[实用新型]天然气液化工艺的制冷系统和液化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及天然气液化的生产设备，尤其是一种天然气液化工艺的制冷系统和液化系统。

背景技术

二十世纪70年代以来基本负荷型LNG装置广泛采用丙烷预冷的混合冷剂液化工艺，其中丙烷预冷采用三级预冷。三级丙烷预冷系统要采用多达6台以上的管壳式换热器预冷NG(天然气)和混合冷剂。这样的设备存在以下缺点：占地面积大，系统复杂。

天然气液化和过冷采用绕管式换热器，费用高，供货周期长。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用全板翅式换热器的天然气液化工艺的制冷系统和液化系统，在预冷系统中NG、混合冷剂以及液态丙烷制冷剂在铝板翅式换热器的通道内自上而下流动而被冷却；四个不同工作压力的低压液态丙烷在板翅式换热器内自下而上被汽化和过热。从预冷换热器出来的原料天然气和混合冷剂进入液化和过冷的主低温换热器，主低温换热器由几台板翅式换热单元并联组成。原料天然气在液化换热器中液化并在过冷换热器过冷至～-150℃--163℃，然后节流进入LNG贮槽。

本实用新型的技术方案如下：

一种天然气液化工艺的制冷系统和液化系统：包括原料天然气预冷换热器、实现原料天然气液化和过冷的主低温换热器(液化换热器和过冷换热器)，其特征在于：所述的预冷换热器是一个全部由板翅式换热单元并联组成的换热系统，液化换热器和过冷换热器是另一个由板翅式换热单元并联组成的换热系统，在预冷换热器内布置有原料天然气预冷、混合冷剂换热、正流液态丙烷和液态丙烷四级预冷的换热部分，其中，

(1)NG、混合冷剂及液态丙烷的四级预冷过程在一个足够长的板翅式换热单元内全部实现，液态丙烷四级预冷的各级预冷中包括将正流液态丙烷中的高压丙烷液体抽出预冷换热器和将低压丙烷液体引入预冷换热器的中抽结构，在各级丙烷预冷过程中从预冷换热器抽出的高压丙烷液体经过节流阀节流后进入分离罐，经过分离罐后液态丙烷进入预冷换热器蒸发复热给原料天然气、混合冷剂及正流液态丙烷提供冷量，然后经过换热后转化为气态并与分离罐出来的丙烷气体汇合经过管道连接至该级丙烷压缩机的入口，一至三级的丙烷压缩机的出口端均连接至下一级丙烷压缩机的入口，四级丙烷压缩机的出口端输出的液态丙烷经冷却冷凝器后连接至预冷换热器正流液态丙烷通道的入口；

(2)原料天然气和混合冷剂分别输入预冷换热器，换热后输出至液化换热器和过冷换热器；

(3)原料天然气在液化换热器中液化并在过冷换热器过冷至～-150℃--163℃，然后节流进入LNG贮槽。

在上述方案中，采用四级预冷与三级预冷相比可以降低丙烷压缩机的功耗10％以上。

本实用新型的附加技术方案如下：

优选地，所述的原料天然气的预冷、液化和过冷均在板翅式换热器中实现。

优选地，NG、混合冷剂及液态丙烷的四级预冷过程在一个足够长的板翅式换热单元内全部实现。

优选地，所述的原料天然气的输入预冷换热器预冷然后输出至脱水、脱汞装置，脱水、脱汞后再进入预冷换热器换热后输出至液化液化换热器和过冷换热器。

优选地，所述的原料天然气(含汞)一级预冷在管壳式预冷换热器中实现，钢制的换热器可以抵抗含汞NG的腐蚀；管壳式预冷换热器的液态丙烷介质入口管路连接至预冷板翅式换热器中末级(四级，最高温度级)液态丙烷预冷的出口，而气态丙烷介质出口连至末级丙烷压缩机的入口分离器。

优选地，对原料气采用干燥前的预冷到～23℃。可以减少吸附剂的用量同时降低再生功耗60％以上

优选地，在各级丙烷压缩机入口均设分离器，可以防止在启动及异常工况下液体进入压缩机，而对叶轮造成损坏。

优选地，丙烷汽液分离罐的安装高度与节流后液态丙烷进板翅式换热器的进口端有适当的高差，再通过丙烷蒸发通道的丙烷流量的控制从而控制复热后气相丙烷的温度，达到丙烷压缩机各段入口温度的控制。

优选地，丙烷压缩机末级冷却-冷凝器的安装高度在丙烷预冷换热器的上部，冷凝的丙烷液体靠自重流入预冷换热器的正流液体丙烷通道。这样就省去了丙烷输送泵。