一种浅冷工艺LNG回收系统及回收方法

本发明涉及一种浅冷工艺LNG回收系统及回收方法。该浅冷工艺LNG回收系统,包括原料气增压冷却单元、氨冷却原料气单元、原料气分离LPG和NGL单元、氮气制冷循环单元以及原料气转化LNG单元。本发明采用氨作为冷剂、将天然气在氮气增压机增压后循环进入四股流板翅式换热器,在膨胀机膨胀产生的冷量中持续不断地将原料天然气冷却,成本低,LNG回收率高,同时循环氮气不断吸收天然气生成LNG释放的冷量,提高系统能量的利用效率,可广泛应用于LNG的回收。

专利类型: 发明专利
申请(专利)号: CN202011256613.3
申请日期: 2020年11月11日
公开(公告)日: 2021年1月15日
公开(公告)号: CN112228767A
主分类号: F17C3/00,F,F17,F17C,F17C3
分类号: F17C3/00,F25B41/30,F25B43/00,F25J3/02,F25J5/00,C10L3/12,F,C,F17,F25,C10,F17C,F25B,F25J,C10L,F17C3,F25B41,F25B43,F25J3,F25J5,C10L3,F17C3/00,F25B41/30,F25B43/00,F25J3/02,F25J5/00,C10L3/12
申请(专利权)人: 西安长庆科技工程有限责任公司
发明(设计)人: 王勇,张会平,杨光,豆锋,张新友,廖烜华,李国明,张玉玺,王浩,郑静
主申请人地址: 710018 陕西省西安市未央区凤城四路长庆大厦
专利代理机构: 西安吉盛专利代理有限责任公司
代理人: 姬晓莹
国别省市代码: 陕西;61
主权项: 1.一种浅冷工艺LNG回收系统,其特征在于:包括原料气增压冷却单元、氨冷却原料气单元、原料气分离LPG和NGL单元、氮气制冷循环单元以及原料气转化LNG单元;其中: 所述原料气增压冷却单元包括通过管道依次连接的原料气压缩机(2)、第一冷却器(3)、第二冷却器(4); 所述氨冷却原料气单元包括通过管道依次连接的第一混合器(5)、氨压缩机(9)、第三冷却器(6)、节流阀(7)、分流器(8)、第一循环器(10);所述第一混合器(5)入口连接在所述原料气增压冷却单元的第二冷却器(4)出口,所述第一循环器(10)出口一路连接在所述原料气增压冷却单元的第二冷却器(4)的入口、一路连接在所述第一混合器(5)入口; 所述原料气分离LPG和NGL单元包括通过管道依次连接的分离器(11)、第二混合器(12)、脱乙烷塔(13)、泵(14)、液化气塔(15); 所述氮气制冷循环单元包括通过管道依次连接的膨胀机(17)、氮增压机三(24)、第六冷却器(23)、氮增压机一(21)、第五冷却器(20)、氮增压机二(22)、第四冷却器(19)、第二循环器(18); 所述原料气转成LNG单元包括管道依次连接的多股流换热器(16)、节流阀(25);所述多股流换热器(16)的入口分别与所述原料气增压冷却单元第二冷却器(4)的出口、所述原料气分离LPG和NGL单元的第二混合器(12)出口、所述氮气制冷循环单元膨胀机(17)的出口、第二循环器(18)的出口连接;所述多股流换热器(16)的出口分别与所述节流阀(25)、所述氮气制冷循环单元的膨胀机(17)入口、氮增压机三(24)入口、所述原料气分离LPG和NGL单元的分离器(11)出口相连接。 2.根据权利要求1所述一种浅冷工艺LNG回收系统,其特征在于:所述第一冷却器(3)连接在所述原料气压缩机(2)的出口,所述第二冷却器(4)入口连接在所述第一冷却器(3)出口。 3.根据权利要求1所述一种浅冷工艺LNG回收系统,其特征在于:所述第三冷却器(6)入口连接在所述氨压缩机(9)的出口;所述节流阀(7)入口连接在所述第三冷却器(6)出口;所述分流器(8)入口连接在所述节流阀(7)出口;所述分流器(8)出口连接在所述第一循环器(10)入口。 4.根据权利要求1所述一种浅冷工艺LNG回收系统,其特征在于:所述分离器(11)液体出口连接脱乙烷塔(13),所述分离器(11)气体出口连接在所述第二混合器(12),所述泵(14)入口连接所述脱乙烷塔(13)出口,所述泵(14)出口连接所述液化气塔(15)入口,所述脱乙烷塔(13)气体出口连接所述第二混合器(12)。 5.根据权利要求1所述一种浅冷工艺LNG回收系统,其特征在于:所述氮增压机三(24)出口连接所述第六冷却器(23)入口;所述第六冷却器(23)出口连接所述氮增压机一(21)入口;所述氮增压机一(21)出口连接所述第五冷却器(20)入口;所述第五冷却器(20)出口连接所述氮增压机二(22)入口;所述氮增压机二(22)出口连接所述第四冷却器(19)入口,所述第四冷却器(19)出口连接所述第二循环器(18)入口。 6.根据权利要求1所述一种浅冷工艺LNG回收系统,其特征在于:所述多股流换热器(16)为四股流板翅式换热器。 7.根据权利要求1所述一种浅冷工艺LNG回收系统,其特征在于:所述液化气塔(15)设置24层塔盘,所述脱乙烷塔(13)设置25层塔盘。 8.根据权利要求1-7所述的任意一种浅冷工艺LNG回收系统的回收方法,其特征在于:包括以下过程: S1:原料气增压、冷却、换热后节流生产LNG; 原料气(1),其温度为30℃、压力为900kPa,进入原料气压缩机(2)进行压缩后,出口物流温度56.11℃、压力1200kPa,进入第一冷却器(3)进行冷却,冷却后物流温度32℃、压力1170kPa,进入第二冷却器(4)再次进行冷却,冷却后物流温度-30℃、压力1155kPa,进入多股流换热器(16)充分地换热,换热后物流温度-100℃、压力1140kPa,进入分离器(11)进行气液分离,分离后物流温度-100℃、压力1140kPa,进入混合器(12),从混合器(12)出来的物流温度-98.13℃、压力950kPa,再次进入多股流换热器(16)进行换热,换热后物流温度-153℃、压力935kPa,最后进入节流阀(25)进行节流,出来的LNG温度-152.8℃、40kPa; S2:原料气回收利用过程; 从分离器(11)底部出来的物流温度-100℃、压力1140kPa,进入脱乙烷塔(13)进行充分精馏,脱乙烷塔(13)设置25层塔盘,顶部压力设置为950kPa,底部压力设置为958kPa,脱乙烷塔(13)中重沸器中乙烷的摩尔含量为8%,经过充分精馏后,顶部出来的物流温度-49.01℃、压力950kPa与分离器(11)出来的物流共同进入混合器(12),重复进行S1中步骤,进入多股流换热器(16)换热后节流生产LNG; S3:原料气分离LPG和NGL过程; 脱乙烷塔(13)底部出来的物流温度33.61℃、压力958kPa,进入泵(14)增压,增压后物流温度34.56℃、压力2000kPa,进入液化气塔(15)进行充分精馏,液化气塔(15)设置24层塔盘,顶部压力设计为1500kPa,底部压力设计为1508kPa,回流比设为1,底部nC5流率设为1kgmole/h,塔顶出来的LPG(27)温度47.51℃、压力1500kPa,塔底出来的NGL(28)温度183.5℃、压力1508kPa。 9.根据权利要求8所述的任意一种浅冷工艺LNG回收系统的回收方法,其特征在于:所述步骤S1中,用来给第二冷却器(4)提供冷量的氨物流温度-35℃、压力91.52kPa,进入第一混合器(5),从第一混合器(5)出来的氨物流温度-35℃、压力91.52kPa,进入氨压缩机(9)进行压缩,压缩完后物流温度114.4℃、压力1700kPa,进入第三冷却器(6)进行冷却,冷却后物流温度35℃、压力1680kPa,进入节流阀(7)节流,节流后物流温度-35℃、压力91.52kPa,进入分流器(8)分出两部分物流,一部分物流进入第一混合器(5)中,另一部分物流通过打循环进入第二冷却器(4)中。 10.根据权利要求8所述的任意一种浅冷工艺LNG回收系统的回收方法,其特征在于:所述步骤S1中,为充分利用天然气生成LNG释放的冷量,采用氮气制冷循环单元循环吸收,所加氮气温度28.45℃、压力425kPa进入氮增压机三(24)进行增压,增压后温度158.9℃、压力1150kPa,进入第六冷却器(23)进行冷却,冷却后物流温度32℃、压力1130kPa,进入氮增压机二(21)进行压缩,压缩后物流温度155.03℃、压力2880kPa,再进入第四冷却器(19),冷却后物流温度35℃、压力5300kPa,进入第二循环器(18)打循环至多股流换热器(16),出来物流温度-70℃、压力5285kPa,从多股流换热器(16)出来的物流进入膨胀机(17)进行膨胀制冷,在膨胀机(17)中,氮气经过绝热膨胀,并对外做工的方式,使得气体获得了低温,从膨胀机(17)中出来的物流温度-168.6℃、压力440kPa,再次进入多股流换热器(16)进行热交换,出来的物流温度28.45℃,压力425kPa进入氮增压机一(21)中。
法律状态: 公开