氮气膨胀制冷液化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种氮气膨胀制冷液化工艺。该氮气膨胀制冷液化工艺主要包括氮气压缩预冷、预冷后的氮气分为两路分别带动膨胀机和冷却天然气、膨胀后的氮气返流等步骤。本发明专利技术启动快、调节灵活、操作安全、流程简化、设备紧凑、造价低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氮气膨胀制冷液化工艺。
技术介绍
调峰型天然气液化流程全年分3个阶段运行，即液化阶段、备用阶段和气化输送阶段。液化阶段周期一般在50 300天，将上游可获得的剩余天然气液化；备用阶段液化天然气储存在储罐中，无液化天然气增加和输出；气化输送阶段将储存的液化天然气气化， 送入天然气管网。与基本负荷型液化天然气装置相比，调峰型液化天然气装置的生产规模较小，其液化能力一般为高峰负荷量的1/10左右，但储存和气化的能力却很大，通常气化能力是液化能力的10倍。典型的调峰型液化天然气工厂的液化能力为10 20X 104Nm3/d，制冷动力大约为1500 7000kW，储存容量为2 IOX 104m3。调峰型天然气液化流程要求具有高效、灵活、简便、低成本的特点，其中以低成本最为重要。APCI、Pritchard、Linde、feiz de France、CBI、BOC等公司竟相提供相关的天然气液化技术，争夺调峰型天然气液化装置这一市场。液化天然气在城市用气调峰领域有着广阔的应用前景，但是我国的液化天然气技术起步较晚，与国外发达国家相比还有很大的差距。几十年来，国外已有大量调峰型装置建成投产，因此工厂设计、建设、储运、使用、管理等方面，都有成功的技术经验可供借鉴。我国从上世纪九十年代起，在国家科技部门和有关研究院所的支持帮助下，先后有开封深冷仪器厂、北京焦化厂、四川绵阳燃气公司、吉林油田、长庆油田、上海燃气公司、 中原油田等，对中小型液化天然气装置的研制进行了大胆的尝试，取得宝贵的实践经验。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种启动快、调节灵活、 操作安全、流程简化、设备紧凑、造价低的氮气膨胀制冷液化工艺。本专利技术的目的通过下述技术方案实现氮气膨胀制冷液化工艺，包括以下步骤(a)首先，循环氮气经压缩机压缩到工作压力，然后进入换热器中预冷；(b)然后，预冷后的氮气分为两路一路主流气进膨胀机膨胀制冷，并输出机械功，带动增压透平；另一路支流继续在换热器中被冷却液化，然后在换热器中被过冷到与天然气相同的温度；(C)最后，经节流膨胀后作为冷却气流返回，又与主流气汇合，再经换热器换热升温回到压缩机再循环。所述循环氮气压力为2. OMPa0所述步骤(a)中，循环氮气经压缩机压缩到工作压力，然后进入换热器中预冷至-122°C。所述膨胀机膨胀后的温度为180K 170K。综上所述，本专利技术的有益效果是(1)启动快，热态启动1 2小时即可获得满负荷运行；(2)制冷剂采用单组分气体，为不同组分的原料气操作提供了灵活性；(3)操作安全，放空不会引起火灾或爆炸危险；(4)流程简化、设备紧凑、造价低。附图说明图1为本专利技术的流程示意图。附图中标记及相应的零部件名称2-换热器；6-氮气提塔；7-膨胀机；8-N2-CH4 分离塔9-压缩机。具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不仅限于此。实施例本专利技术包括以下步骤(a)首先，循环氮气经压缩机压缩到工作压力，然后进入换热器中预冷；(b)然后，预冷后的氮气分为两路一路主流气进膨胀机膨胀制冷，并输出机械功，带动增压透平；另一路支流继续在换热器中被冷却液化，然后在换热器中被过冷到与天然气相同的温度；(c)最后，经节流膨胀后作为冷却气流返回，又与主流气汇合，再经换热器换热升温回到压缩机再循环。所述循环氮气压力为2. OMPa。所述步骤(a)中，循环氮气经压缩机压缩到工作压力，然后进入换热器中预冷至-122°C。所述膨胀机膨胀后的温度为180K 170K。如图1所示可知，本专利技术的具体工作过程为原料气经过脱水器脱水后，部分进入脱(X)2塔进行脱除(X)2 ；这部分天然气脱除(X)2后，循环氮气经压缩机9压缩到工作压力 2. OMI^a后，然后经换热器2预冷，本专利技术一共采用3个换热器2，且换热器2之间设置有膨胀机7，预冷后的氮气分为两路一路主流气进膨胀机7膨胀制冷，并输出机械功，带动膨胀机7 ；另一路支流继续在换热器2中被冷却液化，然后在换热器2中被过冷到与天然气相同的温度。上述换热器2还连接有氮气提塔6，用于提取氮气，提取后的氮气进入N2-CH4分离塔8进行CH4的分离。由上可知，本专利技术涉及的液化工艺启动快，热态启动1 2小时即可获得满负荷运行；制冷剂采用单组分气体，为不同组分的原料气操作提供了灵活性；操作安全，放空不会引起火灾或爆炸危险；流程简化、设备紧凑、造价低。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术做任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本专利技术的保护范围之内。权利要求1.氮气膨胀制冷液化工艺，其特征在于，包括以下步骤(a)首先，循环氮气经压缩机压缩到工作压力，然后进入换热器中预冷；(b)然后，预冷后的氮气分为两路一路主流气进膨胀机膨胀制冷，并输出机械功，带动增压透平；另一路支流继续在换热器中被冷却液化，然后在换热器中被过冷到与天然气相同的温度；(c)最后，经节流膨胀后作为冷却气流返回，又与主流气汇合，再经换热器换热升温回到压缩机再循环。2.根据权利要求1所述的氮气膨胀制冷液化工艺，其特征在于，所述循环氮气压力为 2. OMPa。3.根据权利要求1所述的氮气膨胀制冷液化工艺，其特征在于，所述步骤(a)中，循环氮气经压缩机压缩到工作压力，然后进入换热器中预冷至-122°C。4.根据权利要求1所述的氮气膨胀制冷液化工艺，其特征在于，所述膨胀机膨胀后的温度为180K 170K。全文摘要本专利技术公开了一种氮气膨胀制冷液化工艺。该氮气膨胀制冷液化工艺主要包括氮气压缩预冷、预冷后的氮气分为两路分别带动膨胀机和冷却天然气、膨胀后的氮气返流等步骤。本专利技术启动快、调节灵活、操作安全、流程简化、设备紧凑、造价低。文档编号F25B1/00GK102453570SQ20101051950公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日专利技术者袁俊海 申请人:袁俊海本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁俊海，
申请(专利权)人：袁俊海，
类型：发明
国别省市：