[发明专利]一种天然气液化脱氮装置及其脱氮工艺

权利要求书

1.一种天然气液化脱氮装置，其特征在于：包括通过管路依次设置于氮气提取路径上的液化冷箱、脱氮塔和低温分离器；

所述脱氮塔包括位于塔顶部的冷凝器和塔顶温度计、位于塔中部的脱氮装置、位于塔底部的再沸器和塔底温度计；

所述液化冷箱的顶部通过第一管道和第二管道接入冷剂压缩机制冷系统、通过第三管道接入常温天然气、通过第四管道连接放空系统；

所述液化冷箱的底部通过第五管道和第六管道连接冷凝器、通过第七管道连接液化天然气储存罐、通过第八管道连接到脱氮塔的塔顶；

所述液化冷箱的中部通过第九管道和第十管道连接低温分离器、通过第十四管道连接再沸器、通过第十三管道连接脱氮塔塔底，所述低温分离器通过第十一管道连接混烃稳定塔，所述再沸器通过第十二管道连接脱氮塔中部的脱氮装置；

所述第六管道上设置有用于调节混合试剂流量和压强的第二压力调节阀，所述第十二管道上设置有用于调节天然气压强的第一压力调节阀。

2.根据权利要求1所述的一种天然气液化脱氮装置，其特征在于：所述第五管道和第六管道靠近脱氮塔的一端并联设置有用于调节混合试剂数量的第一旁路调节阀，所述第一旁路调节阀与塔顶温度计连通，所述第十二管道和第十四管道靠近脱氮塔的一端并联设置有用于调节天然气数量的第二旁路调节阀，所述第二旁路调节阀与塔底温度计连通。

3.根据权利要求2所述的一种天然气液化脱氮装置，其特征在于：所述冷凝器用于经冷却、节流降压后的气相高压混合冷剂与气相氮气换热，所述低温分离器用于对预冷后的天然气的进一步处理，所述再沸器用于对脱氮塔塔釜物料进行加热，所述脱氮塔中部的脱氮装置用于对天然气的分馏。

4.根据权利要求3所述的一种天然气液化脱氮装置，其特征在于：所述液化冷箱首先用于对换热后的混合冷剂与天然气换热，其次用于对常温天然气的预冷，然后对天然气的进一步冷却，最后对脱氮后的天然气的冷却。

5.根据权利要求4所述的一种天然气液化脱氮装置，其特征在于：所述冷凝器换热后的气相氮气的温度降至-169℃，所述液化冷箱降温后流出的混合冷剂温度为30℃-40℃；

所述混合冷剂从冷剂压缩机制冷系统中输出和输入的混合试剂的温度均为30℃-40℃，天然气在所述液化冷箱预冷后温度降至-50℃-60℃，进一步冷却后温度降至-100℃--120℃，对脱氮后的天然气的冷却后的温度为-163℃。

6.一种天然气液化脱氮工艺，包括权利要求1中所述的脱氮装置，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在经冷却、节流降压后的气相高压混合冷剂与气相氮气换热；

S2、对换热后的混合冷剂和常温天然气经液化冷箱冷却换热后，混合冷剂返回冷剂压缩机制冷系统循环利用，天然气进入低温分离器进一步处理；

S3、将得到的天然气进一步冷却后，进入脱氮塔再沸器；

S4、对再沸器中出来的天然气经调压、分馏后脱出其中氮气；

S5、对塔顶的天然气经换热后放空，塔底出来的天然气经冷却后储存。

7.根据权利要求6所述的一种天然气液化脱氮工艺，其特征在于：步骤S1中混合冷剂经第一管道进入液化冷箱冷却、在第六管道中经第二压力调节阀节流降压后的温度为-160℃--180℃，得到的混合冷剂经第六管道进入冷凝器，与脱氮塔塔顶的气相氮气-151℃进行换热，根据塔顶温度计的数值对第一旁路调节阀的开度进行实时调节，控制第六管道进入冷凝器的混合试剂量；

步骤S2换热后的混合冷剂的温度升高至至-150℃—-170℃，常温天然气温度为40℃，预冷后的温度降低为-50℃—-60℃。

8.根据权利要求6所述的一种天然气液化脱氮工艺，其特征在于：步骤S3中的天然气通过第十管道返回液化冷箱进一步冷却后温度降至-100℃—- 120℃。