專利名稱：帶凝華脫除CO₂的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天然氣的凈化和液化工藝，是一種在天然氣液化過程中低溫脫除二氧化碳的液化工藝，特別是一種在混合制冷劑循環(huán)(MRC)天然氣帶壓液化過程中凝華脫除二氧化碳的液化工藝。屬于化工與低溫技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
勘探實(shí)踐證明，在中國海域眾多的沉積盆地中蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源，目前探明的海上天然氣儲量約為全國天然氣儲量的1/3。海上天然氣的開發(fā)利用不僅能夠提供一種高熱值的清潔能源，同時可以降低對石油資源的依賴程度，具有重要的環(huán)保和能源戰(zhàn)略安全意義。為便于天然氣的輸運(yùn)貿(mào)易，常將其液化。傳統(tǒng)的天然氣液化之前需進(jìn)行凈化處理，其中脫CO2 —般要達(dá)到50 IOOppm的標(biāo)準(zhǔn)，該預(yù)處理過程不僅占地面積大，而且能耗不少。天然氣帶壓液化技術(shù)(PLNG技術(shù))是指在較高的壓力約I 2MPa下使天然氣液化得到帶壓的液化天然氣(LNG)產(chǎn)品的技術(shù)。對應(yīng)的液化溫度約為-100 -120°C，較高的液化溫度不僅減少了所需提供的冷量及所需的換熱面積，降低了能耗，而且大大增加了 LNG中CO2的溶解度(CO2在常壓LNG中摩爾溶解度小于O. 01 %，而在PLNG條件下可增大到I 3% )。溶解度的增大降低了凈化過程對脫除CO2的要求，對于PLNG流程來說，考慮安全余量，一般認(rèn)為達(dá)到O. 5%的標(biāo)準(zhǔn)即可。最初的PLNG流程主要是針對CO2含量較低的天然氣提出的，然而由于CO2在PLNG中的溶解度隨溫度升高的增量有其限度，PLNG流程對于CO2含量高于O. 5%的天然氣就無能為力了，其應(yīng)用因此受到極大限制。如何拓展PLNG流程對CO2含量的適用范圍成為亟待解決的問題。在各種方法中，采用凝華的方法分離脫除天然氣中的CO2使其摩爾分?jǐn)?shù)降至
O.5%，既保留了普通PLNG流程不專設(shè)CO2預(yù)處理設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，又避免了某些方法中固液兩相同時出現(xiàn)易于引發(fā)的堵塞等問題，為CO2摩爾分?jǐn)?shù)高于O. 5%的天然氣采用PLNG技術(shù)提供了可能。凝華脫除天然氣中CO2的技術(shù)，主要是利用CO2三相點(diǎn)溫度較高易凝華的相變特性，結(jié)合帶壓液化流程提供給天然氣的冷量，使得天然氣中的CO2在較低的溫度下凝華結(jié)霜，從而實(shí)現(xiàn)CO2和天然氣的氣固分離。為避免凝華過程中出現(xiàn)液化現(xiàn)象，必須保證天然氣中CO2的結(jié)霜溫度高于天然氣的露點(diǎn)溫度，為滿足這個要求，在I. 4 I. 6MPa壓力下天然氣中CO2的摩爾分?jǐn)?shù)不得高于30%。凝華脫除天然氣中CO2的方法，一方面，可以脫除天然氣中CO2的含量，使得天然氣中CO2的含量達(dá)到液化流程的要求；另一方面，還可以得到固體干冰作為副廣品?；旌现评鋭┭h(huán)(MRC)液化流程是以C1至C5的碳?xì)浠衔锛癗2等五種以上的多組分混合制冷劑為工質(zhì)，進(jìn)行逐級的冷凝、蒸發(fā)、節(jié)流膨脹得到的不同溫度水平的制冷量，以達(dá)到逐步冷卻和液化天然氣的目的。MRC流程既達(dá)到了類似級聯(lián)式液化流程采用蒸氣壓縮式制冷循環(huán)實(shí)現(xiàn)高效率的目的，又克服了其系統(tǒng)復(fù)雜的缺點(diǎn)。和氮膨脹液化流程相比，MRC流程的制冷劑循環(huán)量大大減少，能耗降低了許多，且無需價格昂貴的膨脹機(jī)組。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，MRC流程是目前使用最廣泛的一種天然氣液化流程。已有技術(shù)中，申請?zhí)枮?3802427. 6、名稱為“通過除去可凝固固體生產(chǎn)液化天然氣的方法和裝置”的發(fā)明專利，采用由特殊材料制成的冷卻器以及渦流技術(shù)連續(xù)除去天然氣進(jìn)料物流中的二氧化碳等可凝固組分。但是該專利中的冷卻器的材料需為金屬氧化物、陶瓷、單晶或者藍(lán)寶石之一，太過特殊而昂貴，難以推廣應(yīng)用；且作為該專利核心的固相在容器中心而不是在壁面上形成的技術(shù)，在工程實(shí)踐中很難實(shí)現(xiàn)。專利號為5819555、名稱為“進(jìn)料物流通過氣固分離脫除CO2的一種方法”的美國專利，提出了相關(guān)的凝華脫除CO2的技術(shù)，但是未涉及到天然氣液化工藝，且無法保證天然氣在后續(xù)液 化過程中不析出固體C02。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了為減少天然氣液化裝置的占地面積，克服海上天然氣液化裝置應(yīng)用受限的難題，同時降低天然氣液化流程的能耗，本發(fā)明提出了一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑天然氣帶壓液化工藝。該工藝主要是針對CO2含量較高的天然氣設(shè)計的，對于CO2摩爾分?jǐn)?shù)小于O. 5%的天然氣，PLNG流程能夠容忍全部的CO2而不析出固體，因而可以直接去掉占地很大的CO2預(yù)處理設(shè)備，為場地極為有限的海上平臺實(shí)施天然氣液化提供可能性。對于CO2摩爾分?jǐn)?shù)大于或等于O. 5%的天然氣，利用CO2的凝華特性，通過帶壓液化過程提供的冷量將天然氣中的CO2凝華脫除，采用帶壓液化技術(shù)液化天然氣，從而實(shí)現(xiàn)去掉CO2預(yù)處理裝置、減少占地面積的目的。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)—種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝,在天然氣液化的過程中凝華脫除CO2，然后生產(chǎn)出帶壓的LNG產(chǎn)品，該工藝在流程上的創(chuàng)新設(shè)計取消了 CO2預(yù)處理裝置，并且保證了后續(xù)液化過程中無CO2晶體析出，它的具體技術(shù)方案是按如下步驟進(jìn)行的I)首先將CO2摩爾分?jǐn)?shù)在O. 5% 30%之間的原料天然氣引入壓力調(diào)節(jié)設(shè)備，將壓力調(diào)至I. 4 I. 6MPa ；2)將通過步驟I)調(diào)壓后的天然氣引入預(yù)冷器預(yù)冷降溫；3)將通過步驟2)預(yù)冷后的天然氣引入結(jié)晶器降溫，凝華分離出其中的固體干冰；4)將通過步驟3)分離出CO2后的天然氣引入低溫壓縮機(jī)加壓；5)將通過步驟4)壓縮后的天然氣引入液化器，吸收冷量后液化；6)將通過步驟5)帶壓液化后的液化天然氣產(chǎn)品引入儲罐儲存；其中，步驟2)、3)、5)中天然氣降溫液化過程所需冷量由一套獨(dú)立的混合制冷劑循環(huán)制冷系統(tǒng)提供，將混合制冷劑氣體引入壓縮機(jī)加壓，然后引入冷卻器冷卻，再引入氣液分離器進(jìn)行氣液分離，分離出的液體引入預(yù)冷器預(yù)冷后，引入第一節(jié)流閥節(jié)流降溫，然后引入混合器；分離出的氣體引入預(yù)冷器中預(yù)冷后，引入結(jié)晶器降溫，再引入第二節(jié)流閥節(jié)流降溫，之后再引入分流器分為兩路，一路引入結(jié)晶器，為其提供冷量后引入混合器，另一路依次引入液化器、結(jié)晶器，為其提供冷量后引入混合器，將在混合器中充分混合后的制冷劑引入預(yù)冷器，為其提供冷量后回到壓縮機(jī)。步驟I)中所述的原料天然氣的壓力在I. 4 I. 6MPa時省略步驟I)。步驟2)中天然氣在在預(yù)冷器的出口溫度不低于天然氣中CO2的結(jié)霜溫度。
步驟3)中所述的結(jié)晶器集天然氣降溫、CO2凝華結(jié)晶、干冰回收功能于一體，結(jié)晶器氣相出口中天然氣的CO2摩爾分?jǐn)?shù)為0.5%。
步驟4)中所述的壓縮機(jī)能承受-110°C低溫，壓縮機(jī)出口處的天然氣的壓力為I. 8 2. 2MPa，壓力的升高保證了后續(xù)液化過程中無CO2晶體析出。步驟5)中所述的液化器在I. 8 2. 2MPa壓力下使進(jìn)入其中的天然氣液化。步驟5)中得到的壓力為I. 8 2. 2MPa的液體不經(jīng)節(jié)流降壓，直接作為產(chǎn)品引入儲罐中儲存，液化天然氣產(chǎn)品壓力高于常規(guī)天然氣液化流程。步驟6)中所述的儲罐的最低工作壓力為I. 8 2. 2MPa。所述的混合制冷劑氣體氮?dú)?、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷或異戊烷中的兩種及兩種以上的氣體組成的混合物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠省去CO2預(yù)處理設(shè)備，減少換熱面積，節(jié)約設(shè)備投資，節(jié)省占地面積。通過石化行業(yè)廣泛采用的HYSYS軟件的模擬計算，證實(shí)本發(fā)明能大大提高天然氣液化流程對CO2的容忍度，且能明顯地降低液化天然氣的單位能耗，并獲得干冰作為副產(chǎn)品。占地面積的大大減小，能耗的顯著降低，為海上天然氣的液化提供了可能性。


圖I為帶凝華脫除CO2的混合制冷劑天然氣帶壓液化流程圖。圖中，I為壓力調(diào)節(jié)設(shè)備、2為預(yù)冷器、3為結(jié)晶器、4為低溫壓縮機(jī)、5為液化器、6為儲罐、7為壓縮機(jī)、8為冷卻器、9為氣液分離器、10為第一節(jié)流閥、11為混合器、12為第二節(jié)流閥、13為分流器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，實(shí)施方案如圖I所示?；旌现评鋭┠柦M分 37. 03% CH4+35. 63% C2H6+0. 41% C3H8+12. 44% i-C4H10+10. 58%i-C5H12+3. 92% N2、流量 4. 5kmol/h,原料天然氣摩爾組分為 O. 5 % C02+99 . 5 % CH4、壓力I. 5MPa、流量lkmol/h,則帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝的具體步驟如下I、由于原料天然氣在1.4 I. 6MPa壓力范圍之內(nèi)，省略掉壓力調(diào)節(jié)設(shè)備I。將原料氣引入預(yù)冷器2，從混合制冷劑吸收冷量，流出預(yù)冷器2，溫度降到-40°C ；2、將經(jīng)過步驟I預(yù)冷后的天然氣引入結(jié)晶器3，從混合制冷劑吸收冷量，溫度開始下降，氣態(tài)天然氣中的CO2開始凝華結(jié)晶析出，結(jié)晶析出的固體CO2從結(jié)晶器中分離出來作為副產(chǎn)品干冰。隨著溫度的進(jìn)一步降低，更多的CO2結(jié)晶析出，殘留在氣態(tài)天然氣中的CO2含量逐漸降低，直到達(dá)到帶壓液化流程允許的摩爾含量值O. 5%為止，結(jié)晶器3氣相出口天然氣的溫度降為-109°C ；3、將經(jīng)過步驟2凝華脫除CO2后含二氧化碳O. 5%的天然氣引入低溫壓縮機(jī)4，加壓到2MPa，溫度升高到-93°C ；4、將經(jīng)過步驟3加壓后的天然氣引入液化器5，從制冷劑甲烷吸收冷量進(jìn)行100%液化，溫度降到_107°C ；5、將經(jīng)過步驟4降溫液化后的天然氣引入LNG產(chǎn)品儲罐6即可。以上天然氣降溫液化過程所需冷量由一套獨(dú)立的混合制冷劑循環(huán)制冷系統(tǒng)提供。將混合制冷劑氣體引入壓縮機(jī)7中加壓到2033kPa，冷卻至35°C，然后引入氣液分離器9進(jìn)行氣液分離，分離后的液體引入預(yù)冷器2預(yù)冷降溫至-40°C后，引入第一節(jié)流閥10節(jié)流至583kPa，溫度降為-41°C，然后引入混合器11 ;分離后的氣體引入預(yù)冷器2預(yù)冷降 溫至-40°C后，引入結(jié)晶器3降溫至-109°C，再引入第二節(jié)流閥12節(jié)流至583kPa，溫度降為_123°C，之后再引入分流器13按照流量比為I : 3.51分為兩路，一路引入結(jié)晶器3為其提供冷量后溫度升高為_44°C，之后引入混合器11，另一路依次引入液化器5、結(jié)晶器3，為其提供冷量后溫度依次升高為-109°C、_49°C，之后引入混合器(11)，將在混合器(11)中充分混合后的制冷劑引入預(yù)冷器2，為其提供冷量后復(fù)溫至24°C，回到壓縮機(jī)7。經(jīng)過模擬計算得出，該混合制冷劑天然氣循環(huán)帶壓液化流程在凝華脫除CO2后的天然氣液化率為100%時，LNG產(chǎn)品的單位能耗約為O. 20kWh/Nm3，相較于常規(guī)混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程約O. 35kffh/Nm3的能耗，降低了大約43%。實(shí)施例2—種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝,在天然氣液化的過程中凝華脫除CO2，然后生產(chǎn)出帶壓的LNG產(chǎn)品，該工藝在流程上的創(chuàng)新設(shè)計取消了 CO2預(yù)處理裝置，并且保證了后續(xù)液化過程中無CO2晶體析出?；旌现评鋭┠柦M分36. 79 % CH4+36. 19 % C2H6+12. 86 % i-C4H10+ll. 14 %i-C5H12+3. 02 % N2、流量4. 512kmol/h，原料天然氣摩爾組分為10 % C02+90 % CH4、壓力
I.5MPa、流量lkmol/h,則帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝的具體步驟如下I、由于原料天然氣在I. 4 I. 6MPa壓力范圍之內(nèi)，省略掉壓力調(diào)節(jié)設(shè)備I。將原料氣引入預(yù)冷器2，從混合制冷劑吸收冷量，流出預(yù)冷器2，溫度降到-40°C ；2、將經(jīng)過步驟I預(yù)冷后的天然氣引入結(jié)晶器3，從混合制冷劑吸收冷量，溫度開始下降，氣態(tài)天然氣中的CO2開始凝華結(jié)晶析出，結(jié)晶析出的固體CO2從結(jié)晶器中分離出來作為副產(chǎn)品干冰。隨著溫度的進(jìn)一步降低，更多的CO2結(jié)晶析出，殘留在氣態(tài)天然氣中的CO2含量逐漸降低，直到達(dá)到帶壓液化流程允許的摩爾含量值O. 5%為止，結(jié)晶器3氣相出口天然氣的溫度降為-109°C ；3、將經(jīng)過步驟2凝華脫除CO2后含二氧化碳O. 5%的天然氣引入低溫壓縮機(jī)4，加壓到2MPa，溫度升高到-93°C ；4、將經(jīng)過步驟3加壓后的天然氣引入液化器5，從制冷劑甲烷吸收冷量進(jìn)行100%液化，溫度降到_107°C ；5、將經(jīng)過步驟4降溫液化后的天然氣引入LNG產(chǎn)品儲罐6即可。以上天然氣降溫液化過程所需冷量由一套獨(dú)立的混合制冷劑循環(huán)制冷系統(tǒng)提供。將混合制冷劑氣體引入壓縮機(jī)7中加壓到2033kPa，冷卻至35°C，然后引入氣液分離器9進(jìn)行氣液分離，分離后的液體引入預(yù)冷器2預(yù)冷降溫至-40°C后，引入第一節(jié)流閥10節(jié)流至544kPa，溫度降為-41°C，然后引入混合器11 ;分離后的氣體引入預(yù)冷器2預(yù)冷降溫至-40°C后，引入結(jié)晶器3降溫至-109°C，再引入第二節(jié)流閥12節(jié)流至583kPa，溫度降為-123°C，之后再引入分流器13按照流量比為I : 3. 32分為兩路，一路引入結(jié)晶器3為其提供冷量后溫度升高為_49°C，之后引入混合器11，另一路依次引入液化器5、結(jié)晶器3，為其提供冷量后溫度依次升高為-110°C、_49°C，之后引入混合器(11)，將在混合器(11)中充分混合后的制冷劑引入預(yù)冷器2，為其提供冷量后復(fù)溫至23°C，回到壓縮機(jī)7。經(jīng)過模擬計算得出，該混合制冷劑天然氣循環(huán)帶壓液化流程在凝華脫除CO2后的天然氣液化率為100%時，LNG產(chǎn)品的單位能耗約為O. 23kWh/Nm3，相較于常規(guī)混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程約O. 35kffh/Nm3的能耗，且可得到近O. lkmol/h的固體CO2產(chǎn)品，降低了大約34%。實(shí)施例3—種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝,在天然氣液化的過 程中凝華脫除CO2，然后生產(chǎn)出帶壓的LNG產(chǎn)品，該工藝在流程上的創(chuàng)新設(shè)計取消了 CO2預(yù)處理裝置，并且保證了后續(xù)液化過程中無CO2晶體析出。混合制冷劑摩爾組分26. 29 % CH4+40. 08 % C2H6+17. 12 % i-C4H10+14. 03 %i-C5H12+2. 49 % N2、流量4. 512kmol/h，原料天然氣摩爾組分為30 % C02+70 % CH4、壓力
I.5MPa、流量lkmol/h,則帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝的具體步驟如下I、由于原料天然氣在1.4 I. 6MPa壓力范圍之內(nèi)，省略掉壓力調(diào)節(jié)設(shè)備I。將原料氣引入預(yù)冷器2，從混合制冷劑吸收冷量，流出預(yù)冷器2，溫度降到-40°C ；2、將經(jīng)過步驟I預(yù)冷后的天然氣引入結(jié)晶器3，從混合制冷劑吸收冷量，溫度開始下降，氣態(tài)天然氣中的CO2開始凝華結(jié)晶析出，結(jié)晶析出的固體CO2從結(jié)晶器中分離出來作為副產(chǎn)品干冰。隨著溫度的進(jìn)一步降低，更多的CO2結(jié)晶析出，殘留在氣態(tài)天然氣中的CO2含量逐漸降低，直到達(dá)到帶壓液化流程允許的摩爾含量值O. 5%為止，結(jié)晶器3氣相出口天然氣的溫度降為-109°C ；3、將經(jīng)過步驟2凝華脫除CO2后含二氧化碳O. 5%的天然氣引入低溫壓縮機(jī)4，加壓到2MPa，溫度升高到-93°C ；4、將經(jīng)過步驟3加壓后的天然氣引入液化器5，從制冷劑甲烷吸收冷量進(jìn)行100%液化，溫度降到_107°C ；5、將經(jīng)過步驟4降溫液化后的天然氣引入LNG產(chǎn)品儲罐6即可。以上天然氣降溫液化過程所需冷量由一套獨(dú)立的混合制冷劑循環(huán)制冷系統(tǒng)提供。將混合制冷劑氣體引入壓縮機(jī)7中加壓到1500kPa，冷卻至35°C，然后引入氣液分離器9進(jìn)行氣液分離，分離后的液體引入預(yù)冷器2預(yù)冷降溫至-40°C后，引入第一節(jié)流閥10節(jié)流至364kPa，溫度降為-41°C，然后引入混合器11 ;分離后的氣體引入預(yù)冷器2預(yù)冷降溫至_40°C后，引入結(jié)晶器3降溫至_109°C，再引入第二節(jié)流閥12節(jié)流至364kPa，溫度降為_123°C，之后再引入分流器13按照流量比為I : 2. 03分為兩路，一路引入結(jié)晶器3為其提供冷量后溫度升高為_49°C，之后引入混合器11，另一路依次引入液化器5、結(jié)晶器3，為其提供冷量后溫度依次升高為-110°C、_49°C，之后引入混合器(11)，將在混合器(11)中充分混合后的制冷劑引入預(yù)冷器2，為其提供冷量后復(fù)溫至17°C，回到壓縮機(jī)7。經(jīng)過模擬計算得出，該混合制冷劑天然氣循環(huán)帶壓液化流程在凝華脫除CO2后的天然氣液化率為100%時，LNG產(chǎn)品的單位能耗約為O. 32kWh/Nm3，相較于常規(guī)混合制冷劑循環(huán)天然氣液化流程約O. 35kffh/Nm3的能耗，且可得到近O. 3kmol/h的固體CO2產(chǎn)品，降低了 大約8. 5%。
權(quán)利要求
1.一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝,其特征在于,該工藝包括以下步驟 1)首先將CO2摩爾分?jǐn)?shù)在O.5% 30%之間的原料天然氣引入壓力調(diào)節(jié)設(shè)備(1)，將壓力調(diào)至I. 4 I. 6MPa ； 2)將通過步驟I)調(diào)壓后的天然氣引入預(yù)冷器(2)預(yù)冷降溫； 3)將通過步驟2)預(yù)冷后的天然氣引入結(jié)晶器(3)降溫，凝華分離出其中的固體干冰； 4)將通過步驟3)分離出CO2后的天然氣引入低溫壓縮機(jī)(4)加壓； 5)將通過步驟4)壓縮后的天然氣引入液化器(5)，吸收冷量后液化； 6)將通過步驟5)帶壓液化后的液化天然氣產(chǎn)品引入儲罐(6)儲存即可； 其中，步驟2)、3)、5)中天然氣降溫液化過程所需冷量由一套獨(dú)立的混合制冷劑循環(huán)制冷系統(tǒng)提供，將混合制冷劑氣體引入壓縮機(jī)(7)加壓，然后引入冷卻器⑶冷卻，再引入氣液分離器(9)進(jìn)行氣液分離，分離出的液體引入預(yù)冷器(2)預(yù)冷后，引入第一節(jié)流閥(10)節(jié)流降溫，然后引入混合器(11);分離出的氣體引入預(yù)冷器(2)預(yù)冷后，引入結(jié)晶器(3)降溫，再引入第二節(jié)流閥(12)節(jié)流降溫，之后再引入分流器(13)分為兩路，一路引入結(jié)晶器(3)，為其提供冷量后引入混合器(11)，另一路依次引入液化器(5)、結(jié)晶器(3)，為其提供冷量后引入混合器(11)，將在混合器(11)中充分混合后的制冷劑引入預(yù)冷器(2)，為其提供冷量后回到壓縮機(jī)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，其特征在于，所述的步驟I)中所述的原料天然氣的壓力在I. 4 I. 6MPa時省略步驟I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，其特征在于，所述的天然氣在在預(yù)冷器(2)的出口溫度不低于天然氣中CO2的結(jié)霜溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，其特征在于，步驟3)中所述的結(jié)晶器(3)具有天然氣降溫、CO2凝華結(jié)晶、干冰回收功能，結(jié)晶器⑶氣相出口中天然氣的CO2摩爾分?jǐn)?shù)為0.5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，其特征在于，步驟4)中所述的壓縮機(jī)⑷能承受-110°C低溫，壓縮機(jī)⑷出口處的天然氣的壓力為I. 8 2. 2MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，其特征在于，步驟5)中所述的液化器(5)在I. 8 2. 2MPa壓力下使進(jìn)入其中的天然氣液化。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，其特征在于，步驟5)中得到的壓力為I. 8 2. 2MPa的液體不經(jīng)節(jié)流降壓，直接作為產(chǎn)品引入儲罐(6)儲存，液化天然氣產(chǎn)品壓力高于常規(guī)天然氣液化流程。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，其特征在于，步驟6)中所述的儲罐(6)的最低工作壓力為1.8 2.2MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，其特征在于，所述的混合制冷劑氣體氮?dú)狻⒓淄?、乙烷、乙烯、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷或異戊烷中的兩種及兩 種以上的氣體組成的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶凝華脫除CO2的混合制冷劑循環(huán)天然氣帶壓液化工藝，液化流程中，天然氣在預(yù)冷器中保持氣態(tài)被預(yù)冷，然后進(jìn)入結(jié)晶器繼續(xù)降溫，凝華分離出固體干冰的同時CO2含量降至0.5％，緊接著進(jìn)入低溫壓縮機(jī)加壓，然后進(jìn)入液化器，在較高的壓力下液化后送入儲罐儲存，液化流程所需冷量由獨(dú)立的混合制冷劑循環(huán)制冷系統(tǒng)提供。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明省去了常規(guī)天然氣液化流程中占地面積很大的CO2預(yù)處理設(shè)備，可大大降低在造價高昂的海上平臺進(jìn)行天然氣液化的投資成本，同時，天然氣在較高溫度下液化也降低了制冷循環(huán)的能耗。
文檔編號F25J1/02GK102620523SQ201210111409
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者林文勝, 熊曉俊 申請人:上海交通大學(xué)