一种混合制冷剂与氮膨胀组合制冷式天然气液化方法

摘要

本发明属于气体液化技术领域，涉及一种采用混合制冷剂循环与氮膨胀循环组合制冷式天然气液化方法，先将经过脱酸性气、脱水等预处理后的天然气进入天然气液化段冷箱，控制压力为4～10MPa在液化段冷箱中由混合制冷剂汽化制冷，将高压下的天然气进行液化，液化天然气(LNG)离开液化段冷箱的温度为-75℃～-110℃；LNG进入过冷段冷箱后冷却至-150℃左右，经液体膨胀机减压至储罐压力并进一步降温至-160℃左右，然后压缩后作燃料气；其工艺过程简单，可靠性强，液化率高，适于工业化生产。

主权项

一种混合制冷剂与氮膨胀组合制冷式天然气液化方法，其特征在于先将经过脱酸性气、脱水等预处理后的天然气进入天然气液化段冷箱，控制压力为4～10Mpa在液化段冷箱中由混合制冷剂汽化制冷，将高压下的天然气进行液化，液化天然气(LNG)离开液化段冷箱的温度为‑75℃～‑110℃；LNG进入过冷段冷箱后冷却至‑150℃，经液体膨胀机减压至储罐压力并进一步降温至‑160℃，产生的BOG为预处理段脱水前天然气预冷，然后压缩作燃料气；在混合制冷剂循环过程中，低压下的气态混合制冷剂经过两级压缩和水冷或空冷后，部分混合制冷剂冷凝为液体后进入天然气液化段冷箱换热被冷凝为液体，温度为‑75℃～‑110℃，再经过混合制冷剂J‑T阀降压和减温后汽化返回液化段冷箱；另一部分混合制冷剂进入氮气换热器，在液化段冷箱中完全汽化后返回混合制冷剂一级压缩机入口，并将天然气和高压的混合制冷剂冷凝为液体；在氮气膨胀制冷循环中，氮气经三级压缩和冷却后进入氮气换热器，与从过冷段冷箱返回的低温氮气换热，氮气换热器中引入一部分经混合制冷剂J‑T阀降压后的混合制冷剂补充换热，改善氮气之间的换热效果；高压氮气经换热降温，进入氮气膨胀机减压和降温后进入过冷段冷箱冷端与LNG换热，将LNG冷却至‑150℃后再与高压氮气换热升温后回到氮气一级压缩机入口；氮气第三级压缩机由氮气膨胀机直接驱动；对天然气中的碳六以上重烃在液化前进行脱重烃是将天然气在液化段冷箱中的温度调为‑30℃，抽出后进入脱重烃塔，脱重烃塔顶的气体进入液化段冷箱，降温10℃～20℃后经气液分离，气体返回液化段冷箱并进入后续的液化过程，液体作为脱重烃塔的回流；当需要补充制冷剂时，从脱重烃塔的回流抽出部分液体，经降压并进行气液分离，气体进入燃料气系统，液体经制冷剂汽化器汽化后补充到混合制冷剂一级压缩机入口的混合制冷剂缓冲罐。