[实用新型]LNG冷能空分中的LNG与空气、液氧安全隔离装置

说明书

一种LNG冷能空分中的LNG与空气、液氧安全隔离装置,它至少包括一个液化系统和一个液氮蒸发器，该液化系统独立于空分冷箱外，液氮蒸发器置于空分冷箱内，其特征在于所述液化系统内设有高压换热器，循环氮压机，气液分离器，放空消声器，第一节流阀，第四调节阀，第五调节阀及第七放空阀，本发明保证LNG冷能空分最大程度的安全运行，LNG的冷量回收主要通过高压氮气和LNG换热后将冷量转到液氮中，然后再由液氮为空分设备提供冷量。这可以让工艺中的LNG不与空气直接换热，而且避免涉及LNG的设备出现在空分冷箱中；另一方面，去空分的液氮通过液氮蒸发器把冷量传递给进冷箱的空气，不直接参与分馏塔内的精馏换热。这种双重隔离技术为空分提供了有力的安全保证。

技术领域

本发明涉及一种LNG冷能空分中的LNG与空气、液氧安全隔离装置，属于空分技术领域。

背景技术

液化天然气（LNG）是一种优质的清洁能源，具有热值高、燃烧污染小等特点，并含有大量高品位低温冷量，在被用于燃料或化工原料之前，需要进行热交换把它气化为常温气体。传统LNG汽化项目冷能浪费巨大，气化冷量通过天然气汽化器被空气或海水吸收，造成冷量浪费，并且对生态环境造成不良影响及冷污染。另一方面，传统液体空分项目，需要增设增压机、膨胀机以提供冷量，设备能耗高，最终导致液体生产成本升高。然而，LNG冷能空分设备将LNG冷能利用与空分装置相结合，既回收了LNG气化的冷量、减少接收站对环境的冷排放，同时也降低了空分设备制取液氧、液氮的能耗。与常规空分设备相比，可实现空分运行机组的小型化，并且节省电能约50％，节省水消耗约70％。具有社会、经济和环境三重效益，也是空分重要发展方向之一。

LNG冷能利用空分设备中，空分设备所需的冷量主要是用于压缩机压缩后的空气冷却和空分精馏等，LNG冷能中低温部分的冷量（-162~-70℃）主要通过氮气和LNG换热获得；高温部分的冷量（-70~0℃）则通过乙二醇和LNG换热获得。降温后的乙二醇水溶液用于压缩机的冷却，液氮作为空分精馏系统的冷源。

空分精馏系统主要指分馏塔系统，包括换热和分离。空气分离的基本原理是利用低温精馏法，将空气冷凝成液体，然后按各组分蒸发温度的不同，将空气分离成氧氮氩。常规空分是用膨胀机进行制冷，通过换热系统将经前置系统处理的干燥洁净空气降温至液化温度。本装置取消了膨胀机，制冷通过回收LNG的冷量获得。

天然气是一种易燃易爆物质，天然气与空气混合在一定的条件下是易爆的。其在空气中的爆炸极限（体积分数）为5%~15%之间。所以在空分设备中空气和LNG在换热器中直接换热是危险的，天然气一旦泄漏到密闭的空气中，在爆炸极限范围内就会产生爆炸危险，后果相当严重。另一方面，分馏塔分离的氧气是无色无毒的气体，有强烈的助燃作用，和所有的可燃气体在引火和撞击的情况下有极强的燃爆危险，所以含有LNG介质的设备也不宜出现在空分的冷箱设备中。

综上，LNG虽然蕴含了大量的低温冷量，但是在LNG冷能空分的应用中，对LNG冷量的安全回收利用，是一项降低设备运行风险的重要工作。

发明内容

本发明的目的在于安全有效的利用液化天然气（LNG）的冷能。即可通过氮气回收LNG冷量。LNG和氮气换热的换热器置于液化冷箱内，液化冷箱布置在天然气防爆区内。液氮和空气换热的液氮蒸发器置于空分分馏塔冷箱内。从液化冷箱回收LNG冷量后得到的液氮，输送至空分冷箱内的液氮蒸发器，液化进冷箱空气，而不直接进入精馏塔。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种LNG冷能空分中的LNG与空气、液氧安全隔离装置, 它至少包括一个液化系统和一个液氮蒸发器，该液化系统独立于空分冷箱外，液氮蒸发器置于空分冷箱内，所述液化系统内设有高压换热器，循环氮压机，气液分离器，放空消声器，第一节流阀，第四调节阀，第五调节阀及第七放空阀。