[发明专利]一种冷冻盐水预冷的混合冷剂液化天然气装置及其方法

说明书

本发明公开了一种冷冻盐水预冷的混合冷剂液化天然气装置及其方法，装置包括缓冲罐、预冷换热器、冷冻水机组、混合冷剂分离器、重烃分离器、主换热器、液相冷剂分离器和气相冷剂分离器。缓冲罐中的混合冷剂能在预冷换热器中预冷后进入混合冷剂分离器，净化后的天然气能进入预冷换热器进行预冷；经预冷换热器预冷后的天然气能进入主换热器中进行换热，随后进入重烃分离器；重烃分离器能与重烃回收装置和液化天然气回收装置连通；混合冷剂分离器的出料能在主换热器中换热后回流至缓冲罐中。本发明能够有效地避免混合冷剂组分随着环境温度的变化而改变，使得工艺更加平稳，而且降低制冷剂压缩机能耗，节约成本。

技术领域

本发明属于天然气液化技术领域，具体涉及一种冷冻盐水预冷的混合冷剂液化天然气装置及其方法。

背景技术

目前国内常见天然气液化流程多为：级联式液化流程、带膨胀机液化流程和混合制冷剂液化流程。混合冷剂天然气流程因其低能耗、流程简单等优点，已被广泛应用于大型的LNG液化工厂。

混合冷剂天然气液化工艺流程中的混合冷剂，主要以碳氢化合物和氮气等多种气体混合而成。混合冷剂与天然气换热温度匹配程度决定了液化系统制冷循环的总效率，所以混合冷剂的组合是决定液化系统制冷循环效率的主要因素。制冷剂制冷效果与其配比复杂程度相互制约，使混合冷剂的合理配比问题成为混合冷剂液化工艺中的难点之一。

就混合物的通性而言，混合冷剂中重组分的比例能较大程度的影响制冷效果，在重组分比例较高的混合制冷剂，混合物的露点温度更高，气液两相区的温度范围更广。尤其在低压条件下，重组分能够有效扩大混合冷剂的制冷换热区间，对提高系统的换热效率有非常明显的作用。重组分的增加能明显增强混合冷剂的制冷能力，进而可以减少混合冷剂的循环量和降低压缩机的功耗。但是，若重组分含量过高，则会使得混合冷剂在进入压缩机前为气液两项状态，导致压缩机出现液击，这对压缩机是极大的损害。因此，合理搭配混合冷剂中各组分的比例显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种冷冻盐水预冷的混合冷剂液化天然气装置及其方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种冷冻盐水预冷的混合冷剂液化天然气装置，其包括缓冲罐、预冷换热器、冷冻水机组、混合冷剂分离器、重烃分离器、主换热器、液相冷剂分离器和气相冷剂分离器；所述缓冲罐用于承装混合冷剂，其出口通过管路依次经压缩机和空冷器后通入预冷换热器，混合冷剂能在预冷换热器中预冷后进入混合冷剂分离器，净化后的天然气能经第一天然气管路进入预冷换热器进行预冷；预冷换热器中设有用于预冷混合冷剂和天然气的冷冻水循环管路，冷冻水循环管路与外部冷冻水机组相连；

经预冷换热器预冷后的天然气能经第二天然气管路进入主换热器中进行换热，随后经第一换热管路进入重烃分离器；重烃分离器包括第一液相出口和第一气相出口，第一液相出口通过第二重烃分离管路与重烃回收装置相连；第一气相出口经第一重烃分离管路进入主换热器中进行换热，随后经第二换热管路、第一节流阀和第一节流管路与液化天然气回收装置相连；

所述混合冷剂分离器包括第二液相出口和第二气相出口；第二液相出口经第二冷剂分离管路与主换热器相连通，随后经第三换热管路、第二节流阀和第二节流管路与液相冷剂分离器相连通，液相冷剂分离器的第三液相出口和第三气相出口分别通过管路与主换热器内的返流冷剂管路连通；第二气相出口经第一冷剂分离管路与主换热器相连通，随后经第四换热管路、第三节流阀和第三节流管路与气相冷剂分离器相连通，气相冷剂分离器的第四液相出口和第四气相出口分别通过管路与主换热器内的返流冷剂管路连通；返流冷剂管路通过第五换热管路与缓冲罐相连通，能将在主换热器内与天然气换热后的混合冷剂重新回流至缓冲罐中。

作为优选，所述预冷换热器和主换热器均为板翅式换热器；压缩机为螺杆式压缩机。

作为优选，所述混合冷剂分离器、重烃分离器、液相冷剂分离器和气相冷剂分离器均为气液分离器。