[发明专利]带凝华脱除CO2的级联式天然气带压液化工艺

权利要求书

1.一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：

1)将CO₂摩尔分数在0.5％～30％之间的原料天然气引入压力调节设备(1)，将其调压至1.4～1.6MPa；

2)经步骤1)调压后的天然气引入预冷器(2)预冷降温；

3)经步骤2)预冷后的天然气引入结晶器(3)降温，凝华分离出其中的固体干冰；

4)经步骤3)分离出CO₂后的天然气引入低温压缩机(4)加压；

5)经步骤4)压缩后的天然气引入液化器(5)，吸收冷量后液化；

6)经步骤5)带压液化后的液化天然气产品引入天然气储罐(6)储存即可；

其中，步骤2)、3)、5)中天然气降温液化过程所需冷量由一套独立的两级级联式制冷系统提供，对于低温级制冷循环，首先将制冷剂引入第一压缩机(7)多级压缩，然后引入第一冷却器(8)冷却，再引入预冷器(2)降温，接着再引入第一节流阀(9)节流降温，继而再依次引入液化器(5)、结晶器(3)、预冷器(2)，为这三个设备提供冷量复温后回到压缩机(7)；对于高温级制冷循环，首先将制冷剂引入第二压缩机(10)多级压缩，然后引入第二冷却器(11)冷却，再引入第二节流阀(12)节流降温，接着再引入预冷器(2)为其提供冷量复温后，回到第二压缩机(10)。

2.根据权利要求1所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，步骤1)中所述的原料天然气的压力在1.4～1.6MPa时省略步骤1)。

3.根据权利要求1所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，步骤2)中天然气在在预冷器的出口温度不低于天然气中CO₂的结霜温度。

4.根据权利要求1所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，步骤3)中所述的结晶器(3)为集天然气降温、CO₂凝华结晶、干冰回收功能为一体的设备，结晶器(3)的气相出口中天然气的CO₂摩尔分数为0.5％。

5.根据权利要求1所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，步骤4)中所述的压缩机(4)可承受-11O℃低温，压缩机(4)出口处的天然气压力为1.8～2.2MPa。

6.根据权利要求1所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，步骤5)中所述的液化器(5)在1.8～2.2MPa压力下使进入其中的天然气液化。

7.根据权利要求1所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，步骤5)中得到的压力为1.8～2.2MPa的液体不经节流降压，直接作为产品引入液化天然气储罐(6)储存，液化天然气产品压力高于常规天然气液化流程。

8.根据权利要求1所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，步骤6)中所述的天然气储罐(6)的最低工作压力为1.8～2.2MPa。

9.根据权利要求1所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，所述的级联式制冷系统由低温级蒸气压缩制冷循环系统和高温级蒸气压缩制冷循环系统两级构成的。

10.根据权利要求8所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，所述的低温级蒸气压缩制冷循环系统采用的制冷剂为乙烯，所述的高温级蒸气压缩制冷循环系统采用的制冷剂为丙烷。

11.根据权利要求8所述的一种带凝华脱除CO₂的级联式天然气带压液化工艺，其特征在于，所述的高温级蒸气压缩制冷循环系统提供的冷量用于冷却天然气，及对低温级蒸气压缩制冷循环系统中的乙烯进行预冷。