[发明专利]天然气液化系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气液化系统和方法。

背景技术

天然气是一种矿物燃料，可以被当做一种能源用于供暖、烹饪和发电。它也可以被用做汽车燃料和作为塑料制造和其他重要的有机化学物的制备的化工原料。天然气的体积在被液化后会大幅缩减。液化天然气的体积是气态天然气体积的1/625，所以液化天然气容易被储存和运输。一种传统的天然气液化系统使用冷箱来液化天然气。冷箱利用氮气、甲烷、或者包括但不限于氮气、甲烷、乙烷和/丙烷的混合制冷剂在其中循环来冷却流过冷箱的天然气。冷箱的成本较高且体积较大。

因此，有必要提供一种天然气液化系统和方法用于解决至少部分上述问题。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种天然气液化系统。该天然气液化系统包括：热交换器，用来冷却供给的天然气来获得冷却的天然气；第一超声速冷凝器，用来冷凝所述冷却的天然气来产生液化天然气，并输出至少一部分冷冻气态天然气至所述热交换器被加热来获得加热的天然气；及压缩单元，用来压缩所述加热的天然气，并提供压缩的天然气至所述热交换器来与所述供给的天然气共同和所述至少一部分冷冻气态天然气进行热交换而被冷却。

本发明的另一个方面在于提供一种天然气液化方法。该天然气液化方法包括：冷却供给的天然气来获得冷却的天然气；通过第一超声速冷凝器冷凝所述冷却的天然气来产生液化天然气，并从第一超声速冷凝器中输出所述液化天然气和冷冻气态天然气；加热至少一部分冷冻气态天然气来获得加热的天然气；压缩所述加热的天然气来获得压缩的天然气；及所述压缩的天然气与所述供给的天然气共同和所述至少一部分冷冻气态天然气进行热交换而被冷却。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1所示为本发明一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图2所示为本发明另一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图3所示为本发明另一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图4所示为本发明另一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图5所示为本发明另一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图6所示为本发明另一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图7所示为本发明另一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图8所示为本发明另一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图9所示为本发明另一个实施例的天然气液化系统的示意图；

图10所示为本发明一个实施例的天然气液化方法的流程图。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。

除非另作定义，本权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分和元件。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。

“气”可以和“蒸汽”互换使用，且表示区别于液态或固态的气态物质或者混合物。同样地，“液体”表示区别于气态或固态的液态物质或混合物。

“天然气”指从天然油井或者地下含气形成物中获得的多元素气体。天然气的组份和压力可明显改变。一种典型的天然气包含甲烷为主要成分。原天然气还可以包含乙烷、重烃、一种或多种酸性气体(例如二氧化碳、硫化氢、硫化羰、二硫化碳、硫醇)和少量的杂质(例如水、氦、氮、硫化铁、蜡、原油)。原天然气的组份可以改变。

“酸性气体”为掺杂在天然气中的杂质。典型地，酸性气体包括二氧化碳和硫化氢，然而任意数量的其他杂质也可能形成酸性气体。酸性气体一般通过接触含有能与酸性气体反应的吸收剂，例如胺，的气体来去除。当吸收剂富含酸性气体时，吸附步骤可被用来从吸收剂分离酸性气体。然后，吸收剂可循环利用，再用来吸收酸性气体。