[发明专利]一种基于三循环混合冷剂的天然气液化方法及装置

权利要求书

1.一种基于三循环混合冷剂的天然气液化方法，其特征在于，该方法用于将预处理的天然气与第一混合冷剂、第二混合冷剂、第三混合冷剂分别在板翅式换热器中换热，其特征在于，具体包括如下过程：

(1)第一混合冷剂循环

按体积分数计，将高压第一混合冷剂经第一板翅式换热器(1)冷却后进行分流，其中的44％继续经第二板翅式换热器(2)冷却至-31℃～-29℃后，节流降压为低压气流，返回至所述第二板翅式换热器(2)汽化为其提供冷量，再进行压缩；剩余56％直接降压为低压气流后与所述44％部分混合，进入所述第一板翅式换热器(1)汽化为其提供冷量，压缩后冷却至初始状态；

所述第一混合冷剂由C₂H₆、C₃H₈、n-C₄H₁₀组成；

(2)第二混合冷剂循环

将高压第二混合冷剂依次经过所述第一板翅式换热器(1)、所述第二板翅式换热器(2)及第三板翅式换热器(4)逐级冷却至-89℃～-87℃后，节流降压为低压气流，返回所述第三板翅式换热器(4)汽化为其提供冷量，再压缩后冷却至初始状态；

所述第二混合冷剂由CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₃H₈组成；

(3)第三混合冷剂循环

将高压第三混合冷剂依次经过所述第一板翅式换热器(1)、所述第二板翅式换热器(2)、所述第三板翅式换热器(4)及第四板翅式换热器(12)逐级冷却至-159℃～-161℃后，节流降压为低压气流，返回所述第四板翅式换热器(12)汽化为其提供冷量，再压缩后冷却至初始状态；

所述第三混合冷剂由CH₄、C₂H₄、N₂组成；

(4)LNG与NGL流路

将预处理的天然气经所述第一板翅式换热器(1)冷却至-31℃～-29℃后，分离为气相物流和液相物流；

其中，气相物流按体积分数计分流为两股物流，其中40％经所述第三板翅式换热器(4)冷却至-89℃～-87℃后，降压为低压气流，进入脱甲烷塔；剩余60％直接降压为低压气流，进入所述脱甲烷塔；

液相物流按体积分数计分流为两股物流，其中40％经所述第三板翅式换热器(4)继续冷却至-51℃～-49℃后，降压为低压物流，进入脱甲烷塔；剩余60％直接降压为低压物流，进入脱甲烷塔；

其中，所述气相物流及所述液相物流的不同部分均进入所述脱甲烷塔的不同塔板层进料口；

从脱甲烷塔塔顶流出的物流加压后，依次经所述第三板翅式换热器(4)及所述第四板翅式换热器(12)逐级冷却至-159℃～-161℃，降压为低压物流后，分离为气相物流与液相物流；

其中，所述第一混合冷剂循环、所述第二混合冷剂循环、所述第二混合冷剂循环与所述LNG与NGL流路同时进行。

2.根据权利要求1所述的基于三循环混合冷剂的天然气液化方法，其特征在于，所述高压第一混合冷剂的循环高压为1.7MPa～1.8MPa；所述高压第二混合冷剂的循环高压为2.8MPa～2.9MPa；所述高压第三混合冷剂的循环高压为2.9MPa～3.0MPa。

3.根据权利要求2所述的基于三循环混合冷剂的天然气液化方法，其特征在于，所述高压第一混合冷剂的44％部分经节流阀节流降压至0.19MPa～0.21MPa后，再返回所述第二板翅式换热器(2)汽化为其提供冷量，剩余56％直接降压至0.19MPa～0.21MPa后与44％部分混合，进入所述第一板翅式换热器(1)汽化为其提供冷量；所述高压第二混合冷剂经节流阀节流降压至0.23MPa～0.25MPa后，再返回所述第三板翅式换热器(4)汽化为其提供冷量；所述高压第三混合冷剂经节流阀节流降压至0.24MPa～0.26MPa后，再返回所述第四板翅式换热器(12)汽化为其提供冷量。

4.根据权利要求1所述的基于三循环混合冷剂的天然气液化方法，其特征在于，所述脱甲烷塔为30层理论塔板，塔板数编号从上到下。