采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统技术方案

采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统，包括高温区混合制冷剂(MR2)循环、低温区混合制冷剂(MR1)循环和BOG喷射制冷液化循环，采用带喷射器的双级混合制冷剂系统，两级混合制冷剂制冷循环通过合理的组分配比、压力和温度设定，以较小的耗功量使压缩后的BOG再液化；同时引入喷射器，利用高压液态天然气引射储罐中的BOG，减小了节流过程中的不可逆损失，节省了耗功，进一步降低了系统的单位液化耗功量，节能效果显著。

Liquefied natural gas evaporation gas re liquefaction system using two-stage mixing refrigerant circulation

Reliquefaction system using liquefied natural gas vapor double stage mixed refrigerant cycle, including high temperature mixed refrigerant (MR2) cycle, low temperature mixed refrigerant (MR1) cycle and BOG jet refrigeration cycle liquefaction, adopts double stage mixed refrigerant system with ejector, two mixed refrigerant cycle through reasonable ratio pressure and temperature setting, to make smaller consumption of compressed BOG reliquefaction; while the introduction of ejector, using high-pressure liquid gas ejector BOG in the tank, reduces the throttling process of irreversible loss, saving power consumption, to further reduce the power consumption of liquefied unit capacity of the system, the energy saving effect is remarkable.

【技术实现步骤摘要】
采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统
本专利技术属于液化天然气
，具体涉及采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统。
技术介绍
液化天然气(liquefiednaturalgas，LNG)是一种常压贮存于-162℃的低温液体燃料，其主要成分是甲烷，体积为气态时的1/625，便于长途运输和贮存。由于LNG的常压贮存温度为-162℃，在其输运及贮存过程中，难免有热量从环境漏入，使部分LNG汽化产生蒸发气(boil-offgas，BOG)，并使容器压力升高，当压力高于安全压力时，BOG将被排放至大气中，不仅造成温室气体排放，经济损失也十分可观，因此如何合理回收BOG成为LNG贮存环节亟待解决的热点问题。目前，BOG的处理工艺多为再冷凝工艺，该工艺结合LNG外输，利用高压过冷的LNG使压缩后的BOG冷凝，之后再泵送至汽化器，回收了LNG的冷量，大大节省了BOG加压的耗功。然而，当LNG储罐外输负荷较小或长时间无LNG外输时，不断产生的BOG将被火炬排空，以维持系统运行的安全压力。因此，该工艺无法从根本上有效的解决BOG的处理问题，需考虑采用独立的低温制冷系统将BOG再液化后送回储罐中。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供了采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统，使其单位液体产品能耗更低，可以有效降低BOG再液化的耗功。为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统，包括换热器HX1，换热器HX1的出口c与第一级高温制冷剂压缩机C6入口连接，第一级高温制冷剂压缩机C6出口和第五冷却器5入口连接，第五冷却器5出口和第二级高温制冷剂压缩机C7入口连接，第二级高温制冷剂压缩机C7出口与第六冷却器6入口连接，第六冷却器6出口与换热器HX1的入口e连接，和入口e连通的换热器HX1的出口f与高温制冷剂节流阀V2入口相连，高温制冷剂节流阀V2出口与换热器HX1的入口d连接，入口d和出口c连通，构成高温区混合制冷剂(MR2)循环；换热器HX1的出口a与第一级低温制冷剂压缩机C4入口连接，第一级低温制冷剂压缩机C4出口与第三冷却器3入口连接，第三冷却器3出口与第二级低温制冷剂压缩机C5入口连接，第二级低温制冷剂压缩机C5出口和第四冷却器4入口连接，第四冷却器4出口与换热器HX1的入口g连接，和入口g连通的换热器HX1的出口h与换热器HX2的入口m连接，和入口m连通的换热器HX2的出口n与低温制冷剂节流阀V1入口连接，低温制冷剂节流阀V1出口与换热器HX2的入口l连接，和入口l连通的换热器HX2的出口k与换热器HX1的入口b连接，入口b和换热器HX1的出口a连通，构成低温区混合制冷剂(MR1)循环；换热器HX1的出口j与换热器HX2的入口o连接，和入口o连通的换热器HX2的出口p与过冷器HX3的入口s连接，和入口s连通的过冷器HX3的出口t和喷射器E0主流体入口u连接，喷射器E0的被引射流体入口v与储罐BOG出口相连，喷射器E0的出口w与气液分离器S0入口x连接，气液分离器S0的液相出口y与BOG节流阀V0入口相连，BOG节流阀V0出口与LNG储罐连接；气液分离器的气相出口z和过冷器HX3的入口r连接，和入口r连通的过冷器HX3的出口q与第一级BOG压缩机C1入口连接，第一级BOG压缩机C1出口与第二级BOG压缩机C2的入口相连，第二级BOG压缩机C2的出口和第一冷却器1的入口连接，第一冷却器1的出口与第三级BOG压缩机C3入口连接，第三级BOG压缩机C3出口与第二冷却器2入口连接，第二冷却器2出口与换热器HX1的入口i相连，入口i和换热器HX1的出口j连通，至此构成BOG喷射制冷液化循环。所述的高温区混合制冷剂包含异丁烷、丙烷和乙烷，所述低温区混合制冷剂包含丙烷、乙烯和甲烷。所述的高温区混合制冷剂(MR2)循环进入换热器HX1前实现全部冷凝，所述的低温区混合制冷剂(MR1)循环进入换热器HX2前实现部分冷凝。所述的BOG喷射制冷液化循环在进入过冷器HX3前实现全部液化。本专利技术的有益效果为：本专利技术用于对储罐中的BOG再液化回收处理，采用一种带喷射器的双级混合制冷剂系统，其优点在于两级混合制冷剂制冷循环通过合理的组分配比、压力和温度设定，以较小的耗功量使压缩后的BOG再液化。同时，该系统引入喷射器，利用高压液态天然气引射储罐中的BOG，减小了节流过程中的不可逆损失，节省了耗功，进一步降低了系统的单位液化耗功量，节能效果显著。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细描述：参照图1，采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统，包括换热器HX1，换热器HX1的出口c与第一级高温制冷剂压缩机C6入口连接，第一级高温制冷剂压缩机C6出口和第五冷却器5入口连接，第五冷却器5出口和第二级高温制冷剂压缩机C7入口连接，第二级高温制冷剂压缩机C7出口与第六冷却器6入口连接，第六冷却器6出口与换热器HX1的入口e连接，和入口e连通的换热器HX1的出口f与高温制冷剂节流阀V2入口相连，高温制冷剂节流阀V2出口与换热器HX1的入口d连接，入口d和出口c连通，构成高温区混合制冷剂(MR2)循环。第一级高温制冷剂压缩机C6吸入从换热器HX1排出的低压制冷剂蒸气MR2-1后，压缩后进入第五冷却器5中间冷却后进入第二级高温制冷剂压缩机C7压缩至最高压力，随后高压的制冷剂MR2-4进入第六冷却器6中被冷却至环境温度，之后高压的制冷剂MR2-5流入换热器HX1被过冷至状态MR2-6后在高温制冷剂节流阀V2中节流，并返流回换热器HX1为其提供冷量；在换热器HX1中吸收高压天然气、高压低温混合制冷剂MR1及自身冷却过程释放的热量，并被气化复温后，低压的制冷剂MR2-1被第一级高温制冷剂压缩机C6吸入，进入下一次MR2循环。换热器HX1的出口a与第一级低温制冷剂压缩机C4入口连接，第一级低温制冷剂压缩机C4出口与第三冷却器3入口连接，第三冷却器3出口与第二级低温制冷剂压缩机C5入口连接，第二级低温制冷剂压缩机C5出口和第四冷却器4入口连接，第四冷却器4出口与换热器HX1的入口g连接，和入口g连通的换热器HX1的出口h与换热器HX2的入口m连接，和入口m连通的换热器HX2的出口n与低温制冷剂节流阀V1入口连接，低温制冷剂节流阀V1出口与换热器HX2的入口l连接，和入口l连通的换热器HX2的出口k与换热器HX1的入口b连接，入口b和换热器HX1的出口a连通，构成低温区混合制冷剂(MR1)循环。第一级低温制冷剂压缩机C4吸入由换热器HX1排出的低压制冷剂MR1-1，压缩后MR1-2进入第三冷却器3中冷却后进入第二级低温制冷剂压缩机C5被压缩至最高压力，随后高压的制冷剂MR1-4进入第四冷却器4中被冷却至环境温度，之后进入换热器HX1中被返流的高温区混合制冷剂MR2预冷，再进入换热器HX2中被过冷后在低温制冷剂节流阀V1中节流，并返流依次通过换热器HX2、换热器HX1为其提供冷量；制冷剂在换热器HX1中完全气化复温为MR1-1后被第一级低温制冷剂压缩机C4吸入，进入下一次MR1循环。换热器HX1的出口j本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统，包括换热器HX1，其特征在于：换热器HX1的出口c与第一级高温制冷剂压缩机C6入口连接，第一级高温制冷剂压缩机C6出口和第五冷却器5入口连接，第五冷却器5出口和第二级高温制冷剂压缩机C7入口连接，第二级高温制冷剂压缩机C7出口与第六冷却器6入口连接，第六冷却器6出口与换热器HX1的入口e连接，和入口e连通的换热器HX1的出口f与高温制冷剂节流阀V2入口相连，高温制冷剂节流阀V2出口与换热器HX1的入口d连接，入口d和出口c连通，构成高温区混合制冷剂(MR2)循环；换热器HX1的出口a与第一级低温制冷剂压缩机C4入口连接，第一级低温制冷剂压缩机C4出口与第三冷却器3入口连接，第三冷却器3出口与第二级低温制冷剂压缩机C5入口连接，第二级低温制冷剂压缩机C5出口和第四冷却器4入口连接，第四冷却器4出口与换热器HX1的入口g连接，和入口g连通的换热器HX1的出口h与换热器HX2的入口m连接，和入口m连通的换热器HX2的出口n与低温制冷剂节流阀V1入口连接，低温制冷剂节流阀V1出口与换热器HX2的入口l连接，和入口l连通的换热器HX2的出口k与换热器HX1的入口b连接，入口b和换热器HX1的出口a连通，构成低温区混合制冷剂(MR1)循环；换热器HX1的出口j与换热器HX2的入口o连接，和入口o连通的换热器HX2的出口p与过冷器HX3的入口s连接，和入口s连通的过冷器HX3的出口t和喷射器E0主流体入口u连接，喷射器E0的被引射流体入口v与储罐BOG出口相连，喷射器E0的出口w与气液分离器S0入口x连接，气液分离器S0的液相出口y与BOG节流阀V0入口相连，BOG节流阀V0出口与LNG储罐连接；气液分离器的气相出口z和过冷器HX3的入口r连接，和入口r连通的过冷器HX3的出口q与第一级BOG压缩机C1入口连接，第一级BOG压缩机C1出口与第二级BOG压缩机C2的入口相连，第二BOG压缩机C2的出口和第一冷却器1的入口连接，第一冷却器1的出口与第三级BOG压缩机C3入口连接，第三级BOG压缩机C3出口与第二冷却器2入口连接，第二冷却器2出口与换热器HX1的入口i相连，入口i和换热器HX1的出口j连通，至此构成BOG喷射制冷液化循环。...

【技术特征摘要】
1.采用双级混合制冷剂循环的液化天然气蒸发气再液化系统，包括换热器HX1，其特征在于：换热器HX1的出口c与第一级高温制冷剂压缩机C6入口连接，第一级高温制冷剂压缩机C6出口和第五冷却器5入口连接，第五冷却器5出口和第二级高温制冷剂压缩机C7入口连接，第二级高温制冷剂压缩机C7出口与第六冷却器6入口连接，第六冷却器6出口与换热器HX1的入口e连接，和入口e连通的换热器HX1的出口f与高温制冷剂节流阀V2入口相连，高温制冷剂节流阀V2出口与换热器HX1的入口d连接，入口d和出口c连通，构成高温区混合制冷剂(MR2)循环；换热器HX1的出口a与第一级低温制冷剂压缩机C4入口连接，第一级低温制冷剂压缩机C4出口与第三冷却器3入口连接，第三冷却器3出口与第二级低温制冷剂压缩机C5入口连接，第二级低温制冷剂压缩机C5出口和第四冷却器4入口连接，第四冷却器4出口与换热器HX1的入口g连接，和入口g连通的换热器HX1的出口h与换热器HX2的入口m连接，和入口m连通的换热器HX2的出口n与低温制冷剂节流阀V1入口连接，低温制冷剂节流阀V1出口与换热器HX2的入口l连接，和入口l连通的换热器HX2的出口k与换热器HX1的入口b连接，入口b和换热器HX1的出口a连通，构成低温区混合制冷剂(MR1)循环；换热器HX1的出口j与换热器HX2的入口o连接，和入口o连通的换热器HX2的出口p与过冷器HX3的入口s连接，和入口s连通的过冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭宏博，赵庆轩，单思宇，厉彦忠，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61