[发明专利]天然气循环制冷液化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气循环制冷液化工艺。

背景技术

液化天然气，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的45％左右。其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船运送。燃烧后对空气污染非常小，而且放出热量大，所以液化天然气好。

现在世界能源生产总量中，天然气已占到1/3，并有可能在不远的将来逐步将现时广受欢迎的石油和煤炭挤到次要地位。2020年前，天然气在世界能源需求中的比例将会达到45％-50％。目前，世界天然气年需求量超过2.5×10m，进入国际贸易的为(6250-6500)×10m，而其中以LNG方式出售的约占33％。据第20届世界天然气大会和相关资料预测，2030年前，世界天然气的潜在需求将增加到4×10m，液化天然气历来是一种细分市场产品。它的消费量目前正以每年10％的速度增长，而相比之下，管道煤气的年增速仅为2％。液化天然气是全球增长最迅速的能源市场之一。全球液化天然气需求将从2010年的2.18亿吨增至2015年的3.1亿吨，到2020年可达到4.1亿吨。2011年上半年，液化天然气需求同比增长8.5％，全年增长12％，主要是受来自于日本、英国和印度新增需求，以及韩国传统买家需求增长的刺激。预计到2015年，我国天然气供应结构为国产气1700亿立方米，净进口900亿立方米，天然气消费量将达到2600亿立方米，占一次能源消费中的比重则将从目前的4％上升至7％至8％。2011年中国天然气的消费量为1313亿立方米，届时天然气占一次性能源的消费比例可能将提升至10％至15％。

近年来，随着世界天然气产业的迅猛发展，LNG已成为国际天然气贸易的重要部分。与十年前相比，世界LNG贸易量增长了一倍，出现强劲的增长势头。据预测，2012年国际市场上LNG的贸易量将占到天然气总贸易量的36％，到2020年将达到天然气贸易量的40％，占天然气消费量的15％。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种天然气循环制冷液化工艺，该工艺能成功完成对天然气的循环液化制冷液化，且液化效率高，液化成本低。

本发明的目的通过下述技术方案实现：天然气循环制冷液化工艺，包括了丙烷循环过程、乙烯循环过程、以及甲烷循环过程。

所述丙烷循环过程包括以下步骤；

(a)低压丙烷蒸汽经丙烷压缩机压缩，并通过冷却水进行常规冷却，使之达到全部冷凝；

(b)液态丙烷制冷剂在不同的压力下进行逐级节流膨胀，使丙烷在不同的温度下进行蒸发，从而使丙烷冷剂在不同的温度段内对天然气和循环冷剂进行逐级冷却；

(c)不同压力丙烷蒸汽返回到循环压缩机相应的入口，完成了一次针对丙烷的密闭制冷循环；

(d)低压乙烯蒸汽经乙烯压缩机压缩，并通过冷却水进行常规冷却，使之达到全部冷凝；

(e)液态乙烯制冷剂在不同的压力下进行逐级节流膨胀，使乙烯在不同的温度下进行蒸发，从而使乙烯冷剂在不同的温度段内对天然气和循环冷剂进行逐级冷却；

(f)不同压力乙烯蒸汽返回到循环压缩机相应的入口，完成了一次针对乙烯的密闭制冷循环；

(g)低压甲烷蒸汽经乙烯压缩机压缩，并通过冷却水进行常规冷却，使之达到全部冷凝；

(h)液态甲烷制冷剂在不同的压力下进行逐级节流膨胀，使甲烷在不同的温度下进行蒸发，从而使甲烷冷剂在不同的温度段内对天然气和循环冷剂进行逐级冷却；

(i)不同压力甲烷蒸汽返回到循环压缩机相应的入口，完成了一次针对甲烷的密闭制冷循环。

综上所述，本发明的有益效果是：能成功完成对天然气的循环液化制冷液化，且液化效率高，液化成本低。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

本发明包括以下步骤；

(a)低压丙烷蒸汽经丙烷压缩机压缩，并通过冷却水进行常规冷却，使之达到全部冷凝；

(b)液态丙烷制冷剂在不同的压力下进行逐级节流膨胀，使丙烷在不同的温度下进行蒸发，从而使丙烷冷剂在不同的温度段内对天然气和循环冷剂进行逐级冷却；

(c)不同压力丙烷蒸汽返回到循环压缩机相应的入口，完成了一次针对丙烷的密闭制冷循环；