[发明专利]一种天然气液化脱氮装置及其脱氮工艺

说明书

本发明公开了一种天然气液化脱氮装置，涉及天然气脱氮技术领域，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。本发明还涉及一种天然气液化脱氮工艺，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。本发明，充分利用混合冷剂生产液化天然气产生冷量进行分离氮气，采用脱氮塔脱除氮气，该工艺分离氮气效率高，同时设备数量少，在脱氮塔内部集成再沸器与冷凝器，既降低能耗，又降低工程投资，提高企业经济效益。

技术领域

本发明涉及天然气脱氮技术领域，更具体的是涉及一种天然气液化脱氮装置及其脱氮工艺。

背景技术

随着经济的发展，国家对环境保护要求日益严格，对绿色能源需求日益迫切，液化天然气作为绿色能源之一，具有便于储存与运输的特点，近年来天然气液化工厂在国内的发展如火如荼，随着国家标准《液化天然气》(GB/T38753-2020)的实施，标准要求LNG中氮气含量不能超过1％(mol)，而天然气中通常氮气含量超过1％(mol)，因此需要对天然气进行脱氮处理，以便于产品LNG满足国家标准，目前已有的天然气脱氮方法主要分为深冷分离法、溶剂吸收法、变压吸附法以及膜分离法。

在中国发明专利申请号：CN201010561795.5中公开有含氮甲烷气脱氮制天然气/液化天然气的方法，包括原料气的预冷，高压塔(下塔)精馏，低压塔(上塔)提馏，产品气复热/混合制冷剂循环等步骤。虽然双塔技术，降低了塔的高度，减少了设备尺寸，但是，该含氮甲烷气脱氮制天然气/液化天然气的方法，该工艺设备数量多、工艺复杂、控制回路繁复，工程投资大。

因此，提出一种天然气液化脱氮装置及其脱氮工艺来解决上述问题很有必要。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于：为了解决提取高纯氦气的工艺及装置，该工艺设备数量多、工艺复杂、控制回路繁复，工程投资较大的问题，本发明提供一种天然气液化脱氮装置及其脱氮工艺。

(二)技术方案

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种天然气液化脱氮装置，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。

进一步地，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。

进一步地，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。