[发明专利]双级多组分混合冷剂制冷天然气液化系统及方法

权利要求书

1.一种双级多组分混合冷剂制冷天然气液化系统，其特征在于：包括预冷段制冷系统和液化及过冷段制冷系统；所述预冷段制冷系统包括依次连接的预冷压缩机、预冷压缩机出口冷却器和预冷压缩机出口分离器，所述预冷压缩机出口分离器的液相和气相均接入预冷段换热器，且出预冷段换热器后进入预冷压缩机进行循环；所述液化及过冷段制冷系统包括依次连接的高压混合冷剂分离罐、液化及过冷段换热器、高压混合冷剂压缩机和高压混合冷剂压缩机出口冷却器，所述高压混合冷剂分离罐的液相和气相均接入液化及过冷段换热器，且出液化及过冷段换热器后进入高压混合冷剂压缩机进行循环。

2.根据权利要求1所述的双级多组分混合冷剂制冷天然气液化系统，其特征在于：所述高压混合冷剂压缩机具有两级压缩，在两级压缩之间设置有高压混合冷剂压缩机级间冷却器。

3.一种双级多组分混合冷剂制冷天然气液化方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）在预冷段对原料气和高压混合冷剂冷却至-30℃～-60℃：

混合冷剂经预冷压缩机一级增压至1.0～1.2MPa.g后经预冷压缩机出口冷却器水冷至40℃进入预冷压缩机出口分离器，在预冷压缩机出口分离器中进行气液分离，分离出的气相和液相制冷剂分别进入预冷段换热器进一步冷却、过冷；液相制冷剂过冷后出换热器，通过第一J-T阀节流后进入换热器为预冷段提供-5℃～-20℃的冷量；气相制冷剂液化、过冷后出预冷段换热器，通过第二J-T阀节流后进入换热器为预冷段提供-30℃～-60℃的冷量；混合制冷剂在预冷段换热器中被加热、气化，复热到常温后返回预冷压缩机进行压缩循环；

2）在液化及过冷段对天然气进行液化和过冷：

经过增压冷却后的高压混合冷剂经预冷段预冷到-30℃～-60℃后进入高压混合冷剂分离罐中进行气液分离，分离出的气相和液相分别进入液化及过冷段换热器进一步冷却；液相混合冷剂过冷后出换热器，通过第三J-T阀节流后进入换热器为液化段提供冷量；气相混合冷剂液化并过冷后出换热器，通过第四J-T阀节流后进入换热器，为液化段和过冷段提供冷量；最后，混合冷剂复热到-40℃后返回高压混合冷剂压缩机进行压缩循环；

天然气在液化及过冷段换热器中冷却到过冷状态排出，经节流后进入LNG储罐储存。

4.根据权利要求3所述的双级多组分混合冷剂制冷天然气液化方法，其特征在于：在预冷段的混合冷剂为烃类混合物；在液化及过冷段的混合冷剂为氮和烃类混合物。