本實(shí)用新型涉及天然氣液化領(lǐng)域，具體而言，涉及一種二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹的天然氣液化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

天然氣資源廣泛分布在全球的陸地及海洋中，從陸地到海洋是世界油氣勘探開(kāi)發(fā)的必然趨勢(shì)。FLNG(Floating Liquefied Natural Gas)是近年來(lái)海洋工程界提出的、集液化天然氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸為一體的新型海上裝置，對(duì)于海上氣田的開(kāi)采具有投資成本低、建造周期短、開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)小，便于遷移等特點(diǎn)。

海上作業(yè)需考慮臺(tái)風(fēng)、波浪、空間限制等不利因素，使得浮式液化工藝的技術(shù)難度高于陸上。作為FLNG的核心技術(shù)，液化工藝的合理性對(duì)工程項(xiàng)目的投資成本、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)營(yíng)可靠性以及生產(chǎn)安全至關(guān)重要。針對(duì)海上工況的特殊性，研究后發(fā)現(xiàn)氮膨脹液化流程具有突出的海上適應(yīng)性。

圖1為現(xiàn)有浮式液化技術(shù)丙烷預(yù)冷雙氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)示意圖；圖1中的代號(hào)含義如下：11為高溫氮循環(huán)膨脹機(jī)，12為低溫氮循環(huán)膨脹機(jī)，2為丙烷壓縮機(jī)，31、32均為高溫氮循環(huán)壓縮機(jī)，41、42均為低溫氮循環(huán)壓縮機(jī)，51-56均為水冷卻器，61-63均為J/T閥，71-73均為氣液分離器，8為精餾塔，74為氣液分離器。

圖1為現(xiàn)有的浮式液化技術(shù)丙烷預(yù)冷雙氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其中采用丙烷作為制冷劑，并且使用量較大，由于丙烷的沸點(diǎn)低、易汽化，因而于開(kāi)停車操作時(shí)，設(shè)備和管線中存在大量丙烷會(huì)導(dǎo)致壓力升高，增大丙烷泄放或泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。一旦發(fā)生泄漏，由于丙烷的密度大于空氣，會(huì)造成可燃?xì)怏w的積聚，并且FLNG上部甲板空間有限、設(shè)備緊湊，擴(kuò)散條件差，極易發(fā)生燃燒、爆炸等事故。對(duì)于浮式天然氣液化系統(tǒng)，減少和避免丙烷的使用能夠提高安全性，降低安全設(shè)施的投資。

海上氣田天然氣的產(chǎn)量和組分不斷改變，外部環(huán)境始終在變化，并且FLNG裝置具有可遷移性，這就要求浮式天然氣液化系統(tǒng)具有可調(diào)節(jié)性，可以根據(jù)具體情況實(shí)現(xiàn)預(yù)冷段、液化段負(fù)荷的調(diào)節(jié)，減少換熱溫差，降低液化功耗?，F(xiàn)有技術(shù)中高溫氮循環(huán)和低溫氮循環(huán)壓力相同，流程設(shè)計(jì)無(wú)法調(diào)節(jié)不同溫區(qū)的換熱溫差，可調(diào)節(jié)性差，造成FLNG裝置的環(huán)境適應(yīng)性和原料氣適應(yīng)性降低，不利于穩(wěn)定高效的生產(chǎn)。

經(jīng)膨脹機(jī)增壓機(jī)和壓縮機(jī)增壓后，氮?dú)鈮毫Ω哌_(dá)5MPa以上，設(shè)備和管線的壓力等級(jí)高，壁厚增大，工藝設(shè)備的重量增加，造成管架等支撐結(jié)構(gòu)的載重增加，并對(duì)船體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等提出更高要求，上部工藝模塊和船體的造價(jià)大幅上升，使得浮式天然氣液化裝置的投資增大、經(jīng)濟(jì)性降低。

綜上可知，現(xiàn)有的浮式天然氣液化技術(shù)存在安全性低、可調(diào)節(jié)性差、能耗高、經(jīng)濟(jì)性差的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹的天然氣液化系統(tǒng)，用以提高天然氣液化系統(tǒng)的海上適應(yīng)性和工藝靈活性，實(shí)現(xiàn)海上液化天然氣穩(wěn)定、高效、持續(xù)的生產(chǎn)需求。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹的天然氣液化系統(tǒng)，其包括：天然氣輸送管、二氧化碳預(yù)冷循環(huán)裝置、脫重?zé)N裝置、雙級(jí)氮?dú)饫鋮s循環(huán)裝置、BOG換熱器、第一節(jié)流閥、第二節(jié)流閥、LNG節(jié)流閥、氣液分離裝置、LNG泵和LNG儲(chǔ)罐，其中：

所述二氧化碳預(yù)冷循環(huán)裝置包括多級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器、多級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和多級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器，所述多級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器與所述天然氣輸送管連通，二氧化碳?jí)嚎s機(jī)與二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器的數(shù)目相等，并且每一二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的后端均設(shè)有一二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器，二氧化碳經(jīng)過(guò)多級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)增壓及多級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器冷卻后降溫至第一設(shè)定溫度，該第一設(shè)定溫度的二氧化碳經(jīng)過(guò)所述BOG換熱器、所述第一節(jié)流閥和所述第二節(jié)流閥后分別輸送至多級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器，以對(duì)天然氣輸送管中流過(guò)的天然氣進(jìn)行預(yù)冷，對(duì)天然氣進(jìn)行預(yù)冷后的二氧化碳再次經(jīng)過(guò)多級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)及多級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)預(yù)冷；

所述脫重?zé)N裝置設(shè)置在所述二氧化碳預(yù)冷循環(huán)裝置的后端，將經(jīng)過(guò)預(yù)冷的天然氣分離為液態(tài)的重?zé)N組分和氣態(tài)的輕烴組分；

所述雙級(jí)氮?dú)饫鋮s循環(huán)裝置包括多級(jí)深冷主低溫?fù)Q熱器、低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊、高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊、高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)和低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)，多級(jí)深冷主低溫?fù)Q熱器與所述脫重?zé)N裝置連通，以對(duì)從所述脫重?zé)N裝置輸出的天然氣進(jìn)行深度冷卻，所述低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊包括一低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)、一低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)水冷器、多級(jí)低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)和多級(jí)低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器，所述高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊包括一高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)、一高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)水冷器、多級(jí)高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)和多級(jí)高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器，低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)和低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器的數(shù)目相等，高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)和高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器的數(shù)目相等，所述高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊將氮?dú)鈮嚎s至第一預(yù)定壓強(qiáng)后分為兩路，其中一路經(jīng)過(guò)所述多級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器進(jìn)行冷卻，另一路經(jīng)過(guò)第一級(jí)深冷主低溫?fù)Q熱器進(jìn)行冷卻，兩路冷卻后的氮?dú)鈪R合后經(jīng)過(guò)所述高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)進(jìn)行膨脹，膨脹后的低溫低壓氮?dú)夥盗髦炼嗉?jí)深冷主低溫?fù)Q熱器除了最后一級(jí)以外的部分，以冷卻天然氣、低壓氮?dú)夂筒糠指邏旱獨(dú)?，所述低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊將氮?dú)鈮嚎s至第二預(yù)定壓強(qiáng)后經(jīng)過(guò)除了最后一級(jí)以外其他級(jí)別的深冷主低溫?fù)Q熱器進(jìn)行冷卻后再輸入所述低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)進(jìn)行膨脹降溫，膨脹后的低溫低壓氮?dú)夥盗髦磷詈笠患?jí)深冷主低溫?fù)Q熱器；

所述LNG節(jié)流閥連接在所述雙級(jí)氮?dú)饫鋮s循環(huán)裝置和所述氣液分離裝置之間，所述氣液分離裝置將液化天然氣閃蒸產(chǎn)生的BOG輸送至所述BOG換熱器，以使節(jié)流閃蒸產(chǎn)生的BOG進(jìn)一步冷卻二氧化碳，所述BOG換熱器進(jìn)一步將BOG輸出至燃料氣系統(tǒng)；

所述LNG泵連接在所述氣液分離裝置與所述LNG儲(chǔ)罐之間，用于將液化天然氣輸送到所述LNG儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)存。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述天然氣輸送管之前依次連通有天然氣脫固體顆粒裝置、天然氣脫酸氣裝置、天然氣脫水裝置、天然氣脫苯裝置和天然氣脫汞裝置，以將進(jìn)入其內(nèi)的天然氣中的固體顆粒、酸性氣體、水、苯和汞依次濾除。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器將經(jīng)過(guò)前一級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮后的二氧化碳冷卻至35℃，經(jīng)過(guò)多級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)后二氧化碳的壓強(qiáng)增加至8.5MPa，經(jīng)過(guò)BOG換熱器和第一節(jié)流閥后二氧化碳的溫度降為-16℃，經(jīng)過(guò)第二節(jié)流閥后二氧化碳的溫度降為-53℃，壓強(qiáng)降為0.6MPa。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述第一預(yù)定壓強(qiáng)為4MPa。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述第二預(yù)定壓強(qiáng)為2.5MPa。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，多級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器和多級(jí)深冷主低溫?fù)Q熱器均采用流體均布構(gòu)件。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊中，低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)水冷器和多級(jí)低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器將經(jīng)過(guò)前一級(jí)低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)或低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)壓縮后的氮?dú)饫鋮s至35℃。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊中，高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)水冷器和多級(jí)高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器將經(jīng)過(guò)前一級(jí)高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)或高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)壓縮后的氮?dú)饫鋮s至35℃。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器為兩級(jí)，二氧化碳?jí)嚎s機(jī)增壓和二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器為兩級(jí)。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)、低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器、高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)和高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器均為兩級(jí)。

本實(shí)用新型提供的二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹的天然氣液化系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)對(duì)二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹液化系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)高壓氮?dú)鈮毫Α⒌蛪旱獨(dú)鈮毫?、二氧化碳?jí)毫?、二氧化碳預(yù)冷溫度、高壓氮?dú)馀蛎浨皽囟取⒌蛪旱獨(dú)馀蛎浨皽囟鹊葏?shù)進(jìn)行了優(yōu)化，提高了工藝靈活性。

(2)減少了液化系統(tǒng)的能量消耗，可以根據(jù)原料氣的組成、溫度、壓力、項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)環(huán)境溫度的變化、海上的晃蕩工況，合理分配預(yù)冷循環(huán)和主循環(huán)的熱負(fù)荷，提高了液化系統(tǒng)的海上適應(yīng)性，具有重要的工程價(jià)值，能夠?qū)崿F(xiàn)不同海域、不同氣質(zhì)條件下海上液化天然氣穩(wěn)定、高效、持續(xù)的生產(chǎn)需求。

(3)對(duì)不同的氣質(zhì)條件和海洋環(huán)境，液化率能夠達(dá)到96％，相比于雙氮膨脹液化工藝功耗降低約10％，與丙烷預(yù)冷雙氮膨脹液化工藝的比功耗相當(dāng)，液化能耗大大降低。

(4)相比于現(xiàn)有的丙烷預(yù)冷雙氮膨脹液化工藝，本實(shí)用新型避免了丙烷的使用，提高了安全性，減少了安全設(shè)施的投資；降低了氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力等級(jí)，從而減少了工藝模塊和船體的投資成本，提高了浮式天然氣液化裝置的經(jīng)濟(jì)性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有的浮式液化技術(shù)丙烷預(yù)冷雙氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹的天然氣液化系統(tǒng)的示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例中換熱部分的流道布置示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-天然氣輸送管；2-二氧化碳預(yù)冷循環(huán)裝置；3-脫重?zé)N裝置；4-雙級(jí)氮?dú)饫鋮s循環(huán)裝置；5-BOG換熱器；6-第一節(jié)流閥；7-第二節(jié)流閥；8-LNG節(jié)流閥；9-氣液分離裝置；101-LNG泵；102-LNG儲(chǔ)罐；11、12-預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器；31、32、33-二氧化碳?jí)嚎s機(jī)；61、62、63-二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器；13、14、15-深冷主低溫?fù)Q熱器；401-低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊；402-高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊；71-高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)；72-低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹的天然氣液化系統(tǒng)的示意圖，如圖所示，本實(shí)用新型提供的二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹的天然氣液化系統(tǒng)包括：天然氣輸送管1、二氧化碳預(yù)冷循環(huán)裝置2、脫重?zé)N裝置3、雙級(jí)氮?dú)饫鋮s循環(huán)裝置4、BOG換熱器5、第一節(jié)流閥6、第二節(jié)流閥7、LNG節(jié)流閥8、氣液分離裝置9、LNG泵101和LNG儲(chǔ)罐102，其中：

二氧化碳預(yù)冷循環(huán)裝置2包括兩級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器(11、12)、三級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)(31、32、33)和三級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器(61、62、63)，兩級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器11、12與天然氣輸送管1連通，每一二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的后端均設(shè)有一二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器，即二氧化碳?jí)嚎s機(jī)31的后端設(shè)有二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器61，二氧化碳?jí)嚎s機(jī)32的后端設(shè)有二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器62，二氧化碳?jí)嚎s機(jī)33的后端設(shè)有二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器63，二氧化碳經(jīng)過(guò)三級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)(31、32、33)增壓及三級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器(61、62、63)冷卻后降溫至35℃，該35℃的二氧化碳經(jīng)過(guò)BOG換熱器5、第一節(jié)流閥6和第二節(jié)流閥7后分別輸送至兩級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器(11、12)，以對(duì)天然氣輸送管1中流過(guò)的天然氣進(jìn)行預(yù)冷，對(duì)天然氣進(jìn)行預(yù)冷后的二氧化碳再次經(jīng)過(guò)三級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)(31、32、33)及多級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器(61、62、63)，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)預(yù)冷；

脫重?zé)N裝置3設(shè)置在二氧化碳預(yù)冷循環(huán)裝置2的后端，將經(jīng)過(guò)預(yù)冷的天然氣分離為液態(tài)的重?zé)N組分和氣態(tài)的輕烴組分，脫除C₄以上組分；

雙級(jí)氮?dú)饫鋮s循環(huán)裝置4包括三級(jí)深冷主低溫?fù)Q熱器(13、14、15)、低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊401、高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊402、高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)71和低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)72，三級(jí)深冷主低溫?fù)Q熱器(13、14、15)與脫重?zé)N裝置3連通，以對(duì)從脫重?zé)N裝置3輸出的天然氣進(jìn)行深度冷卻，低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊41包括一低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)51、一低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)水冷器67、兩級(jí)低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)(52、53)和兩級(jí)低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器(68、69)，高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊402包括一高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)41、一高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)水冷器64、兩級(jí)高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)(42、43)和兩級(jí)高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器(65、66)。

高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊402將氮?dú)鈮嚎s至4MPa后分為兩路，其中一路經(jīng)過(guò)兩級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器(11、12)冷卻至-50℃，壓強(qiáng)變?yōu)?.95MPa，另一路經(jīng)過(guò)第一級(jí)深冷主低溫?fù)Q熱器13冷卻至-50℃，兩路冷卻后的氮?dú)鈪R合后經(jīng)過(guò)高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)71進(jìn)行膨脹至0.72MPa，溫度降為-130℃，膨脹后的低溫低壓氮?dú)夥盗髦辽罾渲鞯蜏負(fù)Q熱器14、13，以冷卻天然氣、低壓氮?dú)夂筒糠指邏旱獨(dú)狻?/p>

高壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊402中，高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)水冷器64和兩級(jí)高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器65、66將經(jīng)過(guò)前一級(jí)高壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)41或高壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)42、43壓縮后的氮?dú)饫鋮s至35℃。

低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊401將氮?dú)鈮嚎s至2.5MPa后經(jīng)過(guò)深冷主低溫?fù)Q熱器13冷卻至-55℃，經(jīng)深冷主低溫?fù)Q熱器14冷卻至-120℃，之后經(jīng)低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)72進(jìn)行膨脹降溫，壓強(qiáng)降至0.72MPa，溫度降為-163℃，膨脹后的低溫低壓氮?dú)夥盗髦磷詈笠患?jí)深冷主低溫?fù)Q熱器15，再經(jīng)過(guò)深冷主低溫?fù)Q熱器14、13后，溫度升至32℃，然后再經(jīng)低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊401再次壓縮至2.5MPa，如此循環(huán)往復(fù)。

低壓氮?dú)忸A(yù)冷模塊401中，低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓機(jī)水冷器67和兩級(jí)低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)水冷器68、69將經(jīng)過(guò)前一級(jí)低壓氮?dú)馀蛎洐C(jī)增壓51或低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)52、53壓縮后的氮?dú)饫鋮s至35℃。

LNG節(jié)流閥8連接在雙級(jí)氮?dú)饫鋮s循環(huán)裝置4和氣液分離裝置9之間，氣液分離裝置9將液化天然氣閃蒸產(chǎn)生的BOG輸送至BOG換熱器5，以使節(jié)流閃蒸產(chǎn)生的BOG進(jìn)一步冷卻二氧化碳，BOG換熱器5進(jìn)一步將BOG輸出至燃料氣系統(tǒng)；

LNG泵101連接在氣液分離裝置9與LNG儲(chǔ)罐102之間，用于將液化天然氣輸送到LNG儲(chǔ)罐102進(jìn)行儲(chǔ)存，等待裝船外輸。

在本實(shí)用新型中，天然氣輸送管之前還可以依次連通有天然氣脫固體顆粒裝置、天然氣脫酸氣裝置、天然氣脫水裝置、天然氣脫苯裝置和天然氣脫汞裝置，以將進(jìn)入其內(nèi)的天然氣中的固體顆粒、酸性氣體、水、苯和汞依次濾除。

如圖2所示，每一二氧化碳?jí)嚎s機(jī)水冷器(61、62、63)均將經(jīng)過(guò)前一級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)(31、32、33)壓縮后的二氧化碳冷卻至35℃，經(jīng)過(guò)三級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)(31、32、33)后二氧化碳的壓強(qiáng)增加至8.5MPa，經(jīng)過(guò)BOG換熱器5和第一節(jié)流閥6后二氧化碳的溫度降為-16℃，經(jīng)過(guò)第二節(jié)流閥7后二氧化碳的溫度降為-53℃，壓強(qiáng)降為0.6MPa。

圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例中換熱部分的流道布置示意圖，如圖所示，流道21、22為原料氣在主低溫?fù)Q熱器中的液化過(guò)程，流道23、24為二氧化碳節(jié)流后冷卻原料氣和高壓氮?dú)獾倪^(guò)程，流道25、26為高壓氮?dú)庠谥鞯蜏負(fù)Q熱器中被預(yù)冷的過(guò)程，流道27為膨脹后的高壓氮?dú)饫鋮s原料氣、低壓氮?dú)夂透邷氐母邏旱獨(dú)獾倪^(guò)程，流道28為低壓氮?dú)庠谥鞯蜏負(fù)Q熱器中被預(yù)冷的過(guò)程，流道29為膨脹后的低壓氮?dú)饫鋮s原料氣、低壓氮?dú)夂透邏旱獨(dú)獾倪^(guò)程。主低溫?fù)Q熱器可選擇板翅式換熱器和繞管式換熱器，具體類型根據(jù)單線產(chǎn)量、項(xiàng)目情況分析確定。

本實(shí)用新型中的兩級(jí)預(yù)冷主低溫?fù)Q熱器和三級(jí)深冷主低溫?fù)Q熱器均采用流體均布構(gòu)件，以優(yōu)化內(nèi)部換熱結(jié)構(gòu)、保證換熱過(guò)程穩(wěn)定、高效。

本實(shí)用新型提供的二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹的天然氣液化系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)對(duì)二氧化碳預(yù)冷雙級(jí)氮膨脹液化系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)高壓氮?dú)鈮毫Α⒌蛪旱獨(dú)鈮毫?、二氧化碳?jí)毫Α⒍趸碱A(yù)冷溫度、高壓氮?dú)馀蛎浨皽囟?、低壓氮?dú)馀蛎浨皽囟鹊葏?shù)進(jìn)行了優(yōu)化，提高了工藝靈活性。

(2)減少了液化系統(tǒng)的能量消耗，可以根據(jù)原料氣的組成、溫度、壓力、項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)環(huán)境溫度的變化、海上的晃蕩工況，合理分配預(yù)冷循環(huán)和主循環(huán)的熱負(fù)荷，提高了液化系統(tǒng)的海上適應(yīng)性和工藝靈活性，具有重要的工程價(jià)值，能夠?qū)崿F(xiàn)不同海域、不同氣質(zhì)條件下海上液化天然氣穩(wěn)定、高效、持續(xù)的生產(chǎn)需求。

(3)對(duì)不同的氣質(zhì)條件和海洋環(huán)境，液化率能夠達(dá)到96％，相比于雙氮膨脹液化工藝功耗降低約10％，與丙烷預(yù)冷雙氮膨脹液化工藝的比功耗相當(dāng)，液化能耗大大降低。

(4)相比于現(xiàn)有的丙烷預(yù)冷雙氮膨脹液化工藝，本實(shí)用新型避免了丙烷的使用，提高了安全性，減少了安全設(shè)施的投資；降低了氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力等級(jí)，從而減少了工藝模塊和船體的投資成本，提高了浮式天然氣液化裝置的經(jīng)濟(jì)性。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本實(shí)用新型所必須的。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。