一种天然气液化系统及其除杂装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种天然气液化系统的除杂装置，包括除杂管路，该除杂管路的一端连通于第一级压缩机的出口，该除杂管路的另一端连通于冷箱系统的入口。可见，本方案采用现有的第一级压缩机出口的高压、高温的天然气对冷箱系统进行吹扫，吹扫速度快、压力高、温度高，极大地提高了除杂效率。本方案不需要另外采购设备，简化了工艺系统，节省了系统成本，从而为业主带来直接的经济效益。本实用新型还公开了一种包括上述除杂装置的天然气液化系统。
【专利说明】一种天然气液化系统及其除杂装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及能源化工【技术领域】，尤其涉及一种天然气液化系统及其除杂装置。
【背景技术】
[0002]目前，在天然气的液化过程中，先将原料天然气经过预处理和压缩处理，经过压缩处理后的高压、高速流动的天然气通过阀门以一定的流量进入冷箱系统，然后在冷箱系统中经过预冷、膨胀降温、节流等降温液化工艺，最终获得_142°C的LNG(液化天然气)。
[0003]具体的，现有技术中的压缩机处理系统设置有三级压缩机，现有的冷箱系统包括依次设置的第一换热器、氟利昂换热器、第二换热器、高压引射器、第一分离器和第二分离器。
[0004]上述天然气的液化的具体过程为:从井出来的天然气以约2.3MPa的压力，以一定的流量经过CO2净化级和H2O干燥级，并在被液化物流的压缩机里增压，经过三级压缩后的20MPa、40°C的高压天然气进入冷箱系统，然后经过两级换热器和氟利昂换热器换热后冷却至_37°C，并以19.8?19.9MPa的压力进入高压引射器，最后被高压引射器膨胀制冷后形成-142°C的LNG，且压力降至1.2MPa。第一分离器和第二分离器用于分离液相和气相，其工作压力分别为约1.2MPa和0.4MPa。
[0005]然而，现有的天然气液化工艺存在以下缺点:一方面，高压射流后产生的LNG产品中含少量的重烃，重烃在冷箱系统中的储罐和管路中越积越多；另一方面，预处理和压缩机处理后的原料气天然气夹带有部分少量杂质，在高压射流后夹杂在重烃中一起附在储罐和管道壁上，这些积累的重烃和杂质在长时间的系统循环中容易造成冷箱系统的冻堵。
[0006]为了克服上述缺点，现有技术采用电加热器来加热原料气天然气，热的天然气通过冷箱系统循环，把低温冻堵的重烃和杂质复热、升温、吹堵，从而达到排除杂质的目的。
[0007]现有的排除杂质的方法存在以下缺点:1、原料天然气压力低，吹扫缓慢，效率极低，给业主带来损失；2、该方法需要外购电加热器和管路系统，还需要增加电加热器的自控系统，从而增加了系统成本。
[0008]因此，如何提高排除杂质的效率并降低系统成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容
[0009]有鉴于此，本实用新型提供一种天然气液化系统的除杂装置，该除杂装置可以提高排除杂质的效率并降低系统成本。
[0010]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种天然气液化系统的除杂装置，包括除杂管路，所述除杂管路的一端连通于第一级压缩机的出口，所述除杂管路的另一端连通于冷箱系统的入口。
[0011]优选地，在上述除杂装置中，所述第一级压缩机的出口处的天然气的压力为2?4MPa。
[0012]优选地，在上述除杂装置中，所述第一级压缩机的出口处的天然气的温度为80?120。。。
[0013]本实用新型提供的一种天然气液化系统的除杂装置，包括除杂管路，该除杂管路的一端连通于第一级压缩机的出口，该除杂管路的另一端连通于冷箱系统的入口。可见，本方案采用现有的第一级压缩机出口的高压、高温的天然气对冷箱系统进行吹扫，吹扫速度快、压力高、温度高，极大地提高了除杂效率。本方案不需要另外采购设备，简化了工艺系统，节省了系统成本，从而为业主带来直接的经济效益。
[0014]本实用新型还提供了一种天然气液化系统，包括上述任一项所述的除杂装置。该天然气液化系统产生的有益效果的推导过程与上述除杂装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本实用新型具体实施例方案中的天然气液化系统结构示意图；
[0017]图2为本实用新型具体实施例方案中的冷箱系统结构示意图；
[0018]图1和图2中:
[0019]第一级压缩机-1、第二级压缩机_2、第三级压缩机_3、第一换热器_4、第二换热器_5、高压引射器_6、第一分离器_7、第二分离器_8、第三分离器-9、除杂管路-10、氟利昂换热器-11、埋入式换热器-12、进口端-91、液体出口端-92、气体出口端-93。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]请参照图1和图2，图1为本实用新型具体实施例方案中的天然气液化系统结构示意图，图2为本实用新型具体实施例方案中的冷箱系统结构示意图。图中箭头表示天然气的流向。
[0022]在一种具体实施例方案中，本实用新型提供了一种天然气液化系统的除杂装置，包括除杂管路10，除杂管路10的一端连通于第一级压缩机I的出口，除杂管路10的另一端连通于冷箱系统的入口。具体的，本方案在第一级压缩机I的出口配置一路三通变径管路(即除杂管路10)至冷箱入口。
[0023]具体的，本方案天然气液化系统中的压缩机处理系统包括第一级压缩机1、第二级压缩机2和第三级压缩机3。优选地，第一级压缩机I的出口处的天然气的压力为2?4MPa，第一级压缩机I的出口处的天然气的温度为80?120°C。
[0024]可见，本方案采用现有的第一级压缩机I出口的高压、高温的天然气对冷箱系统进行吹扫，吹扫速度快、压力高、温度高，极大地提高了除杂效率。本方案不需要另外采购设备，简化了工艺系统，节省了系统成本，从而为业主带来直接的可观的经济效益。
[0025]本实用新型还提供了一种天然气液化系统，包括上述任一项所述的除杂装置。该天然气液化系统产生的有益效果的推导过程与上述除杂装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
[0026]具体的，本实用新型提供的天然气液化系统包括上述压缩机处理系统和冷箱系统以及上述除杂装置。其中，本方案中的冷箱系统包括第一换热器4、第二换热器5、氟利昂换热器11、高压引射器6、第一分离器7和第二分离器8。
[0027]本方案中天然气的液化工艺如下:
[0028]从井出来的原料天然气以约2.3MPa的压力，以一定的流量经过CO2净化级和H2O干燥级，并在压缩机处理系统里增压，经过三级压缩后的20MPa、40°C的高压天然气进入冷箱系统，然后经过两级换热器和氟利昂换热器11换热后冷却至_37°C，并以19.8?
19.9MPa的压力进入高压引射器6，最后被高压引射器6膨胀制冷后形成_142°C的LNG，且压力降至1.2MPa。第一分离器7和第二分离器8用于分离液相和气相，其工作压力分别为约 1.2MPa 和 0.4MPa。
[0029]具体的，在第一换热器4中，天然气被回流冷却至281?282K。之后，天然气进入氟利昂换热器11，在这里被制冷机冷却至238K。再进入第二换热器5，天然气直流被冷却至206?208K，并以19.8?19.9MPa的压力进入高压引射器6的喷嘴。
[0030]具体的，为了分离液相和气相，在高压引射器6后设置有第一分离器7和第二分离器8。第一分离器7内的压力由回流压力确定，其工作压力分别为约1.2MPa。在约0.57MPa和约139K的调节下，被分离出的液体以一定的流量从第一分离器7被送向用户，另一部分则以一定的流量进入第二分离器8。第二分离器8的蒸汽腔与高压引射器6通过被动流相连，其工作压力靠高压引射器6的工作来维持，工作压力为0.4MPa。
[0031]为了吹除氢气、氦气和氮气等杂质，优选地，本方案设置了埋入式换热器12和第三分离器9。具体的，埋入式换热器7设置于第二分离器6之中，并与回流管路相连通。第三分离器8上设置有进口端91、液体出口端92和气体出口端93。进口端91通过埋入式换热器12与回流管路相连通，液体出口端92则与第二分离器8相连通。具体的，第三分离器9中的温度为138?140K、压力为1.17?1.18MPa。
[0032]进行液化处理时，来自回流管路的天然气以约840kg/h的质量流量，经过埋入式换热器12，进入到第三分离器9之中。在第三分离器9中，在一定的温度、压力条件下，富集氢气、氦气和氮气杂质的天然气以一定的流量经气体出口端93排出，而排除杂质后的液态天然气则经由液体出口端92排出，从而实现分离液化天然气中的惰性气体杂质的目的。
[0033]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种天然气液化系统的除杂装置，其特征在于，包括除杂管路(10),所述除杂管路(10)的一端连通于第一级压缩机(1)的出口，所述除杂管路(10)的另一端连通于冷箱系统的入口。
2.根据权利要求1所述的除杂装置，其特征在于，所述第一级压缩机(1)的出口处的天然气的压力为2?41？3。
3.根据权利要求1所述的除杂装置，其特征在于，所述第一级压缩机(1)的出口处的天然气的温度为80?1201。
4.一种天然气液化系统，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的除杂装置。
【文档编号】F25J3/08GK204240706SQ201420564825
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】汪联军 申请人:重庆耐德能源装备集成有限公司