[发明专利]一种天然气的液化系统和液化方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气液化技术领域，特别是涉及一种天然气的液化系统和液化方法。

背景技术

现有的混合冷剂制冷工艺所采用的冷箱为绕管式的，其结构如图1所示，在外壳101内部固定一绕管芯筒102，分别输送常温冷剂和NG的冷剂输送通道103和NG输送通道104交叉缠绕在绕管芯筒102上，外壳101与冷剂输送通道103、NG输送通道104之间的空间为壳侧，低温的冷剂在此壳侧自上而下流动，这样，冷剂输送通道103和NG输送通道104内分别输送的常温冷剂和NG就分别与通道外的低温冷剂进行热量交换，壳侧的低温冷剂将冷量释放并蒸发为常温冷剂，而冷剂输送通道103中常温冷剂和NG输送通道104中的NG被冷却，这样就实现了对NG的冷却液化和对常温冷剂的预冷。

图1所示的绕管式冷箱只能设置一条冷流体的通道(即壳侧)，热流体(如常温冷剂、NG等)可通过在绕管芯筒102上缠绕多个热流体绕管(如冷剂输送通道103、NG输送通道104等)的方式来输送，因而现有技术可安排多种热流体与同一冷流体进行热量交换。但是，当需要有两种以上的冷流体(如混合冷剂制冷工艺中的一号冷剂和二号冷剂)同时与热流体进行换热时，则至少需要两个图1所示结构的冷箱才能完成该工艺。图2为现有的混合冷剂制冷工艺所采用的液化系统的结构图。如图2所示，一号换热器201和二号换热器202均为图1所示结构的绕管式冷箱，分别利用一号冷剂和二号冷剂实现对NG的冷却和液化，一号换热器201实现的是对NG的预冷，二号换热器202实现的是对NG的深冷和液化，最终得到LNG输出。一号换热器201利用一号冷剂冷却系统204送来的冷的一号冷剂的冷量对NG进行预冷后，将热的一号冷剂送到一号冷剂冷却系统204进行冷却降温，将吸收冷量后得到的液态的重烃组分分离出来，将气态的轻烃组分通过轻烃组分输送管203输送到二号换热器202进行深冷，二号换热器202利用二号冷剂冷却系统205送来的冷的二号冷剂的冷量对该气态的轻烃组分进行深冷和液化，从而得到LNG输出，并将热的二号冷剂送到二号冷剂冷却系统205进行冷却降温。图2所示的液化系统中，一号冷剂和二号冷剂的选择应满足使NG中的重烃组分在一号换热器201中被冷的一号冷剂降温后变为液态，而轻烃组分则仍为气态，由冷的二号冷剂在二号换热器202中液化为液态的LNG。

可见，图2所示的现有的混合冷剂液化系统对NG进行液化，至少要有两个冷箱才能满足要求，该技术中的两种冷剂独立工作，且独立进行冷却，因而整个液化系统的复杂程度和能耗都比较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种天然气的液化系统和液化方法，能降低系统的复杂度和能耗。

本发明所述的天然气的液化系统：其特征在于，该系统包括：对NG进行液化的冷箱；向所述冷箱输送NG的NG输入管；将气态的压力为0.2MPaG-0.4MPaG的一号冷剂变为液态的2MPaG-4MPaG的一号冷剂的一号冷剂液化子系统；将冷却过的2MPaG-4MPaG的一号冷剂降温为压力为0.2MPaG-0.4MPaG温度为-20℃至-70℃的一号冷剂的一号冷剂降温子系统；将气态的压力为0.2MPaG-0.4MPaG的二号冷剂变为气态的3MPaG-5MPaG的二号冷剂的二号冷剂液化子系统；将冷却过的3MPaG-5MPaG的二号冷剂降温为压力为0.2MPaG-0.4MPaG温度为-140℃至-160℃二号冷剂的二号冷剂降温子系统；储存所述冷箱冷却得到的液态的重烃组分和气态的轻烃组分的重烃分离罐；储存所述冷箱液化得到的液态的轻烃组分的液化天然气LNG储罐；其中，

所述冷箱包括：

与所述NG输入管相连以输送和冷却其送来的NG、并将冷却得到的液态的重烃组分和气态的轻烃组分输送到所述重烃分离罐的NG预冷通道；

与所述重烃分离罐的气相空间相连通以输送其送来的气态的轻烃组分，将其进一步冷却至液化，并将得到的液态的轻烃组分输送到所述LNG储罐的NG深冷通道；

输送和冷却所述一号冷剂液化子系统送来的所述2MPaG-4MPaG的一号冷剂、将得到的冷却过的2MPaG-4MPaG的一号冷剂送到所述一号冷剂降温子系统的一号冷剂预冷通道；

输送和冷却所述二号冷剂液化子系统送来的所述3MPaG-5MPaG的二号冷剂、将得到的冷却过的3MPaG-5MPaG的二号冷剂送到所述二号冷剂降温子系统的二号冷剂预冷通道；