[实用新型]用于从与空气分离连接的基于液化天然气的液化器供应气态氮的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及公知的用于低温分离空气进料的方法(下文为“方法”)，其中：

(a)压缩空气进料，清除低温下会冷凝的杂质，例如水和二氧化碳，随后将其进料到低温空气分离单元(下文为“ASU”)，其中低温空气分离单元包括主热交换器和蒸馏塔系统；

(b)通过空气进料与从来自蒸馏塔系统的至少一部分流出物流进行间接热交换，在主热交换器内将空气进料冷却(和任选地，至少部分冷凝)；

(c)在蒸馏塔系统中将冷却后的空气进料分离成包括富含氮的物流和富含氧的物流的流出物流(任选地，各自富含空气进料的残余成分包括氩、氪、氙的物流)；和

(d)蒸馏塔系统包括高压塔和低压塔；

(e)高压塔将空气进料分离成包括从高压塔顶部排出的高压氮物流和从高压塔底部排出的粗液氧物流的流出物流，并且将粗液氧物流引入低压塔中进行进一步处理；

(f)低压塔将粗液氧物流分离成包括从低压塔底部排出的氧产物物流和从低压塔顶部排出的低压氮物流(通常是从低压塔上部位置排出的废氮物流)的排出物流；和

(g)高压塔和低压塔导热连接，通过使在低压塔底部(或储槽)中收集到的富含氧液体进行沸腾，使得至少部分高压氮在再沸器/冷凝器中冷凝并被用于蒸馏塔系统的回流。

更特别地，本实用新型涉及上述方法的已知实施方式，其中，当至少部分所需产物为液体时，为了提供所需的制冷，通过将来自蒸馏塔系统的氮引入到绝热液化器单元(下文为“基于LNG的液化器”)，从液化天然气(下文为“LNG”)中提取制冷，其中氮气在液化单元内液化。如果至少部分所需的液态产物是液氧，则至少部分液氮回流到蒸馏塔系统(或任选地，主热交换器)。否则，液氮作为产物排出。

背景技术

在一般的基于LNG的液化器中，氮气被分级压缩并且在压缩级之间通过与LNG间接热交换进行冷却。如果在低温进口温度下进行压缩，LNG也将用于冷却导入压缩机的进料，以及通过间接热交换的流出料。基于LNG的液化器的例子可以在GB专利申请1376678和US专利5137558、5139547和5141543中得到，下面作进一步讨论。

本领域技术人员将会认识到基于LNG的液化器和更传统的液化器之间的差异，在传统液化器中，需要制备液态产物的制冷来自氮气或空气进料的涡轮膨胀。

基于LNG的液化器在最初几年操作后通常会尺寸放大以适应增加液态产物需求的计划。对于液氮而言，这尤其正确，因为超出任何特定的ASU之外的液氮需求通常比装置设计的液氧基本负荷的液氧需求增长更快。然而尺寸放大面临的一个问题是增加资本引起的成本花费直到所计划的需求增长真正实现(如果完全)才开始收回。而且，对于基于LNG的液化器来说投资花费尤其敏感，因为与那些通常设置在液态产品消费者附近的传统液化器相反，基于LNG的液化器必须设置在LNG接收终端的附近并且因此会招致产品运输成本代价。

由于空气组成和所需的液体产物，进料到空气分离单元的空气通常具有过量的氮气。但是，需要在连接例如惰性离线设备的LNG接收终端处或在其附近的就地气态氮，或者用于与天然气共混以调节沃布值(Wobbenumber)。需要来自集成的基于LNG的液化器的气态氮产物的有效共生产以满足LNG接收终端和其它管线顾客的需要。

为了解决以上问题，本实用新型为提高基于LNG的液化器容量的系统，包括与包含在基于LNG的液化器中的辅助压缩机分开并且不同的附加压缩机。这就使得无论何时计划需求增长真正实现时，附加压缩机以及与其相连的热交换设备能够一起购买和安装。在这种方式下，否则将在开始时投资到放大基于LNG的液化器尺寸的增加资本直到真正需要时才被开支掉。本实用新型的另一个益处是容量的增加主要直接面向增加生产液氮的能力，如上指出，其在工厂中的需求通常比液氧需求增长更快。

尽管公开了氮气的压缩，但是，在又一实施方案中，本文公开了新型的系统，其中来源于低压塔顶端的一些氮气物流在通过与气化LNG热交换冷却之前或之后压缩。例如，该压缩的氮气可以经由管线输送给顾客。

本领域技术人员将认识到，作为本实用新型的备选方案，通过增加一个稠密流体膨胀器，能够提高基于LNG的液化器的容量。然而，以这种方式仅能实现中等大小的容量增加。