利用天然气压力能部分液化天然气的工艺和装置

摘要

本发明提供了一种利用天然气压力能部分液化天然气的工艺和装置，本发明的原理在于充分利用天然气调压站在调压过程中高压天然气自身的压力能，采用膨胀制冷工艺将得到的冷量用于管网中部分天然气的液化，使天然气的价值得到大幅提升；并通过设置循环气回路，消除了膨胀制冷工艺变工况适应性差的缺陷，显著提升了装置的变负荷适应能力；另外，装置以正常负荷运转时，单位产品的工作能耗近似为零，液化所需的能量全部来自高、低压管网之间的压力能。

主权项

一种利用天然气压力能部分液化天然气的工艺，其特征在于，该工艺包括：高压管网来的天然气首先进入脱水脱重烃系统，进行脱水脱重烃，使天然气常压露点降至≤－76℃，C6以上的重烃组分脱除至≤217ppm；脱水脱重烃系统以液化系统来的制冷气作为再生气，制冷气再生结束后去下游的中压管网；出脱水脱重烃系统的天然气分为液化气路和制冷气路，液化气路进入脱碳系统，将其中的CO₂脱除至≤70ppm；脱碳系统以液化系统来的闪蒸气作为再生气，闪蒸气再生结束后去下游的中压管网；经脱碳后的液化气路进入主换热器后被冷却至‑85℃～‑142℃后，经节流阀节流至0.3MPaG～0.6MPaG并进入气液分离器中分液，气液分离器底部液相即为液化天然气，去液化天然气储罐储存，未液化的闪蒸气从气液分离器顶部返回主换热器复热，复热至常温后，去作为脱碳系统的再生气，完成再生工作之后去中压管网；从脱水脱重烃系统来的制冷气路进入液化系统的主换热器后降温至‑25℃～‑55℃后出主换热器，进入高温膨胀机的膨胀端，膨胀后返回主换热器为主换热器提供冷量，同时自身复热至常温，然后去高温膨胀机的增压端增压，接着经第一冷却器冷却至常温后重新进入主换热器降温至‑30℃～‑70℃后，进入低温膨胀机的膨胀端膨胀降温，出膨胀端的气相然后返回主换热器提供冷量，同时自身复热至常温后进入低温膨胀机的增压端增压至0.3MPaG～1.0MPaG后，经第二冷却器冷却至常温后出液化系统；出液化系统的制冷气分为三路：第一路如上所述，去脱水脱重烃系统作为脱水脱重烃系统的再生气；第二路与前述脱水脱重烃系统完成再生的再生气及前述脱碳系统完成再生的再生气汇合后去中压管网；第三路作为循环气去循环气回路，经循环气压缩系统返回脱水脱重烃系统入口。