專利名稱：高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明^及一種天然氣液化方法，尤其涉及一種高f民溫氮?dú)怆p膨脹天然 氣液化方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，石油儲(chǔ)存量在減少，溫室效應(yīng)越來(lái)越明顯；人們對(duì)綠 色能源的要求也愈來(lái)愈強(qiáng)烈，于是天然氣得到了廣泛應(yīng)用。但是天然氣開(kāi)采 出來(lái)的均為氣態(tài)，幾乎不可熊運(yùn)輸，這樣就大大地制約了它使用。天然氣的 液化比為5 9 1，如果把天然氣液化，體積縮小5 9 1倍，運(yùn)輸就成為可能，
所以就出現(xiàn)了大量的天然氣液化裝置。天然氣的液化工藝主要有氮膨脹制冷 流程、氮一甲垸膨脹制冷流程、混合工質(zhì)制冷流程等。這里主要介紹高低壓 氮?dú)怆p膨脹天然氣液化流程。
其中氮膨脹制冷流程又根據(jù)用戶的產(chǎn)量及壓力不同分為氮?dú)鈫闻蛎浿?冷流程(主要用于產(chǎn)量小于30噸/天)，冷凍機(jī)加氮?dú)鈫闻蛎浿评淞鞒?主要 用于產(chǎn)量為30 100噸/天)，氮?dú)怆p膨脹制流程(主要用于產(chǎn)量為100 600噸/ 天)冷。但是還沒(méi)有用于高低溫即雙溫區(qū)的液化流程，'這里主要介紹高低溫 氮?dú)怆p膨脹天然氣液化流程，此流程為氮?dú)怆p膨脹制流程^一種
發(fā)明內(nèi)容
'
本發(fā)明的目的是提供一種高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，解決了現(xiàn) 有技術(shù)中存在的問(wèn)題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，包括 如下步驟
a、 氮?dú)獗粔嚎s到1.5 2. 5MPa，冷卻到3 0 4 5 °C;
b、 步驟a得到的氮?dú)庖徊糠诌M(jìn)入高溫增壓機(jī)的增壓端，得到的2.2 3. 6MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第一后冷卻器冷卻到3 0 4 5°C，另一部分進(jìn)入低溫 增壓機(jī)的增壓端，得到的2.2 3. 6MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第二后冷卻器冷卻到3 0 4 5 。C;
c、 被步驟b冷卻后的所有高壓氮?dú)馀c1 . 0 MPa 1 0 Mpa原料天然氣進(jìn) 入主換熱器被低溫膨脹機(jī)出口的0.6 1. OMPa低壓氮?dú)饫鋮s，高壓氮?dú)獗?冷卻到一70 -3(TC后抽出一股，送入高溫膨脹機(jī)膨脹制冷后返回主換熱器 一100 -8(TC溫度位置上，另一股繼續(xù)冷卻到一110 -7(TC后送入低溫膨脹 機(jī)膨脹制冷后得到0.6 1. OMPa低壓氮?dú)猓?.6 1. OMPa低壓氮?dú)夥祷刂?換熱器復(fù)熱，復(fù)熱到一100 -8(TC與高溫膨脹機(jī)膨脹制冷后的氮?dú)鈪R合后繼 續(xù)被復(fù)熱出主換熱器，同時(shí)l. 0MPa 1 0 Mpa原料天然氣被低壓氮?dú)饫^續(xù) 冷卻、液化、過(guò)冷后出主換熱器；
d、出主換熱器的原料天然氣經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流，分離灌分離后，得到液態(tài)天 然氣送入貯槽，氣體返回主換熱器回收冷量。
由于本發(fā)明提供的方法采用高溫增壓機(jī)和低溫增壓機(jī)增壓，高溫膨脹機(jī) 和低溫膨脹機(jī)膨脹制冷，所以可適用于高低溫區(qū)。且液化率高，可達(dá)100%。


圖l是本發(fā)明的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 本發(fā)明提供一種高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，包括如下步驟
a、 氮?dú)饨?jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮到1.5 2. 5MPa，再經(jīng)循環(huán)水冷卻到3 0 4 5 。C;
b、 步驟a得到的氮?dú)庖徊糠诌M(jìn)入高溫增壓機(jī)1的增壓端，得到的2. 2 3. 6MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第一后冷卻器3冷卻到3 0 4 5°C，另一部分進(jìn)入低 溫增壓機(jī)2的增壓端，得到的2. 2 3. 6MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第二后冷卻器4冷 卻到3 0 4 5 °C;
c、 被步驟b冷卻后的所有高壓氮?dú)馀c1 . 0 MPa 1 0 Mpa原料天然氣進(jìn) 入主換熱器9被低溫膨脹機(jī)6出口的0. 6 1. OMPa低壓氮?dú)饫鋮s，高壓氮 氣被冷卻到一70 -3(TC后抽出一股,送入高溫膨脹機(jī)5，在膨脹比為2 3 ， 高壓3. OMPa、高溫一5 (TC下膨脹后，返回主換熱器一100 -80。C溫度位 置上，另一股繼續(xù)冷卻到一110 -70'C后送入低溫膨脹機(jī)6，在膨脹比為2 3 、高壓3. OMPa、低溫—9 0 。C下膨脹制冷后得到0. 6 1. OMPa低壓氮?dú)猓?0.6 1. OMPa低壓氮?dú)夥祷刂鲹Q熱器復(fù)熱，復(fù)熱到一100 -8(TC與高溫膨脹 機(jī)5膨脹制冷后的氮?dú)鈪R合后繼續(xù)被復(fù)熱出主換熱器9，同時(shí)l. 0MPa 1 0Mpa原料天然氣被0.6 1. OMPa低壓氮?dú)饫^續(xù)冷卻、液化、過(guò)冷后出主換 熱器；
d、 出主換熱器的1 . 0 MPa 1 0 Mpa原料天然氣經(jīng)節(jié)流閥7節(jié)流，分離 灌8分離后，得到壓力為O. 6MPa 1.0Mpa的液態(tài)天然氣并送厶fc槽，氣體 返回主換熱器回收冷量。
實(shí)施例1a、 氮?dú)饨?jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮到1. 5MPa，再經(jīng)循環(huán)水冷卻到3 0°C;
b、 步驟a得到的氮?dú)庖徊糠诌M(jìn)入高溫增壓機(jī)1的增壓端，得到的2. 2MPa 高壓氮?dú)饨?jīng)第一后冷卻器3冷卻到3 (TC，另一部分進(jìn)入低溫增壓機(jī)2的增 壓端得到2. 2MPa高壓氮?dú)?，?jīng)第二后冷卻器4冷卻到3 0 °C;
c、 被步驟b冷卻后的所有高壓氮?dú)馀c1 . 0 MPa原料天然氣進(jìn)入主換熱 器9被低溫膨脹機(jī)6出口的0. 6MPa低壓氮?dú)饫鋮s，高壓氮?dú)獗焕鋮s到-30'C 后抽出一股，送入高溫膨脹機(jī)5，在膨脹比為2，高壓3. 0MPa、高溫一 5 0 。C下膨脹后，返回主換熱器-8(TC溫度位置上，另一股繼續(xù)冷卻^-70。C后 送入低溫膨脹機(jī)6，在膨脹比為2 、高壓3. OMPa、低溫一 9 0 。C下膨脹制 冷后得到0.6MPa低壓氮?dú)猓?.6MPa低壓氮?dú)夥祷刂鲹Q熱器復(fù)熱，復(fù)熱到 -8(TC與高溫膨脹機(jī)5膨脹制冷后的氮?dú)鈪R合后繼續(xù)被復(fù)熱出主換熱器9，同 時(shí)原料天然氣被0.6MPa低壓氮?dú)饫^續(xù)冷卻、液化、過(guò)冷后出主換熱器；
d、 出主換熱器的原料天然氣經(jīng)節(jié)流閥7節(jié)流，分離灌8分離后，得到 壓力為O. 6Mpa的液態(tài)天然氣并送入貯槽，氣體返回主換熱器回收冷量。
實(shí)施例2
a、 氮?dú)饨?jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮到2. 5MPa，再經(jīng)循環(huán)水冷卻到4 5°C;
b、 步驟a得到的氮?dú)庖徊糠诌M(jìn)入高溫增壓機(jī)1的增壓端，得到的3. 6MPa 高壓氮?dú)饨?jīng)第一后冷卻器3.冷卻到4 5 aC,另一部分進(jìn)入低溫增壓機(jī)2的增 壓端，得到的3. 6MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第二后冷卻器4冷卻到4 5 °C;
c、 被步驟b冷卻后的所有高壓氮?dú)馀c1 0 Mpa原料天然氣進(jìn)入主換熱器 9被低溫膨脹機(jī)6出口的1. OMPa低壓氮?dú)饫鋮s，高壓氮?dú)獗焕鋮s到一7CTC 后抽出一股，送入高溫膨脹機(jī)5在膨脹比為3、高壓3. 0MPa、高溫一5 0t:下膨脹后，返回主換熱器一io(rc溫度位置上，另一股繼續(xù)冷卻到一iio。c
后送入低溫膨脹機(jī)6，在膨脹比為3 、高壓3. OMPa、低溫_ 9 0 'C下膨脹 制冷后，返回主換熱器復(fù)熱，復(fù)熱到一10(TC與高溫膨脹機(jī)5膨脹制冷后的 氮?dú)鈪R合后繼續(xù)被復(fù)熱出主換熱器9，同時(shí)l OMpa原料天然氣被1. OMPa 低壓氮?dú)饫^續(xù)冷卻、液化、過(guò)冷后出主換熱器；
d、出主換熱器的原料天然氣經(jīng)節(jié)流閥7節(jié)流，分離灌8分離后，得到 壓力為l.OMpa的液態(tài)天然氣并送入貯槽，氣體返回主換熱器回收冷量。
實(shí)施例3
a、 氮?dú)饨?jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮到2MPa，再經(jīng)循環(huán)水冷卻到4 0°C;
b、 步驟a得到的氮?dú)庖徊糠诌M(jìn)入高溫增壓機(jī)1的增壓端，得到的3. 0 MPa 高壓氮?dú)饨?jīng)第一后冷卻器3冷卻到4 (TC，另一部分進(jìn)入低溫增壓機(jī)2的增 壓端，得到的3. 0 MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第二后冷卻器4冷卻到4 0°C;
c、 被步驟b冷卻后的所有高壓氮?dú)馀c1 . 6Mpa原料天然氣進(jìn)入主換熱器 9被低溫膨脹機(jī)6出口的0. 7MPa低壓氮?dú)饫鋮s，高壓氮?dú)獗焕鋮s到-40'C后 抽出一股，送入高溫膨脹機(jī)5在膨脹比為3 、高壓3. OMPa、高溫—5 0 °C 下膨脹制冷后，返回主換熱器-9(TC溫度位置上，另一股繼續(xù)冷卻到-8(TC后 送入低溫膨脹機(jī)，在膨脹比為3 、高壓3. 0MPa、低溫一 9 0 。C下膨脹制冷 后，返回主換熱器復(fù)熱，復(fù)熱到-9(TC與高溫膨脹機(jī)5膨脹制冷后的氮?dú)鈪R 合后繼續(xù)被復(fù)熱出主換熱器9，同時(shí)1 . 6Mpa原料天然氣被0. 7MPa低壓氮?dú)?繼續(xù)冷卻、液化、過(guò)冷后出主換熱器； '
d、 出主換熱器的原料天然氣經(jīng)節(jié)流闊7節(jié)流，分離灌8分離后，得到 壓力為0. 7Mpa的液態(tài)天然氣并送入貯槽，氣體返回主換熱器回收冷量。實(shí)施例4
a、 氮?dú)饨?jīng)循環(huán)壓縮機(jī)壓縮到2. 2MPa，再經(jīng)循環(huán)水冷卻到35°C;
b、 步驟a得到的氮?dú)庖徊糠诌M(jìn)入高溫增壓機(jī)1的增壓端，得到的2. 8MPa 高壓氮?dú)饨?jīng)第一后冷卻器3冷卻到3 5°C，另一部分進(jìn)入低溫增壓機(jī)2的增 壓端，得到的2. 8MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第二后冷卻器4冷卻到3 5'C;
c、 被步驟b冷卻后的所有高壓氮?dú)馀c5Mpa原料天然氣進(jìn)入主換熱器9 被低溫膨脹機(jī)6出口的0. 8MPa低壓氮?dú)饫鋮s，高壓氮?dú)獗焕鋮s到-6(TC后抽 出一股，送入高溫膨脹機(jī)5在膨脹比為2 、高壓3. 0MPa、高溫_ 5 (TC下 膨脹制冷后，返回主換熱器-9(TC溫度位置上，另一股繼續(xù)冷卻到-90。C后送 入低溫膨脹機(jī)，在膨脹比為2、高壓3. OMPa、低溫一9 (TC下膨脹制冷后， 返回主換熱器復(fù)熱，復(fù)熱到-9(TC與高溫膨脹機(jī)5膨脹制冷后的氮?dú)鈪R合后 繼續(xù)被復(fù)熱出主換熱器9，同時(shí)5Mpa原料天然氣被0. 8MPa低壓氮?dú)饫^續(xù)冷 卻、液化、過(guò)冷后出主換熱器；
d、 出主換熱器的原料天然氣經(jīng)節(jié)流閥7節(jié)流，分離灌8分離后，得到 壓力為0. 9Mpa的液態(tài)天然氣并送入貯槽，氣體返回主換熱器回收冷量。
權(quán)利要求
1、高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，其特征在于包括如下步驟a、氮?dú)獗粔嚎s到1.5～2.5MPa，冷卻到30～45℃；b、步驟a得到的氮?dú)庖徊糠诌M(jìn)入高溫增壓機(jī)(1)的增壓端，得到的2.2～3.6MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第一后冷卻器(3)冷卻到30～45℃，另一部分進(jìn)入低溫增壓機(jī)(2)的增壓端，得到的2.2～3.6MPa高壓氮?dú)饨?jīng)第二后冷卻器(4)冷卻到30～45℃；c、被步驟b冷卻后的所有高壓氮?dú)馀c原料天然氣進(jìn)入主換熱器(9)被低溫膨脹機(jī)(6)出口的0.6～1.0MPa低壓氮?dú)饫鋮s，高壓氮?dú)獗焕鋮s到-70～-30℃后抽出一股，送入高溫膨脹機(jī)(5)膨脹制冷后返回主換熱器-100～-80℃溫度位置上，另一股繼續(xù)冷卻到-110～-70℃后送入低溫膨脹機(jī)(6)膨脹制冷后得到0.6～1.0MPa低壓氮?dú)猓?.6～1.0MPa低壓氮?dú)夥祷刂鲹Q熱器復(fù)熱，復(fù)熱到-100～-80℃與高溫膨脹機(jī)(5)膨脹制冷后的氮?dú)鈪R合后繼續(xù)被復(fù)熱出主換熱器(9)，同時(shí)原料天然氣被0.6～1.0MPa低壓氮?dú)饫^續(xù)冷卻、液化、過(guò)冷后出主換熱器；d、出主換熱器的原料天然氣經(jīng)節(jié)流閥(7)節(jié)流，分離灌(8)分離后，得到液態(tài)天然氣送入貯槽，氣體返回主換熱器回收冷量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，其特征 在于，所述高溫膨脹機(jī)(5)在高壓3. OMPa高溫一 5 0 。C下膨脹，膨脹比 為2 3 ，低溫膨脹機(jī)(6) M壓3. OMPa低溫一 9 0 X:下膨脹，膨脹比 為2 3。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，其特征在于，原料天然氣的壓力為1 . 0MPa 1 0Mpa。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，其特征 在于，原料天然氣的壓力為l。 6MPa 5他a。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，其特征 在于，液態(tài)天然氣壓力為O. 6MPa 1.0Mpa。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高低溫氮?dú)怆p膨脹天然氣液化方法，氮?dú)饨?jīng)增壓、冷卻得到2.2～3.6MPa高壓氮?dú)?，高壓氮?dú)馀c原料天然氣進(jìn)入主換熱器，被低溫膨脹機(jī)出口的低壓氮?dú)饫鋮s到-70～-30℃后抽出一股，送入高溫膨脹機(jī)膨脹制冷后返回主換熱器-100～-80℃溫度位置上，另一股繼續(xù)冷卻到-110～-70℃后送入低溫膨脹機(jī)膨脹制冷后返回主換熱器復(fù)熱，復(fù)熱到-100～-80℃與高溫膨脹機(jī)膨脹制冷后的氮?dú)鈪R合后繼續(xù)被復(fù)熱出主換熱器，同時(shí)原料天然氣被低壓氮?dú)饫^續(xù)冷卻、液化、過(guò)冷后出主換熱器；出主換熱器的原料天然氣經(jīng)節(jié)流，分離后，得到液態(tài)天然氣。適用于高低溫區(qū)，且液化率高，可達(dá)100％。
文檔編號(hào)F25J1/02GK101614464SQ20081006352
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者任智軍, 余發(fā)軍, 馮金列, 向云華, 李豐明, 洪艷紅, 田曙光, 葛水福, 葛浩俊, 葛浩華, 蔣吉林, 許立國(guó), 阮家林, 龍 陳, 陳海大, 榮 黃, 黃孝文 申請(qǐng)人:杭州福斯達(dá)實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司