專利名稱：帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然氣液化工藝，尤其是涉及一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
LNG具有清潔環(huán)保的性能，在無天然氣管道到達(dá)地區(qū)的中小城鎮(zhèn)城市燃?xì)狻⒐I(yè)燃料、城市燃?xì)庹{(diào)峰及事故應(yīng)急、燃?xì)馄?、高檔瓷器加工等諸多應(yīng)用領(lǐng)域迅速推廣。但受到國際原油價(jià)格的影響，天然氣價(jià)格不斷攀升，天然氣液化廠效益天然氣液化工廠原料成本不斷增加，從而導(dǎo)致液化工廠利潤空間不斷下降。近年來國內(nèi)外天然氣液化廠已向大型化、規(guī)?；较虬l(fā)展，目前單套最大液化能力已到達(dá)780萬噸/年。能耗低、建設(shè)成本相對較低、又能應(yīng)用于大規(guī)模的液化工藝是未來的我國液化技術(shù)的發(fā)展方向。
目前國內(nèi)外天然氣液化工藝大致可分為以下三種
O階式制冷循環(huán)；2)混合冷劑制冷循環(huán)，又細(xì)分為帶或不帶預(yù)冷的單級混合冷劑循環(huán)和多級混合冷劑循環(huán)；3)膨脹制冷，又細(xì)分為帶或不帶預(yù)冷的單級膨脹制冷和多級膨脹制冷。以上工藝因各自的特點(diǎn)而適應(yīng)于不同處理規(guī)模的天然氣液化廠。帶膨脹制冷循環(huán)的天然氣液化工藝因裝置能耗過高，單套裝置處理量小，近年來逐漸被單級混合冷劑制冷循環(huán)液化技術(shù)替代。單級混合冷劑制冷循環(huán)液化工藝是目前國內(nèi)外50X 104t/a以下處理規(guī)模的液化廠的主流工藝。而大于50X 104t/a的液化天然氣工廠都選的帶預(yù)冷的混合冷劑制冷循環(huán)液化工藝及多級混合冷劑制冷液化流程。從以上分析可以看出，帶丙烷預(yù)冷的混合冷劑制冷循環(huán)液化工藝(C3/MRC)、多級混合冷劑制冷液化流程以及階式制冷循環(huán)液化流程能適用于大型或超大型天然氣液化工藝。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)及方法，采用預(yù)冷劑預(yù)冷和兩個(gè)混合冷劑制冷，在預(yù)冷系統(tǒng)中天然氣、混合冷劑MRl、混合冷劑MR2在預(yù)冷劑中被冷卻，四個(gè)不同工作壓力的預(yù)冷劑在四個(gè)不同的預(yù)冷換熱器中被氣化和換熱；從預(yù)冷換熱器出來的天然氣、混合冷劑MRl和混合冷劑MR2進(jìn)入液化主低溫?fù)Q熱器液化，冷量由混合冷劑MRl節(jié)流提供；從液化主低溫?fù)Q熱器出來的天然氣、混合冷劑MR2進(jìn)入過冷主低溫?fù)Q熱器過冷。液化和過冷主低溫?fù)Q熱器由若干臺(tái)板翅式換熱單元并聯(lián)組成，原料天然氣在液化換熱器中液化并在過冷換熱器過冷至-150°C _163°C，然后節(jié)流進(jìn)入LNG 儲(chǔ) iip。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)，包括由多級預(yù)冷劑蒸發(fā)器、預(yù)冷劑壓縮機(jī)、預(yù)冷劑冷卻器和預(yù)冷劑分離器依次連接構(gòu)成的預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)；由MRl壓縮機(jī)、MRl冷卻器、多級預(yù)冷劑蒸發(fā)器和液化主低溫?fù)Q熱器依次連接構(gòu)成的混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)；由MR2壓縮機(jī)、MR2冷卻器、多級預(yù)冷劑蒸發(fā)器、液化主低溫?fù)Q熱器、過冷主低溫?fù)Q熱器和MR2分離器依次連接構(gòu)成的混合制冷劑MR2制冷系 統(tǒng)。本發(fā)明還提供了一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷方法，包括如下步驟
步驟一、預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)將天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷MR2劑預(yù)冷至_35°C 從四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器出來的預(yù)冷劑蒸氣經(jīng)預(yù)冷劑壓縮機(jī)增壓至I. 32MPa. g后經(jīng)預(yù)冷劑冷卻器水冷至40°C，然后經(jīng)預(yù)冷劑分離器進(jìn)行氣液分離，再通過一級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 630MPa. g后進(jìn)入高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過二級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 305MPa. g后進(jìn)入中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過三級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 244MPa. g后進(jìn)入低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過四級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 02IMPa.g后進(jìn)入低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)I增壓進(jìn)行循環(huán)；經(jīng)預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)預(yù)冷后的天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)入混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)；
步驟二、混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)將天然氣和混合制冷劑MR2冷卻至-100 _120°C 混合制冷劑MRl經(jīng)MRl壓縮機(jī)增壓至4. O 4. 5MPa后經(jīng)MRl冷卻器水冷至40°C，進(jìn)入預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)冷卻到-35 °C后進(jìn)入液化主低溫?fù)Q熱器的液化段，當(dāng)MRl冷卻到-100 _120°C后出液化主低溫?fù)Q熱器，通過五級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 3 O. 5MPa后再進(jìn)入液化主低溫?fù)Q熱器，為MR1、MR2和天然氣提供冷量，混合制冷劑MRl復(fù)熱至-38°C -40°C后出液化主低溫?fù)Q熱器，直接進(jìn)入MRl壓縮機(jī)循環(huán)制冷；經(jīng)混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)冷卻后的天然氣和混合制冷劑MR2進(jìn)入混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)；
步驟三、混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)將天然氣過冷至_150°C以下
混合制冷劑MR2經(jīng)MR2壓縮機(jī)增壓至4. O 4. 5MPa后經(jīng)MR2冷卻器水冷至40°C，進(jìn)入預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)冷卻到_35°C后進(jìn)入過冷主低溫?fù)Q熱器的液化段，當(dāng)MR2冷卻到-155°C以下后出過冷主低溫?fù)Q熱器，通過六級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 3 O. 5MPa后再進(jìn)入過冷主低溫?fù)Q熱器，為MR2和天然氣提供冷量，混合冷劑MR2復(fù)熱至-110°C _120°C后出過冷主低溫?fù)Q熱器，經(jīng)MR2分離器進(jìn)行氣液分離后，進(jìn)入MR2壓縮機(jī)11循環(huán)制冷；
經(jīng)混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)過冷后的天然氣通過七級J-T閥節(jié)流進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是凈化天然氣在四個(gè)蒸發(fā)器和兩個(gè)換熱器中溫度逐漸降低，直至液化；液化過程所需的冷量由預(yù)冷劑、混合冷劑MR1、混合冷劑MR2三個(gè)系統(tǒng)提供，系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段豐富，能夠?yàn)樘烊粴庖夯^程提供相匹配的冷量，從而體現(xiàn)出本專利在操作上的靈活性和對原料的適應(yīng)性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
I、天然氣液化過程能耗低
對于天然氣液化而言，影響能耗的主要因素為制冷溫度和制冷換熱過程的換熱溫差。在相同的制冷溫度工況下，換熱溫差越大，制冷系統(tǒng)的能耗越高。采用本發(fā)明的帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷工藝進(jìn)行天然氣液化，整個(gè)換熱過程溫差較為均勻，無傳熱瓶頸，有效能損失小，節(jié)能明顯。2、液化過程換熱器采用板翅式換熱器
國內(nèi)外LNG工廠的主換熱器設(shè)備主要是繞管換熱器和板翅式換熱器，繞管換熱器現(xiàn)世 界生產(chǎn)商只有APCI和LINDE兩家，價(jià)格較高，而板翅式換熱器在國內(nèi)的生產(chǎn)廠家較多。國外大型LNG工廠中的主換熱器都采用的繞管。采用本發(fā)明的天然氣液化工藝，主換熱器采用板翅式換熱器，大型液化工廠國產(chǎn)化不再受主換熱器的形式限制。3、制冷壓縮的大型化
LNG規(guī)模大型化的瓶頸主要受壓縮機(jī)功率的限制，采用該工藝方案混合冷劑壓縮MRl和混合冷劑壓縮機(jī)MR2的功率能做到同樣的大，采用本發(fā)明工藝可以最大做到千萬噸的LNG裝置。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中
圖I本發(fā)明的的系統(tǒng)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用多級預(yù)冷劑蒸發(fā)器進(jìn)行預(yù)冷，且預(yù)冷采用的級數(shù)(即預(yù)冷劑蒸發(fā)器的個(gè)數(shù))越多越節(jié)約能耗。但是從操作和經(jīng)濟(jì)投資上看四級是最為合理的。采用四級預(yù)冷比采用三級預(yù)冷預(yù)冷壓縮機(jī)的功率能節(jié)約10%。因此，本發(fā)明將以四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器為例進(jìn)行詳細(xì)說明
一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)，如圖I所示，包括預(yù)冷劑壓縮機(jī)I、預(yù)冷劑冷卻器
2、預(yù)冷劑分離器3、高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器4、中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器5、低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器6、低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器7、MRl壓縮機(jī)8、MRl冷卻器9、液化主低溫?fù)Q熱器10、MR2壓縮機(jī)11、MR2冷卻器12、MR2分離器13、過冷主低溫?fù)Q熱器14、一級J-T閥15、二級J-T閥16、三級J-T閥17、四級J-T閥18、五級J-T閥19、六級J-T閥20、七級J-T閥21等，其中
O四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器(包括依次連接的高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器4、中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器5、低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器6和低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器7 )、預(yù)冷劑壓縮機(jī)I、預(yù)冷劑冷卻器2、預(yù)冷劑分離器3依次連接構(gòu)成預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)，其中
四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器的蒸氣出口均接入預(yù)冷劑壓縮機(jī)1，預(yù)冷劑壓縮機(jī)I的出口依次與預(yù)冷劑冷卻器2、預(yù)冷劑分離器3、一級J-T閥15、高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器4、二級J-T閥16、中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器5、三級J-T閥17、低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器6、四級J-T閥18和低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器7連接；
2)MRl壓縮機(jī)8、MRl冷卻器9、四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器和液化主低溫?fù)Q熱器10依次連接，構(gòu)成混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)；
3)MR2壓縮機(jī)11、MR2冷卻器12、四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器、液化主低溫?fù)Q熱器10、過冷主低溫?fù)Q熱器14和MR2分離器13依次連接，構(gòu)成混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)。所述液化主低溫?fù)Q熱器10和過冷主低溫?fù)Q熱器14為板翅式換熱器。本發(fā)明還提供了一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷方法，包括如下步驟步驟一、預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)將天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷MR2劑預(yù)冷至_35°C 從四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器出來的預(yù)冷劑蒸氣經(jīng)預(yù)冷劑壓縮機(jī)I增壓至I. 32MPa. g后經(jīng)預(yù)冷劑冷卻器2水冷至40°C，然后經(jīng)預(yù)冷劑分離器3進(jìn)行氣液分離，再通過一級J-T閥15節(jié)流，壓力降至O. 630MPa. g后進(jìn)入高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器4，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器4蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)I增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過二級J-T閥16節(jié)流，壓力降至O. 305MPa. g后進(jìn)入中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器5，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器5蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)I增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過三級J-T閥17節(jié)流，壓力降至O. 244MPa. g后進(jìn)入低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器6，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器6蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)I增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過四級J-T閥18節(jié)流，壓力降至O. 021MPa. g后進(jìn)入低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器7，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器7蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)I增壓進(jìn)行循環(huán)；
經(jīng)預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)預(yù)冷后的天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)入混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)；
步驟二、混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)將天然氣和混合制冷劑MR2冷卻至-100 _120°C 混合制冷劑MRl為液化段的制冷劑，由乙烯、丙烷、甲烷組成?；旌现评鋭㎝Rl經(jīng)MRl壓縮機(jī)8增壓至4. O 4. 5MPa后經(jīng)MRl冷卻器9水冷至40°C，進(jìn)入預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)冷卻到_35°C后進(jìn)入液化主低溫?fù)Q熱器10的液化段，當(dāng)MRl冷卻到-100 _120°C后出液化主低溫?fù)Q熱器10，通過五級J-T閥19節(jié)流，壓力降至O. 3
O.5MPa后再進(jìn)入液化主低溫?fù)Q熱器10，為MR1、MR2和天然氣提供冷量，混合制冷劑MRl復(fù)熱至-38°C -40°C后出液化主低溫?fù)Q熱器10，直接進(jìn)入MRl壓縮機(jī)8循環(huán)制冷；
經(jīng)混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)冷卻后的天然氣和混合制冷劑MR2進(jìn)入混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)；
步驟三、混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)將天然氣過冷至_150°C以下
混合制冷劑MR2為過冷段的制冷劑，由乙烯、氮?dú)狻⒓淄榻M成。混合制冷劑MR2經(jīng)MR2壓縮機(jī)11增壓至4. O 4. 5MPa后經(jīng)MR2冷卻器12水冷至40°C，進(jìn)入預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)冷卻到_35°C后進(jìn)入過冷主低溫?fù)Q熱器14的液化段，當(dāng)MR2冷卻到_155°C以下后出過冷主低溫?fù)Q熱器14，通過六級J-T閥20節(jié)流，壓力降至O. 3
O.5MPa后再進(jìn)入過冷主低溫?fù)Q熱器14，為MR2和天然氣提供冷量，混合冷劑MR2復(fù)熱至-110°c -120°c后出過冷主低溫?fù)Q熱器14，經(jīng)MR2分離器13進(jìn)行氣液分離后，進(jìn)入MR2壓縮機(jī)11循環(huán)制冷；
經(jīng)混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)過冷后的天然氣通過七級J-T閥21節(jié)流進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐。本發(fā)明工藝的基本原理是較低溫度級的循環(huán)將熱量轉(zhuǎn)給相鄰的較高溫度級的循環(huán)。第一級預(yù)冷劑制冷循環(huán)為天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2提供冷量；第二級混合制冷劑MRl循環(huán)為天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2提供冷量；第三級混合制冷劑MR2循環(huán)為天然氣及混合制冷劑MR2自身提供冷量。通過四個(gè)蒸發(fā)器和兩個(gè)板翅式換熱器冷卻，天然氣的溫度逐漸降低，直至液化。
權(quán)利要求
1.一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)，其特征在于包括由多級預(yù)冷劑蒸發(fā)器、預(yù)冷劑壓縮機(jī)、預(yù)冷劑冷卻器和預(yù)冷劑分離器依次連接構(gòu)成的預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)；由MRl壓縮機(jī)、MRl冷卻器、多級預(yù)冷劑蒸發(fā)器和液化主低溫?fù)Q熱器依次連接構(gòu)成的混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)；由MR2壓縮機(jī)、MR2冷卻器、多級預(yù)冷劑蒸發(fā)器、液化主低溫?fù)Q熱器、過冷主低溫?fù)Q熱器和MR2分離器依次連接構(gòu)成的混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)，其特征在于所述多級預(yù)冷劑蒸發(fā)器為四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器，包括依次連接的高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器、中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器、低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器和低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)，其特征在于所述液化主低溫?fù)Q熱器和過冷主低溫?fù)Q熱器為板翅式換熱器。
4.一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷方法，其特征在于包括如下步驟 步驟一、預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)將天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷MR2劑預(yù)冷至_35°C 從四級預(yù)冷劑蒸發(fā)器出來的預(yù)冷劑蒸氣經(jīng)預(yù)冷劑壓縮機(jī)增壓至I. 32MPa. g后經(jīng)預(yù)冷劑冷卻器水冷至40°C，然后經(jīng)預(yù)冷劑分離器進(jìn)行氣液分離，再通過一級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 630MPa. g后進(jìn)入高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；高壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過二級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 305MPa. g后進(jìn)入中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；中壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過三級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 244MPa. g后進(jìn)入低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)增壓進(jìn)行循環(huán)，液態(tài)預(yù)冷劑通過四級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 02IMPa.g后進(jìn)入低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器，對天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)行冷卻；低低壓預(yù)冷劑蒸發(fā)器蒸發(fā)的預(yù)冷劑回到預(yù)冷劑壓縮機(jī)I增壓進(jìn)行循環(huán)；經(jīng)預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)預(yù)冷后的天然氣、混合制冷劑MRl和混合制冷劑MR2進(jìn)入混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)； 步驟二、混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)將天然氣和混合制冷劑MR2冷卻至-100 _120°C 混合制冷劑MRl經(jīng)MRl壓縮機(jī)增壓至4. O 4. 5MPa后經(jīng)MRl冷卻器水冷至40°C，進(jìn)入預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)冷卻到-35 °C后進(jìn)入液化主低溫?fù)Q熱器的液化段，當(dāng)MRl冷卻到-100 _120°C后出液化主低溫?fù)Q熱器，通過五級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 3 O. 5MPa后再進(jìn)入液化主低溫?fù)Q熱器，為MR1、MR2和天然氣提供冷量，混合制冷劑MRl復(fù)熱至-38°C -40°C后出液化主低溫?fù)Q熱器，直接進(jìn)入MRl壓縮機(jī)循環(huán)制冷；經(jīng)混合制冷劑MRl制冷系統(tǒng)冷卻后的天然氣和混合制冷劑MR2進(jìn)入混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)； 步驟三、混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)將天然氣過冷至_150°C以下 混合制冷劑MR2經(jīng)MR2壓縮機(jī)增壓至4. O 4. 5MPa后經(jīng)MR2冷卻器水冷至40°C，進(jìn)入預(yù)冷劑預(yù)冷系統(tǒng)冷卻到_35°C后進(jìn)入過冷主低溫?fù)Q熱器的液化段，當(dāng)MR2冷卻到-155°C以下后出過冷主低溫?fù)Q熱器，通過六級J-T閥節(jié)流，壓力降至O. 3 O. 5MPa后再進(jìn)入過冷主低溫?fù)Q熱器，為MR2和天然氣提供冷量，混合冷劑MR2復(fù)熱至-110°C _120°C后出過冷主低溫?fù)Q熱器，經(jīng)MR2分離器進(jìn)行氣液分離后，進(jìn)入MR2壓縮機(jī)11循環(huán)制冷；經(jīng)混合制冷劑MR2制冷系統(tǒng)過冷后的天然氣通過七級J-T閥節(jié)流進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶預(yù)冷的雙復(fù)合冷劑制冷系統(tǒng)及方法，凈化天然氣在四個(gè)蒸發(fā)器和兩個(gè)換熱器中溫度逐漸降低，直至液化；液化過程所需的冷量由預(yù)冷劑、混合冷劑MR1、混合冷劑MR2三個(gè)系統(tǒng)提供，系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段豐富，能夠?yàn)樘烊粴庖夯^程提供相匹配的冷量，從而體現(xiàn)出本專利在操作上的靈活性和對原料的適應(yīng)性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是天然氣液化過程能耗低；大型液化工廠國產(chǎn)化不再受主換熱器的形式限制；制冷壓縮的大型化，采用本發(fā)明可以最大做到千萬噸的LNG裝置。
文檔編號(hào)F25J1/02GK102927791SQ201210501710
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者劉家洪, 孫林, 宋德琦, 蒲黎明, 龍?jiān)霰? 陸永康, 陳運(yùn)強(qiáng), 法玉曉, 郭成華, 仲文旭, 陳磊, 許濤, 鐘志良, 琚宜林 申請人:中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司