[发明专利]节流闪蒸脱氢氮并生产液化天然气的工艺和装置

权利要求书

1.一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺，该工艺包括低温液化工序和节流闪蒸分离工序两部分；低温液化工序包括由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；节流闪蒸分离工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气采用一级或二级节流闪蒸流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；其中含氢、氮、一氧化碳气体的富甲烷混合气体经冷箱将甲烷组分液化后，进入一级或二级节流、闪蒸工序中脱除氮气、氢气和一氧化碳，得到氢气含量≤4000ppm，氮气含量≤8％，一氧化碳≤9％的液化天然气产品。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后进入闪蒸罐中除去杂质气体组分，液相由闪蒸罐底经节流阀成为气液两相，而后再进入闪蒸罐中除去杂质气体组分，如此进行一级或二级节流、闪蒸，各闪蒸罐顶部得到的氮气、氢气、一氧化碳和甲烷返回冷箱复热后出冷箱系统，由末级闪蒸罐底部得到的液相产品即为液化天然气。

3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于：所述一级节流、闪蒸流程采用一台节流装置和两台闪蒸罐；所述二级节流、闪蒸流程采用两台节流装置和三台闪蒸罐。

4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于

当进行一级节流、闪蒸时，含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后从前一级闪蒸罐的中部进入前一级闪蒸罐中，前一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，前一级闪蒸罐底部得到的液相经过节流阀之后从后一级闪蒸罐的中部进入后一级闪蒸罐中，后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，后一级闪蒸罐的底部液相即为液化天然气产品；或

当进行二级节流、闪蒸时，含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后从前一级闪蒸罐的中部进入前一级闪蒸罐中，前一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，前一级闪蒸罐底部得到的液相经过节流阀之后从后一级闪蒸罐的中部进入后一级闪蒸罐中，后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，后一级闪蒸罐的底部液相经过节流阀之后从再后一级闪蒸罐的中部进入再后一级闪蒸罐中，再后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，再后一级闪蒸罐的底部液相即为液化天然气产品。

5.根据权利要求1-4中任何一项所述的工艺，其特征在于：其低温液化工序部分中，冷箱的冷量由混合冷剂提供或主要由混合冷剂提供；一股气相冷剂流股通过冷箱的一气相通道冷却至一定温度，再经节流阀节流后反向进入板翅式换热器组的一个特定级换热器为换热器提供冷量，该气相流股然后经过冷剂返回通道，出冷箱；一股液相混合冷剂首先进入冷箱的第一液相通道，在板翅式换热器组中被预冷至一定温度后引出冷箱，经节流阀节流后再次反向进入板翅式换热器组的另一个特定级换热器为换热器组提供冷量并且然后与从换热器组返回的混合冷剂流股即上述气相流股汇合，汇合之后经过冷剂返回通道，出冷箱。

6.根据权利要求1-4中任何一项的工艺，其中得到氢气含量≤2000ppm，氮气含量≤4％，一氧化碳≤6％的液化天然气产品。

7.一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置，该装置包括一个冷箱，三个节流阀和两台闪蒸罐，

其中，该冷箱包括：

液相混合冷剂入口，其与冷箱的第一液相通道连接，该第一液相通道从冷箱中的换热器的一个特定级的末端引出一根管道，经由第一节流阀，再次进入冷箱中与冷箱的一个冷剂返回通道连接，

气相冷剂入口，其与冷箱的第一气相通道连接，该第一气相通道从换热器的另一个特定级的末端引出一根管道，经由第二节流阀，再次进入冷箱中与上述冷剂返回通道连接，

与冷箱的第二气相通道连接的一个富甲烷气进口和一个富甲烷混合流股出口，该富甲烷混合流股出口与冷箱出口闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接，

与冷箱的第三气相通道连接的第一混合气体进口和第一混合气体出口，该混合气体进口与冷箱出口闪蒸罐的顶部气相通道连接，

与冷箱的第四气相通道连接的第二混合气体进口和第二混合气体出口，该混合气体进口与第一级闪蒸罐的顶部气相通道连接，

冷箱出口闪蒸罐和第一级闪蒸罐均包括：一个富甲烷混合流股入口，一个顶部气相出口，一个底部液相出口，

冷箱出口闪蒸罐底部液相出口通过管道与第三节流阀一端连接，第三节流阀另一端与第一级闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接。