[发明专利]一种天然气液化装置及其液化工艺

摘要

本发明公开了一种天然气液化装置，包括：原料气管网、闪蒸汽中压管网、计量调压系统、预处理系统、液化系统、导热油单元、高位放散系统和控制系统，所述计量调压系统、预处理系统和液化系统之间通过管道相互连通；所述计量调压系统包括过滤分离器和计量调压装置，计量调压装置内设有事故连锁切断阀；所述预处理系统包括脱CO2单元、脱水脱苯单元和脱硫脱汞单元。通过上述方式，本发明能够将制冷流路与液化流路分别进行前级预处理脱除天然气中的有害杂质，提高设备安全运行可靠性；制冷流路天然气不脱除CO2，降低消耗，天然气脱水脱苯、脱碳处理量单套规模大，板翅式换热器、增压透平膨胀机等低温设备设计压力高。

主权项

1.一种天然气液化装置，其特征在于，包括：原料气管网、闪蒸汽中压管网、计量调压系统、预处理系统、液化系统、导热油单元、高位放散系统和控制系统，所述计量调压系统、预处理系统和液化系统之间通过管道相互连通；所述计量调压系统包括过滤分离器和计量调压装置，计量调压装置内设有事故连锁切断阀；所述预处理系统包括脱CO2单元、脱水脱苯单元和脱硫脱汞单元，所述脱水脱苯单元分为液化气脱水脱苯单元和膨胀气脱水脱苯单元，所述脱硫脱汞单元分为液化气脱硫脱汞单元和膨胀气脱硫脱汞单元；所述过滤分离器接入原料气管网，且过滤分离器后端与所述计量调压装置连接，计量调压装置后分别连接有脱CO2单元和膨胀气脱水脱苯单元，脱CO2单元后依次连接有液化气脱水脱苯单元和液化气脱硫脱汞单元；所述膨胀气脱水脱苯单元后连接有膨胀气脱硫脱汞单元，所述液化气脱硫脱汞单元和膨胀气脱硫脱汞单元均与所述液化系统连接；所述液化系统上连接有冷箱闪蒸汽压缩系统和液化天然气储存装卸系统，所述液化天然气储存装卸系统上连接有储存闪蒸汽压缩系统，储存闪蒸汽压缩系统与所述闪蒸汽中压管网连接；所述脱CO2单元包括CO2吸收塔、脱碳气冷却器、脱碳气分离器、再生塔、贫富液换热器、再生气冷却器和再生气分离器，CO2吸收塔上设有进气口、出气口、进液口和出液口，再生塔上开有进液口、出液口和出气口；所述CO2吸收塔的进气口与所述计量调压装置连接，CO2吸收塔的出气口依次连接有脱碳气冷却器和脱碳气分离器，脱碳气分离器与所述液化气脱水脱苯单元连接，CO2吸收塔的出液口连接有闪蒸罐，闪蒸罐与所述再生塔的进液口连接；所述再生塔的出液口与贫富液换热器连接，贫富液换热器上连接有贫液冷却器，贫液冷却器与所述CO2吸收塔的进液口连通，贫液冷却器与CO2吸收塔之间的管道上设有贫液泵和溶液过滤器，所述再生塔的出气口与所述再生气冷却器连接，所述再生气分离器与再生气冷却器连接，再生气分离器上连接有净化塔和回收泵，回收泵与所述闪蒸罐的进口连接；所述再生塔上连有再沸器，再沸器与所述导热油单元连接；所述液化系统包括冷箱和设在冷箱内的主换热器、过冷器、气液分离罐和膨胀机，所述冷箱外设有与所述膨胀机同轴驱动的增压机；所述主换热器上设有液化气进口、闪蒸汽出口、膨胀气进口和膨胀气出口，所述液化气进口与所述液化气脱硫脱汞单元连接，所述闪蒸汽出口与所述冷箱闪蒸汽压缩系统连接，所述膨胀气进口与所述膨胀气脱硫脱汞单元连接，所述膨胀气出口与增压机连接，增压机后端接入所述闪蒸汽中压管网，增压机与闪蒸汽中压管网之间的管道上设有水冷却器；所述过冷器和膨胀机与所述主换热器连接，所述气液分离罐两端分别连接过冷器和液化天然气储存装卸系统；所述脱水脱苯单元包括三台吸附塔，吸附塔内装有吸附剂；所述脱硫脱汞单元包括两座脱硫脱汞塔，脱硫脱汞塔内装有脱汞剂和脱硫剂；所述高位放散系统包括阻火器、分离罐和高位放散管，所述阻火器、分离罐和高位放散管设在所述原料气管网、闪蒸汽中压管网、计量调压系统、预处理系统、液化系统之间的管路上；所述控制系统包括控制中心、净化单元控制站、液化单元控制站、紧急关断系统和火气系统；所述净化单元控制站、液化单元控制站、紧急关断系统和火气系统中均设有在线分析仪和调节阀，所述净化单元控制站、液化单元控制站、紧急关断系统和火气系统通过网络与所述控制中心连接；所述导热油单元包括燃烧装置和导热管，燃烧装置与所述储存闪蒸汽压缩系统连接，导热管设在所述脱CO2单元、液化气脱水脱苯单元和膨胀气脱水脱苯单元内；所述液化气脱水脱苯单元、膨胀气脱水脱苯单元和冷箱闪蒸汽压缩系统接入所述闪蒸汽中压管网，液化气脱水脱苯单元、膨胀气脱水脱苯单元与闪蒸汽中压管网之间的管道上均设有水冷却器；所述天然气液化装置的天然气液化工艺，包括：高压原料天然气从原料气管网经过过滤分离器的初级过滤，再由计量调压装置将原料天然气稳定在一定压力范围内，然后计量调压装置将原料天然气分成液化流路和膨胀制冷流路分别脱除杂质后进入冷箱，采用天然气差压膨胀、节流制冷工艺将天然气进行逐级的冷凝、蒸发、节流、膨胀后得到不同温度水平的制冷量，进行部分液化；所述液化流路采用N‑甲基二乙醇胺吸收法脱除原料气中的二氧化碳，吸附法脱除水、苯、硫、汞，然后进入冷箱内主换热器液化，高压液化天然气经节流进入气液分离罐，液化系统液化后的产品液化天然气送入贮槽；闪蒸的闪蒸汽低压尾气经主换热器复热后出冷箱，再经压缩机增压后作为脱CO2单元的冷吹再生气，再生气经水冷却后回中压管网；所述膨胀流路的天然气采用吸附法脱除水、重烃和汞；然后进入冷箱经主换热器冷却后再经膨胀机膨胀制取液化所需的部分冷量，膨胀后的天然气经主换热器复热出冷箱；再经由膨胀机同轴拖动的增压机增压后作为再生加热用气，再生气冷却后与闪蒸汽压缩后气体汇合。