[发明专利]一种利用管道压力能生产LNG的液化系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源化工领域的LNG的液化系统，特别涉及一种利用管道压力能生产LNG的液化系统。

背景技术

天然气是一种优质、高效的清洁能源和化工原料，广泛应用于国民经济建设的各个领域。我国近九成的天然气藏集中在中西部地区，主要靠输气管网向东部运输，目前每年设计输送天然气能力在900亿m³-1000亿m³。天然气主管道根据设计的不同，输送压力在4至10MPa，输送到目的地后通常会经过多级减压站减压至0.5～1.2MPa以下再利用，这个减压过程通常采取直接节流，其中释放的大量的压力能没有得到利用，甚至避免节流产生的冷量对管道及设备造成损害而需要额外消耗能源来加热节流后的气体，造成严重的优质能源浪费。另一方面，由于低压管网铺设局限，高压管网减压后供应的范围有限，仍有大量管网以外的用户无法利用天然气资源，需要另外购买压缩天然气或者是液化天然气。因此，利用天然气管网中高低压管道间的压力差，在实现大量高压天然气减压的过程，将其中部分天然气液化，得到LNG，以供应管网以外的用户，是一种一举两得的解决方法。目前有若干种利用管道压力能的技术方案，例如专利CN202393170，CN202139209和CN1409812A中均有提及。其中专利CN202393170中针对低压管道压力较高的情况，膨胀后的天然气需再经过压缩进入低压管道，闪蒸气体的压缩功需要额外供给，系统需要额外功耗。专利CN202139209中的膨胀功没有得到利用，系统需要额外功耗。而专利CN1409812A中，预冷支路的膨胀后气体经再压缩后返回循环，这样可以使系统液化率提高但是能耗较大。综上所述，现有利用管道压力能液化天然气技术有的利用电驱动压缩机提高天然气压力，有的利用电驱动制冷机预冷，在达到较高液化率的情况下仍需额外能量输入，压力能利用率不高。本发明申请提出一种系统利用管道压力能生产LNG的技术方案，通过来自高压管路的天然气膨胀获得冷量，将天然气的压力能转化为冷能，实现部分天然气的液化，生产出LNG产品可以作为商品，也可以用于调峰。系统中用于预冷的部分气体无需做深度净化，减轻了净化压力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用管道能生产LNG的气体液化系统，该系统可以利用天然气减压站中高低压管道间的压力差，将部分天然气液化，无需额外功耗，在实现高压气源减压的同时，生产部分LNG。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的利用管道压力能生产LNG的液化系统有二种方案。

所述第一种本发明提供的利用管道压力能生产LNG的液化系统，其包括：

与天然气管路高压管道出口相连的一级净化器P1，所述一级净化器P1出口管路上安装第一分配阀T1，所述一级净化器P1出口管路经该第一分配阀T1分成第一段液化支路M01及第一预冷支路M1两路；所述第一段液化支路M01为依次连接于第一分配阀T1后的第一压缩机C1和第一冷却器D1；

连接于所述第一冷却器D1出口管路上的二级净化器P2，所述二级净化器P2出口管路上安装第二分配阀T2，所述所述二级净化器P2出口管路经该第二分配阀T2分两管路，该两管路为第二段液化支路M02及主冷支路M2；所述第二段液化支路M02为依次连接于第二分配阀T2后的第一回热换热器H1的高压通道、第二回热换热器H2的高压通道、第一节流膨胀设备V1和气液分离器S1；所述主冷支路M2为依次连接于第二分配阀T2后的第一回热换热器H1的高压通道、第二回热换热器H2的高压通道、第二节流膨胀设备V2、第二回热换热器H2的低压通道、第一回热换热器H2的低压通道和天然气管路的低压管道；

所述气液分离器S1底端出口为LNG成品出口，气液分离器S1顶端出口依次连接第二回热换热器H2的低压通道、第一回热换热器H1的低压通道和天然气管路的低压管道；

第一预冷支路M1为连接于第一分配阀T1的第一膨胀机E1，该第一膨胀机E1依次连接第一回热换热器H1的低压通道和天然气管路的低压管道；所述第一压缩机C1的压缩功来自第一膨胀机E1的膨胀功。

所述第一节流膨胀设备V1为节流阀。

本发明提供的利用管道压力能生产LNG的液化系统，还可包括第二压缩机C2和第二冷却器D2，所述第二节流膨胀设备V2为第二膨胀机E2；所述第二压缩机C2和第二冷却器D2依次连接于第二分配阀T2后与所述第一回热换热器H1的高压管道之间管道上；所述第二压缩机C2的压缩功来自第二膨胀机E2的膨胀功。