[发明专利]一种天然气脱氮液化系统及方法

说明书

本发明提供了一种天然气脱氮液化系统及方法，系统包括高温区热交换器、低温区热交换器、再沸器和脱氮塔；高温区热交换器内设置有净化天然气第一冷却管道；低温区热交换器内设置有液化天然气冷却通道、净化天然气第四冷却通道和净化天然气第二冷却通道；再沸器内设置有净化天然气第三冷却管道；净化天然气依次经过高温热交换器、低温区换热器、再沸器和低温区热交换器进行四次热交换后进入脱氮塔进行精馏，脱氮塔底部的液体即液化天然气经再沸器加热后脱氮，剩余液化天然气至低温区热交换器进行热交换，降温减压后成为液化天然气产品。本发明适用于氮含量4%左右的天然气制取液化天然气产品，该工艺分离氮气效率高，提高了企业经济效益。

技术领域

本发明涉及天然气脱氮技术领域，具体涉及一种天然气脱氮液化系统及方法。

背景技术

随着经济的发展，国家对环境保护要求日益严格，对绿色能源需求日益迫切，液化天然气作为绿色能源之一，具有便于储存与运输的特点。在天然气加工过程中，需要对天然气进行脱氮，以增加天然气的清洁度，提高天然气的使用效率。随着国家标准《液化天然气》（GB/T38753-2020）的实施，标准要求LNG中氮气含量不能超过1%（mol）。而天然气中通常氮气含量超过1%（mol），且在液化天然气储罐中易发生翻滚事故。因此，需要对天然气进行脱氮处理。常用的脱氮方式为末端闪蒸，仅适用于氮含量2%以内的天然气，且因闪蒸造成的甲烷损失较大。

因此，如何设计一种工艺简单、运行稳定的用于氮含量4%天然气的脱氮液化系统及方法是本领域技术人员所研究的方向之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种天然气脱氮液化系统及方法，用于氮含量4%的天然气的脱氮与液化。

为解决上述技术问题，本发明的内容包括：

一种天然气脱氮液化系统，系统包括高温区热交换器、低温区热交换器、再沸器和脱氮塔；所述高温区热交换器的内部设置有净化天然气第一冷却管道；所述低温区热交换器的内部设置有液化天然气冷却通道、净化天然气第四冷却通道和净化天然气第二冷却通道；所述再沸器的内部设置有净化天然气第三冷却管道；所述净化天然气第一冷却管道的入口端连接有净化天然气输入管线，净化天然气第一冷却管道的出口端通过连接管线与净化天然气第二冷却通道的入口端相连，所述净化天然气第二冷却通道的出口端通过连接管线与净化天然气第三冷却管道的入口端相连，所述净化天然气第三冷却管道的出口端通过连接管线与净化天然气第四冷却通道的入口端相连，所述净化天然气第四冷却通道的出口端通过连接管线与脱氮塔的进料端相连；所述脱氮塔的液化天然气出料端通过连接管线与再沸器的进料端相连，所述再沸器的液化天然气出料端通过连接管线与液化天然气冷却通道的入口端相连，所述液化天然气冷却通道的出口端与液化天然气产品输出管线相连。

进一步的，所述净化天然气第四冷却通道的出口端与脱氮塔的进料端之间的连接管线上设置有进料阀。

进一步的，所述液化天然气产品输出管线上设置有液化天然气节流阀。

进一步的，所述系统还包括尾气分液罐和回流泵；所述低温区热交换器的内部设置有气体冷却通道和尾气第一加热通道，所述高温区热交换器的内部设置有尾气第二加热管道；所述脱氮塔顶部的气体出口端通过连接管线与气体冷却通道的入口端相连，所述气体冷却通道的出口端通过连接管线与尾气分液罐的进料端相连，所述尾气分液罐顶部的尾气出口通过连接管线与尾气第一加热通道的入口端相连，所述尾气第一加热通道的出口端通过连接管线与尾气第二加热管道的入口端相连，所述尾气第二加热管道的出口端与富氮尾气输出管线相连；所述尾气分液罐底部的液体出口通过连接管线与回流泵的入口端相连，所述回流泵的出口端通过连接管线与脱氮塔的进料端相连。

进一步的，所述富氮尾气输出管线上设置有富氮尾气减压阀。