專利名稱：小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工與低溫工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
天然氣與石油、煤炭作為世界上主要的化石能源，在一次能源中占有很大的比率。天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)清潔能源，越來越多的國家開始重視天然氣資源的開發(fā)和利用。隨著我國能源結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化和天然氣消費需求的不斷增長，加之我國絕大多數(shù)天然氣田儲量都不大的現(xiàn)狀，我國天然氣供需缺口在不斷加大。據(jù)預(yù)測，到2020年我國天然氣的供應(yīng)缺口將達1000X 108m3。另一方面，我國存在大量產(chǎn)儲量較小的邊際氣田、伴生氣田、煤層氣田，單井儲量較小，距離供氣管網(wǎng)較遠，采用管輸方法由于經(jīng)濟上不合理而沒有得到有效開發(fā)利用，長期以來被點火炬放空。小型撬裝式天然氣液化裝置可以有效利用這些天然氣資源，通過技術(shù)拓展，小型撬裝式天然氣液化裝置同樣適合于生物燃氣(包括城市垃圾填埋氣)提純與液化、海上含油田伴生氣、部分焦爐煤氣液化、煤層天然氣(瓦斯)、頁巖氣開發(fā)利用等，市場前景十分廣闊?，F(xiàn)有的天然氣液化工藝主要是針對基本負荷型天然氣液化工廠而設(shè)計的，我國還比較缺乏針對小型撬裝式天然氣液化裝置而單獨設(shè)計的液化流程。目前，小型的天然氣液化流程普遍采用帶膨脹機的制冷循環(huán)。已有技術(shù)中，專利號(公開號)CN1908558A，名稱為“利用空分制冷系統(tǒng)的小型天然氣液化裝置”的發(fā)明專利，利用空分裝置制冷系統(tǒng)生產(chǎn)的氮氣作為天然氣液化裝置的 制冷劑，優(yōu)點是不需要額外購置氮氣，缺點是裝置復(fù)雜，不利用設(shè)備小型化，撬裝化。專利號(公開號)CN10243570A，名稱為“氮氣膨脹制冷液化工藝”，公開了一種氮氣膨脹制冷液化工藝，但是該液化工藝主要是針對調(diào)峰型液化天然氣裝置設(shè)計的，與小型撬裝式天然氣液化流程有所區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)及其方法。該小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝流程簡單，啟動快操作與維護方便，便于設(shè)備成撬。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):本發(fā)明涉及一種小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括天然氣液化模塊和氮氣膨脹制冷循環(huán)模塊，所述天然氣液化模塊包括依次相連的天然氣增壓撬塊、天然氣脫酸撬塊、天然氣脫水撬塊、液化冷箱撬塊和天然氣存儲撬塊，所述氮氣膨脹制冷循環(huán)模塊包括相連的氮氣壓縮撬塊和氮氣膨脹增壓撬塊；所述液化冷箱撬塊包括依次相連的第一級換熱器7、重烴分離器8、第二級換熱器9、節(jié)流閥10、液化天然氣分離器11，所述氮氣膨脹增壓撬塊包括依次相連的氮氣第一級增壓機16、氮氣第三級冷卻器17、氮氣第二級增壓機18、氮氣第四級冷卻器19和依次相連的氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21，所述第一級換熱器7還分別與氮氣第四級冷卻器19、氮氣第一級膨脹機20相連，所述氮氣第二級膨脹機21另一端與第二級換熱器9、第一級換熱器7、氮氣壓縮撬塊依次相連。優(yōu)選地，所述液化天然氣分離器11的液相出口與天然氣存儲撬塊相連，所述液化天然氣分離器11的氣相出口與第二級換熱器9、第一級換熱器7依次相連。優(yōu)選地，所述氮氣第一級增壓機16、氮氣第二級增壓機18分別由氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21驅(qū)動。優(yōu)選地,天然氣原料壓力高于2.8Mpa時,不啟用所述天然氣液化模塊中的天然氣增壓撬塊。優(yōu)選地，所述天然氣增壓撬塊包括依次相連的天然氣第一級壓縮機1、天然氣第一級冷卻器2、天然氣第二級壓縮機3、天然氣第二級水冷器4。優(yōu)選地，所述氮氣壓縮撬塊包括依次相連的氮氣第一級壓縮機12，氮氣第一級冷卻器13，氮氣第二級壓縮機14，氮氣第二級冷卻器15。優(yōu)選地，所述天然氣脫酸撬塊包括脫酸塔5，所述天然氣脫水撬塊包括脫水塔6，所述天然氣存儲撬塊包括液化天然氣儲罐22。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于脫酸塔5、脫水塔6再生循環(huán)的導(dǎo)熱油爐撬塊。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括發(fā)電機撬塊、液氮應(yīng)急供應(yīng)單元、儀控單元、儀表風、PSA制氮單元中的一種或幾種。當氣源地沒有供電系統(tǒng)時，由所述發(fā)電機撬塊為液化流程提供電能；液氮應(yīng)急供應(yīng)單元是作為應(yīng)急 使用的。本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用前述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)液化天然氣的方法，包括如下步驟:A、原料天然氣經(jīng)所述天然氣增壓撬塊增壓、冷卻后依次進入所述天然氣脫酸撬塊、天然氣脫水撬塊脫除雜質(zhì)；B、經(jīng)所述步驟A凈化后的天然氣進入液化冷箱撬塊，經(jīng)所述第一級換熱器7降溫冷卻后進入重烴分離器8，從底部得到重烴，除去重烴后的天然氣經(jīng)第二級換熱器9冷卻液化，經(jīng)節(jié)流閥10節(jié)流降壓至液化天然氣儲存壓力后，進入液化天然氣分離器11，從底部得到液化天然氣產(chǎn)品，閃蒸氣依次返回所述第二級換熱器9和第一級換熱器7提供冷量；C、氮氣經(jīng)所述氮氣壓縮撬塊增壓、冷卻后進入氮氣膨脹增壓撬塊，經(jīng)氮氣第一級增壓機16、氮氣第三級冷卻器17、氮氣第二級增壓機18、氮氣第四級冷卻器19增壓、冷卻后進入所述第一級換熱器7預(yù)冷，預(yù)冷的氮氣后進入氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21膨脹制冷，得到的低壓低溫的氮氣依次返回第二級換熱器9、第一級換熱器7提供冷量，得到溫度升高的氮氣重新進入所述氮氣壓縮撬塊。優(yōu)選地，步驟A中，所述原料天然氣壓力高于2.SMpa時，不啟用所述天然氣液化模塊中的天然氣增壓撬塊。優(yōu)選地，步驟B中，所述經(jīng)第一級換熱器7降溫冷卻的天然氣的溫度為重烴分離溫度。優(yōu)選地，步驟B中，所述液化天然氣儲存壓力為0.30MPa。優(yōu)選地，步驟C中，所述氮氣第二級膨脹機21出口的氮氣壓力高于0.1MPa0與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果如下:
1、本發(fā)明所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝，在保證單位液化能耗比較低的前提下，簡化流程，該流程具有啟動快操作與維護方便，便于設(shè)備成撬的特點。2、通過油氣行業(yè)廣泛采用的HYSYS軟件的模擬計算，證實本液化工藝能耗較低，對不同氣源適應(yīng)性較強，是比較適合小型撬裝式天然氣液化裝置的液化流程。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:圖1為小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝流程圖；其中，I為天然氣第一級壓縮機、2為天然氣第一級冷卻器、3為天然氣第二級壓縮機、4為天然氣第二級水冷器、5為脫酸塔、6為脫水塔、7為第一級換熱器、8為重烴分離器、9為第二級換熱器、10為節(jié)流閥、11為液化天然氣分離器、12為氮氣第一級壓縮機、13為氮氣第一級冷卻器、14為氮氣第二級壓縮機、15為氮氣第二級冷卻器、16為氮氣第一級增壓機、17為氮氣第三級冷卻器、18為氮氣第二級增壓機、19為氮氣第四級冷卻器、20為氮氣第一級膨脹機、21為氮氣第二級膨脹機、22為液化天然氣儲罐。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)及其工藝流程如圖1所示，該系統(tǒng)包括天然氣液化模塊(也稱:天然氣液化回路)和氮氣膨脹制冷循環(huán)模塊(也稱:氮氣膨脹制冷循環(huán)回路)。所述天然氣液化回路包括液化天然氣儲罐22和依次相連的天然氣第一級壓縮機
1、天然氣第一級冷卻器2、天然氣第二級壓縮機3、天然氣第二級水冷器4、脫酸塔5、脫水塔
6、第一級換熱器7、重烴分離器8、第二級換熱器9、節(jié)流閥10、液化天然氣分離器11 ;所述液化天然氣分離器11的液相出口與液化天然氣儲罐22相連，所述液化天然氣分離器11的氣相出口與第二級換熱器9、第一級換熱器7依次相連。所述天然氣第一級壓縮機1、天然氣第一級冷卻器2、天然氣第二級壓縮機3、天然氣第二級水冷器4組成天然氣增壓撬塊(當天然氣原料壓力高于2.SMpa時，不啟用該天然氣增壓撬塊)；所述脫酸塔5可組成天然氣脫酸撬塊；所述脫水塔6可組成天然氣脫水撬塊；所述第一級換熱器7、重烴分離器8、第二級換熱器9、節(jié)流閥10、液化天然氣分離器11組成液化冷箱撬塊；所述液化天然氣儲罐22可單獨組成天然氣存儲撬塊。 所述氮氣膨脹制冷循環(huán)回路包括依次相連的氮氣第一級壓縮機12、氮氣第一級冷卻器13、氮氣第二級壓縮機14、氮氣第二級冷卻器15、氮氣第一級增壓機16、氮氣第三級冷卻器17、氮氣第二級增壓機18、氮氣第四級冷卻器19和依次相連的氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21 ;所述天然氣液化回路中的第一級換熱器7還分別與氮氣第四級冷卻器19、氮氣第一級膨脹機20相連，所述氮氣第二級膨脹機21另一端與天然氣液化回路中的第二級換熱器9、第一級換熱器7、氮氣壓縮撬塊依次相連。所述氮氣第一級壓縮機12，氮氣第一級冷卻器13，氮氣第二級壓縮機14，氮氣第二級冷卻器15組成氮氣壓縮撬塊；所述氮氣第一級增壓機16、氮氣第三級冷卻器17、氮氣第二級增壓機18、氮氣第四級冷卻器19和氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21組成氮氣膨脹增壓撬塊。在氮氣膨脹制冷循環(huán)回路中，所述氮氣第一級增壓機16、氮氣第二級增壓機18分別由氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21驅(qū)動。本發(fā)明的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)還可選擇性的包括發(fā)電機撬塊、液氮應(yīng)急供應(yīng)單元、儀控單元、儀表風、PSA制氮單元以及用于脫酸塔5、脫水塔6再生循環(huán)的導(dǎo)熱油爐撬塊。當氣源地沒有供電系統(tǒng)時，由所述發(fā)電機撬塊為液化流程提供電能；液氮應(yīng)急供應(yīng)單元是作為應(yīng)急使用的。應(yīng)用本發(fā)明的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)液化天然氣的方法具體見以下各實施例:實施例1天然氣摩爾組分92% CH4+4% C3H8+4% N2、壓力 1.2MPa、溫度 30°C、流量 lkmol/h，小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝的具體步驟如下:
1、天然氣經(jīng)兩級壓縮機(天然氣第一級壓縮機1、天然氣第二級壓縮機3)壓縮至
2.85MPa，經(jīng)冷卻器(天然氣第一級冷卻器2、天然氣第二級水冷器4)冷卻至40°C ；2、經(jīng)步驟I冷卻后的天然氣進入脫酸塔5、脫水塔6脫除C02，H2S, H2O等雜質(zhì)；3、經(jīng)步驟2凈化后的天然氣經(jīng)過第一級換熱器7冷卻至_60°C (即重烴分離溫度)后進入重烴分離器8，從底部得到重烴；4、經(jīng)步驟3除去重烴后的天然氣經(jīng)第二級換熱器9冷卻至_153°C ；5、經(jīng)過步驟4得到的天然氣通過一個節(jié)流閥10，節(jié)流降壓至0.30MPa后，進入液化天然氣分離器11，從底部得到液化天然氣產(chǎn)品，閃蒸氣返回兩個換熱器(第二級換熱器9和第一級換熱器7)提供冷量；6、氮氣通過兩級壓縮機(氮氣第一級壓縮機12、氮氣第二級壓縮機14)增壓至
1.1MPa，經(jīng)冷卻器(氮氣第一級冷卻器13、氮氣第二級冷卻器15)冷卻至40°C ；7、經(jīng)步驟6冷卻后的高壓氮氣經(jīng)兩級增壓機(氮氣第一級增壓機16、氮氣第二級增壓機18)增壓至2.59MPa，經(jīng)冷卻器(氮氣第三級冷卻器17、氮氣第四級冷卻器19)冷卻至40°C后，進入第一級換熱器7預(yù)冷至-42°C ；8、經(jīng)步驟7預(yù)冷的氮氣依次進入兩級膨脹機(氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21)降壓至0.178MPa，溫度降為-154.9°C后返回兩個換熱器(第二級換熱器9和第一級換熱器7)提供冷量，并使自身溫度升高；9、經(jīng)步驟8復(fù)溫至39°C后的氮氣重新進入氮氣第一級壓縮機12完成循環(huán)。經(jīng)過模擬計算得出，該小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝的單位能耗為0.43kffh/Nm3，較一般氮膨脹液化工藝0.5-0.6kffh/Nm3的單位能耗來說降低了 14% -28%。該液化工藝的液化率為96.5%。實施例2天然氣摩爾組分90% CH4+6% C3H8+4% N2、壓力 1.7MPa、溫度 25°C、流量 lkmol/h，小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝的具體步驟如下:1、天然氣經(jīng)兩級壓縮機(天然氣第一級壓縮機1、天然氣第二級壓縮機3)壓縮至
2.85MPa，經(jīng)冷卻器(天然氣第一級冷卻器2、天然氣第二級水冷器4)冷卻至40°C ；2、經(jīng)步驟I冷卻后的天然氣進入脫酸塔5、脫水塔6脫除C02，H2S, H2O等雜質(zhì)；3、經(jīng)步驟2凈化后的天然氣經(jīng)過第一級換熱器7冷卻至_60°C (即重烴分離溫度)后進入重烴分離器8，從底部得到重烴；4、經(jīng)步驟3除去重烴后的天然氣經(jīng)第二級換熱器9冷卻至_153°C ；5、經(jīng)過步驟4得到的天然氣通過一個節(jié)流閥10，節(jié)流降壓至0.30MPa后，進入液化天然氣分離器11，從底部得到液化天然氣產(chǎn)品，閃蒸氣返回兩個換熱器(第二級換熱器9和第一級換熱器7)提供冷量；6、氮氣通過兩級壓縮機(氮氣第一級壓縮機12、氮氣第二級壓縮機14)增壓至1.1MPa，經(jīng)冷卻器(氮氣第一級冷卻器13、氮氣第二級冷卻器15)冷卻至40°C ；7、經(jīng)步驟6冷卻后的高壓氮氣經(jīng)兩級增壓機(氮氣第一級增壓機16、氮氣第二級增壓機18)增壓至2.59MPa，經(jīng)冷卻器(氮氣第三級冷卻器17、氮氣第四級冷卻器19)冷卻至40°C后，進入第一級換熱器7預(yù)冷至-42°C ；8、經(jīng)步驟 7預(yù)冷的氮氣依次進入兩級膨脹機(氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21)降壓至0.178MPa，溫度降為-154.9°C后返回兩個換熱器(第二級換熱器9和第一級換熱器7)提供冷量，并使自身溫度升高；9、經(jīng)步驟8復(fù)溫至39.7°C后的氮氣重新進入氮氣第一級壓縮機12完成循環(huán)。經(jīng)過模擬計算得出，該小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝的單位能耗為0.41kffh/Nm3，較一般氮膨脹液化工藝0.5-0.6kffh/Nm3的單位能耗來說降低了 18% -32%。該液化工藝的液化率為96.4%。比較實施例1和實施例2可以發(fā)現(xiàn),該液化工藝可以適應(yīng)原料氣在一定范圍內(nèi)的變化，而不需要調(diào)整液化工藝中的其他參數(shù)，證明該液化工藝對不同氣源有較強的適應(yīng)性。實施例3天然氣摩爾組分80% CH4+6% C3H8+14% N2、壓力 2.8MPa、溫度 20°C、流量 lkmol/h，小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝的具體步驟如下:1、天然氣壓力達到2.8MPa，所以可以省略步驟I ;2、天然氣進入脫酸塔5、脫水塔6脫除C02，H2S, H2O等雜質(zhì)；3、經(jīng)步驟2凈化后的天然氣經(jīng)過第一級換熱器7冷卻至_60°C (即重烴分離溫度)后進入重烴分離器8，從底部得到重烴。4、經(jīng)步驟3除去重烴后的天然氣經(jīng)第二級換熱器9冷卻至_153°C ；5、經(jīng)過步驟4得到的天然氣通過一個節(jié)流閥10，節(jié)流降壓至0.30MPa后，進入液化天然氣分離器11，從底部得到液化天然氣產(chǎn)品，閃蒸氣返回兩個換熱器(第二級換熱器9和第一級換熱器7)提供冷量；6、氮氣通過兩級壓縮機(氮氣第一級壓縮機12、氮氣第二級壓縮機14)增壓至
1.1MPa，經(jīng)冷卻器(氮氣第一級冷卻器13、氮氣第二級冷卻器15)冷卻至40°C ；7、經(jīng)步驟6冷卻后的高壓氮氣經(jīng)兩級增壓機(氮氣第一級增壓機16、氮氣第二級增壓機18)增壓至2.62MPa，經(jīng)冷卻器(氮氣第三級冷卻器17、氮氣第四級冷卻器19)冷卻至40°C后，進入第一級換熱器7預(yù)冷至-42°C ；8、經(jīng)步驟7預(yù)冷的氮氣依次進入兩級膨脹機(氮氣第一級膨脹機20、氮氣第二級膨脹機21)降壓至0.17MPa，溫度降為-156.6 后返回兩個換熱器(第二級換熱器9和第一級換熱器7)提供冷量，并使自身溫度升高；9、經(jīng)步驟8復(fù)溫至36°C后的氮氣重新進入氮氣第一級壓縮機12完成循環(huán)。經(jīng)過模擬計算得出，該小型撬裝式氮膨脹天然氣液化工藝的單位能耗為0.42kffh/Nm3，餃一般氮膨脹液化工藝0.5-0.6kffh/Nm3的單位能耗來說降低了 16% -30%。該液化工藝的液化率為85.7%。比較實施例1、實施例2和實施例3可以發(fā)現(xiàn)，當原料氣的組分和條件變化較大時，該液化工藝還是可以保證工藝中大部分參數(shù)不用調(diào)整即可以從一種氣源換到另一種，證明該液化工藝對不同氣源有較強的適應(yīng)性，這對于小型撬裝式天然氣液化工藝來說是至關(guān)重要的。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì) 內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括天然氣液化模塊和氮氣膨脹制冷循環(huán)模塊，所述天然氣液化模塊包括依次相連的天然氣增壓撬塊、天然氣脫酸撬塊、天然氣脫水撬塊、液化冷箱撬塊和天然氣存儲撬塊，所述氮氣膨脹制冷循環(huán)模塊包括相連的氮氣壓縮撬塊和氮氣膨脹增壓撬塊；所述液化冷箱撬塊包括依次相連的第一級換熱器(7)、重烴分離器(8)、第二級換熱器(9)、節(jié)流閥(10)和液化天然氣分離器(11)，所述氮氣膨脹增壓撬塊包括依次相連的氮氣第一級增壓機(16)、氮氣第三級冷卻器(17)、氮氣第二級增壓機(18)、氮氣第四級冷卻器(19)和依次相連的氮氣第一級膨脹機(20)、氮氣第二級膨脹機(21)，所述第一級換熱器(7)還分別與氮氣第四級冷卻器(19)、氮氣第一級膨脹機(20)相連，所述氮氣第二級膨脹機(21)另一端與第二級換熱器(9)、第一級換熱器(7)、氮氣壓縮撬塊依次相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于，所述液化天然氣分離器(11)的液相出口與天然氣存儲撬塊相連，所述液化天然氣分離器(11)的氣相出口與第二級換熱器(9)、第一級換熱器(7)依次相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于，所述氮氣第一級增壓機(16)、氮氣第二級增壓機(18)分別由氮氣第一級膨脹機(20)、氮氣第二級膨脹機(21)驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于，所述天然氣增壓撬塊包括依次相連的天然氣第一級壓縮機(I)、天然氣第一級冷卻器(2)、天然氣第二級壓縮機(3)、天然氣第二級水冷器(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于，所述氮氣壓縮撬塊包括依次相連的氮氣第一級壓縮機(12)，氮氣第一級冷卻器(13)，氮氣第二級壓縮機(14)，氮氣第二級冷卻器(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于，所述天然氣脫酸撬塊包括脫酸塔(5)，所述天然氣脫水撬塊包括脫水塔￠)，所述天然氣存儲撬塊包括液化天然氣儲罐(22)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于脫酸塔(5)、脫水塔(6)再生循環(huán)的導(dǎo)熱油爐撬塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括發(fā)電機撬塊、液氮應(yīng)急供應(yīng)單元、儀控單元、儀表風、PSA制氮單元中的一種或幾種。
9.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)液化天然氣的方法，其特征在于，包括如下步驟: A、原料天然氣經(jīng)所述天然氣增壓撬塊增壓、冷卻后依次進入所述天然氣脫酸撬塊、天然氣脫水撬塊脫除雜質(zhì)； B、經(jīng)所述步驟A凈化后的天然氣進入液化冷箱撬塊，經(jīng)所述第一級換熱器(7)降溫冷卻后進入重烴分離器(8)，從底部得到重烴，除去重烴后的天然氣經(jīng)第二級換熱器(9)冷卻液化，經(jīng)節(jié)流閥(10)節(jié)流降壓至液化天然氣儲存壓力后，進入液化天然氣分離器(11)，從底部得到液化天然氣產(chǎn)品，閃蒸氣依次返回所述第二級換熱器(9)和第一級換熱器(7)提供冷量； C、 氮氣經(jīng)所述氮氣壓縮撬塊增壓、冷卻后進入氮氣膨脹增壓撬塊，經(jīng)氮氣第一級增壓機(16)、氮氣第三級冷卻器(17)、氮氣第二級增壓機(18)、氮氣第四級冷卻器(19)增壓、冷卻后進入所述第一級換熱器(7)預(yù)冷，預(yù)冷的氮氣后進入氮氣第一級膨脹機(20)、氮氣第二級膨脹機(21)膨脹制冷，得到的低壓低溫的氮氣依次返回第二級換熱器(9)、第一級換熱器(7)提供冷量，得到溫度升高的氮氣重新進入所述氮氣壓縮撬塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液化天然氣的方法，其特征在于，步驟A中，所述原料天然氣壓力高于2.SMpa時，不啟用所述天然氣液化模塊中的天然氣增壓撬塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液化天然氣的方法，其特征在于，步驟B中，所述經(jīng)第一級換熱器(7)降溫冷卻的天然氣的溫度為重烴分離溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液化天然氣的方法，其特征在于，步驟B中，所述液化天然氣儲存壓力為0.30MPa。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液化天然氣的方法，其特征在于，步驟C中，所述氮氣第二級膨脹機(21)出口的氮氣壓力高于0 .1MPa0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小型撬裝式氮膨脹天然氣液化系統(tǒng)及其方法，天然氣經(jīng)天然氣增壓撬塊增壓、冷卻，依次進入天然氣脫酸、脫水撬塊脫除雜質(zhì)后經(jīng)第一級換熱器降溫冷卻進入重烴分離器，從底部得到重烴，除去重烴后的天然氣經(jīng)第二級換熱器冷卻后液化，通過節(jié)流閥降壓至液化天然氣存儲壓力后進入天然氣液化分離器得液化天然氣，閃蒸氣返回換熱器提供冷量；氮氣經(jīng)氮氣壓縮撬塊增壓、冷卻，再經(jīng)兩級增壓機繼續(xù)增壓冷卻后，進入第一級換熱器預(yù)冷，預(yù)冷后的氮氣經(jīng)兩級膨脹機膨脹制冷，為天然氣液化提供冷量。本發(fā)明的小型撬裝式氮膨脹天然氣液化流程簡單，啟動快，維護方便，便于設(shè)備成撬，能耗較低，同時對不同氣源有較強的適應(yīng)性。
文檔編號F25J3/00GK103215093SQ20131008229
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者巨永林, 賀天彪 申請人:上海交通大學(xué)