一種可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法，包括以下步驟：當(dāng)LNG供應(yīng)充足時(shí)，來自空分系統(tǒng)的氮?dú)饨?jīng)多次壓縮后與LNG多次換熱，獲得高壓過冷液氮，為空分系統(tǒng)提供冷量；從高壓過冷液氮中抽出一股液氮并節(jié)流后與第二股原料空氣換熱，液氮升溫成低壓氮?dú)?，并匯入與LNG換熱的氮?dú)庵?，第二股原料空氣降溫液化成液空，液空形成?chǔ)備液空，當(dāng)LNG供應(yīng)不足時(shí)，將儲(chǔ)備液空送入空分系統(tǒng)的上塔，為空分系統(tǒng)提供冷量及部分分離空氣，此時(shí)，LNG與來自空分系統(tǒng)的氮?dú)鉀]有熱交換，LNG與原料空壓機(jī)的冷卻液換熱，升溫至管輸溫度后送入天然氣管線。本發(fā)明能夠使空氣分離方法對(duì)LNG冷能的需求與LNG冷能的供應(yīng)很好地相匹配。
【專利說明】一種可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣分離方法，特別涉及一種利用液化天然氣冷能、但液化天然氣冷能供應(yīng)又不穩(wěn)定的空氣分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)CN101943512B在2011年I月12日公開了一種利用液化天然氣冷能的空氣分離方法，這種空氣分離方法要求液化天然氣的冷能要連續(xù)不間斷穩(wěn)定供應(yīng)。但是，接收站的LNG總是白天氣化多，可供應(yīng)的冷能充裕，晚上LNG氣化少，可供應(yīng)的冷能不足。這種對(duì)LNG冷能需求與供應(yīng)之間的矛盾嚴(yán)重影響了上述利用液化天然氣冷能的空氣分離方法的應(yīng)用，也嚴(yán)重影響了不穩(wěn)定LNG冷能的充分利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:第一股原料空氣冷卻后進(jìn)入空氣分離系統(tǒng)的下塔進(jìn)行初步分離；當(dāng)LNG供應(yīng)充足時(shí)，來自空氣分離系統(tǒng)的氮?dú)饨?jīng)多次壓縮后與LNG多次換熱，獲得高壓過冷液氮，為空氣分離系統(tǒng)提供冷量，LNG換熱后升溫至管輸溫度送入天然氣管線；
[0005]從高壓過冷液氮中抽出一股液氮與第二股原料空氣換熱，液氮升溫成低壓氮?dú)?，并匯入與LNG換熱的氮?dú)庵?，第二股原料空氣降溫液化成液空LA，液空LA形成儲(chǔ)備液空LA存入液空貯槽，當(dāng)LNG供應(yīng)不足時(shí)，將儲(chǔ)備液空LA送入空分系統(tǒng)的上塔，為空分系統(tǒng)提供冷量及部分分離空氣，此時(shí)，LNG與來自空氣分離系統(tǒng)的氮?dú)鉀]有熱交換，LNG與原料空壓機(jī)的冷卻液換熱，升溫至管輸溫度后送入天然氣管線。
[0006]當(dāng)LNG供應(yīng)充足時(shí)，從高壓過冷液氮中抽出一股并節(jié)流后過冷作為液氮產(chǎn)品，從高壓過冷液氮中抽出一股液氮與出入下塔頂部的壓力氮?dú)鈸Q熱，為空氣分離系統(tǒng)提供冷量，液氮換熱升溫成循環(huán)壓力氮?dú)?，循環(huán)壓力氮?dú)膺M(jìn)一步升溫后與LNG換熱，形成高壓過冷液氮。
[0007]當(dāng)LNG供應(yīng)充足時(shí)，從高壓過冷液氮中抽出一股作為復(fù)熱液氮，從高壓過冷液氮中抽出一股作為過冷液氮，過冷液氮被復(fù)熱液氮進(jìn)一步冷卻成液氮產(chǎn)品，復(fù)熱液氮升溫成液氮，與第二股原料空氣換熱，液氮被復(fù)熱成低壓氮?dú)?，并匯入所述低溫氮?dú)猓坏诙稍峡諝獗唤禍匾夯梢嚎誏A，液空LA分成兩部分，一部分送入上塔，為空分系統(tǒng)提供冷量及部分分離空氣，另一部分存入液空貯槽，形成儲(chǔ)備液空LA。
[0008]當(dāng)LNG供應(yīng)不足時(shí)，從下塔頂部抽出一股氮?dú)鈴?fù)熱后送出作為氮?dú)猱a(chǎn)品或者放空。
[0009]當(dāng)LNG供應(yīng)充足時(shí)，LNG與乙二醇水溶液換熱，冷卻后的乙二醇水溶液作為原料空壓機(jī)中間冷卻器和末級(jí)冷卻器的冷卻液。[0010]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:既具備了現(xiàn)有利用液化天然氣冷能的空氣分離方法可大幅度降低液體空分產(chǎn)品的單位電耗、可獲得大量液氮產(chǎn)品、氬提取率高、不消耗冷卻水等優(yōu)點(diǎn)，又使利用液化天然氣冷能的空氣分離方法對(duì)LNG冷能的需求與接收站LNG冷能的供應(yīng)很好地相匹配，使利用液化天然氣冷能的空氣分離方法能獲得更多的應(yīng)用，使接收站不穩(wěn)定供應(yīng)的LNG冷能獲得更多的利用，完全符合節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大趨勢(shì)，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程圖；
[0012]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的工藝流程圖。
[0013]圖中:1、21、空氣過濾器，2、空壓機(jī)，3、純化器，4、主換熱器，5、下塔，6、主冷凝蒸發(fā)器，7、上塔，8、液空液氮過冷器，9、液氮-氮換熱器，10、23再生用加熱器，11、放空消音器，12、LNG-氮換熱器，13、乙二醇水溶液循環(huán)泵，14、LNG-乙二醇水溶液換熱器，15、低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)，16、低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組，17、空壓機(jī)，18、純化器，19、空氣液化器，20、液氮過冷器，21、空氣過濾器，22、液空貯槽。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0015]本發(fā)明一種可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法，包括以下步驟:第一股原料空氣101冷卻后進(jìn)入空分系統(tǒng)的下塔5進(jìn)行初步分離；當(dāng)LNG601供應(yīng)充足時(shí)，來自空分系統(tǒng)的氮?dú)饨?jīng)多次壓縮后與LNG601多次換熱，獲得高壓過冷液氮710，為空分系統(tǒng)提供冷量及部分分離空氣，LNG601換熱后升溫至管輸溫度送入天然氣管線；其特點(diǎn)在于:從高壓過冷液氮710中抽出一股冷液氮711與第二股原料空氣301換熱，液氮711升溫成低壓氮?dú)?12，并匯入與LNG601換熱的氮?dú)庵?，第二股原料空?01降溫液化成液空LA302，液空LA302形成儲(chǔ)備液空LA305存入液空貯槽22，當(dāng)LNG601供應(yīng)不足時(shí)，將儲(chǔ)備液空LA305送入空分系統(tǒng)的上塔7，為空分系統(tǒng)提供冷量及部分分離空氣，此時(shí)，LNG601與來自空分系統(tǒng)的氮?dú)鉀]有熱交換，LNG601與原料空壓機(jī)的冷卻液換熱，升溫至管輸溫度后送入天然氣管線。
[0016]實(shí)施例1:
[0017]請(qǐng)參閱圖1，一種可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空分方法，包括以下步驟:
[0018]第一股空氣100經(jīng)空氣過濾器I吸入并經(jīng)空壓機(jī)2多級(jí)壓縮(各級(jí)冷卻器用乙二醇水溶液冷卻)達(dá)到0.5MPa左右，然后進(jìn)空氣純化器3除去二氧化碳、水、乙炔等有害雜質(zhì)，壓縮凈化后的第一股原料空氣101送入空氣分離系統(tǒng)的下塔5。
[0019]第二股空氣200經(jīng)空氣過濾器21吸入并經(jīng)空壓機(jī)17多級(jí)壓縮(各級(jí)冷卻器用乙二醇水溶液冷卻)達(dá)到0.4MPa左右，然后進(jìn)空氣純化器18除去二氧化碳、水、乙炔等雜質(zhì)，壓縮凈化后的第二股原料空氣301送入空氣液化器19，在其中被從高壓過冷液氮710中引出的經(jīng)節(jié)流后的液氮711冷卻并液化成液空LA302，該液空302形成儲(chǔ)備液空LA305被送入液空貯槽22，在晚上LNG冷能供應(yīng)不足時(shí)，從液空貯槽22中抽出儲(chǔ)備液空LA305與富氧液空106匯合后送入上塔7，為空氣分離系統(tǒng)提供所需的冷量及部分分離空氣。液氮711被復(fù)熱氣化為低壓氮?dú)?12，與出主換熱器4的低溫低壓氮?dú)?08匯合成低溫氮?dú)?13，進(jìn)LNG-氮換熱器12與LNG601換熱。
[0020]第一股原料空氣101在主換熱器4中與返流氣體換熱降溫到要求溫度后送入下塔
5。在下塔5經(jīng)初步分離后，在下塔5底部得到富氧液空106，在下塔5頂部得到壓力氮?dú)?。在LNG601供應(yīng)充足的白天，抽出下塔5頂部的一部分壓力氮?dú)?03進(jìn)入液氮-氮換熱器9中被LNG-氮換熱器12來的循環(huán)壓力液氮708液化后返回下塔5，實(shí)現(xiàn)冷量的傳遞。下塔5頂部的其余壓力氮?dú)膺M(jìn)入主冷凝蒸發(fā)器6，在其中被上塔7來的液氧冷凝成液氮。該液氮的一部分送回下塔以維持下塔的精餾工況，另一部分液氮107經(jīng)液空液氮過冷器8過冷后節(jié)流送入上塔7頂部參與精餾。
[0021]出下塔的富氧液空106經(jīng)液空液氮過冷器8過冷后節(jié)流送入上塔7中部參與上塔7的精餾。
[0022]送入上塔的液氮107、富氧液空106與主冷凝蒸發(fā)器6蒸發(fā)的氣氧進(jìn)行再次精餾，在上塔7頂部得到低壓氮?dú)?04，并獲得精餾產(chǎn)品液氮203，從上塔7上部得到污氮?dú)?05，從上塔中部得到氬餾分，主冷凝蒸發(fā)器6的上部與上塔7底部連通，在上塔7底部得到液氧，從主冷凝蒸發(fā)器6中抽出該液氧，經(jīng)液空液氮過冷器8過冷后送出作為產(chǎn)品液氧201。從上塔7頂部得到的低壓氮?dú)?04在液空液氮過冷器8和主換熱器4中復(fù)熱，由主換熱器4中部設(shè)定溫度位置抽出其中一部分低溫低壓氮?dú)?08，與來自空氣液化器19的低壓氮?dú)?12匯合成低溫氮?dú)?13，低溫氮?dú)?13進(jìn)入LNG-氮換熱器12，在其中被冷卻到-100°C?_150°C后送入低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)15被壓縮成壓力氮?dú)?02，其余的低壓氮?dú)?04由主換熱器4復(fù)熱成常溫低壓氮?dú)猱a(chǎn)品210去用戶或作為低壓放空氮?dú)?09去放空消音器11。從上塔7上部得到的污氮?dú)?05在液空液氮過冷器8和主換熱器4中復(fù)熱升溫，出空氣分離系統(tǒng)后分成三路，一路污氮?dú)?06經(jīng)再生用加熱器23加熱后，去空氣純化器18作再生用氣，一路污氮?dú)?05經(jīng)再生用加熱器10加熱后，去空氣純化器3作再生用氣，一路作為放空污氮207去放空消音器Ii放空。IS懼分送入制IS系統(tǒng)制取產(chǎn)品液気，該制IS系統(tǒng)是本行業(yè)技術(shù)人員所熟知的，在此不再累述。
[0023]循環(huán)氮?dú)庠贚NG-氮換熱器12內(nèi)與高壓的LNG601換熱:壓力氮?dú)?02和常溫循環(huán)壓力氮?dú)?11匯合后進(jìn)入LNG-氮換熱器12中被冷卻到-100°C?_150°C后，再與從高壓過冷液氮710中返流的壓力氮?dú)?03匯合，匯合后的壓力氮?dú)?01進(jìn)入低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16 —段入口壓縮，出低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16 —段的中壓氮?dú)?04再次進(jìn)入LNG-氮換熱器12與LNG601換熱，中壓氮?dú)?04被冷卻到-100°C?_150°C后，與從高壓過冷液氮710中返流的中壓氮?dú)?05匯合，匯合后的中壓氮?dú)?06進(jìn)入低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16的二段入口壓縮，出低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16 二段的高壓氮?dú)?07進(jìn)入LNG-氮換熱器12被LNG601液化并過冷形成高壓過冷液氮710。
[0024]高壓過冷液氮710出LNG-氮換熱器12后分成五股:其一節(jié)流成壓力氮?dú)?03返回LNG-氮換熱器12復(fù)熱,與冷卻后的壓力氮?dú)?02、冷卻后的常溫循環(huán)壓力氮?dú)?11匯合，回到低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16 —段入口 ；其二節(jié)流成中壓氮?dú)?05，中壓氮?dú)?05經(jīng)LNG-氮換熱器12復(fù)熱后與冷卻后的中壓氮?dú)?04匯合，進(jìn)低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16 二段入口 ；其三進(jìn)入空氣分離系統(tǒng)液空液氮過冷器8中繼續(xù)過冷后節(jié)流送出，作為產(chǎn)品液氮202 ;其四節(jié)流成循環(huán)壓力液氮708進(jìn)入空氣分離系統(tǒng)的液氮-氮換熱器9，將下塔抽出的壓力氮?dú)?03冷卻成液體的同時(shí)本身被氣化成循環(huán)壓力氮?dú)?09，循環(huán)壓力氮?dú)?09經(jīng)主換熱器4復(fù)熱后形成常溫循環(huán)壓力氮?dú)?11，常溫循環(huán)壓力氮?dú)?11被送至LNG-氮換熱器12冷卻后回到低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16 —段入口 ；其五節(jié)流成液氮711，進(jìn)入空氣液化器19，與第二股原料空氣301換熱，在將第二股原料空氣301液化成液空LA302的同時(shí)本身被被氣化成低壓氮?dú)?12，低壓氮?dú)?12匯入低溫氮?dú)?13。
[0025]上述低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)15的排氣壓力在0.38MPa左右。低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16的末級(jí)出口氮?dú)鈮毫Υ笥?.5MPa。
[0026]在LNG601供應(yīng)充足的白天，進(jìn)入接收站的液化天然氣LNG601在LNG-氮換熱器12中與常溫循環(huán)壓力氮?dú)?11和低溫氮?dú)?13換熱，在LNG-氮換熱器12設(shè)定位置抽出大部分低溫天然氣602進(jìn)入LNG-乙二醇水溶液換熱器14與復(fù)熱后的乙二醇水溶液801換熱，充分利用LNG的高溫段冷能，在冷卻乙二醇水溶液的同時(shí)本身被升溫形成復(fù)熱天然氣605，與從LNG-氮換熱器12熱端直接抽出的熱端天然氣603匯合后形成管輸天然氣604送入天然氣管線。在LNG-氮換熱器12的各物流流出處設(shè)置有報(bào)警聯(lián)鎖的碳烴化合物檢測(cè)儀。在晚上LNG冷能供應(yīng)不足時(shí)，從液空貯槽22中抽出儲(chǔ)備液空LA305與節(jié)流后的富氧液空106匯合送入上塔7，為空氣分離系統(tǒng)提供冷源及部分分離空氣；LNG601直接供入LNG-乙二醇水溶液換熱器14，與作為空壓機(jī)2、17中間冷卻器和末級(jí)冷卻器冷卻液的乙二醇水溶液801換熱，升溫到管輸溫度后送入天然氣管線。這樣，就大大減少了在晚上對(duì)LNG冷能的需求量，使空分方法可與接收站LNG的供應(yīng)量相匹配。此時(shí)，LNG-氮換熱器12、低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)15、低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16、原料空氣壓縮機(jī)17、純化器18、空氣液化器19和液氮-氮換熱器9等機(jī)組都是停運(yùn)的。
[0027]在晚上從上塔7頂部抽出的低壓氮?dú)?04經(jīng)主換熱器4復(fù)熱后送出作為低壓氮?dú)猱a(chǎn)品或者放空。從下塔5頂部抽出一股氮?dú)?14經(jīng)主換熱器4復(fù)熱后送出作為氮?dú)猱a(chǎn)品或者放空。
[0028]經(jīng)LNG-乙二醇水溶液換熱器14冷卻后的乙二醇水溶液802，作為空壓機(jī)2和空壓機(jī)17中間冷卻器和末級(jí)冷卻器的冷卻液，復(fù)熱后的乙二醇水溶液801經(jīng)乙二醇水溶液循環(huán)泵13加壓后送回LNG-乙二醇水溶液換熱器14。
[0029]如果需要，可在液氮202出口加液氮泵，在液氧201出口加液氧泵，在主換熱器4內(nèi)增設(shè)壓力氮、壓力氧通道，可以全部或部分生產(chǎn)內(nèi)壓縮氮、氧產(chǎn)品。
[0030]在本實(shí)施例中，在LNG601供應(yīng)充足的白天，冷量的傳遞由壓力氮作為循環(huán)的介質(zhì)，通過LNG-氮換熱器12與液氮-氮換熱器9來實(shí)現(xiàn)。氮?dú)饨?jīng)過低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)15及低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組16的循環(huán)壓縮及與LNG的不斷換熱，最終獲得高壓過冷液氮710，經(jīng)節(jié)流后形成循環(huán)壓力液氮708被送入液氮-氮換熱器9，與下塔5頂部抽出壓力氮?dú)?03換熱，將壓力氮?dú)?03液化的同時(shí)本身被汽化，汽化后的氮?dú)饨?jīng)主換熱器4復(fù)熱后與低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)15出口的壓力氮?dú)?02匯合送入LNG-氮換熱器12被冷卻，并與高壓返流氮?dú)?03匯合后送入低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組一段入口。從下塔5抽出的氮?dú)獗灰夯蠓祷叵滤?頂部作為回流液，從而完成冷量的傳遞。
[0031]在本實(shí)施例中將壓力氮作為循環(huán)的介質(zhì)，通過LNG-氮換熱器12及液氮-氮換熱器9將冷量傳輸給空氣分離系統(tǒng)精餾塔中的壓力氮?dú)?03。產(chǎn)品液氧201由空氣分離系統(tǒng)中的主冷凝蒸發(fā)器6中抽出并經(jīng)液空液氮過冷器8過冷后送出，產(chǎn)品液氮一部分來自低壓氮?dú)?04經(jīng)低溫氮?dú)鈮嚎s機(jī)組循環(huán)增壓進(jìn)入LNG-氮換熱器12液化節(jié)流后送入空氣分離系統(tǒng)液空液氮過冷器8進(jìn)一步過冷后再節(jié)流獲得，其余部分由空分精餾獲得，低溫氮?dú)鈮嚎s機(jī)組由低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)及低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組組成。
[0032]在本實(shí)施例中，在LNG601供應(yīng)不足的晚上，空氣分離所需的冷量由儲(chǔ)備液空LA305來保障供給。
[0033]本實(shí)施例有以下幾個(gè)特點(diǎn):
[0034]1、白天對(duì)LNG冷能的需求量大，晚上對(duì)LNG冷能的需求量少，可很好地與接收站LNG冷能的供應(yīng)量相匹配；
[0035]2、白天由液氮708為空氣分離提供所需的冷量，由液氮202作為主要的液氮產(chǎn)品。晚上由液空LA305為空氣分離提供所需的冷量，并作為一部分分離空氣。因此，液氧和液氬的產(chǎn)量是白天少晚上多，而液氮的產(chǎn)量是白天多而晚上少；
[0036]3、本實(shí)施例解決了利用LNG冷能的空氣分離方法對(duì)LNG冷能的需求與接收站LNG冷能供應(yīng)之間的矛盾，為L(zhǎng)NG冷能空分裝置的建設(shè)，為接收站LNG不穩(wěn)定冷能的利用，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排提供了新的途徑。
[0037]實(shí)施例2:
[0038]請(qǐng)參閱圖2，一種可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空分方法，與實(shí)施例1的主要不同是:實(shí)施例1在白天用液氮為空氣分離提供所需的冷量，在晚上用液空為空氣分離提供所需的冷量及部分分離空氣。而本實(shí)施例則無(wú)論白天和晚上都是用液空為空氣分離提供所需的冷量及部分分離空氣。
[0039]在本實(shí)施例中，沒有液氮-氮換熱器9，因此也沒有從LNG-氮換熱器12中為空氣分離提供循環(huán)壓力液氮708及大部分液氮產(chǎn)品202，也沒有從下塔頂部抽出的壓力氮?dú)?03和氮?dú)?14。
[0040]在白天從高壓過冷液氮710中引出一股作為復(fù)熱液氮715，從高壓過冷液氮710中引出一股作為過冷液氮716，過冷液氮716在液氮過冷器20中被復(fù)熱液氮715過冷節(jié)流為液氮產(chǎn)品202送出，復(fù)熱液氮715被升溫成液氮711，進(jìn)入空氣液化器19與第二股原料空氣301換熱，液氮711被復(fù)熱成低壓氮?dú)?12，并匯入低溫氮?dú)?13 ;由空氣液化器19產(chǎn)生的液空302分成兩部分，一部分液空303送入空氣分離系統(tǒng)與節(jié)流后的富氧液空106匯合后進(jìn)上塔7，為空氣分離系統(tǒng)提供所需的冷量及部分分離空氣，另一部分液空LA304存入液空貯槽22，形成儲(chǔ)備液空LA305，在晚上從液空貯槽22中抽出儲(chǔ)備液空LA305送入空氣分離系統(tǒng)與節(jié)流后的富氧液空106匯合后進(jìn)上塔7，為空氣分離系統(tǒng)提供所需的冷量及部分分離空氣。
[0041]從主換熱器4頂部抽出的一股低壓氮?dú)?12與來自空氣液化器19的低壓氮?dú)?12匯合成低溫氮?dú)?13，低溫氮?dú)?13進(jìn)入LNG-氮換熱器12，在其中被冷卻到規(guī)定溫度后送入低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)15被壓縮成壓力氮?dú)?02，從主換熱器4頂部抽出的另一部分低壓氮?dú)庾鳛楫a(chǎn)品210或者作為209去放空。在晚上只從上塔頂部獲得液氮產(chǎn)品203。
[0042]綜上所述，本發(fā)明提供了兩個(gè)實(shí)施例，實(shí)施例1在白天用液氮為空氣分離系統(tǒng)提供所需的冷量，在晚上用液空為空氣分離系統(tǒng)提供所需的冷量及部分分離空氣；實(shí)施例1則無(wú)論白天和晚上都用液空為空氣分離系統(tǒng)提供所需的冷量及部分分離空氣。以下作具體對(duì)比說明:
[0043]1、壓縮凈化后的第一股原料空氣送入空氣分離系統(tǒng)，空氣分離系統(tǒng)包括主換熱器和精餾塔系統(tǒng)；精餾塔系統(tǒng)包括上塔、下塔、主冷凝蒸發(fā)器和液空液氮過冷器；在實(shí)施例1中還包括液氮-氮換熱器，在實(shí)施例2中還包括液氮過冷器；
[0044]2、壓縮凈化后的第二股原料空氣送入空氣液化器，與液氮換熱后液化成液空LA ；在實(shí)施例1中該液空LA存入液空貯槽，在夜間LNG冷能供應(yīng)不足時(shí)從貯槽取出作為物流LA送入上塔，為空氣分離系統(tǒng)提供冷量及一部分分離空氣；在實(shí)施例2中，白天，液空LA分成兩部分，一部分送入上塔，另一部分送入液空貯槽，晚上則從液空貯槽取出送入上塔，連續(xù)不斷地為空氣分離系統(tǒng)提供冷量及一部分分離空氣；
[0045]3、第一股原料空氣在主換熱器中通過與上塔排出的低壓氮?dú)夂臀鄣獨(dú)鈸Q熱而被冷卻，冷卻后的第一股原料空氣進(jìn)入下塔參與精餾；第一股原料空氣經(jīng)過精餾塔系統(tǒng)的精餾后獲得液氧、液氮和液氬等產(chǎn)品；在實(shí)施例1中，白天進(jìn)入主換熱器的返流氣有循環(huán)壓力氮?dú)猓砩嫌袕南滤敵槌龅囊还蓧毫Φ獨(dú)猓?br> [0046]4、經(jīng)過下塔的精餾，在下塔頂部獲得壓力氮?dú)?，在?shí)施例1中，白天從下塔頂部抽出一股壓力氮?dú)?在液氮-氮換熱器中與LNG-氮換熱器中來的循環(huán)壓力液氮換熱并被液化后返回下塔，將冷量傳遞至精餾塔系統(tǒng)，循環(huán)壓力液氮被氣化為循環(huán)壓力氮?dú)猓辉趯?shí)施例2中則不抽壓力氮?dú)猓?br> [0047]5、在實(shí)施例1中，白天在主換熱器中部從低壓氮?dú)庵谐槌鲆还傻蜏氐蛪旱獨(dú)猓c來自空氣液化器的低壓氮?dú)鈪R合后進(jìn)入LNG-氮換熱器經(jīng)壓縮并與LNG換熱形成高壓過冷液氮，循環(huán)壓力氮?dú)鈴?fù)熱后進(jìn)入LNG-氮換熱器經(jīng)壓縮并與LNG換熱形成高壓過冷液氮；在實(shí)施例2中沒有低溫低壓氮?dú)?，也沒有循環(huán)壓力氮?dú)膺@股物流，在主換熱器復(fù)熱送出的低壓氮?dú)庖徊糠肿鳛楫a(chǎn)品或者放空，另一部分則與來自空氣液化器的低壓氮?dú)鈪R合后進(jìn)入LNG-氮換熱器經(jīng)壓縮并與LNG換熱形成高壓過冷液氮。
[0048]6、LNG白天在LNG-氮換熱器及乙二醇水溶液換熱器中換熱升溫到管輸溫度后送入天然氣管線；冷卻后的乙二醇水溶液作為原料空壓機(jī)中間冷卻器和末級(jí)冷卻器的冷卻液；晚上則只經(jīng)過乙二醇水溶液換熱器。
[0049]兩種壓縮原料空氣的壓力是不同的。
[0050]上述LNG-氮換熱器，低溫低壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)，低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組，液氮過冷器、第二股原料空氣的壓縮機(jī)及純化器和空氣液化器僅在白天LNG冷能供應(yīng)充裕時(shí)運(yùn)行，在晚上LNG冷能供應(yīng)不足時(shí)停運(yùn)。
[0051]在實(shí)施例1中，在白天LNG冷能供應(yīng)充裕時(shí)，由LNG-氮換熱器為空氣分離系統(tǒng)提供冷源液氮及大部分液氮產(chǎn)品，在晚上LNG冷能供應(yīng)不足時(shí)，由液空LA為空氣分離系統(tǒng)提供冷源及部分分離空氣；在實(shí)施例2中，則不論白天和晚上，均由液空為空氣分離系統(tǒng)提供冷源及部分分離空氣。
[0052]在實(shí)施例1中，在夜間從所述上塔頂部抽出的低壓氮?dú)饨?jīng)主換熱器復(fù)熱后送出作為低壓氮?dú)猱a(chǎn)品或者放空；從下塔頂部抽出的壓力氮?dú)庵谐槌鲆还傻獨(dú)饨?jīng)主換熱器復(fù)熱后送出作為氮?dú)猱a(chǎn)品或者放空；在實(shí)施例2中，從所述上塔頂部抽出的低壓氮?dú)饨?jīng)主換熱器復(fù)熱后送出，一部分作為低壓氮?dú)猱a(chǎn)品或者放空，另一部分與從空氣液化器來的低壓氮?dú)鈪R合；從下塔頂部抽出的壓力氮?dú)鈩t全部進(jìn)入主冷凝蒸發(fā)器。[0053]在實(shí)施例1中，液氮產(chǎn)品白天由兩部分組成，其中一部分是由高壓過冷液氮中抽出一股，送入液空液氮過冷器中過冷并節(jié)流后送出作為液氮產(chǎn)品，另一部分為下塔頂部獲得的氮?dú)饨?jīng)主冷凝蒸發(fā)器冷凝成液氮后，經(jīng)液空液氮過冷器過冷送入上塔后從上塔頂部抽取的；進(jìn)入上塔頂部的其余大部分液氮?jiǎng)t作為上塔的回流液；液氮產(chǎn)品在夜間就只有從上塔頂部抽取的那一部分。在實(shí)施例2中，由高壓過冷液氮中抽取的一股液氮產(chǎn)品則在獨(dú)立的液氮過冷器中被過冷后作為產(chǎn)品送出。
[0054]上述低溫中壓氮?dú)鈮嚎s機(jī)組為二段低溫進(jìn)氣的多級(jí)壓縮機(jī)。
[0055]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法，包括以下步驟: 第一股原料空氣(101)冷卻后進(jìn)入空氣分離系統(tǒng)的下塔(5)進(jìn)行初步分離；當(dāng)LNG(601)供應(yīng)充足時(shí)，來自空氣分離系統(tǒng)的氮?dú)饨?jīng)多次壓縮后與LNG(601)多次換熱，獲得高壓過冷液氮(710)，為空氣分離系統(tǒng)提供冷量，LNG(601)換熱后升溫至管輸溫度送入天然氣管線；其特征在于: 從高壓過冷液氮(710)中抽出一股液氮(711)與第二股原料空氣(301)換熱，液氮(711)升溫成低壓氮?dú)?712)，并匯入與LNG(601)換熱的氮?dú)庵校诙稍峡諝?301)降溫液化成液空LA(302)，液空LA(302)形成儲(chǔ)備液空LA(305)存入液空貯槽(22)，當(dāng)LNG (601)供應(yīng)不足時(shí)，將儲(chǔ)備液空LA (305)送入空分系統(tǒng)的上塔(7)，為空分系統(tǒng)提供冷量及部分分離空氣，此時(shí)，LNG (601)與來自空氣分離系統(tǒng)的氮?dú)鉀]有熱交換，LNG (601)與原料空壓機(jī)的冷卻液換熱，升溫至管輸溫度后送入天然氣管線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法，其特征在于:當(dāng)LNG(601)供應(yīng)充足時(shí)，從高壓過冷液氮(710)中抽出一股并節(jié)流后過冷作為液氮產(chǎn)品(202)，從高壓過冷液氮(710)中抽出一股液氮(708)與出下塔(5)頂部的壓力氮?dú)?103)換熱，為空氣分離系統(tǒng)提供冷量，液氮(708)換熱升溫成循環(huán)壓力氮?dú)?709)，循環(huán)壓力氮?dú)?709)進(jìn)一步升溫并經(jīng)壓縮后與LNG^Ol)換熱，形成高壓過冷液氮(710)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法，其特征在于:當(dāng)LNG(601)供應(yīng)充足時(shí)，從高壓過冷液氮(710)中抽出一股作為復(fù)熱液氮(715)，從高壓過冷液氮(710)中抽出一股作為過冷液氮(716)，過冷液氮(716)被復(fù)熱液氮(715)進(jìn)一步冷卻成液氮產(chǎn)品(202)，復(fù)熱液氮(715)升溫成液氮(711)，與第二股原料空氣(301)換熱，液氮(711)被復(fù)熱成低壓氮?dú)?712)，并匯入所述低溫氮?dú)?713);第二股原料空氣(301)被降溫液化成液空LA (302)，液空LA (302)分成兩部分，一部分送入上塔(7)，為空分系統(tǒng)提供冷量及部分分離空氣，另一部分存入液空貯槽(22)，形成儲(chǔ)備液空LA (305)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法，其特征在于:當(dāng)LNG(601)供應(yīng)不足時(shí)，從下塔(5)頂部抽出一股氮?dú)?714)復(fù)熱后送出作為氮?dú)猱a(chǎn)品或者放空。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可與接收站冷能供應(yīng)相匹配的空氣分離方法，其特征在于:當(dāng)LNG(601)供應(yīng)充足時(shí)，LNG(601)與乙二醇水溶液換熱，冷卻后的乙二醇水溶液作為原料空壓機(jī)中間冷卻器和末級(jí)冷卻器的冷卻液。
【文檔編號(hào)】F25J3/04GK104019629SQ201410203736
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】江克忠, 夏永強(qiáng), 江蓉, 張磊, 賴勇杰, 王玉川, 魏林瑞, 胡鈺 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司