專(zhuān)利名稱(chēng)：一種單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然氣、煤層氣或其它富甲烷氣體的液化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及 一種單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法及裝置。
背景技術(shù)：
天然氣、煤層氣的主要成分是甲烷，在常溫下，無(wú)法僅靠加壓將其液化。
需要采用天然氣液化工藝將其液化，比如在常壓下的甲烷在-162。C液化為L(zhǎng)NG (液化天然氣)，其體積僅為原來(lái)氣態(tài)的1/625，其密度為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷的 600多倍、水的45%，體積能量密度為汽油的72%。因?yàn)槠淝鍧嵉娜紵|(zhì)量和使 用的方便性，所以是優(yōu)質(zhì)的工業(yè)和民用燃料，同時(shí)又十分有利于輸送和儲(chǔ)存。 目前常見(jiàn)的天然氣液化制冷流程有級(jí)聯(lián)式制冷循環(huán)、混合冷劑制冷循環(huán)和 膨脹器制冷循環(huán)。級(jí)聯(lián)式制冷循環(huán)雖然單元能耗最低，節(jié)能效果最好，但是流 程復(fù)雜，操作控制復(fù)雜，設(shè)備多，投資最大，適用于大型LNG系統(tǒng)；膨脹器制 冷循環(huán)流程簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)靈活，易于開(kāi)停車(chē)，易于操作，投資較低，但單位能耗 高，適用于小型LNG系統(tǒng)?；旌侠鋭┲评溲h(huán)是采用混合冷劑進(jìn)行壓縮節(jié)流制 冷，其流程復(fù)雜程度、設(shè)備數(shù)量、控制難易程度、投資額、單位能耗則介于二 者之間，主要適用于大中型LNG系統(tǒng)。目前混合冷劑制冷循環(huán)的流程經(jīng)改進(jìn)后， 由于設(shè)備數(shù)量減少、流程簡(jiǎn)化、能耗很低、控制更簡(jiǎn)單，可適合于各種規(guī)模的 LNG系統(tǒng)。尤其是由美國(guó)BVPI開(kāi)發(fā)的PRIC0制冷技術(shù)，它無(wú)需多級(jí)分液多次節(jié) 流后混合返回壓縮機(jī)，在一定程度上簡(jiǎn)化了流程，減少了設(shè)備數(shù)量和投資。但 是，其冷卻器放置于地面上，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的混合冷劑進(jìn)入冷卻器后，在冷 卻器中部分液化從而(在冷卻器之后的管道中)產(chǎn)生氣液兩相；為了解決混合 冷劑氣液兩相流的問(wèn)題，該技術(shù)在冷卻器后仍設(shè)有氣液分離器對(duì)氣液進(jìn)行分 離，將分離出的液體冷劑用泵送至冷箱入口處與分離器分離出的氣體冷劑混合后再進(jìn)入冷箱，這種方法仍然增加了設(shè)備數(shù)量(如分離器、泵等)和控制點(diǎn)， 其循環(huán)流程及操作控制等仍然較為復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量的增加也導(dǎo)致投入成本的增 加，從而導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種無(wú)需進(jìn)行混合冷劑氣液分離與混合的單級(jí) 混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法，減少設(shè)備投入，簡(jiǎn)化循環(huán)流程和操作控 制，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種用于上述單級(jí)混合冷劑制冷循 環(huán)液化天然氣的方法的裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
一種單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法，將原料天然氣通過(guò)冷箱中
的換熱器，與換熱器中的混合冷劑換熱，原料天然氣被冷卻至-135 -16(TC液
化成為L(zhǎng)NG，再經(jīng)天然氣節(jié)流閥降壓后送去儲(chǔ)存；其中混合冷劑需先依次經(jīng)
壓縮機(jī)增壓、冷卻器冷卻，然后不進(jìn)行氣液分離、直接進(jìn)入冷箱中的換熱器預(yù) 冷，再出換熱器、經(jīng)混合冷劑節(jié)流閥降壓降溫，再回到冷箱中的換熱器，在換 熱器中與原料天然氣換熱使之液化，并在提供天然氣液化冷量的同時(shí)使自身汽
化成氣態(tài)混合冷劑，氣態(tài)混合冷劑則返回壓縮機(jī)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)；其中，混合 冷劑經(jīng)壓縮機(jī)增壓、冷卻器冷卻后，仍然會(huì)由于部分液化而產(chǎn)生氣液兩相，為 了實(shí)現(xiàn)不增加分離器和泵等設(shè)備而解決氣液兩相流問(wèn)題，本發(fā)明技術(shù)方案中可 采用下述三種方法之任意一種或多種
(1) 、降低壓縮機(jī)出口壓力至0.8 2.0MPa，以改變氣液兩相流中兩相體 積比，使氣液兩相體積比為0.0001 0.01;即通過(guò)增大兩相流中氣液體積比使 混合冷劑可以在管道中穩(wěn)定流動(dòng)；
(2) 、抬高壓縮機(jī)出口冷卻器的位置使之高于冷箱的位置，不僅使壓縮機(jī) 出口至冷卻器進(jìn)口的管道不出現(xiàn)兩相流，同時(shí)經(jīng)冷卻器冷卻后的氣液兩相可順 利流至冷箱，不需要增加氣液分離器及泵等設(shè)備；
(3) 、天然氣進(jìn)出冷箱采用下進(jìn)上出、混合冷劑進(jìn)出冷箱采用下進(jìn)下出的方式；依靠天然氣和混合冷劑自身的壓力，順利送入冷箱中，也可解決氣液兩 相流問(wèn)題。
混合冷劑可選用現(xiàn)有技術(shù)中天然氣液化方法中常用的混合冷劑，如由N2 和選自d至C5的碳?xì)浠衔锏榷喾N組分組成的混合冷劑。 上述單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法中
混合冷劑經(jīng)壓縮機(jī)增壓后，其壓力可增至0.8 2.0MPa，溫度為80 150
°C，成為高溫高壓混合冷劑氣體；
高溫高壓混合冷劑氣體經(jīng)冷卻器冷卻后，其溫度可冷卻至25 5(TC;
經(jīng)增壓、冷卻后的混合冷劑進(jìn)入冷箱中的換熱器預(yù)冷(與已經(jīng)節(jié)流冷至液 態(tài)的混合冷劑換熱而達(dá)到預(yù)冷目的)至-145 -160°C ，成為低溫液態(tài)混合冷劑； 再出換熱器、經(jīng)混合冷劑節(jié)流閥節(jié)流膨脹降壓降溫至壓力為0.2 0.5MPa、溫 度為-148 -163°C;
降壓降溫后的液態(tài)混合冷劑在換熱器中與原料天然氣換熱使原料天然氣 溫度降至-135 -16(TC而液化，同時(shí)也使從壓縮機(jī)和冷卻器壓縮冷卻后剛進(jìn)入 的混合冷劑預(yù)冷，自身則吸收二者的熱量溫度升高到常溫而汽化成氣態(tài)混合冷 劑，氣態(tài)混合冷劑通過(guò)管道出冷箱返回壓縮機(jī)，進(jìn)行下一周期的循環(huán)。
用于上述單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法的裝置，其組成為
主要包括制冷循環(huán)系統(tǒng)和天然氣液化系統(tǒng)，制冷循環(huán)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、 冷卻器、冷箱(其中主要設(shè)備為換熱器)、混合冷劑節(jié)流閥(可位于冷箱內(nèi)， 也可位于冷箱外)等通過(guò)管道連接形成(在冷卻器出口后，不需要設(shè)置氣液分 離器和泵等) 一個(gè)封閉的制冷循環(huán)系統(tǒng)；其中的冷箱(包括其中的換熱器等)， 還通過(guò)天然氣進(jìn)出管道及天然氣節(jié)流閥等連接成天然氣液化系統(tǒng)。必要時(shí)(如 沒(méi)有在天然氣預(yù)處理系統(tǒng)中除去重?zé)N而需要在液前先行除去重?zé)N時(shí))，天然氣 液化系統(tǒng)還可以包括重?zé)N分離器；
其中，為了實(shí)現(xiàn)在冷卻器后不設(shè)置氣液分離器和泵等而解決氣液兩相流問(wèn) 題，上述裝置可采用下述方案之一(1) 壓縮機(jī)出口的冷卻器，其位置可以抬高至高于冷箱的位置，不僅使 天然氣液化過(guò)程中壓縮機(jī)出口至冷箱進(jìn)口的管道不出現(xiàn)兩相流，同時(shí)經(jīng)冷卻器 冷卻后的氣液兩相可順利流至冷箱，不需要增加氣液分離器及泵等設(shè)備；
(2) 供天然氣進(jìn)出冷箱的管道可采用下進(jìn)上出的連接方式，同時(shí)供混合
冷劑進(jìn)出冷箱的管道，采用下進(jìn)下出的方式與冷箱連接；依靠天然氣和混合冷 劑自身的壓力，順利進(jìn)出冷箱，也可解決氣液兩相流問(wèn)題。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明提供的單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法，無(wú)需進(jìn)行混合冷 劑氣液分離與混合，可減少氣液分離器及泵等設(shè)備投入，并簡(jiǎn)化循環(huán)流程和操 作控制，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明(不帶重?zé)N分離模塊的)單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣 的方法的原理示意圖，也做為實(shí)施例1單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方 法的流程示意圖。
圖2為本發(fā)明具有重?zé)N分離模塊的單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方 法的原理示意圖，也做為實(shí)施例2單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法的 流程示意圖。
圖3為本發(fā)明(不帶重?zé)N分離模塊的)實(shí)施例3單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液 化天然氣的方法的流程示意圖。
圖1 3中，11是脫除了雜質(zhì)的天然氣，12是LNG (液化天然氣)，13是 重?zé)N；21是高溫高壓的混合冷劑氣體，22是冷卻后的混合冷劑，23是被液化 的混合冷劑，24是低溫低壓的混合冷劑，25是出自冷箱的混合冷劑；31是換 熱器，311是預(yù)冷換熱器，312是主冷換熱器，32是壓縮機(jī)，33是冷卻器，34 是混合冷劑節(jié)流閥，35是天然氣節(jié)流閥，36是重?zé)N分離器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。 下述各實(shí)施例中，單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法所采用的裝置
均包括由壓縮機(jī)32、冷卻器33、換熱器31和混合冷劑節(jié)流閥34、天然氣節(jié)流 閥35等通過(guò)管道連接形成的封閉的制冷循環(huán)系統(tǒng)和天然氣液化系統(tǒng)。
混合冷劑為由N2和選自C,至C5的碳?xì)浠衔锏榷喾N組分組成的混合冷劑。
實(shí)施例1
本實(shí)施例采用的裝置(不帶重?zé)N分離模塊)示意圖如圖l所示，主要包括 制冷循環(huán)系統(tǒng)和天然氣液化系統(tǒng)，制冷循環(huán)系統(tǒng)由壓縮機(jī)32、冷卻器33、冷 箱(其中主要設(shè)備為換熱器31)、混合冷劑節(jié)流閥34 (位于冷箱內(nèi))等通過(guò)管 道連接形成一個(gè)封閉的制冷循環(huán)系統(tǒng)；其冷箱中的換熱器31，還和天然氣節(jié)流 閥35等通過(guò)天然氣進(jìn)出管道連接成天然氣液化系統(tǒng)；冷卻器33的位置在冷箱 頂部(冷箱外)。
采用的混合冷劑由5% N2、 35% CH4、 26% C2H4、 16% C.孔、18% C孔2組成。 本實(shí)施例單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法包括如下主要步驟(其 流程如圖l所示)
a、 出自冷箱的混合冷劑25通過(guò)壓縮機(jī)32增壓至1. 6Mpa，溫度約為140 °C，成為高溫高壓的混合冷劑氣體21;
b、 高溫高壓的混合冷劑氣體21通過(guò)冷卻器33冷卻至4(TC，得冷卻后的 混合冷劑22，然后將冷卻后的混合冷劑22送去冷箱入口 ；通過(guò)抬高冷卻器33 位置，將其布置在冷箱頂部，使壓縮機(jī)32出口至冷卻器33進(jìn)口的管道不出現(xiàn) 兩相流，僅在冷卻器33至冷箱入口較短管道內(nèi)出現(xiàn)，而此處管道中氣液兩相 均向下流動(dòng)，對(duì)冷箱入口氣液分布沒(méi)有影響；
c、 將冷卻后的混合冷劑22進(jìn)入冷箱中的換熱器31進(jìn)一步冷卻至約-145 'C而液化，成為被液化的混合冷劑23;
d、 被液化的混合冷劑23通過(guò)混合冷劑節(jié)流閥34減壓0. 3Mpa降溫至-148 °C，成為低溫低壓的混合冷劑24，然后返回?fù)Q熱器31提供冷量，對(duì)原料天然氣11和剛從冷卻器33冷卻后進(jìn)入冷箱的混合冷劑22進(jìn)行冷卻；混合冷劑24 吸收了這兩股流體的熱量后，其溫度升高至常溫而氣化成氣態(tài)混合冷劑25，然
后出冷箱返回壓縮機(jī)32進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)；
e、經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)脫除了雜質(zhì)的天然氣11溫度約40°C，壓力約2.3Mpa; 通過(guò)冷箱中的換熱器31，與被液化的混合冷劑24換熱，被冷卻至約-146。C液 化成為L(zhǎng)NG 12，經(jīng)天然氣節(jié)流閥35降壓至0. 5Mpa后送到LNG貯槽。
實(shí)施例2
本實(shí)施例采用的裝置(具有重?zé)N分離模塊)示意圖如圖2所示，主要包括 制冷循環(huán)系統(tǒng)和天然氣液化系統(tǒng)，制冷循環(huán)系統(tǒng)由壓縮機(jī)32、冷卻器33、冷 箱(其中主要設(shè)備為換熱器，包括預(yù)冷換熱器311和主冷換熱器312)、混合冷 劑節(jié)流閥34 (位于冷箱內(nèi))等通過(guò)管道連接形成一個(gè)封閉的制冷循環(huán)系統(tǒng)；其 冷箱中的預(yù)冷換熱器311和主冷換熱器312，還和重?zé)N分離器36、天然氣節(jié)流 閥35等通過(guò)天然氣進(jìn)出管道連接成天然氣液化系統(tǒng)。
采用的混合冷劑由5% N2、 35% CH4、 26% C晶、16% C3H8、 18% C孔2組成。 本實(shí)施例單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法包括如下主要步驟(其 流程如圖2所示)
a、 出自冷箱的混合冷劑25通過(guò)壓縮機(jī)32增壓至1. 3Mpa，溫度約為137 °C，成為高溫高壓的混合冷劑氣體21;
b、 高溫高壓的混合冷劑氣體21通過(guò)冷卻器33冷卻至38。C,得冷卻后的 混合冷劑22，然后將冷卻后的混合冷劑22送去冷箱入口；為了防止兩相流在 管道中的不穩(wěn)定流動(dòng)，該實(shí)施例中采用了降低壓縮機(jī)出口壓力為1.3Mpa以改 變液氣兩相流中兩相體積比的方法，此時(shí)其值為0.00615，可使混合冷劑在管 道中穩(wěn)定流動(dòng)；
c、 將冷卻后的混合冷劑22依次進(jìn)入冷箱中的預(yù)冷換熱器311和主冷換熱 器312，進(jìn)一步冷卻到約-146。C而液化，成為被液化的混合冷劑23;
d、 被液化的混合冷劑23通過(guò)混合冷劑節(jié)流閥35減壓0. 3Mpa降溫至-148°C，成為低溫低壓的混合冷劑24,然后返回?fù)Q熱器依次經(jīng)過(guò)主冷換熱器312 和預(yù)冷換熱器311，提供冷量，在主換熱器312中對(duì)經(jīng)過(guò)重?zé)N分離后的天然氣 和經(jīng)過(guò)預(yù)冷換熱器預(yù)冷的混合冷劑進(jìn)行冷卻，在預(yù)冷換熱器中對(duì)原料天然氣11 和剛從冷卻器33冷卻后進(jìn)入冷箱的混合冷劑22進(jìn)行冷卻，混合冷劑24吸收 熱量后溫度升高至常溫而氣化成氣態(tài)混合冷劑25，然后出冷箱返回壓縮機(jī)32 進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)；
e、經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)脫除了其它雜質(zhì)的天然氣11，溫度約為4(TC，壓力約 2. 5Mpa。通過(guò)冷箱中的預(yù)冷換熱器311預(yù)冷、重?zé)N分離器36分離除去重?zé)N13、 及主冷換熱器312冷卻后，被冷卻至約-146。C液化成為L(zhǎng)NG 12，經(jīng)降壓至0. 5Mpa 后送到LNG貯槽。
實(shí)施例3
本實(shí)施例采用的裝置(不帶重?zé)N分離模塊)示意圖如圖3所示，主要包括 制冷循環(huán)系統(tǒng)和天然氣液化系統(tǒng)，制冷循環(huán)系統(tǒng)由壓縮機(jī)32、冷卻器33、冷 箱(其中主要設(shè)備為換熱器31)、混合冷劑節(jié)流閥34 (位于冷箱內(nèi))等通過(guò)管 道連接形成一個(gè)封閉的制冷循環(huán)系統(tǒng)；其冷箱中的換熱器31，還和天然氣節(jié)流 閥35等通過(guò)天然氣進(jìn)出管道連接成天然氣液化系統(tǒng)；其中，天然氣進(jìn)出冷箱 的管道采用下進(jìn)上出的連接方式，同時(shí)供混合冷劑進(jìn)出冷箱的管道采用下進(jìn)下 出的方式與冷箱連接。
采用的混合冷劑由8% N2、 30% CH4、 28% C2H4、 16% C晶、18% C晶2組成。 本實(shí)施例單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法包括如下主要步驟(其 流程如圖3所示)
a、 出自冷箱的混合冷劑25通過(guò)壓縮機(jī)32增壓至2. OMpa，溫度約為150 °C，成為高溫高壓的混合冷劑氣體21;
b、 高溫高壓的混合冷劑氣體21通過(guò)冷卻器33冷卻至38"C，得冷卻后的 混合冷劑22，然后將冷卻后的混合冷劑22送去冷箱入口；為了防止兩相流在 管道中的不穩(wěn)定流動(dòng)，混合冷劑進(jìn)出冷箱采用下進(jìn)下出的方式，從冷箱下部進(jìn)入，經(jīng)換熱器31預(yù)冷后，再經(jīng)混合冷劑節(jié)流閥34減壓降溫至-148r，成為低 溫低壓的混合冷劑24，然后返回?fù)Q熱器31提供冷量對(duì)原料天然氣11進(jìn)行冷卻； 混合冷劑24吸收熱量被氣化成氣態(tài)混合冷劑25，氣態(tài)混合冷劑25仍從冷箱下 部出來(lái)，返回壓縮機(jī)32進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)；
c、經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)脫除了雜質(zhì)的原料天然氣11，溫度約為4CTC，壓力約 2.0Mpa;通過(guò)冷箱中的換熱器31，與被液化的混合冷劑24換熱，被冷卻至約 -146。C液化成為L(zhǎng)NG 12，經(jīng)天然氣節(jié)流閥35降壓至0. 5 Mpa后送到LNG貯槽。
在本發(fā)明的核心基礎(chǔ)上，還可以根據(jù)體系的總體設(shè)計(jì)和原料氣的組成而采 取不同的溫度、壓力操作參數(shù)。
由于在制冷循環(huán)中制冷劑不可避免的損耗，因此需要定期進(jìn)行補(bǔ)充；在正 常開(kāi)停車(chē)或者事故狀態(tài)下，需要充入或者排放混合冷劑，由此而必須的分離、 混合操作不影響本發(fā)明特征的表達(dá)。
壓縮冷卻過(guò)程中可以是一級(jí)壓縮一級(jí)冷卻，也可以多臺(tái)壓縮機(jī)多級(jí)壓縮多 級(jí)冷卻或者一臺(tái)壓縮機(jī)多級(jí)壓縮多級(jí)冷卻。 一級(jí)壓縮節(jié)省投資，多級(jí)壓縮節(jié)能 降耗。無(wú)論采用何種壓縮模式，只要制冷劑循環(huán)不存在分流、混合的操作，則 不影響本發(fā)明的特征表達(dá)。
脫除原料天然氣中的水、酸性氣體和汞。重?zé)N可以在預(yù)處理系統(tǒng)中通過(guò)分 子篩脫除，或者通過(guò)獨(dú)立的預(yù)冷系統(tǒng)冷卻后使重?zé)N冷凝而被分離脫除；也可不 設(shè)獨(dú)立的預(yù)冷系統(tǒng)，而通過(guò)冷箱中的預(yù)冷器冷卻而脫除重?zé)N。采用后者時(shí)，重 烴分離自天然氣流線，而混合冷劑沒(méi)有分流或混合，因此不影響本發(fā)明的特征 表達(dá)。
如果原料天然氣含氮高而需要脫氮，則還可在天然氣流線上增加脫氮模 塊。脫氮過(guò)程中的分離操作發(fā)生于天然氣流線上，混合冷劑沒(méi)有分流或混合， 因此也不影響本發(fā)明的特征表達(dá)。
權(quán)利要求
1. 一種單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法，將原料天然氣通過(guò)冷箱中的換熱器，與換熱器中的混合冷劑換熱，原料天然氣被冷卻至-135～-160℃液化成為L(zhǎng)NG，再經(jīng)天然氣節(jié)流閥降壓后送去儲(chǔ)存；其中混合冷劑先依次經(jīng)壓縮機(jī)增壓、冷卻器冷卻，然后不進(jìn)行氣液分離、直接進(jìn)入冷箱中的換熱器預(yù)冷，再出換熱器、經(jīng)混合冷劑節(jié)流閥降壓降溫，再回到冷箱中的換熱器，在換熱器中與原料天然氣換熱使之液化，并在提供天然氣液化冷量的同時(shí)使自身汽化成氣態(tài)混合冷劑，氣態(tài)混合冷劑則返回壓縮機(jī)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)；其中，為了解決氣液兩相流問(wèn)題，采用下述三種方法之任意一種或多種(1)、降低壓縮機(jī)出口壓力至0.8～2.0MPa，以改變氣液兩相流中兩相體積比，使氣液兩相體積比為0.0001～0.01；(2)、抬高壓縮機(jī)出口冷卻器的位置使之高于冷箱的位置；(3)、天然氣進(jìn)出冷箱采用下進(jìn)上出、混合冷劑進(jìn)出冷箱采用下進(jìn)下出的方式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法，其特征在于所述的單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法中混合冷劑經(jīng)壓縮機(jī)增壓后，其壓力增至0.8 2.0MPa，溫度為80 15(TC， 成為高溫高壓混合冷劑氣體；高溫高壓混合冷劑氣體經(jīng)冷卻器冷卻后，其溫度冷卻至25 50°C;經(jīng)增壓、冷卻后的混合冷劑進(jìn)入冷箱中的換熱器預(yù)冷至-145 -16(TC，成 為低溫液態(tài)混合冷劑；再出換熱器、經(jīng)混合冷劑節(jié)流閥節(jié)流膨脹降壓降溫至壓 力為0. 2 0. 5MPa、溫度為-148 -163°C;降壓降溫后的液態(tài)混合冷劑在換熱器中與原料天然氣換熱使原料天然氣 溫度降至-135 -16(TC而液化，同時(shí)也使從壓縮機(jī)和冷卻器壓縮冷卻后剛進(jìn)入 的混合冷劑預(yù)冷，自身則吸收二者的熱量溫度升高到常溫而汽化成氣態(tài)混合冷 劑，氣態(tài)混合冷劑通過(guò)管道出冷箱返回壓縮機(jī)，進(jìn)行下一周期的循環(huán)。
3. —種用于權(quán)利要求1所述的單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法的裝 置，其組成為主要包括制冷循環(huán)系統(tǒng)和天然氣液化系統(tǒng)，制冷循環(huán)系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、 冷卻器、冷箱、混合冷劑節(jié)流閥通過(guò)管道連接形成封閉的制冷循環(huán)系統(tǒng)，冷箱 中主要設(shè)備為換熱器；所述的冷箱，還通過(guò)天然氣進(jìn)出管道及天然氣節(jié)流閥連 接成天然氣液化系統(tǒng)；其中，為了解決氣液兩相流問(wèn)題，所述的裝置還采用下述方案之一(1) 壓縮機(jī)出口的冷卻器，其位置抬高至高于冷箱的位置；(2) 供天然氣進(jìn)出冷箱的管道采用下進(jìn)上出的連接方式，同時(shí)供混合冷 劑進(jìn)出冷箱的管道，采用下進(jìn)下出的方式與冷箱連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的天然氣液化系統(tǒng)中還包 括重?zé)N分離器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單級(jí)混合冷劑制冷循環(huán)液化天然氣的方法，將原料天然氣通過(guò)冷箱中的換熱器，與混合冷劑換熱，天然氣被冷卻液化；其中混合冷劑先依次經(jīng)壓縮機(jī)增壓、冷卻器冷卻，然后不進(jìn)行氣液分離、直接進(jìn)入換熱器預(yù)冷，再出換熱器降壓降溫，再回到換熱器，與天然氣換熱使之液化，同時(shí)自身汽化成氣態(tài)混合冷劑，返回壓縮機(jī)進(jìn)入下一循環(huán)；本方法中通過(guò)降低壓縮機(jī)出口壓力、或抬高壓縮機(jī)出口冷卻器的位置、或混合冷劑進(jìn)出冷箱采用下進(jìn)下出的方式等，解決氣液兩相流問(wèn)題；無(wú)需進(jìn)行混合冷劑氣液分離與混合，可減少氣液分離器及泵等設(shè)備投入，并簡(jiǎn)化循環(huán)流程和操作控制，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明還公開(kāi)了用于上述方法的裝置。
文檔編號(hào)F25J1/00GK101413749SQ20081014762
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者張?bào)@濤, 楊勇剛 申請(qǐng)人:成都賽普瑞興科技有限公司