一種煤層氣液化工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤層氣液化工藝，包括進(jìn)料單元、脫汞單元、CO2脫除單元、干燥單元、液化單元、制冷劑循環(huán)單元、制冷劑補(bǔ)充單元、儲(chǔ)存單元、儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元、熱油單元和火炬單元，進(jìn)料單元依次連接脫汞單元、CO2脫除單元、干燥單元、液化單元和存儲(chǔ)單元，液化單元通過制冷劑循環(huán)單元進(jìn)行預(yù)冷、液化以及過冷，制冷劑循環(huán)單元通過制冷劑補(bǔ)充單元補(bǔ)充制冷劑，儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元連接儲(chǔ)存單元。
【專利說明】
一種煤層氣液化工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及液化氣技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種煤層氣液化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在天然氣的液化過程中，需要先將原料天然氣經(jīng)過預(yù)處理，以一定的流量進(jìn)入液化系統(tǒng)，然后在液化系統(tǒng)中經(jīng)過預(yù)冷、液化、過冷等降溫工藝，最終獲得-162.5°C的LNG0
[0003]然而，現(xiàn)有的天然氣液化工藝存在以下缺點(diǎn):
[0004](I)預(yù)處理后的原料天然氣夾帶有部分少量的雜質(zhì)，雜質(zhì)附著在繞管式換熱器中的管道上，這些積累的雜質(zhì)在長時(shí)間的系統(tǒng)循環(huán)中容易造成繞管式換熱器的凍堵。
[0005](2)在天然氣脫除酸氣后，MDEA富胺液需要再生，再生后脫除的酸氣需要經(jīng)過處理回收或排放。目前現(xiàn)有的技術(shù)對(duì)于不含硫只含二氧化碳的酸氣還沒有很好的回收方法，因此使得該部分酸氣外排，不僅污染空氣和水，而且導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，使得生產(chǎn)成本無法降低。
[0006](3)天然氣液化工廠常用的為五種組分冷劑循環(huán)制冷，而混和制冷天然氣液化系統(tǒng)大多工藝流程復(fù)雜、工程量大、開停車程序復(fù)雜。
[0007](4)混合冷劑制冷流程操作彈性很大，當(dāng)生產(chǎn)能力即廠區(qū)負(fù)荷調(diào)整時(shí)，需要通過改變制冷劑組成來保持混合冷劑制冷的效率，冷劑的調(diào)節(jié)多采用手動(dòng)調(diào)節(jié)方式，對(duì)操作員操作水平要求較高，不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)失誤時(shí)容易導(dǎo)致工廠各參數(shù)的大幅波動(dòng)，造成生產(chǎn)的不穩(wěn)定。
[0008](5)在LNG的生產(chǎn)過程中，LNG儲(chǔ)罐中會(huì)產(chǎn)生BOG氣體，從而導(dǎo)致LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力變大，現(xiàn)有的技術(shù)中通常都是將BOG氣體從LNG儲(chǔ)罐引出后進(jìn)行排放或者燃燒處理，不僅造成環(huán)境的污染，而且還導(dǎo)致能量的極大浪費(fèi)，間接的使得LNG的制造成本升高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種日處理200萬立方米天然氣的一種能有效提高一次性液化率、成本更低的天然氣液化工藝，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0011]—種煤層氣液化工藝，包括進(jìn)料單元、脫萊單元、C02脫除單元、干燥單元、液化單元、制冷劑循環(huán)單元、制冷劑補(bǔ)充單元、儲(chǔ)存單元、儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元、熱油單元和火炬單元，進(jìn)料單元依次連接脫萊單元、C02脫除單元、干燥單元、液化單元和存儲(chǔ)單元，液化單元通過制冷劑循環(huán)單元進(jìn)行預(yù)冷、液化以及過冷，制冷劑循環(huán)單元通過制冷劑補(bǔ)充單元補(bǔ)充制冷劑，儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元連接儲(chǔ)存單元；
[0012](I)進(jìn)料單元
[0013]來自界區(qū)上游的壓縮機(jī)原料氣進(jìn)入原料氣過濾器，除去固體顆粒和液體，出原料氣過濾器的氣體經(jīng)計(jì)量和分析，進(jìn)入脫汞單元；
[0014](2)脫汞單元
[0015]原料氣經(jīng)過汞吸附器脫除氣體中的汞，汞吸附器出口的原料氣經(jīng)過濾器過濾，確保處理后的氣體中沒有吸附劑顆粒物；
[0016](3)C02脫除單元
[0017]①過濾后的原料氣從底部進(jìn)入胺洗塔，自下而上通過散堆填料，引入的貧胺液逆流吸收原料中的酸性氣體，CO2與堿性的貧胺液反應(yīng)形成弱鍵化合物，在胺洗塔的塔頂部通過塔板用水吸收純化氣體中的殘留溶劑，吸收溶劑的水經(jīng)水循環(huán)栗進(jìn)行再循環(huán)，少量的水通過補(bǔ)水栗進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)作為脫鹽水；
[0018]②原料氣與來自干燥單元的的濕再生氣混合，然后再次送到干燥單元；
[0019]③胺洗塔底部的集水槽中的富胺溶液，經(jīng)過胺換熱器被再生溶劑加熱后，輸送到胺氣提塔的中部形成兩相流體，氣相與蒸汽在胺氣提塔的頂部區(qū)域混合并進(jìn)入反沖洗盤，液相在胺氣提塔的填料上均勻分布并經(jīng)上升的蒸汽洗提，溶劑通過填料后，在煙囪狀集液盤上收集并通到胺氣提塔再沸器，通過熱油對(duì)溶劑進(jìn)行部分蒸餾;來自再沸器的液相和氣相被送回到胺氣提塔的塔釜，再生溶劑從胺氣提塔的底部經(jīng)胺換熱器流出，經(jīng)貧胺液栗增壓，在貧胺液冷卻器中由空氣冷卻，然后送到胺洗塔的中部，部分再生溶劑通過胺筒式前過濾器過濾掉顆粒物，然后通過胺吸附器脫除重?zé)N以防止起泡，再通過胺筒式后過濾器；
[0020]④通過水洗段的酸性氣體離開胺氣提塔的塔頂，在胺汽提塔冷凝器中冷卻和部分冷凝后，氣體在胺氣體回流罐與冷凝液分離，胺汽提塔回流栗將冷凝液送回胺汽提塔的塔頂作為回流；
[0021]⑤酸性氣體送到三級(jí)的酸性氣體壓縮機(jī)，經(jīng)過酸性氣體壓縮機(jī)壓縮，并送到界區(qū)外回收CO2;酸氣壓縮機(jī)中冷器I，酸氣壓縮機(jī)中冷器II和酸氣壓縮機(jī)后冷器采用空冷方式，來自低壓氣液分離器、中壓氣液分離器和高壓氣液分離器的液相酸水被送回到胺汽提塔回流罐，以減少去離子水的補(bǔ)充量；
[0022](4)干燥單元
[0023]來自CO2脫除單元的混合甜氣和廢再生氣被送往原料氣分離罐中，冷凝水被分離脫除，原料氣分離罐中的液體被送回到胺氣提塔;氣體自上向下通過原料氣干燥器，干燥的原料氣通過干氣過濾器移除氣體中的分子篩粉塵，再生氣從干氣過濾器的下游引出；
[0024]再生氣在再生氣加熱器中被加熱，隨后在再生氣冷卻器中由空氣冷卻，接著經(jīng)再生氣分離器進(jìn)行氣水分離，并將分離出的水送回到胺氣提塔，再生氣分離器的罐頂水飽和氣被輸送到再生氣壓縮機(jī)，然后在再生氣加熱器上游與甜氣混合；
[0025](5)液化單元
[0026]①干燥后的氣體被送往液化單元，此工段由原料氣預(yù)冷卻器、原料氣液化器和原料氣過冷器組成；
[0027]②來自于下游過濾器的天然氣在原料氣預(yù)冷卻器中降溫液化；
[0028]③冷貧原料氣進(jìn)入原料氣液化器中被進(jìn)一步液化，然后在原料氣過冷器中被進(jìn)一步過冷；
[0029]④過冷LNG輸送到LNG儲(chǔ)罐，并節(jié)流減壓；
[0030](6)制冷循環(huán)單元
[0031]①生產(chǎn)LNG所需冷量由閉路混合制冷劑循環(huán)提供，混合制冷劑由氮、工業(yè)乙烯、工業(yè)丁烷和富甲烷氣組成，由變速離心壓縮機(jī)對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮；
[0032]②來自原料氣預(yù)冷器殼層的制冷劑首先通過循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐，然后經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)第一級(jí)加壓，在循環(huán)壓縮機(jī)中間冷卻器中由空氣降溫，并部分冷凝，液相和氣相在循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐中分離;氣相在循環(huán)壓縮機(jī)第二級(jí)繼續(xù)壓縮并冷卻，然后在循環(huán)壓縮機(jī)后冷卻器中由空氣部分冷凝，循環(huán)壓縮機(jī)后冷卻器中形成的液相在循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器中分離；
[0033]③來自循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器的液體節(jié)流減壓，與來自于循環(huán)壓縮機(jī)中間冷卻器的兩相流混合并送至循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐;來自循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐底部液態(tài)烴被輸送至原料氣預(yù)冷器進(jìn)行深冷，經(jīng)J-T閥膨脹后用作原料氣預(yù)冷器的預(yù)冷劑；
[0034]④來自于循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器的循環(huán)氣在原料氣預(yù)冷器中部分冷凝，然后輸送到冷MRC分離器中，來自冷MRC分離器的液相在原料氣液化器中深冷降溫，經(jīng)節(jié)流膨脹后用作原料氣液化器的制冷劑;來自冷MRC分離器的氣相在原料氣液化器中冷凝過冷，然后通過J-T閥節(jié)流膨脹用作原料氣液化器的制冷劑；
[0035]⑤膨脹后，兩相流制冷劑在原料氣過冷器的殼程部分氣化，該物流被輸送到原料氣過冷器和液化制冷劑混合，混合物流在原料氣過冷器殼程進(jìn)一步氣化，然后被輸送到原料氣預(yù)冷器和預(yù)冷制冷劑混合，混合兩相物流在原料氣預(yù)冷器殼程完全氣化和過熱，然后通過循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐回到MRC壓縮機(jī)第一級(jí)的吸入端；
[0036]⑥來自原料氣預(yù)冷器上游的部分干原料氣被輸送到儲(chǔ)罐返回氣加熱器中進(jìn)行加熱，在原料氣過冷器下游和過冷的高壓LNG混合；
[0037](7)制冷劑補(bǔ)充單元
[0038]①乙烯存儲(chǔ)在乙烯補(bǔ)充罐中，在乙烯補(bǔ)充蒸發(fā)器蒸發(fā)并輸送到循環(huán)壓縮機(jī)入口罐，存在的水在乙烯干燥器中去除；
[0039]②工業(yè)丁烷存儲(chǔ)在丁烷補(bǔ)充罐中，存在的水和甲醇在液態(tài)丁烷干燥器中被去除；
[0040](8)儲(chǔ)存單元
[0041 ]來自原料氣過冷器下游的高壓LNG經(jīng)節(jié)流減壓，并被送至LNG儲(chǔ)罐；
[0042](9)儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元
[0043]①LNG儲(chǔ)罐產(chǎn)生的LNG蒸汽，在換熱器中被加熱，并在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器中通過空氣冷卻，在壓縮機(jī)中進(jìn)行二級(jí)壓縮后繼續(xù)升壓，并在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器中通過空氣冷卻；
[0044]②經(jīng)過壓縮后獲得的燃料氣進(jìn)一步壓縮，在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器III中通過空氣冷卻，在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)后冷器中經(jīng)過空氣冷卻，高壓的儲(chǔ)罐返回氣在原料氣預(yù)冷器上游和干氣混合，以回收全部甲烷生產(chǎn)LNG產(chǎn)品；
[0045](10)熱油單元
[0046]由兩個(gè)回路的溫度提供熱量，用于胺汽提塔再沸器胺液再生的中溫?zé)嵊突芈?，用于再生氣加熱器再生氣加熱的高溫?zé)嵊突芈罚?br>[0047](11)火炬單元
[0048]由熱火炬總管、冷火炬總管和LNG儲(chǔ)罐火炬總管組成，熱火炬總管上設(shè)有熱火炬緩沖罐，冷火炬總管上設(shè)有冷火炬緩沖罐和內(nèi)置式燃燒器。
[0049]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述干燥單元中使用的原料氣干燥器為干雙床分子篩吸附器站，當(dāng)一個(gè)吸附器處于吸附狀態(tài)時(shí)，另外一個(gè)吸附器用再生氣先進(jìn)行加熱再進(jìn)行冷卻，原料氣干燥器設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)原料氣干燥器定期切換。
[0050]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0051 ] 1、該工藝流程簡單，液化效率高，同時(shí)天然氣液化過程可一次完成，大大縮短天然氣液化流程；
[0052]2、該工藝經(jīng)過優(yōu)化，能夠以最小能耗獲得最大LNG凈產(chǎn)量和規(guī)定的LNG產(chǎn)品質(zhì)量；
[0053]3、該工藝中將采用特殊措施用來保護(hù)二氧化碳洗滌單元，避免腐蝕和溶劑的降解，以及保護(hù)干燥單元防止吸附劑滿載水和二氧化碳；
[0054]4、采用獨(dú)立螺旋管的換熱器，高效緊湊，傳熱效率高，抗溫差和溫變的能力強(qiáng)、安全性、操作穩(wěn)定性和可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；
[0055]5、預(yù)壓縮儲(chǔ)罐返回氣用作熱油單元的燃料氣。熱油用于二氧化碳洗滌單元再生塔再沸器和干燥單元再生氣加熱器的加熱，降低了裝置能耗，提高液化率；
[0056]6、采用四組分冷劑高壓節(jié)流制冷液化天然氣系統(tǒng)，簡化了工藝流程及開停車復(fù)雜程度，能耗消耗較少并能有效降低液化天然氣溫度；
[0057]7、生產(chǎn)過程LNG儲(chǔ)罐BOG的冷能高效利用系統(tǒng)，只需采購常溫壓縮機(jī)便可對(duì)其進(jìn)行加壓再液化，節(jié)能環(huán)保，成本低，并且通過換熱后的熱量交換利用，可將常溫天然氣直接降溫液化為LNG產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)罐儲(chǔ)存銷售。
【附圖說明】
[0058]圖1為煤層氣液化工藝的進(jìn)料示意圖。
[0059]圖2為煤層氣液化工藝的脫汞單元、部分CO2脫除單元示意圖。
[0060]圖3為煤層氣液化工藝的部分CO2脫除單元示意圖。
[0061 ]圖4為煤層氣液化工藝的部分CO2脫除單元示意圖。
[0062]圖5為煤層氣液化工藝的干燥單元示意圖。
[0063]圖6為煤層氣液化工藝的液化單元示意圖。
[0064]圖7為煤層氣液化工藝的循環(huán)制冷單元示意圖。
[0065]圖8為煤層氣液化工藝的制冷劑補(bǔ)充單元示意圖。
[0066]圖9為煤層氣液化工藝的儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元示意圖。
[0067]圖10為煤層氣液化工藝的火炬單元示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0068]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0069]請(qǐng)參閱圖1?10，本發(fā)明實(shí)施例中，煤層氣液化工藝，包括進(jìn)料單元、脫汞單元、CO2脫除單元、干燥單元、液化單元、制冷劑循環(huán)單元、制冷劑補(bǔ)充單元、儲(chǔ)存單元、儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元、熱油單元和火炬單元，進(jìn)料單元依次連接脫萊單元、C02脫除單元、干燥單元、液化單元和存儲(chǔ)單元，液化單元通過制冷劑循環(huán)單元進(jìn)行預(yù)冷、液化以及過冷，制冷劑循環(huán)單元通過制冷劑補(bǔ)充單元補(bǔ)充制冷劑，儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元連接儲(chǔ)存單元。
[0070]用于設(shè)計(jì)的原料氣條件如下:原料氣壓力5.0MPa，溫度50°C，空冷環(huán)境溫度31.7°C。此條件下原料氣流量2000000Sm3/天。此工藝經(jīng)過優(yōu)化，能夠以最小能耗獲得最大LNG凈產(chǎn)量和規(guī)定的LNG產(chǎn)品質(zhì)量。
[0071](I)進(jìn)料單元
[0072]來自界區(qū)上游的壓縮機(jī)原料氣進(jìn)入原料氣過濾器05S01，除去固體顆粒和液體，過濾器05S01下游的原料氣經(jīng)過計(jì)量和分析，進(jìn)入脫汞單元;進(jìn)入過濾器05S01的原料氣的壓力為5.0MPa，溫度為50 °C;
[0073](2)脫汞單元
[0074]原料氣經(jīng)過汞吸附器13A01以脫除氣體中的汞，汞吸附器13A01出口的原料氣經(jīng)過濾器13S01過濾，確保處理后的氣體中沒有吸附劑顆粒物；
[0075](3)C02脫除單元
[0076]①過濾后的原料氣從底部進(jìn)入胺洗塔12T01，自下而上通過散堆填料，引入的貧胺液逆流吸收原料中的酸性氣體，CO2與堿性的貧胺液反應(yīng)形成弱鍵化合物，在胺洗塔12T01的塔頂部通過塔板用水吸收純化氣體中的殘留溶劑，吸收溶劑的水經(jīng)水循環(huán)栗12P04-A/B進(jìn)行再循環(huán)，少量的水通過補(bǔ)水栗12P03進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)作為脫鹽水；
[0077]②原料氣與來自干燥單元的的濕再生氣混合，然后再次送到干燥單元；
[0078]③胺洗塔12T01底部的集水槽中的富胺溶液，經(jīng)過胺換熱器12E03被再生溶劑加熱后，輸送到胺氣提塔12T02的中部形成兩相流體，氣相與蒸汽在胺氣提塔12T02的頂部區(qū)域混合并進(jìn)入反沖洗盤，液相在胺氣提塔12T02的填料上均勻分布并經(jīng)上升的蒸汽洗提，溶劑通過填料后，在煙囪狀集液盤上收集并通到胺氣提塔再沸器12E04，通過熱油對(duì)溶劑進(jìn)行部分蒸餾;來自再沸器12E04的液相和氣相被送回到胺氣提塔12T02的塔釜，再生溶劑從胺氣提塔12T02的底部經(jīng)胺換熱器12E03流出，經(jīng)貧胺液栗12P01-A/B增壓，在貧胺液冷卻器12E02中由空氣冷卻，然后送到12T01塔的中部，部分再生溶劑通過胺筒式前過濾器12S01過濾掉顆粒物，然后通過胺吸附器12A01脫除重?zé)N以防止起泡，再通過胺筒式后過濾器12S02;
[0079]④通過水洗段的酸性氣體離開胺氣提塔12T02的塔頂，在胺汽提塔冷凝器12E05中冷卻和部分冷凝后，氣體在胺氣體回流罐12D02與冷凝液分離，胺汽提塔回流栗12P02-A/B將冷凝液送回胺汽提塔12T02的塔頂作為回流；
[0080]⑤酸性氣體送到三級(jí)的酸性氣體壓縮機(jī)12C01，經(jīng)過酸性氣體壓縮機(jī)12C01壓縮，氣體的壓力由0.16MPa提高到4.0MPa，并送到界區(qū)外回收CO2 ；酸氣壓縮機(jī)中冷器112E06，酸氣壓縮機(jī)中冷器II16E07和酸氣壓縮機(jī)后冷器12E08采用空冷，來自低壓氣液分離器12D03、中壓氣液分離器12D04和高壓氣液分離器12D05的液相酸水被送回到胺汽提塔回流罐12D02，以減少去尚子水的補(bǔ)充量；
[0081 ] (4)干燥單元
[0082]來自CO2脫除單元的混合甜氣和廢再生氣被送往原料氣分離罐16D01中，冷凝水被分離脫除，原料氣分離罐16D01中的液體被送回到胺氣提塔12T02;氣體自上向下通過原料氣干燥器16A01-A/B，原料氣干燥器16A01-A/B為干雙床分子篩吸附器站，循環(huán)時(shí)間為12h，當(dāng)一個(gè)吸附器處于吸附狀態(tài)時(shí)，另外一個(gè)吸附器用再生氣加熱約8h再冷卻3h，兩個(gè)干燥器定期切換;干燥的原料氣通過干氣過濾器16S01-A/B移除氣體中的分子篩粉塵，再生氣從干氣過濾器16S01-A/B的下游引出；
[0083]再生氣在再生氣加熱器16E01中被熱油加熱到195?205°C，隨后在再生氣冷卻器16E02中由空氣冷卻，接著經(jīng)再生氣分離器16D02進(jìn)行氣水分離，并將分離出的水送回到胺氣提塔12??2，再生氣分離器16D02的罐頂水飽和氣被輸送到再生氣壓縮機(jī)16C01A/B，然后在再生氣加熱器12E01上游與甜氣混合；
[0084](5)液化單元
[0085]①干燥后的氣體被送往液化單元，此工段由原料氣預(yù)冷卻器23E01、原料氣液化器23E02和原料氣過冷器23E03組成；
[0086]②來自于下游過濾器16S01-A/B的天然氣在原料氣預(yù)冷卻器23E01中從43?45°C降溫至-40?-42 °C;
[0087]③冷貧原料氣離開原料氣預(yù)冷卻器23E01，接著在原料氣液化器23E02中被進(jìn)一步液化至-119?-121°C，然后在原料氣過冷器23E03中被進(jìn)一步過冷，其出口溫度為-165?-167°C；
[0088]④過冷LNG輸送到LNG儲(chǔ)罐，并節(jié)流減壓到0.110?0.120MPa;
[0089](6)制冷循環(huán)單元
[0090]①生產(chǎn)LNG所需冷量由閉路混合制冷劑循環(huán)提供，混合制冷劑由氮、工業(yè)乙烯、工業(yè)丁烷和富甲烷氣組成，由變速離心壓縮機(jī)對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮；
[0091]②來自原料氣預(yù)冷器23E01殼層的制冷劑，溫度16?18°C，壓力為0.45?0.55MPa;制冷劑首先通過循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐41D01，然后經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)41C01第一級(jí)加壓至2.6?
2.SMPa，在循環(huán)壓縮機(jī)中間冷卻器41E01中由空氣降溫至41?43 °C，并部分冷凝，液相和氣相在循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐41D02中分離，氣相在循環(huán)壓縮機(jī)41C01第二級(jí)繼續(xù)壓縮至5.5?5.7MPa并冷卻，然后在循環(huán)壓縮機(jī)后冷卻器41E02中由空氣部分冷凝，使其溫度達(dá)到41?43°C，循環(huán)壓縮機(jī)后冷卻器41E02中形成的液相在循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器41D03中分離；
[0092]③來自循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器41D03的液體節(jié)流減壓至2.6?2.SMPa，與來自于循環(huán)壓縮機(jī)中間冷卻器41E01的兩相流混合并送至循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐41D02;來自循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐41D02和41D12底部液態(tài)烴被輸送至原料氣預(yù)冷器23E01，并在其中深冷至-41°C，經(jīng)J-T閥膨脹后用作原料氣預(yù)冷器23E01的預(yù)冷劑；
[0093]④來自于循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器41D03的循環(huán)氣在原料氣預(yù)冷器23E01中部分冷凝，然后輸送到冷MRC分離器23D01中，其溫度為-41?-43°C ;來自7令MRC分離器23D01的液相在原料氣液化器23E02中深冷降溫至-119?-121°C，經(jīng)節(jié)流膨脹后用作原料氣液化器23E02的制冷劑;來自冷MRC分離器23D01的氣相在23E02中冷凝并在原料氣液化器23E03中過冷到大約-165?-167°C，然后通過J-T閥節(jié)流膨脹用作原料氣液化器23E03的制冷劑；
[0094]⑤在膨脹到0.55?0.65MPa后，兩相流制冷劑在原料氣過冷器23E03的殼程部分氣化，該物流被輸送到原料氣過冷器23E02和液化制冷劑混合，混合物流在原料氣過冷器23E02殼程進(jìn)一步氣化，然后被輸送到原料氣預(yù)冷器23E01和預(yù)冷制冷劑混合，混合兩相物流在原料氣預(yù)冷器23E01殼程完全氣化和過熱，然后通過循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐41D01回到MRC壓縮機(jī)41 CO I第一級(jí)的吸入端；
[0095]⑥來自原料氣預(yù)冷器23E01上游的部分干原料氣氣被輸送到儲(chǔ)罐返回氣加熱器23E04，并冷卻至-111?-113°C，該物流在原料氣過冷器23E03下游和過冷的高壓LNG混合；
[0096]⑦混合冷劑壓縮機(jī)吸入側(cè)的壓力為2.2MPa，如果系統(tǒng)停車，靜止壓力為0.9?
1.1Mpa;混合冷劑壓縮機(jī)將用切斷閥隔離，并氮封;系統(tǒng)中的混合冷劑溫度將緩慢的上升，在兩周內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)的安全壓力，安全泄放閥將打開，泄放至火炬，以保持系統(tǒng)壓力。當(dāng)系統(tǒng)具備重新啟動(dòng)的條件，壓縮機(jī)切斷閥將打開，壓縮機(jī)重新啟動(dòng)。如果需要的話，混合冷劑組分將做調(diào)整。
[0097](7)制冷劑補(bǔ)充單元
[0098]①由于循環(huán)壓縮機(jī)41C01的氣體密封的原因，循環(huán)氣會(huì)有所損失，因此需要對(duì)制冷劑系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充;單個(gè)成分所需的量根據(jù)組成顯示和制冷部分的溫度來調(diào)節(jié)，然后通過流量計(jì)間歇補(bǔ)充，具體純氮?dú)鈴慕鐓^(qū)提供，通過流量控制以氣相引入補(bǔ)充總管；
[0099]②富甲烷氣來自儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)的后冷器或開車時(shí)原料氣干燥器下游；
[0100]③乙烯存儲(chǔ)在乙烯補(bǔ)充罐47D01，在乙烯補(bǔ)充蒸發(fā)器47E01蒸發(fā)并輸送到循環(huán)壓縮機(jī)入口罐41D01，可能存在的微量水在乙烯干燥器47A01中去除；
[0101]④工業(yè)丁烷存儲(chǔ)在丁烷補(bǔ)充罐47D02中，可能存在的微量水和甲醇在液態(tài)丁烷干燥器47A02中被去除，以保證丁烷干燥，丁烷儲(chǔ)罐由來自界區(qū)外；
[0102]⑤基于氣相色譜儀監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)，混合冷劑的補(bǔ)充可以手動(dòng)補(bǔ)充，也可以自動(dòng)補(bǔ)充。
[0103](8)儲(chǔ)存單元
[0104]①來自原料氣過冷器23E03下游的高壓LNG節(jié)流減壓至112?118kPa，并被送至LNG儲(chǔ)罐73D01，全包容LNG儲(chǔ)罐(預(yù)應(yīng)力混凝土外墻)由珠光砂材料保溫，其設(shè)計(jì)容量為29000m3，最大蒸發(fā)率為每天液體儲(chǔ)量的0.08%；
[0105]②LNG儲(chǔ)罐內(nèi)液下裝車?yán)?3P01A/B的單臺(tái)設(shè)計(jì)流量為大約320m3/h，將LNG送至LNG裝車站73Y01A-H進(jìn)行槽車灌裝。
[0106](9)儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元
[0107]①由于末端閃蒸、熱量輸入、裝車?yán)鋮s，在LNG儲(chǔ)罐73D01產(chǎn)生的LNG蒸汽，在23E04中被加熱到-10°c;然后，該氣體從0.107MPa加壓至0.3MPa，并在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器I78E01中通過環(huán)境空氣冷卻到41?43°C，然后，在壓縮機(jī)78C01的二級(jí)壓縮后繼續(xù)升壓至
0.7MPa，并在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器II 78E02中通過環(huán)境空氣冷卻到41?43°C;
[0108]②經(jīng)過壓縮后獲得所需的用于熱油單元的燃料氣，剩下的物流進(jìn)一步壓縮到1.7?1.9MPa，并在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器III 78E03中通過環(huán)境空氣冷卻到41?43°C，最終該物料被壓縮到4.9MPa，并通過儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)后冷器78E04中通過環(huán)境空氣冷卻到41?43°C，高壓的儲(chǔ)罐返回氣在原料氣預(yù)冷器23E01上游和干氣混合，以回收全部甲烷生產(chǎn)LNG產(chǎn)品。
[0109](10)熱油單元
[0110]①熱油系統(tǒng)以兩種溫度水平向裝置提供熱量，提供兩個(gè)回路，用于胺汽提塔再沸器12E04胺液再生的中溫?zé)嵊突芈?，溫度?78?182°C，用于再生氣加熱器16E01再生氣加熱的高溫?zé)嵊突芈罚瑴囟葹?58?262°C，這兩個(gè)回路的熱量均由燃料直燃式加熱器提供。
[0111](11)火炬單元
[0112]采用提升式火炬，火炬系統(tǒng)由三個(gè)火炬總管組成:
[0113]①熱火炬總管上設(shè)有熱火炬緩沖罐90D01;
[0114]②冷火炬總管上設(shè)有冷火炬緩沖罐91D01和內(nèi)置式燃燒器91E01；
[0115]③LNG儲(chǔ)罐火炬總管。
[0116]工藝控制
[0117](I)進(jìn)料單元
[0118]進(jìn)裝置的原料氣的壓力由界區(qū)外的閥門控制，原料氣在05D01下游進(jìn)行計(jì)量，并通過位于LNG儲(chǔ)罐73D01頂部通過LNG節(jié)流閥控制流量。
[0119](2)C02脫除單元
[0120]①貧胺液冷卻器12E02出口溫度通過空冷器風(fēng)扇進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，保持去胺洗塔12T01的貧胺溫度不變；
[0121]②再沸器12E04由TC溫度控制器(胺汽提塔12T02中)-FC流量控制器(熱油線中)串聯(lián)控制，以保持貧胺溶液的溫度和含水量在允許的范圍內(nèi)；
[0122]③胺洗塔12T01和胺氣體回流罐12D02由液位控制器控制，胺汽提塔12T02的液位是浮動(dòng)的；
[0123]④入到胺洗塔12T01的貧胺由流量計(jì)控制，以保證甜氣中CO2含量在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)；
[0124]⑤胺汽提塔12T02的回流液由液位計(jì)LC (胺氣體回流罐12D02中)和流量計(jì)FC串聯(lián)控制；
[0125]⑥胺汽提塔12T02的壓力通過通往大氣的二氧化碳尾氣閥門來保持穩(wěn)定；
[0126]⑦有連續(xù)的酸性廢水排到界區(qū)外，因?yàn)樨毴芤和ㄟ^控制來調(diào)節(jié)溶劑流量;如果需要，少量酸性廢水通過流量控制排放到界區(qū)。
[0127](3)干燥單元
[0128]①所有的主要控制點(diǎn)均需連接到干燥器時(shí)序控制程序；
[0129]②原料分離罐16D01和再生氣分離器16D02由液位控制，水被排到胺汽提塔12T02;
[0130]③再生氣由流量計(jì)和溫度計(jì)控制；
[0131]④再生氣冷卻器16E02出口溫度通過空冷器電機(jī)的調(diào)節(jié)來控制，以保證一個(gè)穩(wěn)定的溫度去胺氣體回流罐12D02，防止在冬季生成水合物；
[0132]⑤再生氣壓縮機(jī)通過回流控制。干燥站前后的再生旁路確保再生氣循環(huán)流量穩(wěn)定，獨(dú)立于干燥器的時(shí)序步驟。
[0133](4)液化單元
[0134]①裝置的液化能力通過三臺(tái)J-T膨脹閥和儲(chǔ)罐頂部的節(jié)流閥，由溫度和流量級(jí)聯(lián)控制；
[0135]②熱的儲(chǔ)罐返回氣溫度由23 E O 4的熱端的溫差控制器控制，通過閥門控制前往23E04的原料氣流量。
[0136](5)壓縮單元
[0137]①通過循環(huán)壓縮機(jī)41C01轉(zhuǎn)速控制來控制入口壓力；
[0138]②循環(huán)壓縮機(jī)中間冷卻器41E01和循環(huán)壓縮機(jī)后冷卻器41E02通過各自空冷器風(fēng)扇的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)溫度控制；
[0139]③循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器41D03是液位控制的，而循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐41D02的液位為浮動(dòng)的。
[0140](7)制冷劑補(bǔ)充單元單元
[0141]甲烷、丁烷、乙烯和氮的補(bǔ)充量通過流量控制加入到循環(huán)中。
[0142](9)儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元
[0143]熱入口活塞壓縮機(jī)78C01的入口壓力通過第一級(jí)后的回流來調(diào)節(jié)，第一級(jí)之后引出燃料氣，燃料氣的壓力通過之后幾級(jí)的回流來調(diào)節(jié)。因此，兩個(gè)壓縮機(jī)部分能夠獨(dú)立工作，調(diào)節(jié)能力從O到最大能力。
[0144]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤層氣液化工藝，包括進(jìn)料單元、脫萊單元、C02脫除單元、干燥單元、液化單元、制冷劑循環(huán)單元、制冷劑補(bǔ)充單元、儲(chǔ)存單元、儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元、熱油單元和火炬單元，其特征在于，進(jìn)料單元依次連接脫萊單元、C02脫除單元、干燥單元、液化單元和存儲(chǔ)單元，液化單元通過制冷劑循環(huán)單元進(jìn)行預(yù)冷、液化以及過冷，制冷劑循環(huán)單元通過制冷劑補(bǔ)充單元補(bǔ)充制冷劑，儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元連接儲(chǔ)存單元； (1)進(jìn)料單元 來自界區(qū)上游的壓縮機(jī)原料氣進(jìn)入原料氣過濾器，除去固體顆粒和液體，出原料氣過濾器的氣體經(jīng)計(jì)量和分析，進(jìn)入脫汞單元； (2)脫汞單元 原料氣經(jīng)過汞吸附器脫除氣體中的汞，汞吸附器出口的原料氣經(jīng)過濾器過濾，確保處理后的氣體中沒有吸附劑顆粒物； (3)C02脫除單元 ①過濾后的原料氣從底部進(jìn)入胺洗塔，自下而上通過散堆填料，引入的貧胺液逆流吸收原料中的酸性氣體，CO2與堿性的貧胺液反應(yīng)形成弱鍵化合物，在胺洗塔的塔頂部通過塔板用水吸收純化氣體中的殘留溶劑，吸收溶劑的水經(jīng)水循環(huán)栗進(jìn)行再循環(huán)，少量的水通過補(bǔ)水栗進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)作為脫鹽水； ②原料氣與來自干燥單元的的濕再生氣混合，然后再次送到干燥單元； ③胺洗塔底部的集水槽中的富胺溶液，經(jīng)過胺換熱器被再生溶劑加熱后，輸送到胺氣提塔的中部形成兩相流體，氣相與蒸汽在胺氣提塔的頂部區(qū)域混合并進(jìn)入反沖洗盤，液相在胺氣提塔的填料上均勻分布并經(jīng)上升的蒸汽洗提，溶劑通過填料后，在煙囪狀集液盤上收集并通到胺氣提塔再沸器，通過熱油對(duì)溶劑進(jìn)行部分蒸餾;來自再沸器的液相和氣相被送回到胺氣提塔的塔釜，再生溶劑從胺氣提塔的底部經(jīng)胺換熱器流出，經(jīng)貧胺液栗增壓，在貧胺液冷卻器中由空氣冷卻，然后送到胺洗塔的中部，部分再生溶劑通過胺筒式前過濾器過濾掉顆粒物，然后通過胺吸附器脫除重?zé)N以防止起泡，再通過胺筒式后過濾器； ④通過水洗段的酸性氣體離開胺氣提塔的塔頂，在胺汽提塔冷凝器中冷卻和部分冷凝后，氣體在胺氣體回流罐與冷凝液分離，胺汽提塔回流栗將冷凝液送回胺汽提塔的塔頂作為回流； ⑤酸性氣體送到三級(jí)的酸性氣體壓縮機(jī)，經(jīng)過酸性氣體壓縮機(jī)壓縮，并送到界區(qū)外回收CO2;酸氣壓縮機(jī)中冷器I，酸氣壓縮機(jī)中冷器II和酸氣壓縮機(jī)后冷器采用空冷方式，來自低壓氣液分離器、中壓氣液分離器和高壓氣液分離器的液相酸水被送回到胺汽提塔回流罐，以減少去離子水的補(bǔ)充量； (4)干燥單元 來自CO2脫除單元的混合甜氣和廢再生氣被送往原料氣分離罐中，冷凝水被分離脫除，原料氣分離罐中的液體被送回到胺氣提塔;氣體自上向下通過原料氣干燥器，干燥的原料氣通過干氣過濾器移除氣體中的分子篩粉塵，再生氣從干氣過濾器的下游引出； 再生氣在再生氣加熱器中被加熱，隨后在再生氣冷卻器中由空氣冷卻，接著經(jīng)再生氣分離器進(jìn)行氣水分離，并將分離出的水送回到胺氣提塔，再生氣分離器的罐頂水飽和氣被輸送到再生氣壓縮機(jī)，然后在再生氣加熱器上游與甜氣混合； (5)液化單元 ①干燥后的氣體被送往液化單元，此工段由原料氣預(yù)冷卻器、原料氣液化器和原料氣過冷器組成； ②來自于下游過濾器的天然氣在原料氣預(yù)冷卻器中降溫液化； ③冷貧原料氣進(jìn)入原料氣液化器中被進(jìn)一步液化，然后在原料氣過冷器中被進(jìn)一步過冷; ④過冷LNG輸送到LNG儲(chǔ)罐，并節(jié)流減壓； (6)制冷循環(huán)單元 ①生產(chǎn)LNG所需冷量由閉路混合制冷劑循環(huán)提供，混合制冷劑由氮、工業(yè)乙烯、工業(yè)丁烷和富甲烷氣組成，由變速離心壓縮機(jī)對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮； ②來自原料氣預(yù)冷器殼層的制冷劑首先通過循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐，然后經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)第一級(jí)加壓，在循環(huán)壓縮機(jī)中間冷卻器中由空氣降溫，并部分冷凝，液相和氣相在循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐中分離;氣相在循環(huán)壓縮機(jī)第二級(jí)繼續(xù)壓縮并冷卻，然后在循環(huán)壓縮機(jī)后冷卻器中由空氣部分冷凝，循環(huán)壓縮機(jī)后冷卻器中形成的液相在循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器中分離； ③來自循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器的液體節(jié)流減壓，與來自于循環(huán)壓縮機(jī)中間冷卻器的兩相流混合并送至循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐;來自循環(huán)壓縮機(jī)中間儲(chǔ)罐底部液態(tài)烴被輸送至原料氣預(yù)冷器進(jìn)行深冷，經(jīng)J-T閥膨脹后用作原料氣預(yù)冷器的預(yù)冷劑； ④來自于循環(huán)壓縮機(jī)高壓分離器的循環(huán)氣在原料氣預(yù)冷器中部分冷凝，然后輸送到冷MRC分離器中，來自冷MRC分離器的液相在原料氣液化器中深冷降溫，經(jīng)節(jié)流膨脹后用作原料氣液化器的制冷劑;來自冷MRC分離器的氣相在原料氣液化器中冷凝過冷，然后通過J-T閥節(jié)流膨脹用作原料氣液化器的制冷劑； ⑤膨脹后，兩相流制冷劑在原料氣過冷器的殼程部分氣化，該物流被輸送到原料氣過冷器和液化制冷劑混合，混合物流在原料氣過冷器殼程進(jìn)一步氣化，然后被輸送到原料氣預(yù)冷器和預(yù)冷制冷劑混合，混合兩相物流在原料氣預(yù)冷器殼程完全氣化和過熱，然后通過循環(huán)壓縮機(jī)吸入罐回到MRC壓縮機(jī)第一級(jí)的吸入端； ⑥來自原料氣預(yù)冷器上游的部分干原料氣被輸送到儲(chǔ)罐返回氣加熱器中進(jìn)行加熱，在原料氣過冷器下游和過冷的高壓LNG混合； (7)制冷劑補(bǔ)充單元 ①乙烯存儲(chǔ)在乙烯補(bǔ)充罐中，在乙烯補(bǔ)充蒸發(fā)器蒸發(fā)并輸送到循環(huán)壓縮機(jī)入口罐，存在的水在乙烯干燥器中去除； ②工業(yè)丁烷存儲(chǔ)在丁烷補(bǔ)充罐中，存在的水和甲醇在液態(tài)丁烷干燥器中被去除； (8)儲(chǔ)存單元 來自原料氣過冷器下游的高壓LNG經(jīng)節(jié)流減壓，并被送至LNG儲(chǔ)罐； (9)儲(chǔ)罐返回氣壓縮單元 ①LNG儲(chǔ)罐產(chǎn)生的LNG蒸汽，在換熱器中被加熱，并在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器中通過空氣冷卻，在壓縮機(jī)中進(jìn)行二級(jí)壓縮后繼續(xù)升壓，并在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器中通過空氣冷卻； ②經(jīng)過壓縮后獲得的燃料氣進(jìn)一步壓縮，在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)中冷器III中通過空氣冷卻，在儲(chǔ)罐返回氣壓縮機(jī)后冷器中經(jīng)過空氣冷卻，高壓的儲(chǔ)罐返回氣在原料氣預(yù)冷器上游和干氣混合，以回收全部甲烷生產(chǎn)LNG產(chǎn)品； (10)熱油單元 由兩個(gè)回路的溫度提供熱量，用于胺汽提塔再沸器胺液再生的中溫?zé)嵊突芈?，用于再生氣加熱器再生氣加熱的高溫?zé)嵊突芈罚? (11)火炬單元 由熱火炬總管、冷火炬總管和LNG儲(chǔ)罐火炬總管組成，熱火炬總管上設(shè)有熱火炬緩沖罐，冷火炬總管上設(shè)有冷火炬緩沖罐和內(nèi)置式燃燒器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣液化工藝，其特征在于，所述干燥單元中使用的原料氣干燥器為干雙床分子篩吸附器站，當(dāng)一個(gè)吸附器處于吸附狀態(tài)時(shí)，另外一個(gè)吸附器用再生氣先進(jìn)行加熱再進(jìn)行冷卻，原料氣干燥器設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)原料氣干燥器定期切換。
【文檔編號(hào)】C10L3/10GK105865145SQ201610257269
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】李明, 周曉莉, 鄒婉婷, 張名亮, 耿曉娟
【申請(qǐng)人】晉城華港燃?xì)庥邢薰?br>