带丙烯预冷的混合制冷循环系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种带丙烯预冷的混合制冷循环系统，在传统单混合冷剂制冷循环工艺的基础上，增加了一套主要包括丙烯压缩机和丙烯蒸发式换热器的预冷系统，将天然气及混合冷剂预冷至-37℃～-42℃，带丙烯预冷的混合冷剂制冷工艺相比单循环混合冷剂具有如下优点：分段制冷效率更高，节省能耗10%以上；有利于关键设备的国产化和液化装置的大型化；单台压缩机功率显著降低，对电网的要求降低；可实现装置变工况操作及环境变化时的灵活操作；与传统双循环混合冷剂制冷工艺相比：丙烯压缩机对单组份介质的适应性强；与带丙烷预冷的混合冷剂制冷工艺相比：国产丙烯压缩机成熟可靠，造价低、制造工期短，使得本实用新型专利技术的工程总投资大幅下降。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种天然气液化系统，尤其是涉及一种带丙烯预冷的混合制冷循环系统。
技术介绍
随着经济和科学技术的发展，人们环境保护意识的不断加强，天然气作为清洁能源、重要的车船燃料得到越来越广泛的利用。液化天然气(LNG)的体积只有同量气体体积的1/625，因而其液化后，可降低储存和运输成本，且可以提高单位体积的燃值。自上世纪以来，各种不同型式的液化工艺流程得到应用，液化天然气加工成本中电费占生产中成本70%以上。因而降低液化能耗是液化技术发展的必然趋势。
技术实现思路
本技术克服了现有技术中的缺点，提供了一种带丙烯预冷的混合制冷循环系统，结合了传统的带丙烷预冷的混合冷剂制冷循环エ艺优点，同时对预冷段和液化过冷段的换热流程及冷剂配比上作了技术改进和创新，具有能耗低、变エ况能力强、关键设备能国产化、总投资低等特征。本技术的技术方案是一种带丙烯预冷的混合制冷循环系统，丙烯压缩机、丙烯冷凝器、丙烯凝液罐、ー级J-T阀、高压丙烯蒸发器、中压丙烯蒸发器、低压丙烯蒸发器、低低压丙烯蒸发器、混合冷剂分离器依次连接；所述混合冷剂分离器的液相出口、冷剂换热器、五级J-T阀、冷剂换热器依次连接；所述混合冷剂分离器的气相出口、冷剂换热器、六级J-T阀、冷剂换热器依次连接；所述冷剂换热器、混合冷剂压缩机、冷剂压缩机出ロ冷却器、高压丙烯蒸发器依次连接；所述高压丙烯蒸发器、中压丙烯蒸发器、低压丙烯蒸发器、低低压丙烯蒸发器的丙烯蒸发出ロ均分别与丙烯压缩机连接；所述高压丙烯蒸发器的液态丙烯出ロ通过ニ级J-T阀与中压丙烯蒸发器的液态丙烯进ロ相连，中压丙烯蒸发器的液态丙烯出ロ通过三级J-T阀与低压丙烯蒸发器的液态丙烯进ロ相连，低压丙烯蒸发器的液态丙烯出ロ通过四级J-T阀与低低压丙烯蒸发器的液态丙烯进ロ相连。与现有技术相比，本技术的优点是I、本技术在传统单混合冷剂制冷循环エ艺(MRC)的基础上，増加了一套预冷系统(主要包括丙烯压缩机和丙烯蒸发式换热器)，将天然气及混合冷剂预冷至-37°C _42°C，带丙烯预冷的混合冷剂制冷エ艺相比单循环混合冷剂具有如下优点I)分段制冷效率更高，节省能耗10%以上；2)主低温换热器、冷剂压缩机由一台改为两台，有利于关键设备的国产化和液化装置的大型化；3)带丙烯预冷的混合冷剂制冷天然气液化流程，单台压缩机功率显著降低，对电网的要求降低；4)丙烯压缩机采用变频调速，可实现装置变エ况操作及环境变化时的灵活操作。2、与传统双循环混合冷剂制冷エ艺相比丙烯预冷系统为单组分介质，分子量不变，丙烯压缩机对单组份介质的适应性強，而传统的预冷段混合冷剂压缩机，在变エ况操作的情况下，随着混合冷剂的配比复杂变化，冷剂分子量变化范围大，预冷段混合冷剂压缩机对变エ况能力的适应性弱，易出现压缩机震动、关键部件损坏等现象。3、与带丙烷预冷的混合冷剂制冷エ艺相比国产丙烯压缩机成熟可靠，造价低、制造エ期短，使得本技术的工程总投资大幅下降。附图说明本技术将通过例子并參照附图的方式说明，其中图I是本技术的系统原理示意图。具体实施方式一种带丙烯预冷的混合制冷循环系统，如图I所示，包括丙烯压缩机I、混合冷剂压缩机2、高压丙烯蒸发器3、中压丙烯蒸发器4、低压丙烯蒸发器5、低低压丙烯蒸发器6、冷剂换热器7、丙烯冷凝器8、冷剂压缩机出ロ冷却器9、冷剂压缩机级间冷却器10、丙烯凝液罐11、混合冷剂分离器12、ー级J-T阀13、ニ级J-T阀14、三级J-T阀15、四级J-T阀16、五级J-T阀17、六级J-T阀18，其中高压丙烯蒸发器3、中压丙烯蒸发器4、低压丙烯蒸发器5、低低压丙烯蒸发器6、冷剂换热器7依次连接，构成天然气液化系统。丙烯压缩机I、丙烯冷凝器8、丙烯凝液罐11、ー级J-T阀13、高压丙烯蒸发器3、中压丙烯蒸发器4、低压丙烯蒸发器5、低低压丙烯蒸发器6、混合冷剂分离器12依次连接，混合冷剂分离器12的液相出ロ、冷剂换热器7、五级J-T阀17、冷剂换热器7依次连接，为液化段提供冷量；混合冷剂分离器12的气相出口、冷剂换热器7、六级J-T阀18、冷剂换热器7依次连接，为液化段和过冷段提供冷量；冷剂换热器7、混合冷剂压缩机2、冷剂压缩机出ロ冷却器9、高压丙烯蒸发器3依次连接。所述混合冷剂压缩机2为两级压缩，在两级压缩之间设置有冷剂压缩机级间冷却器10，混合冷剂经混合冷剂压缩机2后，再经过冷剂压缩机出ロ冷却器9进入高压丙烯蒸发器3进行循环。高压丙烯蒸发器3、中压丙烯蒸发器4、低压丙烯蒸发器5、低低压丙烯蒸发器6的丙烯蒸发出口均分别与丙烯压缩机I连接；高压丙烯蒸发器3的液态丙烯出ロ通过ニ级J-T阀14与中压丙烯蒸发器4的液态丙烯进ロ相连，中压丙烯蒸发器4的液态丙烯出ロ通过三级J-T阀15与低压丙烯蒸发器5的液态丙烯进ロ相连，低压丙烯蒸发器5的液态丙烯出ロ通过四级J-T阀16与低低压丙烯蒸发器6的液态丙烯进ロ相连。权利要求1.一种带丙烯预冷的混合制冷循环系统，其特征在于丙烯压缩机、丙烯冷凝器、丙烯凝液罐、ー级J-T阀、高压丙烯蒸发器、中压丙烯蒸发器、低压丙烯蒸发器、低低压丙烯蒸发器、混合冷剂分离器依次连接；所述混合冷剂分离器的液相出口、冷剂换热器、五级J-T阀、冷剂换热器依次连接；所述混合冷剂分离器的气相出口、冷剂换热器、六级J-T阀、冷剂换热器依次连接；所述冷剂换热器、混合冷剂压缩机、冷剂压缩机出ロ冷却器、高压丙烯蒸发器依次连接；所述高压丙烯蒸发器、中压丙烯蒸发器、低压丙烯蒸发器、低低压丙烯蒸发器的丙烯蒸发出ロ均分别与丙烯压缩机连接；所述高压丙烯蒸发器的液态丙烯出ロ通过ニ级J-T阀与中压丙烯蒸发器的液态丙烯进ロ相连，中压丙烯蒸发器的液态丙烯出ロ通过三级J-T阀与低压丙烯蒸发器的液态丙烯进ロ相连，低压丙烯蒸发器的液态丙烯出ロ通过四级J-T阀与低低压丙烯蒸发器的液态丙烯进ロ相连。2.根据权利要求I所述的带丙烯预冷的混合制冷循环系统，其特征在于所述混合冷剂压缩机为两级压缩，在两级压缩之间设置有冷剂压缩机级间冷却器。专利摘要本技术公开了一种带丙烯预冷的混合制冷循环系统，在传统单混合冷剂制冷循环工艺的基础上，增加了一套主要包括丙烯压缩机和丙烯蒸发式换热器的预冷系统，将天然气及混合冷剂预冷至-37℃～-42℃，带丙烯预冷的混合冷剂制冷工艺相比单循环混合冷剂具有如下优点分段制冷效率更高，节省能耗10%以上；有利于关键设备的国产化和液化装置的大型化；单台压缩机功率显著降低，对电网的要求降低；可实现装置变工况操作及环境变化时的灵活操作；与传统双循环混合冷剂制冷工艺相比丙烯压缩机对单组份介质的适应性强；与带丙烷预冷的混合冷剂制冷工艺相比国产丙烯压缩机成熟可靠，造价低、制造工期短，使得本技术的工程总投资大幅下降。文档编号F25B5/04GK202630497SQ20122018129公开日2012年12月26日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日专利技术者陈运强, 刘家洪, 孙林, 蒲黎明, 宋德琦, 龙增兵, 宋光红, 汪宏伟, 郭成华, 陆永康, 谌天兵, 胡益武, 冼祥发, 胡平, 郑颖, 李龙, 刘慧敏, 廖勇, 仲文旭, 田广新, 法玉晓, 刘红清 申请人:中国石油集团工程设计有限责任公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带丙烯预冷的混合制冷循环系统，其特征在于：丙烯压缩机、丙烯冷凝器、丙烯凝液罐、一级J？T阀、高压丙烯蒸发器、中压丙烯蒸发器、低压丙烯蒸发器、低低压丙烯蒸发器、混合冷剂分离器依次连接；所述混合冷剂分离器的液相出口、冷剂换热器、五级J？T阀、冷剂换热器依次连接；所述混合冷剂分离器的气相出口、冷剂换热器、六级J？T阀、冷剂换热器依次连接；所述冷剂换热器、混合冷剂压缩机、冷剂压缩机出口冷却器、高压丙烯蒸发器依次连接；所述高压丙烯蒸发器、中压丙烯蒸发器、低压丙烯蒸发器、低低压丙烯蒸发器的丙烯蒸发出口均分别与丙烯压缩机连接；所述高压丙烯蒸发器的液态丙烯出口通过二级J？T阀与中压丙烯蒸发器的液态丙烯进口相连，中压丙烯蒸发器的液态丙烯出口通过三级J？T阀与低压丙烯蒸发器的液态丙烯进口相连，低压丙烯蒸发器的液态丙烯出口通过四级J？T阀与低低压丙烯蒸发器的液态丙烯进口相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈运强，刘家洪，孙林，蒲黎明，宋德琦，龙增兵，宋光红，汪宏伟，郭成华，陆永康，谌天兵，胡益武，冼祥发，胡平，郑颖，李龙，刘慧敏，廖勇，仲文旭，田广新，法玉晓，刘红清，
申请(专利权)人：中国石油集团工程设计有限责任公司，
类型：实用新型
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