酸塔4-1、干燥器4-2、汞脱除罐4-3、粉尘过滤器4_4依次连接后与NG输入管 32相连。NG预冷通道3111、NG深冷通道3112、一号冷剂预冷通道3121、二号冷剂预冷通道3131、一号冷剂冷却通道3122、二号冷剂冷却通道3132均为翅片、导流片、隔板与封条组成的两端开口的流体的输送通道，其结构为两块隔板中间放置一层翅片，翅片的前后放置导流片，翅片和导流片的左右两侧放置封条，许多这样的通道构成本实用新型中的冷箱，翅片的形状为褶皱的形式。所述NG预冷通道、NG深冷通道、一号冷剂预冷通道、一号冷剂冷却通道、二号冷剂预冷通道、二号冷剂冷却通道、一号冷剂降温子系统和二号冷剂降温子系统均位于所述的冷箱(310)的外壳内部；所述外壳与NG预冷通道、NG深冷通道、一号冷剂预冷通道、一号冷剂冷却通道、二号冷剂预冷通道、二号冷剂冷却通道、一号冷剂降温子系统、二号冷剂降温子系统之间的空间填充有绝热材料。所述外壳上装有呼吸阀；所述呼吸阀的内部填充用于吸水的吸附剂。冷箱与所述NG输入管相连以输送和冷却其送来的NG、并将冷却得到的液态的重烃组分和气态的轻烃组分输送到所述重烃分离罐的NG预冷通道；与所述重烃分离罐的气相空间相连通以输送其送来的气态的轻烃组分，将其进一步冷却至液化，并将得到的液态的轻烃组分输送到所述LNG储罐的NG深冷通道；输送和冷却所述一号冷剂液化子系统送来的所述高压一号冷剂、将得到的冷却过的高压一号冷剂送到所述一号冷剂预冷通道；输送和冷却所述二号冷剂液化子系统送来的所述高压二号冷剂、将得到的冷却过的高压二号冷剂送到所述的二号冷剂预冷通道；输送所述的所述低压低温一号冷剂以对所述NG预冷通道中的NG、所述一号冷剂预冷通道中的高压一号冷剂、所述二号冷剂预冷通道中的高压二号冷剂进行冷却，并将失去冷量后得到的所述低压一号冷剂送到所述一号冷剂液化子系统的一号冷剂冷却通道；输送所述低压低温二号冷剂以对所述NG预冷通道中的NG、所述NG深冷通道中气态的轻烃组分、所述一号冷剂预冷通道中的高压一号冷剂、所述二号冷剂预冷通道中的高压二号冷剂进行冷却，并将失去冷量后得到的所述低压二号冷剂送到所述二号冷剂液化子系统的二号冷剂冷却通道。本实用新型的有益效果是本实用新型只设置了一个冷箱，一号冷剂降温子系统降温得到的低压低温一号冷剂输入到该冷箱中的一号冷剂冷却通道后，可对NG预冷通道中的NG、一号冷剂预冷通道中的高压一号冷剂、二号冷剂预冷通道中的高压二号冷剂进行冷却，将释放冷量后得到的常温气态的低压一号冷剂送到一号冷剂液化子系统，以进行一号冷剂的压缩和冷却，为下一步的循环预冷做准备；二号冷剂降温子系统降温得到的低压低温二号冷剂输入到二号冷剂冷却通道后，可对NG预冷通道中的NG、NG深冷通道中气态的轻烃组分、一号冷剂预冷通道中的高压一号冷剂、二号冷剂预冷通道中的高压二号冷剂进行冷却，将释放冷量后得到的常温气态的低压二号冷剂送到二号冷剂液化子系统，以进行二号冷剂的压缩和冷却，为下一步的循环深冷做准备。NG在NG预冷通道中被冷却后，其中的重烃组分被液化，在重烃分离罐中处于液相空间而被分离出来，气态的轻烃组分在NG深冷通道中被进一步冷却液化为LNG，输出到LNG储罐中。因此，本实用新型将一号冷剂和二号冷剂对NG的冷却液化置于一个冷箱中进行，输送NG的NG输入管、一号冷剂液化子系统、 二号冷剂液化子系统、一号冷剂降温子系统、二号冷剂降温子系统、重烃分离罐和LNG储罐
6只需与冷箱上相应通道的入口或出口相连即可，这缩小了冷箱的体积，并极大地降低了液化系统的复杂程度。另外，低压低温一号冷剂和低压低温二号冷剂在对NG进行冷却液化的同时，还对一号冷剂预冷通道中的高压一号冷剂、二号冷剂预冷通道中的高压二号冷剂进行预冷，从而提高了冷剂的利用效率，进而提高了冷箱的冷却效率，降低了该系统的能耗。
图1为现有技术提供的冷箱的结构图；图2为现有技术提供的天然气的液化系统的结构图；图3为本实用新型提供的天然气的液化系统的结构图；图4为本实用新型提供的天然气液化前处理系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。如图3所示，该系统包括冷箱310 ；NG输入管32 ；—号冷剂液化子系统；二号冷剂液化子系统；重烃分离罐45 ；LNG储罐46 ；冷箱310包括NG预冷通道3111、NG深冷通道3112、一号冷剂预冷通道3121、二号冷剂预冷通道3131、一号冷剂冷却通道3122、二号冷剂冷却通道3132 ；NG预冷通道3111输入端通过阀320与NG输入管32相连，NG预冷通道3111输出端通过管线451与重烃分离罐45连接；NG深冷通道3112输入端通过气相管线452与重烃分离罐45连接；NG深冷通道3112输出端通过管线47、与液化天然气储罐46连接；一号冷剂预冷通道3121输入端通过高压一号冷剂输入管37、阀370与一号冷剂储罐39连接；一号冷剂预冷通道3121输出端通过管线43、一号冷剂节流阀430与一号冷剂气液分离罐44 连接；一号冷剂冷却通道3122输入端通过一号冷剂气态输入管441和一号冷剂液态输入管 442与一号冷剂气液分离罐44连接；一号冷剂冷却通道3122输出端通过低压一号冷剂输出管38、低压一号冷剂输出截止阀380与一号冷剂缓冲罐33连接；二号冷剂预冷通道3131 输入端通过高压二号冷剂输入管56、截止阀560与二号冷剂二段水冷却器552连接；二号冷剂预冷通道3131输出端通过管线64、阀640与二号冷剂气液分离罐63连接；二号冷剂冷却通道3132输出端通过低压二号冷剂输出管57、截止阀570与二号冷剂缓冲罐52连接； 二号冷剂冷却通道3132输入端通过管线631和管线632与二号冷剂气液分离罐63连接；一号冷剂液化子系统包括一号冷剂气液分离罐44、一号冷剂缓冲罐33、一号冷剂压缩机34、一号冷剂空气冷却器351、一号冷剂水冷却器352、一号冷剂凝液罐36、一号冷剂储罐39、一号冷剂加热器330、一号冷剂压缩机防喘振空气冷却器41 ；一号冷剂缓冲罐 33、一号冷剂压缩机34、一号冷剂空气冷却器351、一号冷剂水冷却器352、一号冷剂凝液罐 36和一号冷剂储罐39依次连接，一号冷剂加热器330与一号冷剂缓冲罐33连接；一号冷剂压缩机防喘振空气冷却器41通过输送高压高温气态一号冷剂的管线40和其上的一号冷剂压缩机防喘振截止阀400与一号冷剂压缩机34连接；一号冷剂水冷却器352设置有一号控制器3522和温度测量仪3521 ；二号冷剂液化子系统包括二号冷剂缓冲罐52、二号冷剂一段压缩机531、二号冷剂一段空气冷却器Ml、二号冷剂一段水冷却器551、二号冷剂二段水冷却器552、二号冷剂二段压缩机532、二号冷剂二段空气冷却器542和二号冷剂二段压缩机532 ；二号冷剂二段水冷却器552、二号冷剂二段空气冷却器M2、二号冷剂二段压缩机532依次连接；二号冷剂缓冲罐52通过管线62与二号冷剂一段压缩机531连接后依次连接二号冷剂一段空气冷却器Ml、二号冷剂一段水冷却器551 ；二号冷剂一段水冷却器551通过管线58依次连接二号冷剂二段压缩机532、二号冷剂二段空气冷却器542和二号冷剂二段水冷却器552 ；二号冷剂一段水冷却器551和二号冷剂二段水冷却器552分别装有二号温度测量仪5511、三号温度测量仪5521、二号控制器5512、三号控制器5522 ；二号冷剂一段压缩机531设有二号冷剂一段压缩机防喘振管59，及上面设置的二号冷剂一段压缩机防喘振控制阀590 ；二号冷剂二段压缩机532设置有二号冷剂二段压缩机防喘振管60及其上面设置的二号冷剂二段压缩机防喘振控制阀600 ；LNG储罐46通过管线461与换热器48连接；换热器48依次与BOG缓冲罐49、B0G 压缩机50、B0G水冷却器51连接；BOG压缩机50与BOG换热器48通过压缩BOG返回管501 相连；换热器48通过连接管481与外输BOG系统连接。脱酸塔4-1、干燥器4-2、汞脱除罐4-3、粉尘过滤器4_4依次连接后与NG输入管 32相连。NG预冷通道3111、NG深冷通道3112、一号冷剂预冷通道3121、二号冷剂预冷通道 3131、一号冷剂冷却通道3122、二号冷剂冷却通道3132均为翅片、导流片、隔板与封条组成的两端开口的流体的输送通道，其结构为两块隔板中间放置一层翅片，翅片的前后放置导流片，翅片和导流片的左右两侧放置封条，许多这样的通道构成本实用新型中的冷箱。翅片的形状为褶皱的形式。
权利要求1. 一种天然气的液化系统，其特征在于，该系统包括冷箱(310)、NG输入管(32)、一号冷剂液化子系统、二号冷剂液化子系统、重烃分离罐G5)和LNG储罐06)；冷箱(310)包括:NG预冷通道(3111)、NG深冷通道(3112)、一号冷剂预冷通道(3121)、 二号冷剂预冷通道(3131)、一号冷剂冷却通道(3122)和二号冷剂冷却通道(3132)；NG预冷通道(3111)输入端通过阀(320)与NG输入管(32)相连，NG预冷通道(3111) 输出端通过管线G51)与重烃分离罐05)连接；NG深冷通道(3112)输入端通过气相管线 (452)与重烃分离罐0 连接；NG深冷通道(311 输出端通过管线07)、与LNG储罐06) 连接；一号冷剂预冷通道(3121)输入端通过高压一号冷剂输入管(37)、阀(370)与一号冷剂储罐(39)连接；一号冷剂预冷通道(3121)输出端通过管线(43)、一号冷剂节流阀(430) 与一号冷剂气液分离罐G4)连接；一号冷剂冷却通道(312 输入端通过一号冷剂气态输入管(441)和一号冷剂液态输入管(44 与一号冷剂气液分离罐G4)连接；一号冷剂冷却通道(312 输出端通过低压一号冷剂输出管(38)、低压一号冷剂输出截止阀(380)与一号冷剂缓冲罐(3 连接；二号冷剂预冷通道(3131)输入端通过高压二号冷剂输入管(56)、 截止阀(560)与二号冷剂二段水冷却器(55 连接；二号冷剂预冷通道(3131)输出端通过管线(64)、阀(640)与二号冷剂气液分离罐(63)连接；二号冷剂冷却通道(3132)输出端通过低压二号冷剂输出管(57)、截止阀(570)与二号冷剂缓冲罐(5 连接；二号冷剂冷却通道(3132)输入端通过管线(631)和管线(632)与二号冷剂气液分离罐(63)连接；一号冷剂液化子系统包括一号冷剂气液分离罐(44)、一号冷剂缓冲罐(33)、一号冷剂压缩机(34)、一号冷剂空气冷却器(351)、一号冷剂水冷却器(352)、一号冷剂凝液罐(36)、一号冷剂储罐(39)、一号冷剂加热器(330)、一号冷剂压缩机防喘振空气冷却器 (41)；一号冷剂缓冲罐(33)、一号冷剂压缩机(34)、一号冷剂空气冷却器(351)、一号冷剂水冷却器(352)、一号冷剂凝液罐(36)和一号冷剂储罐(39)依次连接，一号冷剂加热器 (330)与一号冷剂缓冲罐(3 连接；一号冷剂压缩机防喘振空气冷却器Gl)通过输送高压高温气态一号冷剂的管线GO)和其上的一号冷剂压缩机防喘振截止阀G00)与一号冷剂压缩机(34)连接；一号冷剂水冷却器(35 设置有一号控制器3522和温度测量仪 (3521)；二号冷剂液化子系统包括二号冷剂缓冲罐(52)、二号冷剂一段压缩机(531)、二号冷剂一段空气冷却器(541)、二号冷剂一段水冷却器(551)、二号冷剂二段水冷却器(552)、二号冷剂二段压缩机(532)、二号冷剂二段空气冷却器( 和二号冷剂二段压缩机(532)； 二号冷剂二段水冷却器(552)、二号冷剂二段空气冷却器(542)、二号冷剂二段压缩机 (532)依次连接；二号冷剂缓冲罐(5 通过管线(6 与二号冷剂一段压缩机(531)连接后依次连接二号冷剂一段空气冷却器(541)、二号冷剂一段水冷却器(551) ；二号冷剂一段水冷却器(551)通过管线(58)依次连接二号冷剂二段压缩机(532)、二号冷剂二段空气冷却器( 和二号冷剂二段水冷却器(552) ；二号冷剂一段水冷却器(551)和二号冷剂二段水冷却器( 分别装有二号温度测量仪6511)、三号温度测量仪(5521)、二号控制器(5512)、三号控制器(552 ；二号冷剂一段压缩机(531)设有二号冷剂一段压缩机防喘振管(59)，及上面设置的二号冷剂一段压缩机防喘振控制阀(590) ；二号冷剂二段压缩机 (532)设置有二号冷剂二段压缩机防喘振管(60)及其上面设置的二号冷剂二段压缩机防喘振控制阀(600)；LNG储罐06)通过管线061)与换热器08)连接；换热器08)依次与BOG缓冲罐 (49) ,BOG压缩机(50) ,BOG水冷却器(51)连接；BOG压缩机(50)与BOG换热器0 通过压缩BOG返回管(501)相连；换热器08)通过连接管081)与外输BOG系统连接；脱酸塔(4-1)、干燥器(4- 、汞脱除罐(4- 、粉尘过滤器(4-4)依次连接后与NG输入管(32)相连。
2.根据权利要求1所述的天然气的液化系统，其特征在于，NG预冷通道(3111)、NG深冷通道(3112)、一号冷剂预冷通道(3121)、二号冷剂预冷通道(3131)、一号冷剂冷却通道 (3122)、二号冷剂冷却通道(3132)均为翅片、导流片、隔板与封条组成的两端开口的流体的输送通道，其结构为两块隔板中间放置一层翅片，翅片的前后放置导流片，翅片和导流片的左右两侧放置封条，多个这样的通道构成冷箱(310)，翅片的形状为褶皱的形式。
3.根据权利要求1所述的天然气的液化系统，其特征在于，所述NG预冷通道、NG深冷通道、一号冷剂预冷通道、一号冷剂冷却通道、二号冷剂预冷通道、二号冷剂冷却通道、一号冷剂降温子系统和二号冷剂降温子系统均位于所述的冷箱(310)的外壳内部；所述外壳与NG预冷通道、NG深冷通道、一号冷剂预冷通道、一号冷剂冷却通道、二号冷剂预冷通道、二号冷剂冷却通道、一号冷剂降温子系统、二号冷剂降温子系统之间的空间填充有绝热材料。
4.根据权利要求2所述的天然气的液化系统，其特征在于，所述外壳上装有呼吸阀；所述呼吸阀的内部填充用于吸水的吸附剂。
专利摘要本实用新型涉及一种天然气的液化系统；包括冷箱、NG输入管、一号冷剂液化子系统、二号冷剂液化子系统、重烃分离罐和LNG储罐；冷箱包括NG预冷通道、NG深冷通道、一号冷剂预冷通道、二号冷剂预冷通道、一号冷剂冷却通道和二号冷剂冷却通道；一号冷剂液化子系统包括一号冷剂气液分离罐、一号冷剂缓冲罐、一号冷剂压缩机、一号冷剂空气冷却器、一号冷剂水冷却器、一号冷剂凝液罐、一号冷剂储罐；二号冷剂液化子系统包括二号冷剂缓冲罐、二号冷剂一段压缩机、二号冷剂一段空气冷却器、二号冷剂一段水冷却器、二号冷剂二段水冷却器、二号冷剂二段压缩机、二号冷剂二段空气冷却器和二号冷剂二段压缩机；本系统能降低系统的复杂度和能耗。
文档编号C10L3/10GK202337770SQ20112040940
公开日2012年7月18日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者宋媛玲, 李卓燕, 王红, 白改玲 申请人:中国寰球工程公司, 中国石油天然气股份有限公司