本發(fā)明涉及能源化工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，是涉及一種天然氣的液化處理裝置及方法。

背景技術(shù)：

天然氣是在氣田中自然開(kāi)采出來(lái)的可燃?xì)怏w，主要由甲烷構(gòu)成。LNG(Liquefied Natural Gas)是通過(guò)將在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻，使之凝結(jié)成液體，由于天然氣液化后可以大大節(jié)約儲(chǔ)運(yùn)空間，而且具有熱值大、性能高等特點(diǎn)，LNG的生產(chǎn)受到人們廣泛的關(guān)注。

在現(xiàn)有技術(shù)中，天然氣的液化工藝有很多種，如混合制冷工藝流程、高壓射流制冷工藝等，其中高壓射流制冷工藝具有產(chǎn)量高、效率好等特點(diǎn)，從而具有較好的應(yīng)用前景。目前，高壓射流制冷工藝采用多個(gè)換熱器和分離器對(duì)天然氣進(jìn)行逐級(jí)冷卻和分離，由于天然氣中含有的新戊烷和環(huán)己烷等重?zé)N在-70℃～-30℃時(shí)液化，并隨著溫度的降低變成結(jié)晶體，從而在工藝中的節(jié)流閥處逐漸累積并堵塞閥門(mén)及管道，造成整個(gè)工藝無(wú)法進(jìn)行。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員一般采用停機(jī)停車(chē)，用溫度在100℃的氮?dú)饣蛱烊粴鈱?duì)整個(gè)工藝中凍堵的位置進(jìn)行熱吹，吹通后才能再次投入生產(chǎn)，而熱吹的時(shí)間取決于凍堵的嚴(yán)重程度，凍堵嚴(yán)重時(shí)，熱吹時(shí)間在15天左右，凍堵輕微時(shí)，熱吹時(shí)間也在2天左右。因此，大大影響液化天然氣的產(chǎn)量和生產(chǎn)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種天然氣的液化處理裝置及方法，采用本發(fā)明提供的裝置和方法能夠避免凍堵，從而提高液化工藝的生產(chǎn)效率。

本發(fā)明提供了一種天然氣的液化處理裝置，包括：

重?zé)N分離裝置；所述重?zé)N分離裝置包括：重?zé)N分離罐，所述重?zé)N分離罐設(shè)有進(jìn)料口、氣相出料口和液相出口，所述氣相出料口設(shè)有第一閥門(mén)；與所述重?zé)N分離罐進(jìn)料口相通的天然氣進(jìn)料管路；與所述氣相出料口相通的脫烴天然氣出料管路；分別與所述天然氣進(jìn)料管路和脫烴天然氣出料管路相連的第一換熱裝置；

進(jìn)料口與所述脫烴天然氣出料管路相通的壓縮裝置，所述壓縮裝置設(shè)有出料口；

與所述壓縮裝置出料口相通的天然氣液化管路，所述天然氣液化管路依次設(shè)有第二換熱裝置、第三換熱裝置、第四換熱裝置和第一引射裝置，所述第三換熱裝置與制冷裝置相連；

進(jìn)料口與所述第一引射裝置的出口相通的第一液化天然氣分離罐，所述第一液化天然氣分離罐設(shè)有液化天然氣出口和冷氣出口，所述第一液化天然氣分離罐液化天然氣出口設(shè)有第一節(jié)流裝置；

與所述第一液化天然氣分離罐冷氣出口相通的第一冷氣循環(huán)管路，所述第一冷氣循環(huán)管路依次與第四換熱裝置和第二換熱裝置相連，并與所述壓縮裝置進(jìn)料口相通；

連通所述第一冷氣循環(huán)管路與脫烴天然氣出料管路的第二冷氣循環(huán)管路，所述第二冷氣循環(huán)管路與第一冷氣循環(huán)管路的連通位置設(shè)置在所述第二換熱裝置和第四換熱裝置之間，所述第二冷氣循環(huán)管路與脫烴天然氣出料管路的連通位置設(shè)置在所述第一換熱裝置和第一閥門(mén)之間。

優(yōu)選的，還包括：

液相進(jìn)口與所述第一節(jié)流裝置相通的第二液化天然氣分離罐，所述第二液化天然氣分離罐設(shè)有進(jìn)料口、液化天然氣出口和冷氣出口，所述第二液化天然氣分離罐液化天然氣出口設(shè)有第二節(jié)流裝置；

與所述第二液化天然氣分離罐冷氣出口相通的第三冷氣循環(huán)管路，所述第三冷氣循環(huán)管路與第一引射裝置的進(jìn)口相通；

進(jìn)料口與所述第二節(jié)流裝置相通的液化天然氣儲(chǔ)存裝置，所述液化天然氣儲(chǔ)存裝置設(shè)有氣相出口。

優(yōu)選的，所述天然氣液化管路還設(shè)有：與所述第一引射裝置并聯(lián)設(shè)置的第二引射裝置；所述第二引射裝置的出口與所述第二液化天然氣分離罐進(jìn)料口相通。

優(yōu)選的，還包括：

與所述液化天然氣儲(chǔ)存裝置氣相出口相通的第四冷氣循環(huán)管路，所述第四冷氣循環(huán)管路與第二引射裝置的進(jìn)口相通。

優(yōu)選的，還包括：

惰性氣體分離裝置；所述惰性氣體分離裝置包括：惰性氣體分離罐，所述惰性氣體分離罐設(shè)有進(jìn)料口、惰性氣體出口和液化天然氣出口，所述惰性氣體出口設(shè)有第二閥門(mén)，所述惰性氣體分離罐液化天然氣出口設(shè)有第三節(jié)流裝置，所述第三節(jié)流裝置與所述液相進(jìn)口相通；與所述惰性氣體分離罐進(jìn)料口相通的第五冷氣循環(huán)管路，所述第五冷氣循環(huán)管路與所述第一液化天然氣分離罐冷氣出口相通，并與所述第二液化天然氣分離罐相連進(jìn)行換熱。

優(yōu)選的，所述天然氣進(jìn)料管路設(shè)有預(yù)處理裝置，所述預(yù)處理裝置包括：氣體過(guò)濾裝置、氣體計(jì)量裝置、綜合凈化裝置和干燥裝置。

優(yōu)選的，所述液相出口依次設(shè)有復(fù)熱裝置和重?zé)N存儲(chǔ)裝置。

本發(fā)明還提供了一種天然氣的液化處理方法，包括以下步驟：

采用上述技術(shù)方案所述的液化處理裝置，將原料天然氣依次進(jìn)行重?zé)N分離、壓縮、換熱和高壓引射節(jié)流，得到液化天熱氣。

優(yōu)選的，所述重?zé)N分離的溫度為-70℃～-30℃，壓力為0.5MPa～2MPa。

優(yōu)選的，所述換熱的過(guò)程具體為：將壓縮后的天然氣依次進(jìn)行三級(jí)換熱，得到溫度為-80℃～-60℃、壓力為15MPa～25MPa的天然氣。

本發(fā)明提供了一種天然氣的液化處理裝置和方法，所述液化處理裝置包括：重?zé)N分離裝置；所述重?zé)N分離裝置包括：重?zé)N分離罐，所述重?zé)N分離罐設(shè)有進(jìn)料口、氣相出料口和液相出口，所述氣相出料口設(shè)有第一閥門(mén)；與所述重?zé)N分離罐進(jìn)料口相通的天然氣進(jìn)料管路；與所述氣相出料口相通的脫烴天然氣出料管路；分別與所述天然氣進(jìn)料管路和脫烴天然氣出料管路相連的第一換熱裝置；進(jìn)料口與所述脫烴天然氣出料管路相通的壓縮裝置，所述壓縮裝置設(shè)有出料口；與所述壓縮裝置出料口相通的天然氣液化管路，所述天然氣液化管路依次設(shè)有第二換熱裝置、第三換熱裝置、第四換熱裝置和第一引射裝置，所述第三換熱裝置與制冷裝置相連；進(jìn)料口與所述第一引射裝置的出口相通的第一液化天然氣分離罐，所述第一液化天然氣分離罐設(shè)有液化天然氣出口和冷氣出口，所述第一液化天然氣分離罐液化天然氣出口設(shè)有第一節(jié)流裝置；與所述第一液化天然氣分離罐冷氣出口相通的第一冷氣循環(huán)管路，所述第一冷氣循環(huán)管路依次與第四換熱裝置和第二換熱裝置相連，并與所述壓縮裝置進(jìn)料口相通；連通所述第一冷氣循環(huán)管路與脫烴天然氣出料管路的第二冷氣循環(huán)管路，所述第二冷氣循環(huán)管路與第一冷氣循環(huán)管路的連通位置設(shè)置在所述第二換熱裝置和第四換熱裝置之間，所述第二冷氣循環(huán)管路與脫烴天然氣出料管路的連通位置設(shè)置在所述第一換熱裝置和第一閥門(mén)之間。本發(fā)明通過(guò)對(duì)高壓射流制冷工藝存在的凍堵問(wèn)題進(jìn)行深入研究，提供了一種天然氣的液化處理裝置，能夠在不影響液化天然氣生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，有效利用天然氣液化過(guò)程中的循環(huán)冷氣實(shí)現(xiàn)重?zé)N脫除，從而避免凍堵，顯著提高液化工藝的生產(chǎn)效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的天然氣的液化處理裝置的生產(chǎn)效率為95％～98％。

另外，采用本發(fā)明提供的天然氣的液化處理裝置能夠?qū)崿F(xiàn)重?zé)N及惰性氣體的回收。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的天然氣的液化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的天然氣的液化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種天然氣的液化處理裝置，包括：

重?zé)N分離裝置；所述重?zé)N分離裝置包括：重?zé)N分離罐，所述重?zé)N分離罐設(shè)有進(jìn)料口、氣相出料口和液相出口，所述氣相出料口設(shè)有第一閥門(mén)；與所述重?zé)N分離罐進(jìn)料口相通的天然氣進(jìn)料管路；與所述氣相出料口相通的脫烴天然氣出料管路；分別與所述天然氣進(jìn)料管路和脫烴天然氣出料管路相連的第一換熱裝置；

進(jìn)料口與所述脫烴天然氣出料管路相通的壓縮裝置，所述壓縮裝置設(shè)有出料口；

與所述壓縮裝置出料口相通的天然氣液化管路，所述天然氣液化管路依次設(shè)有第二換熱裝置、第三換熱裝置、第四換熱裝置和第一引射裝置，所述第三換熱裝置與制冷裝置相連；

進(jìn)料口與所述第一引射裝置的出口相通的第一液化天然氣分離罐，所述第一液化天然氣分離罐設(shè)有液化天然氣出口和冷氣出口，所述第一液化天然氣分離罐液化天然氣出口設(shè)有第一節(jié)流裝置；

與所述第一液化天然氣分離罐冷氣出口相通的第一冷氣循環(huán)管路，所述第一冷氣循環(huán)管路依次與第四換熱裝置和第二換熱裝置相連，并與所述壓縮裝置進(jìn)料口相通；

連通所述第一冷氣循環(huán)管路與脫烴天然氣出料管路的第二冷氣循環(huán)管路，所述第二冷氣循環(huán)管路與第一冷氣循環(huán)管路的連通位置設(shè)置在所述第二換熱裝置和第四換熱裝置之間，所述第二冷氣循環(huán)管路與脫烴天然氣出料管路的連通位置設(shè)置在所述第一換熱裝置和第一閥門(mén)之間。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的天然氣的液化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1為重?zé)N分離裝置，2為重?zé)N分離罐，3為重?zé)N分離罐進(jìn)料口，4為氣相出料口，5為液相出口，6為第一閥門(mén)，7為天然氣進(jìn)料管路，8為脫烴天然氣出料管路，9為第一換熱裝置，10為壓縮裝置進(jìn)料口，11為壓縮裝置，12為壓縮裝置出料口，13為天然氣液化管路，14為第二換熱裝置，15為第三換熱裝置，16為第四換熱裝置，17為第一引射裝置，18為制冷裝置，19為第一液化天然氣分離罐進(jìn)料口，20為第一液化天然氣分離罐，21為第一液化天然氣分離罐液化天然氣出口，22為第一液化天然氣分離罐冷氣出口，23為第一節(jié)流裝置，24為第一冷氣循環(huán)管路，25為第二冷氣循環(huán)管路。

在本發(fā)明中，所述天然氣的液化處理裝置包括重?zé)N分離裝置(1)、壓縮裝置(11)、依次設(shè)有第二換熱裝置(14)、第三換熱裝置(15)、第四換熱裝置(16)和第一引射裝置(17)的天然氣液化管路(13)、第一液化天然氣分離罐(20)、第一冷氣循環(huán)管路(24)及連通第一冷氣循環(huán)管路(24)和脫烴天然氣出料管路(8)的第二冷氣循環(huán)管路(25)。

在本發(fā)明中，所述重?zé)N分離裝置(1)用于將原料天然氣中的重?zé)N進(jìn)行分離。在本發(fā)明中，所述重?zé)N分離裝置(1)包括：重?zé)N分離罐(2)、天然氣進(jìn)料管路(7)、脫烴天然氣出料管路(8)和第一換熱裝置(9)。

在本發(fā)明中，所述重?zé)N分離罐(2)用于氣液分離，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的氣液分離罐即可。在本發(fā)明中，所述重?zé)N分離罐(2)設(shè)有進(jìn)料口(3)、氣相出料口(4)和液相出口(5)，其中，所述進(jìn)料口(3)與天然氣進(jìn)料管路(7)相通，所述氣相出料口(4)與脫烴天然氣出料管路(8)相通，同時(shí)，所述第一換熱裝置(9)分別與所述天然氣進(jìn)料管路(7)和脫烴天然氣出料管路(8)相連，原料天然氣由天然氣進(jìn)料管路(7)經(jīng)第一換熱裝置(9)從進(jìn)料口(3)進(jìn)入重?zé)N分離罐(2)實(shí)現(xiàn)氣液分離，分別得到液相的重?zé)N和氣相的脫烴天然氣，其中，液相的重?zé)N由液相出口(5)排出，而氣相的脫烴天然氣從氣相出料口(4)進(jìn)入脫烴天然氣出料管路(8)，并經(jīng)第一換熱裝置(9)進(jìn)行換熱，最終排出重?zé)N分離裝置(1)進(jìn)行后續(xù)處理。在本發(fā)明中，所述第一換熱裝置(9)優(yōu)選采用板式換熱器，本發(fā)明對(duì)此沒(méi)有特殊限制。

在本發(fā)明中，所述天然氣進(jìn)料管路(7)優(yōu)選設(shè)有預(yù)處理裝置，所述預(yù)處理裝置設(shè)置的位置在原料天然氣進(jìn)入第一換熱裝置(9)前，用于對(duì)原料天然氣進(jìn)行過(guò)濾、計(jì)量、綜合凈化及干燥等預(yù)處理。在本發(fā)明中，所述預(yù)處理裝置優(yōu)選包括：氣體過(guò)濾裝置、氣體計(jì)量裝置、綜合凈化裝置和干燥裝置。在本發(fā)明中，所述綜合凈化裝置優(yōu)選采用綜合凈化箱，所述干燥裝置優(yōu)選采用干燥箱，本發(fā)明對(duì)此沒(méi)有特殊限制。

在本發(fā)明中，所述液相出口(5)優(yōu)選依次設(shè)有復(fù)熱裝置和重?zé)N存儲(chǔ)裝置，用于將液相出口(5)排出的重?zé)N進(jìn)行復(fù)熱和回收，本發(fā)明對(duì)此沒(méi)有特殊限制。

在本發(fā)明中，所述壓縮裝置(11)用于提高天然氣壓力，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的循環(huán)氣壓縮機(jī)即可。在本發(fā)明中，所述壓縮裝置(11)設(shè)有進(jìn)料口(10)和出料口(12)，其中，進(jìn)料口(10)與脫烴天然氣出料管路(8)相通，出料口(12)與天然氣液化管路(13)相通，排出重?zé)N分離裝置(1)的脫烴天然氣通過(guò)脫烴天然氣出料管路(8)經(jīng)進(jìn)料口(10)進(jìn)入壓縮裝置(11)進(jìn)行壓縮，得到壓力為20MPa左右的高壓天然氣再由出料口(12)進(jìn)入天然氣液化管路(13)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

在本發(fā)明中，所述天然氣液化管路(13)依次設(shè)有第二換熱裝置(14)、第三換熱裝置(15)、第四換熱裝置(16)和第一引射裝置(17)，用于對(duì)天然氣進(jìn)行換熱和高壓引射節(jié)流，從而實(shí)現(xiàn)天然氣的液化。在本發(fā)明中，高壓天然氣經(jīng)第二換熱裝置(14)后，壓力不變，溫度降至0℃左右，再經(jīng)第三換熱裝置(15)后，壓力不變，溫度降至-40℃～-35℃，再經(jīng)第四換熱裝置(16)后，壓力不變，溫度降至-70℃左右，最后經(jīng)第一引射裝置(17)后，壓力降至1.2MPa左右，溫度降至-120℃左右，出現(xiàn)液態(tài)天然氣(LNG)。

在本發(fā)明中，所述第三換熱裝置(15)與制冷裝置(18)相連，所述制冷裝置(18)用于提供冷源，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的冰機(jī)即可。在本發(fā)明中，所述第二換熱裝置(14)優(yōu)選采用臥式換熱器，所述第三換熱裝置(15)優(yōu)選采用浸液式換熱器，所述第四換熱裝置(16)優(yōu)選采用纏繞式換熱器，所述第一引射裝置(17)優(yōu)選采用引射器，本發(fā)明對(duì)此沒(méi)有特殊限制。

在本發(fā)明中，所述第一液化天然氣分離罐(20)用于將液化后的天然氣進(jìn)行氣液分離，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的氣液分離罐即可。在本發(fā)明中，所述第一液化天然氣分離罐(20)設(shè)有進(jìn)料口(19)、液化天然氣出口(21)和冷氣出口(22)，其中，進(jìn)料口(19)與所述第一引射裝置(17)的出口相通，液化天然氣出口(21)用于排出液態(tài)天然氣，冷氣出口(22)用于將分離的冷氣進(jìn)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)第四換熱裝置(16)和第二換熱裝置(14)的冷源供給。在本發(fā)明中，所述液化天然氣出口(21)設(shè)有第一節(jié)流裝置(23)，用于調(diào)節(jié)液態(tài)天然氣溫度和壓力，經(jīng)第一節(jié)流裝置(23)排出的液態(tài)天然氣壓力降至0.5Ma～0.7MPa，溫度降至-140℃。

在本發(fā)明中，所述第一冷氣循環(huán)管路(24)用于實(shí)現(xiàn)冷氣在換熱過(guò)程中循環(huán)利用，所述第一冷氣循環(huán)管路(24)分別與冷氣出口(22)和進(jìn)料口(10)相通，并依次與第四換熱裝置(16)和第二換熱裝置(12)相連，從而使由第一液化天然氣分離罐(20)排出的冷氣，依次經(jīng)冷氣出口(22)、第四換熱裝置(16)、第二換熱裝置(14)和進(jìn)料口(10)，循環(huán)至壓縮裝置(11)，在第四換熱裝置(16)和第二換熱裝置(14)進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)冷氣循環(huán)利用。

在本發(fā)明中，所述第二冷氣循環(huán)管路(25)用于實(shí)現(xiàn)冷氣在重?zé)N分離過(guò)程中的循環(huán)利用，所述第二冷氣循環(huán)管路(25)連通所述第一冷氣循環(huán)管路(24)與脫烴天然氣出料管路(8)，所述第二冷氣循環(huán)管路(25)與第一冷氣循環(huán)管路(24)的連通位置設(shè)置在所述第二換熱裝置(14)和第四換熱裝置(16)之間，所述第二冷氣循環(huán)管路(25)與脫烴天然氣出料管路(8)的連通位置設(shè)置在所述第一換熱裝置(9)和第一閥門(mén)(6)之間，從而使由第一液化天然氣分離罐(20)排出的冷氣，依次經(jīng)冷氣出口(22)、第四換熱裝置(16)、第一換熱裝置(9)和進(jìn)料口(10)，循環(huán)至壓縮裝置(11)，在第四換熱裝置(16)和第一換熱裝置(9)進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)冷氣循環(huán)利用。

在本發(fā)明中，所述天然氣的液化處理裝置優(yōu)選還包括第二液化天然氣分離罐、第三冷氣循環(huán)管路和液化天然氣儲(chǔ)存裝置。

在本發(fā)明中，所述第二液化天然氣分離罐用于液態(tài)天然氣進(jìn)行進(jìn)一步氣液分離，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的氣液分離罐即可。在本發(fā)明中，所述第二液化天然氣分離罐設(shè)有液相進(jìn)口、進(jìn)料口、液化天然氣出口和冷氣出口，其中，所述液相進(jìn)口與所述第一節(jié)流裝置(23)相通，能夠使第一液化天然氣分離罐(20)排出的液態(tài)天然氣經(jīng)第一節(jié)流裝置(23)由液相進(jìn)口進(jìn)入第二液化天然氣分離罐；所述液化天然氣出口用于排出進(jìn)一步進(jìn)行氣液分離的液態(tài)天然氣，所述液化天然氣出口設(shè)有第二節(jié)流裝置，用于調(diào)節(jié)液態(tài)天然氣溫度和壓力；所述冷氣出口與第三冷氣循環(huán)管路相通，用于實(shí)現(xiàn)將氣液分離得到的冷氣進(jìn)行循環(huán)利用。

在本發(fā)明中，所述第三冷氣循環(huán)管路分別與第二液化天然氣分離罐冷氣出口和第一引射裝置的進(jìn)口相通，從而實(shí)現(xiàn)將第二液化天然氣分離罐進(jìn)行氣液分離得到的冷氣進(jìn)行循環(huán)利用。

在本發(fā)明中，所述液化天然氣儲(chǔ)存裝置用于液態(tài)天然氣的儲(chǔ)存，所述液化天然氣儲(chǔ)存裝置設(shè)有進(jìn)料口和氣相出口，所述進(jìn)料口與所述第二節(jié)流裝置相通，從而實(shí)現(xiàn)將第二液化天然氣分離罐進(jìn)行氣液分離得到的液態(tài)天然氣經(jīng)第二節(jié)流裝置后進(jìn)入液化天然氣儲(chǔ)存裝置。

在本發(fā)明中，所述天然氣液化管路優(yōu)選還設(shè)有：與所述第一引射裝置(17)并聯(lián)設(shè)置的第二引射裝置，所述第二引射裝置的出口與所述第二液化天然氣分離罐進(jìn)料口相通。在本發(fā)明中，所述第二引射裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)第一引射裝置(17)完善，由于第一引射裝置(17)對(duì)天然氣進(jìn)行的高壓引射節(jié)流不能保證完全，少量天然氣經(jīng)第二引射裝置進(jìn)行高壓引射節(jié)流并直接進(jìn)入第二液化天然氣分離罐進(jìn)行進(jìn)一步分離。

在本發(fā)明中，所述天然氣的液化處理裝置優(yōu)選還包括第四冷氣循環(huán)管路。在本發(fā)明中，所述第四冷氣循環(huán)管路分別與第二引射裝置的進(jìn)口和所述液化天然氣儲(chǔ)存裝置氣相出口相通，能夠?qū)崿F(xiàn)液化天然氣儲(chǔ)存裝置中氣相天然氣循環(huán)進(jìn)行高壓引射節(jié)流并直接進(jìn)入第二液化天然氣分離罐進(jìn)行進(jìn)一步分離。

在本發(fā)明中，所述天然氣的液化處理裝置優(yōu)選還包括惰性氣體分離裝置。在本發(fā)明中，所述惰性氣體分離裝置包括惰性氣體分離罐和第五冷氣循環(huán)管路。

在本發(fā)明中，所述惰性氣體分離罐用于氣液分離，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的氣液分離罐即可。在本發(fā)明中，所述惰性氣體分離罐設(shè)有進(jìn)料口、惰性氣體出口和液化天然氣出口，其中，進(jìn)料口與所述第五冷氣循環(huán)管路相通，所述惰性氣體出口設(shè)有第二閥門(mén)，用于將氣液分離后的惰性氣體進(jìn)行排出、回收，所述液化天然氣出口設(shè)有第三節(jié)流裝置，所述第三節(jié)流裝置與所述液相進(jìn)口相通，從而使氣液分離后的氣相惰性氣體由惰性氣體出口排出，而氣液分離后的液態(tài)天然氣經(jīng)第三節(jié)流裝置進(jìn)入第二液化天然氣分離罐。

在本發(fā)明中，所述第五冷氣循環(huán)管路分別與所述第一液化天然氣分離罐冷氣出口和惰性氣體分離罐進(jìn)料口相通，并與所述第二液化天然氣分離罐相連進(jìn)行換熱，第一液化天然氣分離罐冷氣出口排出的冷氣與第二液化天然氣分離罐中的液相進(jìn)行換熱后，進(jìn)入惰性氣體分離罐。

本發(fā)明還提供了一種天然氣的液化處理方法，包括以下步驟：

采用上述技術(shù)方案所述的液化處理裝置，將原料天然氣依次進(jìn)行重?zé)N分離、壓縮、換熱和高壓引射節(jié)流，得到液化天熱氣。

本發(fā)明首先將原料天然氣進(jìn)行重?zé)N分離，得到脫烴天然氣。在本發(fā)明中，所述重?zé)N分離的溫度優(yōu)選為-70℃～-30℃，更優(yōu)選為-60℃～-40℃；所述重?zé)N分離的壓力優(yōu)選為0.5MPa～2MPa，更優(yōu)選為1MPa～1.8MPa。

得到所述脫烴天然氣后，本發(fā)明將所述脫烴天然氣進(jìn)行壓縮，得到高壓天然氣。在本發(fā)明中，所述高壓天然氣的溫度優(yōu)選為35℃～45℃，所述高壓天然氣的壓力優(yōu)選為15MPa～25MPa。

得到所述高壓天然氣后，本發(fā)明將所述高壓天然氣進(jìn)行換熱。在本發(fā)明中，所述換熱的過(guò)程優(yōu)選具體為：將壓縮后的高壓天然氣依次進(jìn)行三級(jí)換熱，得到溫度為-80℃～-60℃、壓力為15MPa～25MPa的天然氣。

在本發(fā)明中，將所述溫度為-80℃～-60℃、壓力為15MPa～25MPa的天然氣進(jìn)行高壓引射節(jié)流，得到液化天熱氣。在本發(fā)明中，所述高壓引射節(jié)流使天然氣壓力降至1.2MPa左右，溫度降至-120℃，出現(xiàn)液態(tài)天然氣(LNG)。

本發(fā)明提供了一種天然氣的液化處理裝置和方法，所述液化處理裝置包括：重?zé)N分離裝置；所述重?zé)N分離裝置包括：重?zé)N分離罐，所述重?zé)N分離罐設(shè)有進(jìn)料口、氣相出料口和液相出口，所述氣相出料口設(shè)有第一閥門(mén)；與所述重?zé)N分離罐進(jìn)料口相通的天然氣進(jìn)料管路；與所述氣相出料口相通的脫烴天然氣出料管路；分別與所述天然氣進(jìn)料管路和脫烴天然氣出料管路相連的第一換熱裝置；進(jìn)料口與所述脫烴天然氣出料管路相通的壓縮裝置，所述壓縮裝置設(shè)有出料口；與所述壓縮裝置出料口相通的天然氣液化管路，所述天然氣液化管路依次設(shè)有第二換熱裝置、第三換熱裝置、第四換熱裝置和第一引射裝置，所述第三換熱裝置與制冷裝置相連；進(jìn)料口與所述第一引射裝置的出口相通的第一液化天然氣分離罐，所述第一液化天然氣分離罐設(shè)有液化天然氣出口和冷氣出口，所述第一液化天然氣分離罐液化天然氣出口設(shè)有第一節(jié)流裝置；與所述第一液化天然氣分離罐冷氣出口相通的第一冷氣循環(huán)管路，所述第一冷氣循環(huán)管路依次與第四換熱裝置和第二換熱裝置相連，并與所述壓縮裝置進(jìn)料口相通；連通所述第一冷氣循環(huán)管路與脫烴天然氣出料管路的第二冷氣循環(huán)管路，所述第二冷氣循環(huán)管路與第一冷氣循環(huán)管路的連通位置設(shè)置在所述第二換熱裝置和第四換熱裝置之間，所述第二冷氣循環(huán)管路與脫烴天然氣出料管路的連通位置設(shè)置在所述第一換熱裝置和第一閥門(mén)之間。本發(fā)明通過(guò)對(duì)高壓射流制冷工藝存在的凍堵問(wèn)題進(jìn)行深入研究，提供了一種天然氣的液化處理裝置，能夠在不影響液化天然氣生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，有效利用天然氣液化過(guò)程中的循環(huán)冷氣實(shí)現(xiàn)重?zé)N脫除，從而避免凍堵，顯著提高液化工藝的生產(chǎn)效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的天然氣的液化處理裝置的生產(chǎn)效率為95％～98％。

另外，采用本發(fā)明提供的天然氣的液化處理裝置能夠?qū)崿F(xiàn)重?zé)N及惰性氣體的回收。

為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，下面通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

實(shí)施例1提供的天然氣的液化處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，其中，1為重?zé)N分離裝置，2為重?zé)N分離罐，3為重?zé)N分離罐進(jìn)料口，4為氣相出料口，5為液相出口，6為第一閥門(mén)，7為天然氣進(jìn)料管路，8為脫烴天然氣出料管路，9為第一換熱裝置，10為壓縮裝置進(jìn)料口，11為壓縮裝置，12為壓縮裝置出料口，13為天然氣液化管路，14為第二換熱裝置，15為第三換熱裝置，16為第四換熱裝置，17為第一引射裝置，18為制冷裝置，19為第一液化天然氣分離罐進(jìn)料口，20為第一液化天然氣分離罐，21為第一液化天然氣分離罐液化天然氣出口，22為第一液化天然氣分離罐冷氣出口，23為第一節(jié)流裝置，24為第一冷氣循環(huán)管路，25為第二冷氣循環(huán)管路，26為液相進(jìn)口，27為第二液化天然氣分離罐，28為第二液化天然氣分離罐進(jìn)料口，29為第二液化天然氣分離罐液化天然氣出口，30為第二液化天然氣分離罐冷氣出口，31為第二節(jié)流裝置，32為第三冷氣循環(huán)管路，33為液化天然氣儲(chǔ)存裝置進(jìn)料口，34為液化天然氣儲(chǔ)存裝置，35為液化天然氣儲(chǔ)存裝置氣相出口，36為第二引射裝置，37為第四冷氣循環(huán)管路，38為惰性氣體分離裝置，39為惰性氣體分離罐進(jìn)料口，40為惰性氣體出口，41為惰性氣體分離裝置液化天然氣出口，42為第二閥門(mén)，43為第三節(jié)流裝置，44為第五冷氣循環(huán)管路，45為預(yù)處理裝置。

采用上述天然氣的液化處理裝置進(jìn)行天然氣的液化處理，具體工作過(guò)程如下：

(1)原料天然氣經(jīng)預(yù)處理裝置(45)進(jìn)行過(guò)濾、計(jì)量、綜合凈化和干燥，得到天然氣溫度為40℃，壓力為1.6MPa，通過(guò)天然氣進(jìn)料管路(7)進(jìn)入重?zé)N分離裝置(1)；

(2)天然氣進(jìn)料管路(7)中的天然氣經(jīng)第一換熱裝置(9)進(jìn)行換熱，控制溫度在-70℃～-30℃，保持壓力不變，天然氣中的新戊烷、環(huán)己烷等重?zé)N由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵⒀靥烊粴膺M(jìn)料管路(7)經(jīng)重?zé)N分離罐進(jìn)料口(3)進(jìn)入重?zé)N分離罐(2)進(jìn)行氣液分離，其中，液相重?zé)N由液相出口(5)排出，再經(jīng)復(fù)熱裝置復(fù)熱后回收至重?zé)N存儲(chǔ)裝置；氣相為脫烴天然氣，由氣相出料口(4)排出進(jìn)入脫烴天然氣出料管路(8)，并通過(guò)第一閥門(mén)(6)控制經(jīng)過(guò)第一換熱裝置(9)進(jìn)行換熱的天然氣的冷量；

(3)脫烴天然氣沿脫烴天然氣出料管路(8)由壓縮裝置進(jìn)料口(10)進(jìn)入壓縮裝置(11)進(jìn)行壓縮，得到壓力為20MPa、溫度為40℃的高壓天然氣，高壓天然氣經(jīng)壓縮裝置出料口(12)排出進(jìn)入天然氣液化管路(13)；

(4)高壓天然氣沿天然氣液化管路(13)經(jīng)第二換熱裝置(14)進(jìn)行換熱，天然氣壓力不變，溫度降至0℃，再經(jīng)第三換熱裝置(15)在制冷裝置(18)提供冷源條件下進(jìn)行換熱，天然氣壓力不變，溫度降至-40℃～-35℃，再經(jīng)第四換熱裝置(16)進(jìn)行換熱，天然氣壓力不變，溫度降至-70℃；

(5)壓力為20MPa、溫度為-70℃的天然氣主要經(jīng)第一引射裝置(17)進(jìn)行高壓引射節(jié)流，高壓等焓膨脹，壓力降至1.2MPa，溫度降至-120℃，并出現(xiàn)的液態(tài)天然氣(LNG)，再經(jīng)第一液化天然氣分離罐進(jìn)料口(19)進(jìn)入第一液化天然氣分離罐(20)進(jìn)行氣液分離，其中，液態(tài)天然氣(LNG)由第一液化天然氣分離罐液化天然氣出口(21)經(jīng)第一節(jié)流裝置(23)控制壓力為0.5MPa～0.6MPa、溫度為-140℃，再由液相進(jìn)口(26)進(jìn)入第二液化天然氣分離罐(27)進(jìn)行進(jìn)一步氣液分離；氣態(tài)天然氣由第一液化天然氣分離罐冷氣出口(22)進(jìn)入第一冷氣循環(huán)管路(24)；

同時(shí)，少量壓力為20MPa、溫度為-70℃的天然氣經(jīng)第二引射裝置(36)進(jìn)行高壓引射節(jié)流，直接得到壓力為0.5MPa～0.6MPa、溫度為-140℃的天然氣經(jīng)第二液化天然氣分離罐進(jìn)料口(28)進(jìn)入第二液化天然氣分離罐(27)進(jìn)行進(jìn)一步氣液分離；

(6)進(jìn)入第一冷氣循環(huán)管路(24)的天然氣主要依次經(jīng)第四換熱裝置(16)和第二換熱裝置(14)進(jìn)行換熱，最后經(jīng)壓縮裝置進(jìn)料口(10)進(jìn)入壓縮裝置(11)實(shí)現(xiàn)冷氣的循環(huán)利用；此外，經(jīng)第四換熱裝置(16)進(jìn)行換熱后的天然氣沿第二冷氣循環(huán)管路(25)經(jīng)第一換熱裝置(9)進(jìn)行換熱，最后經(jīng)壓縮裝置進(jìn)料口(10)進(jìn)入壓縮裝置(11)實(shí)現(xiàn)冷氣在重?zé)N分離裝置(1)中的循環(huán)利用；

同時(shí)，少量由第一液化天然氣分離罐冷氣出口(22)進(jìn)入第一冷氣循環(huán)管路(24)的天然氣，經(jīng)第五冷氣循環(huán)管路(44)在與第二液化天然氣分離罐(27)進(jìn)行換熱后，由惰性氣體分離罐進(jìn)料口(39)進(jìn)入惰性氣體分離裝置(38)進(jìn)行氣液分離，其中，氣相為惰性氣體，由惰性氣體出口(40)經(jīng)第二閥門(mén)(42)排出后進(jìn)行回收；液相為液態(tài)天然氣，由惰性氣體分離裝置液化天然氣出口(41)經(jīng)第二節(jié)流裝置(43)控制壓力為0.5MPa～0.6MPa、溫度為-140℃，再由液相進(jìn)口(26)進(jìn)入第二液化天然氣分離罐(27)進(jìn)行進(jìn)一步氣液分離；

(7)在第二液化天然氣分離罐(27)中進(jìn)行進(jìn)一步氣液分離，其中，液態(tài)天然氣由第二液化天然氣分離罐液化天然氣出口(29)經(jīng)第二節(jié)流裝置(31)節(jié)流后，由液化天然氣儲(chǔ)存裝置進(jìn)料口(33)進(jìn)入液化天然氣儲(chǔ)存裝置(34)存儲(chǔ)；氣態(tài)天然氣經(jīng)第二液化天然氣分離罐冷氣出口(30)排出進(jìn)入第三冷氣循環(huán)管路(32)循環(huán)至第一引射裝置(17)進(jìn)口，再進(jìn)行高壓引射節(jié)流，實(shí)現(xiàn)部分天然氣液化；此外，液化天然氣儲(chǔ)存裝置(34)中的氣相天然氣由液化天然氣儲(chǔ)存裝置氣相出口(35)進(jìn)入第四冷氣循環(huán)管路(37)循環(huán)至第二引射裝置(36)進(jìn)口，再進(jìn)行高壓引射節(jié)流，實(shí)現(xiàn)部分天然氣液化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明實(shí)施例1提供的天然氣的液化處理裝置的生產(chǎn)效率為95％～98％。

所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。