專利名稱：一種生產(chǎn)液化天然氣的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)液化天然氣的方法，具體涉及一種以天然氣、煤層氣或其它 富甲烷氣為原料生產(chǎn)液化天然氣的方法。
背景技術：
液化天然氣(LNG)是指原料氣(天然氣、煤層氣或其它富甲烷氣)經(jīng)過預處理、凈 化脫除雜質(zhì)之后通過低溫深冷方法液化形成的低溫液體混合物，是一種清潔、高效的能源。 天然氣燃燒后二氧化硫和粉塵排放量減少近100%，產(chǎn)生的二氧化碳和氮氧化合物僅為煤 的50%和20%，污染為液化石油氣的1/4，煤的1/800。天然氣液化后，體積縮小約600倍， 可以大大節(jié)約儲運空間和成本，而且具有熱值大、性能高等特點，是一種非常清潔的能源。 隨著社會的發(fā)展、科技的進步以及人類對環(huán)境保護的意識增強，近年來，液化天然氣作為清 潔能源備受關注。液化天然氣技術在國內(nèi)起步較晚，九十年代才由中國科學院理化技術研究所(原 中國科學院低溫技術中心)主持設計并制造了國內(nèi)最早的兩套小型LNG生產(chǎn)裝置；進入21 世紀以后，隨著國內(nèi)天然氣需求的不斷增長，LNG工廠的建設進入了蓬勃發(fā)展的階段，但由 于相關技術積累較薄弱以及受制于國內(nèi)機械制造水平較低，我國的自主LNG生產(chǎn)技術遠落 后于國外先進水平，尤其是大型LNG廠站的建設，基本被國外公司壟斷。大型天然氣液化裝置基本上采用混合工質(zhì)制冷技術，能耗低，可大大減少運行成 本?；旌瞎べ|(zhì)制冷循環(huán)主要有以下幾種一是APCI公司的丙烷預冷加混合工質(zhì)制冷循環(huán)， 即PPMR循環(huán)，預冷過程是根據(jù)丙烷在不同蒸發(fā)壓力下提供冷量，該循環(huán)在世界LNG廠站建 設中應用實例很多，占有很重要的地位，然而該技術由于丙烷在不同壓力下蒸發(fā)換熱，提供 冷量，使得整個系統(tǒng)較為繁瑣，同時使得丙烷壓縮機的結(jié)構(gòu)也變得復雜，對壓縮機的要求很 高；一是BV公司發(fā)明的PRICO流程，是一種單級混合制冷流程，制冷劑只需單臺壓縮機壓 縮，單個節(jié)流閥節(jié)流制冷，設備少，操作簡單，目前生產(chǎn)能力已達130萬噸/年，然而該技術 最大的缺點就是生產(chǎn)能力受制于單臺壓縮機的處理能力，尤其對于國產(chǎn)壓縮機來說，采用 該流程的話，處理量較??；還有一種是雙混合冷劑液化流程，即DMR流程，如Axens公司、殼 牌公司，DMR流程與PPMR流程相似，但用混合工質(zhì)代替了丙烷制冷劑，在不同蒸發(fā)壓力下提 供冷量，預冷段混合冷劑的組分一般為乙烷、丙烷、丁烷。然而該流程與PPMR流程相似，換 熱過程繁瑣，預冷段壓縮機的結(jié)構(gòu)復雜，要求較高，國產(chǎn)設備不易實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以天然氣、煤層氣或其它富甲烷氣為原料，生產(chǎn)液化天 然氣的工藝。該工藝的主要特點是能耗低，易操作，成本低。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基本思路是凈化后的原料氣的壓力約1.0 S.OMPa， 使其進入液化冷箱裝置，先進入第一換熱器(也稱為預冷器，該預冷器可采用切換式換熱 器)，然后進入重烴分離器，分離出的氣態(tài)流體進入第二換熱器繼續(xù)冷卻降溫，變成液態(tài)，減壓節(jié)流后進入LNG氣液分離器(也可在LNG儲罐內(nèi)閃蒸替代LNG氣液分離器)，液態(tài)流體過 冷后出冷箱裝置，送往LNG儲罐，成為LNG產(chǎn)品(根據(jù)工藝需要，液態(tài)流體也可以不過冷，直 接送往LNG儲罐)。若不選用LNG氣液分離器，則從第二換熱器出來的高壓液態(tài)天然氣直接送往LNG 罐區(qū)，在進罐前減壓節(jié)流后，送入LNG儲罐。從重烴分離器分出的液態(tài)流體以及從LNG氣液分離器(或LNG儲罐)分出的氣態(tài) 流體(BOG)，都要送回到換熱器復熱，回收冷量后再出液化冷箱裝置。上述第一換熱器和第二換熱器的冷量由混合工質(zhì)制冷系統(tǒng)來提供，該混合工質(zhì)制 冷系統(tǒng)分為高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)(也稱預冷區(qū)制冷循環(huán))和低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)。高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)主要由混合工質(zhì)壓縮機、分離器、烴泵、換熱器和節(jié)流閥組 成。該制冷系統(tǒng)的混合工質(zhì)組分由戊烷、丁烷(也可不用)、丙烷(或丙烯)、乙烯(或乙 烷)組成。低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)主要由低溫混合工質(zhì)壓縮機、換熱器和節(jié)流閥組成。該制冷 系統(tǒng)的混合工質(zhì)組分由丙烷(或丙烯)、乙烯(或乙烷)、甲烷、氮氣組成。本發(fā)明的技術方案具體如下本發(fā)明提供一種生產(chǎn)液化天然氣的工藝，該工藝包括如下步驟(1)將凈化后的原料氣通入第一換熱器中，進行預冷；(2)將經(jīng)步驟(1)預冷后的原料氣通入重烴分離器中，進行氣液分離；(3)將步驟( 分離出的氣態(tài)流體通入第二換熱器中，進行液化，得到液態(tài)流體， 減壓、節(jié)流，即可獲得所述液化天然氣；其中，所述第一換熱器和所述第二換熱器的冷量由雙混合制冷系統(tǒng)來提供，該雙 混合制冷系統(tǒng)包括高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)和低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)，所述高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng) 制冷過程如下高溫混合冷劑通過第一壓縮機壓縮后，進入第一冷卻器冷卻，然后進入第一 氣液分離器，分離出的氣體制冷劑進入第二壓縮機壓縮后，進入第二冷卻器冷卻，接著進入 第二氣液分離器，從第二氣液分離器分離出的液體與從第一氣液分離器分離出的液體混合 后，與從第二氣液分離器分離出的高壓氣體混合，接著進入第一換熱器，經(jīng)換熱后，從第一 換熱器排出，接著通過第一節(jié)流閥減壓節(jié)流制冷，然后返回第一換熱器，從第一換熱器出來 的氣體返回第一壓縮機，如此循環(huán)，為第一換熱器提供冷量。優(yōu)選地，在步驟(1)中，所述原料氣的壓力為1.0 8. OMpa，優(yōu)選為2.0 6. OMpa， 更優(yōu)選為4. 0 6. OMpa0優(yōu)選地，經(jīng)第一換熱器預冷之后，原料氣的溫度為-30°C -70°C，優(yōu)選 為-40°C _60°C，更優(yōu)選為-45°C -55°C。優(yōu)選地，經(jīng)第二換熱器換熱之后，得到的液態(tài)流體的溫度為-130°C -165°C，優(yōu) 選為-140°C -160°C。優(yōu)選地，所述高溫混合冷劑為戊烷、丁烷、丙烷、丙烯、乙烯和乙烷中的兩種或多 種；優(yōu)選為戊烷、丁烷、丙烯和乙烯；更優(yōu)選為戊烷、丙烷和乙烷；最優(yōu)選為戊烷、丁烷、丙 烷、乙烯；進一步優(yōu)選為戊烷、丙烷和乙烯。優(yōu)選地，所述低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)制冷過程如下低溫混合冷劑通過第三壓縮機 壓縮壓縮后，進入第三冷卻器冷卻，然后通過第四壓縮機壓縮后，進入第四冷卻器冷卻，冷卻后的高壓常溫流體依次進入第一換熱器和第二級換熱器，經(jīng)換熱后，從第二換熱器排出， 接著通過第二節(jié)流閥減壓節(jié)流制冷，然后依次返回第二換熱器和第一換熱器，從第一換熱 器出來的氣體返回第三壓縮機，如此循環(huán)，為第二換熱器提供冷量。優(yōu)選地，所述低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)制冷過程如下低溫混合冷劑通過第三壓縮機 壓縮壓縮后，進入第三冷卻器冷卻，然后通過第四壓縮機壓縮后，進入第四冷卻器冷卻，冷 卻后的高壓常溫流體依次進入第一換熱器和第二級換熱器，經(jīng)換熱后，從第二換熱器排出， 接著通過第二節(jié)流閥減壓節(jié)流制冷，然后返回第二換熱器，從第二換熱器出來的氣體返回 第三壓縮機，如此循環(huán)，為第二換熱器提供冷量。優(yōu)選地，所述低溫混合冷劑為丙烷、丙烯、乙烯、乙烷、甲烷和氮氣中的兩種或多 種；優(yōu)選為丙烷、乙烯、甲烷和氮氣；更優(yōu)選為丙烷、乙烷、甲烷和氮氣；最優(yōu)選為丙烯、乙 烯、甲烷和氮氣；進一步優(yōu)選為丙烯、乙烷、甲烷和氮氣。優(yōu)選地，所述工藝還包括將凈化后的原料氣先通入切換式換熱器，然后再通入第 二換熱器的步驟。優(yōu)選地，所述工藝還包括將步驟C3)減壓、節(jié)流之后的液體送入分離器的步驟。本發(fā)明的雙混合冷劑液化工藝流程既具備傳統(tǒng)DMR流程的優(yōu)點，又具備PRICO流 程簡單易操作的特點，因此，本發(fā)明的工藝流程可稱為DPMR流程。與傳統(tǒng)的DMR流程相比，本發(fā)明的工藝流程至少具有以下有益效果(1)高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)和低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)更加簡單，具體而言，在制冷過程 中，高溫混合制冷劑或低溫混合制冷劑經(jīng)過壓縮、冷卻后，僅通過一個節(jié)流閥節(jié)流制冷，這 樣使得液化冷箱內(nèi)設備減少，換熱器的設計制造也更加簡單。(2)本發(fā)明的DPMR流程中，每個混合工質(zhì)循環(huán)都不是多個蒸發(fā)壓力，只有一個節(jié) 流閥控制蒸發(fā)壓力，對壓縮機而言，不但在結(jié)構(gòu)上更加簡單，在控制上也更加容易，降低了 壓縮機的制造要求，同時也降低了投資成本。(3)高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)和低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)均使用兩臺混合工質(zhì)壓縮機，使 得原料氣的處理能力大大提高。具體而言，由于受限于國內(nèi)壓縮機(尤其是壓縮機配套防 爆電機)生產(chǎn)制造水平較低，處理能力較小，國產(chǎn)化大型LNG工廠的建設遇到了不可逾越的 瓶頸。DPMR流程將傳統(tǒng)的使用一臺混合工質(zhì)壓縮機改進為使用兩臺混合工質(zhì)壓縮機，故原 料氣處理能力大大提高。以目前國內(nèi)單臺壓縮機電機最大功率約10000KW計算為例(假設 不考慮蒸汽驅(qū)動方式，燃氣驅(qū)動由于國內(nèi)技術水平所限也暫不考慮)，國內(nèi)單臺壓縮機處理 LNG能力將由95萬Nm3/天提高至190萬Nm3/天，也就是說，150萬Nm3/天LNG工程(采用 電機驅(qū)動方式)完全可以實現(xiàn)國產(chǎn)化。(4)在高溫混合制冷劑的組分中增加了戊烷，使高溫區(qū)冷熱流體的換熱曲線更加 接近，同時由于戊烷沸點高，在壓縮后的冷卻過程中更易出現(xiàn)液體，故增加了烴泵裝置，將 壓縮過程中產(chǎn)生的液體升壓打至液化冷箱換熱器入口。(5)原料氣進液化冷箱后，先經(jīng)過切換式換熱器，這樣在凈化裝置出現(xiàn)故障，仍可 保證正常生產(chǎn)，不至于因換熱器堵塞而停產(chǎn)。本發(fā)明的工藝能耗相對低；每個制冷循環(huán)壓縮機的負荷大大減小，使得單套LNG 生產(chǎn)裝置的處理量大大提高；每個混合工質(zhì)制冷循環(huán)在冷箱內(nèi)只有一個節(jié)流閥控制，操作 更為簡易；切換式換熱器的使用，使得生產(chǎn)過程更加穩(wěn)定、保險；分離出的重烴和BOG的冷量充分回收利用后出冷箱，降低了能耗。


圖1是本發(fā)明實施例1的工藝流程示意圖；圖2是本發(fā)明實施例2的工藝流程示意圖；圖3是本發(fā)明實施例3的工藝流程示意圖；其中，EX-I 第一換熱器；EX-2 第二換熱器；EX_3 過冷器；E_1 第一冷卻器； E-2 第二冷卻器；E-3 第三冷卻器；E-4 第四冷卻器；C0M-1 第一壓縮機；C0M-2 第二壓 縮機；C0M-3 第三壓縮機；C0M-4 第四壓縮機；V-I 第一氣液分離器；V_2 第二氣液分離 器；V-3 第三氣液分離器；V-4 第四氣液分離器J-I 第一節(jié)流閥；J-2 第二節(jié)流閥；J-3 LNG 節(jié)流閥；P-I 烴泵；EX-a/EX-b 切換式換熱器；J-5a、J-6a、J-7a、J-8a、J_9a、J-IOa 切 換式換熱器EX-a的閥門；J-5b、J-mKj-7b、J-mKj-9b、J-10b 切換式換熱器EX_b的閥門。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。但這些實施例僅限于說明本發(fā)明而不 用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體實驗條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條 件，或按照廠商所建議的條件。實施例1如圖1所示，凈化后壓力為4. OMpa的原料氣進入第一換熱器EX_1 (也稱為一級板 翅式換熱器或預冷器)，與第一換熱器內(nèi)其它冷流體進行熱交換，溫度冷卻至約-50°C，出 第一換熱器，進入重烴分離器V-3。進入重烴分離器的溫度與原料氣壓力有關，原料氣壓力 越高，原料氣內(nèi)的重組分越容易被液化；壓力越低，重組分液化需要的溫度越低。因此進入 重烴分離器的溫度可以根據(jù)原料氣壓力進行調(diào)整，但不宜過低。原則上，溫度越低，重組分 液化的越多，進入后續(xù)裝置的量會越?。坏瑫r，甲烷、乙烷等輕組分溶解到重組分液體里 的量也越大，會造成最終LNG的產(chǎn)量下降。原料氣進入重烴分離器V-3后進行氣液分離，以重烴為主的液體從重烴分離器 V-3底部出來，返回第一換熱器EX-I冷端通道，回收冷量后，出冷箱。以甲烷、乙烷、丙烷為 主的氣體從V-3頂部出來，進入第二換熱器EX-2繼續(xù)冷卻。重烴分離器V-3的主要作用就是防止沸點高的物質(zhì)進入后續(xù)低溫裝置，固化后堵 塞板翅式換熱器等設備。原料氣在第二換熱器EX-2內(nèi)與其它冷流體交換熱量，逐漸冷卻并最終變成過冷 液體后(溫度約為-160°C )，出第二換熱器EX-2，經(jīng)LNG節(jié)流閥J-3減壓節(jié)流后，進入氣液 分離器(或LNG儲罐)V-4，閃蒸出來的氣體(BOG)，依次返回第二換熱器EX-2、第一換熱器 EX-1，復熱后出冷箱。液體即成為LNG產(chǎn)品。系統(tǒng)所需冷量來自高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)和低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)。高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)為第一換熱器EX-I提供冷量。過程如下高溫混合冷劑進入 第一壓縮機C0M-1，壓縮后進入第一冷卻器E-I (水冷或風冷)，冷卻后進入第一氣液分離器 V-1，分出的氣體制冷劑進入第二壓縮機C0M-2和第二冷卻器E-2壓縮冷卻后，進入第二氣 液分離器V-2。從第二氣液分離器V-2分離出的液體主要是重組分冷劑，與從第一氣液分離器V-I分離出的液體混合后，用烴泵P-I打至高壓后，與從第二氣液分離器V-2分離出的 高壓氣體混合后進入第一換熱器EX-I熱端通道(高壓液體和高壓氣體也可以不混合，分別 進入第一換熱器EX-I熱端通道)?；旌侠鋭┰诘谝粨Q熱器EX-I內(nèi)與其它冷流體換熱冷卻 后，出第一換熱器EX-1，通過第一節(jié)流閥J-I減壓節(jié)流制冷，溫度降低，然后返回第一換熱 器EX-1，為第一換熱器內(nèi)的熱流體提供冷量。出第一換熱器EX-I后，又變?yōu)榈蛪撼貧怏w， 返回第一壓縮機C0M-1，繼續(xù)壓縮、冷卻、節(jié)流、制冷，如此循環(huán)。從上述過程可以看出，高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)只有一個節(jié)流閥J-1，流程簡單，操作 方便。低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)過程如下低溫混合冷劑分別進入第三壓縮機C0M-3、第三 冷卻器E-3、第四壓縮機C0M-4、第四冷卻器E-4，成為高壓常溫流體。之后依次進入第一換 熱器EX-I熱端、第二換熱器EX-2熱端，溫度逐漸降低，從第二換熱器EX-2冷端出來后成 為過冷液體。然后經(jīng)過第二節(jié)流閥J-2減壓節(jié)流后，溫度降低，然后依次返回第二換熱器 EX-2、第一換熱器EX-I冷端，為第二換熱器EX-2內(nèi)熱流體提供冷量。混合冷劑從第一換熱 器EX-I熱端出來后，又成為低壓氣體，返回第三壓縮機C0M-3，壓縮、冷卻、節(jié)流、制冷，如此 循環(huán)。從上述過程可以看出，低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)只有一個節(jié)流閥J-2，流程簡單，操作 方便。整個制冷循環(huán)只有兩個節(jié)流閥，即第一節(jié)流閥J-I和第二節(jié)流閥J-2 ；高溫區(qū)混 合制冷系統(tǒng)和低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)分別為不同溫區(qū)提供冷量，換熱效率高；由于有兩組壓 縮機，而非一組，使得單組壓縮機的負荷減少，LNG工廠的處理量越大，優(yōu)勢越明顯。該工 藝為國產(chǎn)化建設大型LNG工廠鋪平了道路。以目前國內(nèi)單臺壓縮機防爆電機最大功率約 10000KW計算為例(假設不考慮蒸汽透平驅(qū)動方式，燃氣輪機驅(qū)動由于國內(nèi)制造技術水平 較低所限也暫不考慮)，每生產(chǎn)INm3LNG耗電量按0. 25kffh計算，采用國內(nèi)單臺壓縮機的話， LNG生產(chǎn)能力約95萬Nm3/天；若采用本專利公開的DPMR工藝，則LNG生產(chǎn)能力可提高至約 190萬Nm3/天，也就是說，目前國內(nèi)引進的150萬Nm3/天LNG裝置(采用電機驅(qū)動方式)完 全可以實現(xiàn)國產(chǎn)化。實施例2如圖2所示，實施例2與實施例1的不同之處在于，低溫混合冷劑經(jīng)第二節(jié)流閥 J-2減壓節(jié)流進入第二換熱器EX-2冷端，從第二換熱器EX-2熱端出來后，沒有像實施例1 那樣進入第一換熱器EX-I冷端，而是直接返回第一壓縮機C0M-1入口，進行壓縮。由于從第二換熱器EX-2熱端出來的混合冷劑為低溫流體，一般為-40°C -70°C， 故實施例2的低溫混合冷劑壓縮機須采用低溫壓縮機；而實施例1的低溫混合冷劑壓縮機 采用常溫壓縮機即可。實施例3如圖3所示，實施例3與實施例2不同之處在于采用了切換式換熱器EX-a和EX_b， 并采用了過冷器EX-3。凈化后的原料氣通過切換閥門J-5a、J4b的開閉，選擇進入切換式換熱器EX-a或 EX-b。本實施例3以選擇進入切換式換熱器EX-a為例(閥門J-恥涂黑，表示關閉狀態(tài)，其 它涂黑閥門亦然)，原料氣與冷流體換熱，溫度降低，然后進入重烴分離器。冷流體來自高溫混合冷劑經(jīng)第一節(jié)流閥J-I減壓后，分為兩路，一路為切換式換熱器EX-a或EX-b提供冷 量，一路為第一換熱器EX-I提供冷量。兩路高溫混合冷劑分別從兩個換熱器出來后，匯合 在一起，然后返回壓縮機，進行循環(huán)。設置切換式換熱器EX-a或EX_b的作用主要是防止原料氣在前期凈化過程中處 理的不夠干凈，或者凈化裝置出現(xiàn)異常，導致原料氣中的水、苯及芳香烴等高沸點雜質(zhì)進入 冷箱，在低溫下凝固，從而堵塞低溫設備。設置了切換式換熱器后，一旦雜質(zhì)隨原料氣進入 冷箱，就會被凍結(jié)在切換式換熱器上。舉例說明，當切換式換熱器EX-a前后壓差增大時，說明有雜質(zhì)被凍結(jié)在切換式換 熱器EX-a的通道上了。當壓差繼續(xù)增大并影響到裝置正常運行時，就可以將原料氣從切換 式換熱器EX-a切換到切換式換熱器EX-b，操作如下開啟切換式換熱器EX-b前后四個閥 門J_5b、J_6b、J_7b、J_8b，關閉切換式換熱器EX-a前后四個閥門J_5a、J_6a、J_7a、J-8a, 同時關閉閥門J_9b、J-IOb,開啟閥門J-9a、J-lOa，用較高溫度的BOG氣體將切換式換熱器 EX-a內(nèi)的雜質(zhì)復溫吹除掉，便于切換式換熱器EX-a下次重新使用。如果能夠保證前期凈化設備運轉(zhuǎn)正常，切換式換熱器就沒有必要設置。所以要根 據(jù)實際情況或用戶要求來確定切換式換熱器的設置與否，另外，換式換熱器可以根據(jù)情況 設置多個。在本實施例中，從第二換熱器EX-2出來的液態(tài)經(jīng)過冷器EX-3過冷后，獲得LNG產(chǎn)
P
ΡΠ O以上參照具體實施方式
詳細地描述了本發(fā)明，對本領域技術人員而言，應當理解 的是，上述具體實施方式
不應該被理解為限定本發(fā)明的范圍。因此，在不脫離本發(fā)明精神和 范圍的情況下可以對本發(fā)明的實施方案作出各種改變和改進。
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權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)液化天然氣的方法，該方法包括如下步驟(1)將凈化后的原料氣通入第一換熱器中，進行預冷；(2)將經(jīng)步驟(1)預冷后的原料氣通入重烴分離器中，進行氣液分離；(3)將步驟( 分離出的氣態(tài)流體通入第二換熱器中，進行液化，得到液態(tài)流體，減壓、 節(jié)流，即可獲得液化天然氣產(chǎn)品；其中，所述第一換熱器和所述第二換熱器的冷量由雙混合制冷系統(tǒng)來提供，該雙混合 制冷系統(tǒng)包括高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)和低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)，所述高溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)制冷 過程如下高溫混合冷劑通過第一壓縮機壓縮后，進入第一冷卻器冷卻，然后進入第一氣液 分離器，分離出的氣體制冷劑進入第二壓縮機壓縮后，進入第二冷卻器冷卻，接著進入第二 氣液分離器，從第二氣液分離器分離出的液體與從第一氣液分離器分離出的液體混合后， 與從第二氣液分離器分離出的高壓氣體混合，接著進入第一換熱器，經(jīng)換熱后，從第一換熱 器排出，接著通過第一節(jié)流閥減壓節(jié)流制冷，然后返回第一換熱器，從第一換熱器出來的氣 體返回第一壓縮機，如此循環(huán)，為第一換熱器提供冷量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述原料氣的壓力為1.0 8. OMpa,優(yōu)選為2. 0 6. OMpa,更優(yōu)選為4. 0 6. OMpa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，經(jīng)第一換熱器預冷之后，原料氣的溫 度為-30°C _70°C，優(yōu)選為-40°C _60°C，更優(yōu)選為-45°C -55°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，經(jīng)第二換熱器換熱之后，得到 的液態(tài)流體的溫度為_130°C _165°C，優(yōu)選為-140°C _160°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于，所述高溫混合冷劑為戊烷、丁 烷、丙烷、丙烯、乙烯和乙烷中的兩種或多種；優(yōu)選為戊烷、丁烷、丙烯和乙烯；更優(yōu)選為戊 烷、丙烷和乙烷；最優(yōu)選為戊烷、丁烷、丙烷、乙烯；進一步優(yōu)選為戊烷、丙烷和乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的方法，其特征在于，所述低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)制冷 過程如下低溫混合冷劑通過第三壓縮機壓縮壓縮后，進入第三冷卻器冷卻，然后通過第四 壓縮機壓縮后，進入第四冷卻器冷卻，冷卻后的高壓常溫流體依次進入第一換熱器和第二 級換熱器，經(jīng)換熱后，從第二換熱器排出，接著通過第二節(jié)流閥減壓節(jié)流制冷，然后依次返 回第二換熱器和第一換熱器，從第一換熱器出來的氣體返回第三壓縮機，如此循環(huán)，為第二 換熱器提供冷量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的方法，其特征在于，所述低溫區(qū)混合制冷系統(tǒng)制冷 過程如下低溫混合冷劑通過第三壓縮機壓縮壓縮后，進入第三冷卻器冷卻，然后通過第四 壓縮機壓縮后，進入第四冷卻器冷卻，冷卻后的高壓常溫流體依次進入第一換熱器和第二 級換熱器，經(jīng)換熱后，從第二換熱器排出，接著通過第二節(jié)流閥減壓節(jié)流制冷，然后返回第 二換熱器，從第二換熱器出來的氣體返回第三壓縮機，如此循環(huán)，為第二換熱器提供冷量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的方法，其特征在于，所述低溫混合冷劑為丙烷、丙 烯、乙烯、乙烷、甲烷和氮氣中的兩種或多種；優(yōu)選為丙烷、乙烯、甲烷和氮氣；更優(yōu)選為丙 烷、乙烷、甲烷和氮氣；最優(yōu)選為丙烯、乙烯、甲烷和氮氣；進一步優(yōu)選為丙烯、乙烷、甲烷和 氮氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的方法，其特征在于，所述工藝還包括將凈化后的原 料氣先通入切換式換熱器，然后再通入第二換熱器的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將步驟(3) 減壓、節(jié)流之后的液化天然氣產(chǎn)品送入氣液分離器的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)液化天然氣的工藝，該工藝包括將凈化后的原料氣通入第一換熱器中，進行預冷；將經(jīng)預冷后的原料氣通入重烴分離器中，進行氣液分離；將分離出的氣態(tài)流體通入第二換熱器中，進行液化，得到液態(tài)流體，減壓、節(jié)流，即可獲得液化天然氣；其中，制冷循環(huán)由高溫區(qū)和低溫區(qū)兩個獨立的混合工質(zhì)制冷循環(huán)組成；原料氣可先通過切換式換熱器再進入第一換熱器；分離出的重烴和BOG返回換熱器復熱。本發(fā)明的工藝能耗相對低；每個混合工質(zhì)制冷循環(huán)在冷箱內(nèi)只有一個節(jié)流閥控制，操作更為簡易；切換式換熱器的使用，使得生產(chǎn)過程更加穩(wěn)定、保險；分離出的重烴和BOG的冷量充分回收利用后出冷箱，降低了能耗。
文檔編號F25B1/00GK102115683SQ20091024427
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者任小坤, 史紅兵, 張武 申請人:中國科學院理化技術研究所