一种考虑总能系统的多级膨胀分布式天然气液化系统，包括与高压天然气主气流相连通的离心分离器，离心分离器依次与预冷器、第一级重力分离器、第一级膨胀机、第二级重力分离器、干法脱硫器和低温冷却器相连通，低温冷却器的出口分为两路，一路与涡流管相连通，另一路与第二级膨胀机相连通，涡流管的冷端出口与ＬＮＧ储罐里的蒸气合并后进入深冷器后被液化，被存储在ＬＮＧ储罐里，第二级膨胀机依次与深冷器、低温冷却器和预冷器相连通，从预冷器引出的工质与涡流管的热端出口工质汇合进入压缩机，从压缩机引出的天然气被送往用户或总能系统。本发明专利技术系统自产天然气热气提供再生气，且再生气可净化；天然气液化所需功耗可自给，总能系统能源可综合利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于清洁能源生产领域，涉及能源生产过程中的能量回收领域， 即以高压天然气及其它高压富含甲烷气体为原料生产液化天然气的技术，具 体涉及一种考虑总能系统的多级膨胀分布式天然气液化系统。
技术介绍
液化天然气是一种公认的清洁能源，在工业中心和人口稠密地区使用液 化天然气更具优越性。液化天然气运输方式灵活、方便、成本低。天然气液化工艺主要是利用外加冷源和自身压力使气态天然气转化为液 态的流程，即富含甲垸的天然气，经过脱水、脱酸性气体及重烃组分，然后 经过降温，最终得到天然气的液态产品的流程。对于分布式天然气，主要包括但不局限于边缘小气田天然气、低产气井 天然气、油田放空气、离主产井较远分散井口天然气，煤层气、油田伴生气、 沼气等许多富含甲烷的气流，其储量十分丰富。若将分布式天然气加工成液 化天然气，将会产生巨大的经济效益和社会效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种回收天然气原料气的压能，简化净化工艺， 利用膨胀过程产生的冷量将部分或全部天然气液化，并结合液化方案应用场 合，优化流程，提高包含天然气液化系统在内的总能系统的能源利用效率的 多级膨胀分布式天然气液化系统。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是包括与高压天然气主气流相连通的离心分离器，离心分离器依次与预冷器、第一级重力分离器、第一 级膨胀机、第二级重力分离器、干法脱硫器和低温冷却器相连通，低温冷却 器的出口分为两路， 一路与涡流管相连通，另一路与第二级膨胀机相连通，涡流管的冷端出口与LNG储罐里的蒸气合并后进入深冷器后被液化，被存储 在LNG储罐里，第二级膨胀机依次与深冷器、低温冷却器和预冷器相连通， 从预冷器弓1出的工质与涡流管的热端出口工质合并进入压縮机，从压縮机弓I 出的天然气l皮送往用户或总能系统。本专利技术的第一级膨胀机或第二级膨胀机上还连接有发电机或其它动力设 备；压縮机引出的天然气并入干法脱硫器出口构成闭式液化循环；压縮机引 出的天然气并入第一级膨胀机进口构成闭式液化循环；干法脱硫器需要的再 生气流由涡流管的热端出口工质分流出的天然气提供；高压天然气包括本身 压力在1. 0 70. 0MPa的原料气或经外部装置加压的天然气；膨胀机为透平膨 胀机、涡流管或膨胀机和涡流管的组合。由于考虑总能系统的多级膨胀分布式天然气液化系统不用或少用外界的 能量，仅需要换热等设备，通过天然气膨胀将温度降低直至液化，同时膨胀 过程还可对外输出有用功，所以本能耗水平低，适用于分散气源。附图说明图l是本专利技术的流程示意图，其中主要设备说明如下离心分离器(1)预冷器(2)第一级膨胀机(3)低温冷却器(4)发电机(5)第二级膨胀机(6)涡流管(7)深冷器(8)压縮机(9) 一级重力分离器(10) 二级重力分离器(11)干法脱硫器(12) 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术的实施例并非专指但包含以下示例，根据本专利技术的所有具体实施 例，应当考虑到以提高总能系统能源利用效率，液化系统本身的能量尽量自 给，或者用尽量少的外部能量，充分利用液化系统本身的冷源；充分利用应 用场合容易获得的冷源，如空气和水等；在恰当的场合可以用简单部件替代 复杂部件，如用涡流管替代透平膨胀机，用扩压管代替压縮机等。实施例l:参见图l，本专利技术包括与高压天然气主气流相连通的离心分离 器(1)，离心分离器(1)依次与预冷器(2)、第一级重力分离器(10)、第 一级膨胀机(3)、第二级重力分离器(11)、干法脱硫器(12)和低温冷却器(4)相连通，低温冷却器(4)的出口分为两路， 一路与涡流管(7)相连通， 另一路与第二级膨胀机(6)相连通，涡流管(7)的冷端出口与LNG储罐里 的蒸气(27)合并后进入深冷器(8)后被液化，被存储在LNG储罐里，第二 级膨胀机(6)依次与深冷器(8)、低温冷却器(4)和预冷器(2)相连通， 从预冷器(2)引出的工质与涡流管(7)的热端出口工质(24)汇合进入压 縮机(9)，从压縮机(9)引出的天然气被送往用户或总能系统，本实施例在 第一级膨胀机(3)上还连接有发电机(5)。高压天然气主气流(21)首先通过离心分离器(1)去除其中的固体物和 大液滴，经过离心分离器(1)的高压天然气主气流(21)进入预冷器(2) 预冷，然后将预冷后的高压天然气主气流(21)引入第一级重力分离器(10) 去除其中的水和部分烃的凝结物，然后将去除凝结物的高压天然气主气流(21)引入第一级膨胀机(3)膨胀，通过膨胀机(3)的压力和温度都得到 降低的高压天然气主气流(21)进入第二级重力分离器(11)，高压天然气主 气流(21)在第二级重力分离器(11)中去除二氧化碳和部分烃的凝结物后 进入干法脱硫器(12)去除硫化氢，将去除硫化氢后的高压天然气主气流(21)引入低温冷却器(4)，从低温冷却器(4)出来的温度得到进一步降低的高压 天然气主气流(21)被分成两路。第一路天然气(23)引入涡流管(7)，涡 流管(7)的冷端出口的天然气(25)与LNG储罐里的蒸气(27)合并为天然 气流(26)进入深冷器(8)后被液化，被存储在专用的LNG储罐里，LNG储 罐里的蒸气(27)被引出，与上述涡流管(7)的冷端出口的天然气(25)合 并。第二路天然气(22)进入第二级膨胀机(6)，膨胀降温后的天然气作为 深冷器(8)、低温冷却器(4)和预冷器(2)的冷却工质，先后经过深冷器 (8)、低温冷却器(4)和预冷器(2)，从预冷器(2)引出的工质与上述涡 流管(7)的热端出口工质(24)汇合为天然气流(28)，天然气流(28)进 入压縮机(9)，从压縮机(9)引出的天然气被送往特定用户或总能系统，该 循环液化过程属开式循环。上述过程中，膨胀功的主要部分用来驱动压縮机 等耗功设备，富余部分可以驱动发电机(5)，压縮机和发电机由哪一级膨胀 机驱动，并非图中专指，也可以是其它搭配。当干法脱硫器(12)需要再生 气流时，再生气流由涡流管(7)热端出口工质(24)分流出部分天然气(33) 提供。将离心分离器、 一级童力分离器和二级分离器分离出的固体物、凝结 物分装后送专业厂处理。实施例2:与实施例1不同的是从压縮机(9)引出的天然气经30、 31 被并入干法脱硫器(12)出口处，构成闭式液化循环。实施例3:与实施例1不同的是从压縮机(9)引出的天然气(32)(点画 线所指)被并入第一级膨胀机(3)进口处，构成闭式液化循环。实施列4:与示例2不同的是从压縮机(9)引出的天然气部分(31)被 并入干法脱硫器(12)出口处，构成闭式液化循环，同时从压縮机(9)引出 的天然气部分(29)被送往特定用户或总能系统。实施例5，与实施例3不同的是从压縮机(9)引出的天然气部分(32) 被并入第一级膨胀机(3)进口处，构成闭式液化循环，同时从压縮机(9) 引出的天然气部分(29)被送往特定用户或总能系统。按照本专利技术，分布式天然气主要包括但不局限于、边缘小气田天然气、 低产气井天然气、油田放空气、离主产井较远分散井口天然气，煤层气、油 田伴生气、石油化工过程气、石油化工火炬气、石油化工放空气等许多富含 甲烷的气流，对于井口压力高于管道输送压力的天然气和城市配气站的天然 气也包括在内。按照本专利技术，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种考虑总能系统的多级膨胀分布式天然气液化系统，其特征在于：包括与高压天然气主气流相连通的离心分离器（１），离心分离器（１）依次与预冷器（２）、第一级重力分离器（１０）、第一级膨胀机（３）、第二级重力分离器（１１）、干法脱硫器（１２）和低温冷却器（４）相连通，低温冷却器（４）的出口分为两路，一路与涡流管（７）相连通，另一路与第二级膨胀机（６）相连通，涡流管（７）的冷端出口与ＬＮＧ储罐里的蒸气（２７）合并后进入深冷器（８）后被液化，被存储在ＬＮＧ储罐里，第二级膨胀机（６）依次与深冷器（８）、低温冷却器（４）和预冷器（２）相连通，从预冷器（２）引出的工质与涡流管（７）的热端出口工质（２４）合并进入压缩机（９），从压缩机（９）引出的天然气被送往用户或总能系统。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程代京，林明峰，屈杰，王贤钢，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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