專利名稱：一種利用管道壓力能生產(chǎn)lng的液化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源化工領(lǐng)域的LNG的液化系統(tǒng)，特別涉及一種利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
天然氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效的清潔能源和化工原料，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。我國近九成的天然氣藏集中在中西部地區(qū)，主要靠輸氣管網(wǎng)向東部運(yùn)輸，目前每年設(shè)計(jì)輸送天然氣能力在900億Hi3-1OOO億m3。天然氣主管道根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，輸送壓力在4至lOMPa，輸送到目的地后通常會經(jīng)過多級減壓站減壓至O. 5 1. 2MPa以下再利用，這個(gè)減壓過程通常采取直接節(jié)流，其中釋放的大量的壓力能沒有得到利用，甚至避免節(jié)流產(chǎn)生的冷量對管道及設(shè)備造成損害而需要額外消耗能源來加熱節(jié)流后的氣體，造成嚴(yán)重的優(yōu)質(zhì)能源浪費(fèi)。另一方面，由于低壓管網(wǎng)鋪設(shè)局限，高壓管網(wǎng)減壓后供應(yīng)的范圍有限，仍有大量管網(wǎng)以外的用戶無法利用天然氣資源，需要另外購買壓縮天然氣或者是液化天然氣。因此，利用天然氣管網(wǎng)中高低壓管道間的壓力差，在實(shí)現(xiàn)大量高壓天然氣減壓的過程，將其中部分天然氣液化，得到LNG，以供應(yīng)管網(wǎng)以外的用戶，是一種一舉兩得的解決方法。目前有若干種利用管道壓力能的技術(shù)方案，例如專利CN202393170，CN202139209和CN1409812A中均有提及。其中專利CN202393170中針對低壓管道壓力較高的情況，膨脹后的天然氣需再經(jīng)過壓縮進(jìn)入低壓管道，閃蒸氣體的壓縮功需要額外供給，系統(tǒng)需要額外功耗。專利CN202139209中的膨脹功沒有得到利用，系統(tǒng)需要額外功耗。而專利CN1409812A中，預(yù)冷支路的膨脹后氣體經(jīng)再壓縮后返回循環(huán)，這樣可以使系統(tǒng)液化率提高但是能耗較大。綜上所述，現(xiàn)有利用管道壓力能液化天然氣技術(shù)有的利用電驅(qū)動壓縮機(jī)提高天然氣壓力，有的利用電驅(qū)動制冷機(jī)預(yù)冷，在達(dá)到較高液化率的情況下仍需額外能量輸入，壓力能利用率不高。本發(fā)明申請?zhí)岢鲆环N系統(tǒng)利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的技術(shù)方案，通過來自高壓管路的天然氣膨脹獲得冷量，將天然氣的壓力能轉(zhuǎn)化為冷能，實(shí)現(xiàn)部分天然氣的液化，生產(chǎn)出LNG產(chǎn)品可以作為商品，也可以用于調(diào)峰。系統(tǒng)中用于預(yù)冷的部分氣體無需做深度凈化，減輕了凈化壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種利用管道能生產(chǎn)LNG的氣體液化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以利用天然氣減壓站中高低壓管道間的壓力差，將部分天然氣液化，無需額外功耗，在實(shí)現(xiàn)高壓氣源減壓的同時(shí)，生產(chǎn)部分LNG。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)有二種方案。所述第一種本發(fā)明提供的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其包括與天然氣管路高壓管道出口相連的一級凈化器P1，所述一級凈化器Pl出口管路上安裝第一分配閥Tl，所述一級凈化器Pl出口管路經(jīng)該第一分配閥Tl分成第一段液化支路MOl及第一預(yù)冷支路Ml兩路；所述第一段液化支路MOl為依次連接于第一分配閥Tl后的第一壓縮機(jī)Cl和第一冷卻器Dl ；連接于所述第一冷卻器Dl出口管路上的ニ級凈化器P2，所述ニ級浄化器P2出口管路上安裝第二分配閥T2，所述所述ニ級凈化器P2出口管路經(jīng)該第二分配閥T2分兩管路，該兩管路為第二段液化支路M02及主冷支路M2 ;所述第二段液化支路M02為依次連接于第二分配閥T2后的第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓通道、第二回?zé)釗Q熱器H2的高壓通道、第一節(jié)流膨脹設(shè)備Vl和氣液分離器SI ;所述主冷支路M2為依次連接于第二分配閥T2后的第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓通道、第二回?zé)釗Q熱器H2的高壓通道、第二節(jié)流膨脹設(shè)備V2、第二回?zé)釗Q熱器H2的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器H2的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；所述氣液分離器SI底端出口為LNG成品出口，氣液分離器SI頂端出口依次連接第二回?zé)釗Q熱器H2的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器Hl的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；第一預(yù)冷支路Ml為連接于第一分配閥Tl的第一膨脹機(jī)E1，該第一膨脹機(jī)El依次 連接第一回?zé)釗Q熱器Hl的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；所述第一壓縮機(jī)Cl的壓縮功來自第一膨脹機(jī)El的膨脹功。所述第一節(jié)流膨脹設(shè)備Vl為節(jié)流閥。本發(fā)明提供的利用管道壓カ能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，還可包括第二壓縮機(jī)C2和第ニ冷卻器D2，所述第二節(jié)流膨脹設(shè)備V2為第二膨脹機(jī)E2 ;所述第二壓縮機(jī)C2和第二冷卻器D2依次連接于第二分配閥T2后與所述第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道之間管道上；所述第二壓縮機(jī)C2的壓縮功來自第二膨脹機(jī)E2的膨脹功。所述第一冷卻器Dl及第ニ冷卻器D2為水冷冷卻器或風(fēng)冷冷卻器；冷卻器出ロ天然氣溫度為10 40°C。所述第二種本發(fā)明提供的利用管道壓カ能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其包括與天然氣管路高壓管道出口相連的ー級凈化器P1，所述ー級浄化器Pl出口管路上安裝第一分配閥Tl，所述所述一級凈化器Pl出ロ管路經(jīng)第一分配閥Tl分成第一段液化支路MOl及第ー預(yù)冷支路Ml兩路；所述第一段液化支路MOl為依次連接于第一分配閥Tl后的第一壓縮機(jī)Cl和第一冷卻器Dl ；連接于所述第一冷卻器Dl出ロ管路上的ニ級凈化器P2，所述ニ級浄化器P2與第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓通道相連；在第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓通道出口管路上安裝第二分配閥T2，所述第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓通道出ロ管路經(jīng)該第二分配閥T2分成第二段液化支路M02及主冷支路M2兩路；所述第二段液化支路M02為依次連接于第二分配閥T2后的第二回?zé)釗Q熱器H2的高壓通道、第一節(jié)流膨脹設(shè)備Vl和氣液分離器SI ;所述主冷支路M2為依次連接于第二分配閥T2后的第二回?zé)釗Q熱器H2的高壓通道、第二節(jié)流膨脹設(shè)備V2、第二回?zé)釗Q熱器H2的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器H2的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；所述氣液分離器SI底端出口為LNG成品出口，氣液分離器SI頂端出口依次連接第二回?zé)釗Q熱器H2的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器Hl的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；第一預(yù)冷支路Ml為連接于第一分配閥Tl的第一膨脹機(jī)E1，該第一膨脹機(jī)El依次連接第一回?zé)釗Q熱器Hl的低壓管通道和天然氣管路的低壓管道；所述第一膨脹機(jī)El為所述第一壓縮機(jī)Cl提供驅(qū)動力。
本發(fā)明提供的第二種利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，還可包括第三回?zé)釗Q熱器H3、第二壓縮機(jī)C2、第二冷卻器D2和第二預(yù)冷支路M3 ;所述第二液化支路M02的第一節(jié)流膨脹設(shè)備Vl為節(jié)流閥；所述主冷支路M2的第二節(jié)流膨脹設(shè)備V2為第二膨脹機(jī)E2 ；所述第三回?zé)釗Q熱器H3設(shè)置于所述第一回?zé)釗Q熱器Hl與第而回?zé)釗Q熱器H2之間；在一級凈化器Pl與第二壓縮機(jī)D2之間的連接管路上設(shè)有第三分配閥T3，該第三分配閥T3后分成兩管路，該兩管路為第三段液化支路M03及第二預(yù)冷支路M3 ；所述第二壓縮機(jī)C2和第二冷卻器D2依次連接于第三分配閥T3與第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道之間；第三段液化支路M03為依次連接于第三分配閥T3與第二分配閥T2之間連接管路上的第二壓縮機(jī)C2、第二冷卻器D2、第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道和第三回?zé)釗Q熱器H3的高壓管道；所述第三回?zé)釗Q熱器H3的高壓管道出口與所述第二分配閥T2相連通；所述預(yù)冷支路M3為依次連接在于第三分配閥T3后的第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道、第二膨脹機(jī)E2、第三回?zé)釗Q熱器H3的低壓管道、第一回?zé)釗Q熱器Hl的低壓管道和天然氣管路的低壓管道；所述第二壓縮機(jī)C2的壓縮功來自第二膨脹機(jī)E2的膨脹功。所述第一冷卻器Dl及第二冷卻器D2為水冷冷卻器或風(fēng)冷冷卻器；冷卻器出口天然氣溫度為10 40°C。本發(fā)明提供的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，通過來自高壓管路的天然氣膨脹獲得冷量，將天然氣的壓力能轉(zhuǎn)化為冷能，實(shí)現(xiàn)部分天然氣的液化，生產(chǎn)出LNG產(chǎn)品進(jìn)行儲存或運(yùn)輸。由于一級預(yù)冷溫度較高，此部分氣體無需做深度凈化，減輕了凈化壓力。該系統(tǒng)中所有壓縮機(jī)的壓縮功來自膨脹機(jī)，回收了壓力能，無需額外能量輸入，生產(chǎn)出的LNG可以作為商品，也可以用于調(diào)峰使用。


圖1為實(shí)施例1中本發(fā)明的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；圖2為實(shí)施例2中本發(fā)明的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；圖3為實(shí)施例3中本發(fā)明的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；圖4為實(shí)施例4中本發(fā)明的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。 實(shí)施例1 :如圖1所示，本實(shí)施例1的液化系統(tǒng)包括一級凈化器Pl，二級凈化器P2，第一壓縮機(jī)Cl，第一冷卻器Dl，第一膨脹機(jī)El，第一回?zé)釗Q熱器Hl，第二回?zé)釗Q熱器H2，第一節(jié)流閥VI，第二節(jié)流閥V2及氣液分離器SI ；來自高壓管道的天然氣首先經(jīng)一級凈化器Pl粗凈化脫水，然后在第一分配閥Tl后分為兩路，該兩路分別為第一預(yù)冷支路Ml和第一段液化支路MOl ；進(jìn)入第一段液化支路MOl的天然氣流依次流經(jīng)第一壓縮機(jī)Cl及第一冷卻器Dl壓縮并被冷卻；之后進(jìn)入二級凈化器P2，在二級凈化器P2中脫去酸氣及雜質(zhì)得到深度凈化后，在第二分配閥T2后分為兩路，該兩路分別為主冷支路M2和第二段液化支路M02 ；進(jìn)入第二段液化支路M02的天然氣流依次流經(jīng)第一回?zé)釗Q熱器Hl的第一條高壓通道及第二回?zé)崞鱄2的第一條高壓通道，然后經(jīng)過第一節(jié)流閥Vl節(jié)流后進(jìn)入氣液分離器SI ;氣液分離器SI中的液體從氣液分離器SI下部出口通過管路TK流出，為生產(chǎn)出的LNG，氣液分離器SI中的氣體從氣液分離器SI上部出ロ流出，依次流經(jīng)第二回?zé)釗Q熱器H2的第一條低壓通道及第一回?zé)釗Q熱器Hl的第一條低壓通道回收冷量，最終進(jìn)入低壓管道；流入第一預(yù)冷支路Ml中的天然氣流在第一膨脹機(jī)El中膨脹后通過第一回?zé)釗Q熱器Hl的第三條低壓通道回收冷量，最終進(jìn)入低壓管道；流入主冷支路M2的的天然氣流依次通過第一回?zé)釗Q熱器Hl的第二條高壓通道及第二回?zé)釗Q熱器H2的第二條高壓通道，然后經(jīng)過第二節(jié)流閥V2節(jié)流膨脹后，再依次經(jīng)過第二回?zé)釗Q熱器H2的第二條低壓通道及第一回?zé)釗Q熱器Hl的第二條低壓通道回收冷量，最終進(jìn)入低壓管道。 所述第一壓縮機(jī)Cl的驅(qū)動來自所述第一膨脹機(jī)El的膨脹功；本實(shí)施例的第一分配閥Tl位于ー級凈化器Pl出口處，第二分配閥T2位于ニ級凈化器P2出口處；本實(shí)施例1中的天然氣高壓管道壓カ為4.1MPa,低壓管道為0. 58MPa，天然氣流量為1705Nm3/h的氣源條件下，可利用壓カ能生產(chǎn)247Nm3/h的LNG，液化率為14. 5%，所需能耗僅為采用水冷的冷卻器Dl的冷卻塔水泵能耗，本發(fā)明的利用管道壓カ能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)具有較高的可靠性及適應(yīng)性，運(yùn)行費(fèi)用低。實(shí)施例2 如圖2所示，本實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于第二分配閥T2位于第一回?zé)釗Q熱器Hl與第二回?zé)釗Q熱器H2之間；主冷支路M2中的第二節(jié)流閥V2出ロ管路在氣液分離器SI上部出口管路的d處連接入液化支路M02 ;第一預(yù)冷支路Ml的第一膨脹機(jī)El出口管路在第一回?zé)釗Q熱器Hl與第二回?zé)釗Q熱器H2之間的e點(diǎn)處連接入液化支路M02 ；系統(tǒng)其余部分與實(shí)施例1相同。本實(shí)施例2中的系統(tǒng)與實(shí)施例1相比的優(yōu)勢在于第一回?zé)釗Q熱器Hl為雙通道，第二回?zé)釗Q熱器H2為3通道，其制造難度與成本均小于實(shí)施例1中，在不改變系統(tǒng)運(yùn)行效果的情況下增加可靠性并減小了初投資。實(shí)施例3 如圖3所示，本實(shí)施例3與實(shí)施例1的區(qū)別在于主冷支路M2的節(jié)流膨脹設(shè)備選用第二膨脹機(jī)E2，増加了第二壓縮機(jī)C2和第二冷卻器D2，具體為主冷支路M2從ニ級浄化器P2出ロ處的分配閥T2分離出后，經(jīng)過第一回?zé)釗Q熱器Hl的第二條高壓通道進(jìn)入第二膨脹機(jī)E2，經(jīng)第二膨脹機(jī)E2膨脹后的天然氣依次流經(jīng)第二回?zé)釗Q熱器H2的第二條低壓通道及第一回?zé)釗Q熱器Hl的第二條低壓通道回收冷量，最終進(jìn)入低壓管道；第一段液化支路MOl的天然氣從ニ級凈化器P2出來后經(jīng)過第二壓縮機(jī)C2及其后的第二冷卻器D2后，再進(jìn)入第一回?zé)釗Q熱器Hl的第一條高壓通道和第二回?zé)釗Q熱器H2的第一條高壓通道后，在經(jīng)第一節(jié)流閥Vl后進(jìn)入氣液分離器SI ;第二壓縮機(jī)C2的驅(qū)動功來自第二膨脹機(jī)E2;系統(tǒng)其余部分與實(shí)施例1中的相同。
本實(shí)施例3中的系統(tǒng)在與實(shí)施例1中相同的氣源條件下,可生產(chǎn)324Nm3/h的LNG，液化率為19%，高于實(shí)施例1中的系統(tǒng)。但由于采用雙膨脹機(jī)及雙壓縮機(jī)，系統(tǒng)復(fù)雜性更高。實(shí)施例4 如圖4所示，本實(shí)施例4的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括與天然氣管路高壓管道出口相連的一級凈化器P1，該一級凈化器Pl出口管路上的第一分配閥Tl后分成第一段液化支路MOl及第一預(yù)冷支路Ml兩路；所述第一段液化支路MOl為依次連接于第一分配閥Tl后的第一壓縮機(jī)Cl和第一冷卻器Dl ；連接于所述第一冷卻器Dl出口管路上的二級凈化器P2，所述二級凈化器P2與第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道相連；在第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道出口管路上設(shè)第二分配閥T2，該第二分配閥T2后分成第二段液化支路M02及主冷支路M2兩路；所述第二段液化支路M02為依次連接于第二分配閥T2后的第二回?zé)釗Q熱器H2的高壓管道、第一節(jié)流膨脹設(shè)備Vl和氣液分離器SI ;所述主冷支路M2為依次連接于第二分配閥T2后的第二回?zé)釗Q熱器H2的高壓管道、第二節(jié)流膨脹設(shè)備V2、第二回?zé)釗Q熱器H2的低壓管道、第一回?zé)釗Q熱器H2的低壓管道和天然氣管路的低壓管道；所述氣液分離器SI底端出口為LNG成品出口，氣液分離器SI頂端出口依次連接第二回?zé)釗Q熱器H2的低壓管道、第一回?zé)釗Q熱器Hl的低壓管道和天然氣管路的低壓管道；第一預(yù)冷支路Ml為連接于第一分配閥Tl的第一膨脹機(jī)El，該第一膨脹機(jī)El依次連接第一回?zé)釗Q熱器Hl的低壓管道和天然氣管路的低壓管道；所述第一膨脹機(jī)El為所述第一壓縮機(jī)Cl提供驅(qū)動力。其結(jié)構(gòu)還可包括第三回?zé)釗Q熱器H3、第二壓縮機(jī)C2、第二冷卻器D2和第二預(yù)冷支路M3 ;所述主冷支路M2的第二節(jié)流膨脹設(shè)備V2為第二膨脹機(jī)E2 ；所述第三回?zé)釗Q熱器H3設(shè)置于所述第一回?zé)釗Q熱器Hl與第而回?zé)釗Q熱器H2之間；在一級凈化器Pl與第二壓縮機(jī)D2之間的連接管路上設(shè)有第三分配閥T3，該第三分配閥T3后分成兩管路，該兩管路為第三段液化支路M03及第二預(yù)冷支路M3 ；所述第二壓縮機(jī)C2和第二冷卻器D2依次連接于第三分配閥T3與第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道之間；第三段液化支路M03為依次連接于第三分配閥T3與第二分配閥T2之間連接管路上的第二壓縮機(jī)C2、第二冷卻器D2、第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道和第三回?zé)釗Q熱器H3的高壓管道；所述第三回?zé)釗Q熱器H3的高壓管道出口與所述第二分配閥T2相連通；所述預(yù)冷支路M3為依次連接在于第三分配閥T3后的第一回?zé)釗Q熱器Hl的高壓管道、第二膨脹機(jī)E2、第三回?zé)釗Q熱器H3的低壓管道、第一回?zé)釗Q熱器Hl的低壓管道和天然氣管路的低壓管道；所述第二壓縮機(jī)C2的壓縮功來自第二膨脹機(jī)E2的膨脹功。所述第一冷卻器Dl及第二冷卻器為水冷冷卻器或風(fēng)冷冷卻器；天然氣管路高壓管道出口溫度為10 40°C。所述第一節(jié)流膨脹設(shè)備Vl為節(jié)流閥。圖4所示的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其流程如下來自高壓管道的天然氣首先經(jīng)過一級凈化器Pl粗凈化脫水，然后在第一分配閥Tl后分為兩路，該兩路分別為第一預(yù)冷支路Ml和第一段液化支路MOl ；進(jìn)入第一段液化支路MOl的天然氣流依次經(jīng)過第一壓縮機(jī)Cl及第一冷卻器Dl壓縮并被冷卻，之后進(jìn)入ニ級凈化器P2，在ニ級凈化器P2中脫去酸氣及雜質(zhì)得到深度浄化后，在第三分配閥T3后分為兩路，該兩路分別為第二預(yù)冷支路M3和第三段液化支路M03 ；進(jìn)入第三段液化支路M03的天然氣流依次經(jīng)過第二壓縮機(jī)C2及第ニ冷卻器D2壓縮并被冷卻，然后進(jìn)入第一回?zé)釗Q熱器Hl的第一條高壓通道及第三回?zé)崞鱄3的第一條高壓通道后，在第二分配閥T2后分為兩路，該兩路分別為主冷支路M2和第二段液化支路M02 ；進(jìn)入第二段液化支路M02的天然氣流流過第二回?zé)崞鱄2的第一條高壓通道，然后經(jīng)過第一節(jié)流閥Vl節(jié)流后進(jìn)入氣液分離器SI ;氣液分離器SI中的液體從氣液分離器SI下部出ロ通過管路TK流出，為生產(chǎn)出的LNG，氣液分離器SI中的氣體從氣液分離器SI上部出ロ流出，依次流經(jīng)第二回?zé)釗Q熱器H2的第一條低壓通道、第三回?zé)釗Q熱器H3的第一條低壓通道及第一回?zé)釗Q熱器Hl的第一條低壓通道回收冷量，最終進(jìn)入天然氣的低壓管道；·流入第一預(yù)冷支路Ml的天然氣流在第一膨脹機(jī)El中膨脹后通過第一回?zé)釗Q熱器Hl的第三條低壓通道回收冷量，最終進(jìn)入低壓管道；流入主冷支路M2的天然氣流流過第二回?zé)釗Q熱器H2的第二條高壓通道，然后經(jīng)過第二節(jié)流閥V2節(jié)流膨脹后，再依次經(jīng)過第二回?zé)釗Q熱器H2的第二條低壓通道、第三回?zé)崞鞯牡诙l低壓通道及第一回?zé)釗Q熱器Hl的第二條低壓通道回收冷量，最終進(jìn)入天然氣的低壓管道。流入第二預(yù)冷支路M3的天然氣流首先流經(jīng)回?zé)釗Q熱器Hl的第二條高壓通道，然后進(jìn)入第二膨脹機(jī)E2，膨脹后的天然氣依次經(jīng)過第三回?zé)釗Q熱器H3的第三條低壓通道及第一回?zé)釗Q熱器Hl的第四條低壓通道回收冷量，最終進(jìn)入天然氣低壓管道。本實(shí)施例4中的系統(tǒng)在與實(shí)施例1中相同的氣源條件下，可生產(chǎn)321Nm3/h的LNG，液化率為18. 8%。同樣，于實(shí)施例1相比，液化率更高，壓カ能回收效果更好，但由于采用雙膨脹機(jī)及雙壓縮機(jī)，系統(tǒng)相對復(fù)雜。
權(quán)利要求
1.一種利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其包括與天然氣管路高壓管道出口相連的一級凈化器(P1)，所述一級凈化器(Pl)出口管路上安裝第一分配閥(Tl)，所述一級凈化器(Pl)出口管路經(jīng)該第一分配閥(Tl)分成第一段液化支路(MOl)及第一預(yù)冷支路(Ml)兩路；所述第一段液化支路(MOl)為依次連接于第一分配閥(Tl)的第一壓縮機(jī)(Cl)和第一冷卻器(Dl)；連接于所述第一冷卻器(Dl)出口管路上的二級凈化器(P2)，所述二級凈化器(P2)出口管路上安裝第二分配閥(T2)，所述二級凈化器(P2)出口管路經(jīng)該第二分配閥(T2)分兩管路，該兩管路為第二段液化支路(M02)及主冷支路(M2);所述第二段液化支路(M02)為依次連接于第二分配閥(T2)的第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的高壓通道、第二回?zé)釗Q熱器(H2)的高壓通道、第一節(jié)流膨脹設(shè)備(VI)和氣液分離器(SI);所述主冷支路(M2 )為依次連接于第二分配閥(T2)的第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的高壓通道、第二回?zé)釗Q熱器(H2)的高壓通道、第二節(jié)流膨脹設(shè)備(V2)、第二回?zé)釗Q熱器(H2)的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器(H2)的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；所述氣液分離器(SI)底端出口為LNG成品出口，氣液分離器(SI)頂端出口依次連接第二回?zé)釗Q熱器(H2)的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；第一預(yù)冷支路(Ml)為連接于第一分配閥(Tl)的第一膨脹機(jī)(E1)，該第一膨脹機(jī)(El) 依次連接第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；所述第一壓縮機(jī) (Cl)的壓縮功來自第一膨脹機(jī)(El)的膨脹功。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一節(jié)流膨脹設(shè)備(Vl)為節(jié)流閥。
3.按照權(quán)利要求1所述的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二壓縮機(jī)(C2)和第二冷卻器(D2)，所述第二節(jié)流膨脹設(shè)備(V2)為第二膨脹機(jī)(E2);所述第二壓縮機(jī)(C2)和第二冷卻器(D2)依次連接于第二分配閥(T2)與所述第一回?zé)釗Q熱器(Hl) 高壓通道之間管道上；所述第二壓縮機(jī)(C2)的壓縮功來自第二膨脹機(jī)(E2)的膨脹功。
4.按照權(quán)利要求1所述的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一冷卻器(Dl)及第二冷卻器(D2)為水冷冷卻器或風(fēng)冷冷卻器；冷卻器出口天然氣溫度為 10 40 °C。
5.一種利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其包括與天然氣管路高壓管道出口相連的一級凈化器(P1)，所述一級凈化器(Pl)出口管路上安裝第一分配閥(Tl)，所述一級凈化器(Pl)出口管路經(jīng)第一分配閥(Tl)分成第一段液化支路(MOl)及第一預(yù)冷支路(Ml)兩路；所述第一段液化支路(MOl)為依次連接于第一分配閥(Tl)的第一壓縮機(jī)(Cl)和第一冷卻器(Dl)；連接于所述第一冷卻器(Dl)出口管路上的二級凈化器(P2)，所述二級凈化器(P2)與第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的高壓通道相連；在第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的高壓通道出口管路上安裝第二分配閥(T2)，所述第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的高壓通道出口管路經(jīng)該第二分配閥(T2) 分成第二段液化支路(M02)及主冷支路(M2)兩路；所述第二段液化支路(M02)為依次連接于第二分配閥(T2)的第二回?zé)釗Q熱器(H2)的高壓通道、第一節(jié)流膨脹設(shè)備(Vl)和氣液分離器(SI);所述主冷支路(M2)為依次連接于第二分配閥(T2)的第二回?zé)釗Q熱器(H2)的高壓通道、第二節(jié)流膨脹設(shè)備(V2)、第二回?zé)釗Q熱器(H2)的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器(H2) 的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；所述氣液分離器(SI)底端出口為LNG成品出口，氣液分離器(SI)頂端出口依次連接第二回?zé)釗Q熱器(H2)的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；第一預(yù)冷支路(Ml)為連接于第一分配閥(Tl)的第一膨脹機(jī)(E1)，該第一膨脹機(jī)(El) 依次連接第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的低壓管通道和天然氣管路的低壓管道；所述第一膨脹機(jī) (El)為所述第一壓縮機(jī)(Cl)提供驅(qū)動力。
6.按照權(quán)利要求5所述的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三回?zé)釗Q熱器(H3)、第二壓縮機(jī)(C2)、第二冷卻器(D2)和第二預(yù)冷支路(M3);所述第二段液化支路(M02)中的第一節(jié)流膨脹設(shè)備(VI)為節(jié)流閥；所述主冷支路(M2)的第二節(jié)流膨脹設(shè)備(V2)為第二膨脹機(jī)(E2);所述第三回?zé)釗Q熱器(H3)設(shè)置于所述第一回?zé)釗Q熱器(Hl)與第二回?zé)釗Q熱器(H2)之間；在一級凈化器(Pl)與第二壓縮機(jī)(D2)之間的連接管路上設(shè)有第三分配閥(T3)，該第三分配閥(T3)分成兩管路，該兩管路為第三段液化支路(M03)及第二預(yù)冷支路(M3)；所述第二壓縮機(jī)(C2)和第二冷卻器(D2)依次連接于第三分配閥(T3)與第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的高壓通道之間；第三段液化支路(M03)為依次連接于第三分配閥(T3)與第二分配閥(T2)之間連接管路上的第二壓縮機(jī)(C2)、第二冷卻器(D2)、第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的高壓通道和第三回?zé)釗Q熱器(H3)的高通管道；所述第三回?zé)釗Q熱器(H3)的高壓通道出口與所述第二分配閥(T2) 相連通；所述預(yù)冷支路(M3)為依次連接在于第三分配閥(T3)的第一回?zé)釗Q熱器(HI)的高壓通道、第二膨脹機(jī)(E2)、第三回?zé)釗Q熱器(H3)的低壓通道、第一回?zé)釗Q熱器(Hl)的低壓通道和天然氣管路的低壓管道；所述第二壓縮機(jī)(C2)的壓縮功來自第二膨脹機(jī)(E2)的膨脹功。
7.按照權(quán)利要求5所述的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一冷卻器(Dl)及第二冷卻器(D2)為水冷冷卻器或風(fēng)冷冷卻器；冷卻器出口天然氣溫度為 10 40 °C。
8.按照權(quán)利要求5所述的利用管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)，其特征在于，所述第一節(jié)流膨脹設(shè)備(Vl)為節(jié)流閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體液化系統(tǒng)，特別是一種利用天然氣管道壓力能生產(chǎn)LNG的液化系統(tǒng)。來自高壓管道的天然氣，分為液化支路、第一預(yù)冷支路及主冷支路其中液化支路的天然氣流來自高壓管道，依次經(jīng)過壓縮及冷卻后，在回?zé)釗Q熱器中獲得冷量，節(jié)流后進(jìn)入氣液分離器，分離后的液相為產(chǎn)出的LNG；氣相再經(jīng)過回?zé)釗Q熱器回收冷量后進(jìn)入低壓管道；第一預(yù)冷支路中的天然氣經(jīng)膨脹機(jī)膨脹后在回?zé)崞髦谢厥绽淞亢筮M(jìn)入低壓管道；主冷支路與液化支路分離于冷卻器之后，主冷支路內(nèi)天然氣經(jīng)回?zé)釗Q熱器冷卻后經(jīng)過節(jié)流膨脹后經(jīng)過回?zé)釗Q熱器回收冷量，最終進(jìn)入低壓管道。本系統(tǒng)利用管道壓力能生產(chǎn)LNG，壓縮機(jī)均由膨脹機(jī)輸出功驅(qū)動，無需額外能耗。
文檔編號F25J1/00GK103017480SQ20121052664
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者公茂瓊, 程逵煒, 吳劍峰 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所