[实用新型]一种基于缠绕管式换热器的非常规天然气液化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于缠绕管式换热器的非常规天然气液化系统，属于煤制气和焦炉尾气等非常规天然气液化技术领域。

背景技术

目前，国内常见的混合冷剂循环制冷工艺多基于板翅式换热器，在以常规的天然气为原料气的液化工厂中得到很好的应用。随着煤制气、焦炉尾气等非常规天然气的快速发展，国内已有的混合冷剂循环制冷工艺应用于原料气组分变化较大，以及氮气、氢气、重烃等杂质含量较高的非常规天然气时，会带来换热性能不佳、能耗大等问题。

国际上将缠绕管式换热器应用于基本负荷型液化工程作为主换热器。相对于板翅式换热器，缠绕管式换热器具有流道不易堵塞、泄漏点少、允许大温差传热和大温变速率等特点，因此，应用缠绕管式换热器对非常规天然气进行液化能够具有较好的适用性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种操作方便、安全可靠，效率高、适应性强的非常规天然气液化系统，该液化系统针对煤制气、焦炉尾气等非常规天然气的气质特点，合理利用冷能，降低能耗。

本实用新型所提供的一种基于缠绕管式换热器的非常规天然气液化系统，包括缠绕管式换热器、燃料气换热器、重烃换热器和混合冷剂循环机构；

所述混合冷剂循环机构包括依次相连的一级混合冷剂压缩机和一级混合冷剂压缩机冷却器；所述一级混合冷剂压缩机冷却器的出口与一混合冷剂气液分离器a相连通；所述混合冷剂气液分离器a的液相出口与所述缠绕管式换热器的预冷段相连通，该预冷段的出口与所述缠绕管式换热器壳侧相连通，该连通处设有节流阀；所述混合冷剂气液分离器a的气相出口与所述缠绕管式换热器的预冷段相连通，该预冷段的出口与混合冷剂气液分离器b相连通；所述混合冷剂气液分离器b的液相出口与所述缠绕管式换热器的液化段相连通，该液化段的出口与所述缠绕管式换热器壳侧相连通，该连通处设有节流阀；所述混合冷剂气液分离器b的气相出口依次与所述缠绕管式换热器的液化段和过冷段相连通，该过冷段的出口与所述缠绕管式换热器壳侧相连通，该连通处设有节流阀；

所述燃料气换热器、重烃换热器和所述缠绕管式换热器的预冷段依次相连通，所述缠绕管式换热器的预冷段的出口与重烃分离器相连通；所述重烃分离器的合格组分出口与所述缠绕管式换热器的液化段相连通，该液化段的出口分别与低温精馏塔和所述缠绕管式换热器的过冷段相连通，该过冷段的出口与所述低温精馏塔相连通，所述缠绕管式换热器的液化段出口和过冷段出口与所述低温精馏塔之间的管路上均设有节流阀；所述低温精馏塔的底部与LNG储罐相连通。

上述的非常规天然气液化系统中，所述混合冷剂循环机构还可包括依次与所述一级混合冷剂压缩机冷却器相连接的二级混合冷剂压缩机和二级混合冷剂压缩机冷却器。

上述的非常规天然气液化系统中，所述混合冷剂循环机构还可进一步包括依次与所述二级混合冷剂压缩机冷却器相连接的三级混合冷剂压缩机和三级混合冷剂压缩机冷却器。

上述的非常规天然气液化系统中，所述节流阀具体可为J/T阀。

上述的非常规天然气液化系统中，所述重烃分离器的重烃组分出口与所述重烃换热器相连通，用来对一股原料气进行冷却。

上述的非常规天然气液化系统中，所述低温精馏塔的顶部出口与所述燃料气换热器相连通，用来冷却一股原料气。

上述的非常规天然气液化系统中，所述低温精馏塔与所述LNG储罐之间设有LNG泵。

上述的非常规天然气液化系统中，所述一级混合冷剂压缩机、二级混合冷剂压缩机和/或三级混合冷剂压缩机均可为离心式压缩机。

本实用新型提供的液化系统主要适用于单列装置LNG产量在100万吨/年以下的中小型非常规天然气液化工厂。该液化系统将经过脱酸、脱水处理合格后的非常规天然气引入缠绕管式换热器，在缠绕管式换热器内经过预冷后将C2+的重烃脱除，再次进入缠绕管式换热器进行液化，一股流体进入脱除塔，与经过过冷后的LNG进行接触，脱除LNG中的氢、氮等杂质，脱除杂质合格后的LNG进入储罐。缠绕管式换热器所需冷量由混合冷剂压缩机提供。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：第一，主换热器采用缠绕管式换热器，相对于板翅式换热器，具有结构牢固、流道不易堵塞、泄漏点少、允许大温差传热的优点；第二，本实用新型不仅适用于常规天然气，也可处理富含氢、氮的非常规天然气；第三，本实用新型进行天然气液化的效率较高，操作弹性较大。

附图说明

图1为本实用新型提供的非常规天然气液化系统的结构示意图。