[发明专利]适用于海上的天然气液化系统

说明书

本发明提供一种适用于海上的天然气液化系统，包括轻烃分离装置、混合制冷剂预冷循环、预冷主低温换热器、混合制冷剂深冷循环、一号深冷主低温换热器与二号深冷主低温换热器，所述轻烃分离装置包括脱甲烷塔，所述脱甲烷塔的塔顶气经脱甲烷塔冷箱、膨胀压缩机后依次与所述预冷主低温换热器、一号深冷主低温换热器以及二号深冷主低温换热器形成换热接触，再通过主节流阀之后进入LNG闪蒸罐，LNG闪蒸罐能够分离出的LNG与BOG；所述混合制冷剂预冷循环与所述预冷主低温换热器形成换热接触；所述混合制冷剂深冷循环与所述一号深冷主低温换热器以及二号深冷主低温换热器分别形成换热接触。本发明能够减少液化系统的能量消耗，降低系统压力，减少丙烷泄露风险。

技术领域

本发明涉及一种FLNG(Floating Liquefied Natural Gas又称为LNG-FPSO)系统。

背景技术

天然气资源广泛分布在全球的陆地及海洋中，从陆地到海洋是世界油气勘探开发的必然趋势。FLNG(Floating Liquefied Natural Gas又称为LNG-FPSO)是近年来海洋工程界提出的，集液化天然气的生产、储存和装卸为一体的新型海上装置，对于海上气田的开采具有建造周期短、开发风险小，便于迁移和安全性高等特点。

海上作业需考虑台风、波浪、空间限制等不利因素，使得浮式天然气液化工艺的技术难度高于陆上。作为FLNG的核心技术，天然气液化工艺的合理性对工程项目的投资成本、运行费用、运营可靠性以及生产安全至关重要。针对海上工况的特殊性，由于级联式液化工艺所需设备数量较多，紧凑性不高，制冷剂的储存量较大，因此用于海上天然气液化有一定的困难。而混合制冷剂液化工艺和氮膨胀液化工艺海上适应性较好。

现有技术中丙烷预冷双氮膨胀天然气液化系统大量使用丙烷作为制冷剂，丙烷具有沸点低、易汽化的特点，开停车操作时，设备和管线中存在大量丙烷会导致压力升高，增大丙烷泄放或泄漏的风险。一旦发生泄漏，由于丙烷的密度大于空气，会造成可燃气体的积聚，并且FLNG上部甲板空间有限、设备紧凑，扩散条件差，极易发生燃烧、爆炸等事故。对于海上的天然气液化系统，避免丙烷的使用能够提高安全性，减少安全设施的投资。

海上气田天然气的产量和组分不断改变，外部环境始终在变化，并且FLNG装置应具有可迁移性，这就要求天然气液化系统具有灵活的可调节性，可以根据实际情况调节预冷段、深冷段负荷，减少冷热流体的换热温差，降低液化功耗。现有技术中双氮膨胀循环的压力均为8MPa，无法调节不同温区的换热温差，可调节性差，能耗高。

现有技术中经膨胀机增压机和压缩机增压后的氮气压力高达8MPa，设备和管线的压力等级高，工艺设备的重量增加，管架等支撑结构的载重增加，对船体结构的强度等提出更高要求，造成上部工艺模块和船体的造价大幅上升，降低了项目的经济性。

发明内容

为克服现有浮式天然气液化技术安全性低、可调节性差、能耗高、经济性差的缺点，本发明提出一种天然气液化系统，能够实现不同海域、不同气质条件下稳定高效的轻烃分离和液化天然气生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适用于海上的天然气液化系统，其特征是包括轻烃分离装置、混合制冷剂预冷循环、预冷主低温换热器、混合制冷剂深冷循环、一号深冷主低温换热器与二号深冷主低温换热器，其中：

所述轻烃分离装置包括脱甲烷塔，所述脱甲烷塔的塔顶气依次与所述预冷主低温换热器、一号深冷主低温换热器以及二号深冷主低温换热器形成换热接触，再通过主节流阀之后进入LNG闪蒸罐，LNG闪蒸罐能够分离出的LNG与BOG；

所述混合制冷剂预冷循环与所述预冷主低温换热器形成换热接触；

所述混合制冷剂深冷循环与所述一号深冷主低温换热器以及二号深冷主低温换热器分别形成换热接触。