[发明专利]一种双膨胀制冷工艺的天然气液化系统

摘要

本发明涉及一种双膨胀制冷工艺的天然气液化系统，其特征在于包括预冷模块、液化模块和过冷模块；预冷模块的天然气出口连接液化模块的天然气入口，液化模块的天然气出口连接过冷模块的天然气入口；过冷模块的过冷制冷剂出口连接液化模块的过冷制冷剂入口，液化模块的液化制冷剂出口连接预冷模块的液化制冷剂入口。其中，预冷模块用于为液化模块中的制冷剂和天然气进行预冷，并分担一部分液化负荷；液化模块用于为天然气进行冷却和液化，并为过冷模块中的制冷剂提供冷量；过冷模块为液化模块液化后的天然气进行继续冷却。本发明灵活性强、能耗低、易于工程化，可以广泛应用于制冷及低温中的天然气液化过程中。

主权项

一种双膨胀制冷工艺的天然气液化系统，其特征在于：包括预冷模块、液化模块和过冷模块；所述预冷模块的天然气出口连接所述液化模块的天然气入口，所述液化模块的天然气出口连接所述过冷模块的天然气入口；所述过冷模块的过冷制冷剂出口连接所述液化模块的过冷制冷剂入口，所述液化模块的液化制冷剂出口连接所述预冷模块的液化制冷剂入口；所述预冷模块由预冷换热器组成，所述预冷换热器包括原料预冷段天然气入口、预冷段天然气出口、预冷段液化制冷剂入口、预冷段液化制冷剂出口、预冷制冷剂入口和预冷制冷剂出口；所述预冷段天然气入口连接外部天然气管路，所述预冷段天然气出口连接所述液化模块的入口，所述预冷段液化制冷剂入口连接所述液化模块出口，所述预冷段液化制冷剂出口连接所述液化模块中的入口，所述预冷制冷剂入口连接外部预冷制冷系统的出口，所述预冷制冷剂出口连接所述预冷制冷系统的入口；所述液化模块包括液化段压缩机、液化段一级冷却器、液化段二级冷却器、液化段止回阀、液化段二级缓冲罐、液化段透平膨胀机、液化段三级冷却器、分流器、液化段换热器、混合器、液化段一级缓冲罐和重烃分离器；其中，所述液化段压缩机设置有液化段一级压缩机入口、液化段一级压缩机出口、液化段二级压缩机入口和液化段二级压缩机出口；所述液化段透平膨胀机设置有液化段压缩机入口、液化段压缩机出口、液化段膨胀机入口和液化段膨胀机出口；所述液化段换热器设置有液化段第一天然气入口、液化段第一天然气出口、液化段第二天然气入口、液化段第二天然气出口、液化段过冷制冷剂入口、液化段过冷制冷剂出口、液化段过冷制冷剂低压入口、液化段过冷制冷剂低压出口、液化段液化制冷剂入口、液化段液化制冷剂出口、液化段液化制冷剂低压入口和液化段液化制冷剂低压出口；所述液化段一级压缩机入口连接所述液化段一级缓冲罐的出口，所述液化段一级压缩机出口连接所述液化段一级冷却器的入口，所述液化段二级压缩机入口连接所述液化段一级冷却器的出口，所述液化段二级压缩机出口连接所述液化段二级冷却器的入口；所述液化段二级冷却器的出口通过所述液化段第一止回阀连接所述液化段二级缓冲罐的入口，所述液化段二级缓冲罐的出口连接所述液化段透平膨胀机的所述液化段压缩机入口，所述液化段透平膨胀机的所述液化段压缩机出口连接所述液化段三级冷却器的入口，所述液化段三级冷却器的出口连接所述分流器的入口，所述分流器的其中一出口为所述液化模块的液化制冷剂高压出口，连接所述预冷模块的所述预冷段液化制冷剂入口，另一出口连接所述液化段换热器的所述液化段液化制冷剂入口，所述液化段换热器的所述液化段液化制冷剂出口连接所述混合器的入口，所述混合器的出口连接所述液化段透平膨胀机的所述液化段膨胀机入口，所述液化段透平膨胀机的所述液化段膨胀机出口连接所述液化段换热器的所述液化段液化制冷剂低压入口，所述液化段换热器的所述液化段液化制冷剂低压出口连接所述液化段一级缓冲罐的入口；所述液化段换热器的所述液化段第一天然气入口连接所述预冷模块的所述预冷段天然气出口；所述液化段换热器的所述液化段第一天然气出口连接所述重烃分离器的入口，所述重烃分离器的其中一出口与外界连通，另一出口连接所述液化段换热器的所述液化段第二天然气入口；所述液化段换热器的所述液化段第二天然气出口连接所述过冷模块的过冷段天然气入口；所述液化段换热器的所述液化段过冷制冷剂入口为所述液化模块的过冷制冷剂高压入口，连接所述过冷模块出口，所述液化段换热器的所述液化段过冷制冷剂出口为所述液化模块的过冷制冷剂高压出口，连接所述过冷模块入口；所述液化段换热器的所述液化段过冷制冷剂低压入口为所述液化模块的过冷制冷剂低压入口，连接所述过冷模块的出口，所述液化段换热器的所述液化段过冷制冷剂低压出口为所述液化模块的过冷制冷剂低压出口连接所述过冷模块。