国内外两种高含氮天然气液化工艺的对比分析.pdf

第31卷第1期 加 工利用 国内外两种高含氮天然气液化工艺的对比分析 商丽娟 郭方飞 曲顺利 姚云 中海油山东化学工程有限责任公司 商丽娟等．国内外两种高含氮天然气液化工艺的对比分析．天然气工业，2011，31(1)：93—95． 摘 要 为选择高效优化的高含氮天然气液化工艺，介绍了国内外两种典型的高含氮天然气液化工艺——国外常 用的涡流管制冷器液化工艺和国内常用的膨胀机膨胀制冷液化工艺，通过模拟计算对其优缺点进行了分析对比。结果 表明：涡流管制冷器液化工艺技术先进、工艺简单、操作弹性好，但是针对含氮量较高的天然气，其液化能耗较高、脱氮效 果较差、甲烷回收率较低；膨胀机膨胀制冷液化工艺的优点是能耗相对低、脱氮效率高、甲烷回收率高，缺点是操作弹性 较差。以某一含氮量较高的天然气作为原料。从液化单元功耗、脱氮率、甲烷回收率、投资成本等方面对两种液化工艺参 数进行了比较，结论认为在针对高含氮量天然气进行液化时，膨胀机膨胀制冷液化工艺具有较大的优势。 关键词 天然气 液化 脱氮 甲烷回收率 D()1：10．3787／j．issn．1000—0976．2011．01．022 天然气液化处理能够实现天然气的便捷运输，有 到主换热器与混合气交换热量，冷却混合气；另一股作 效回收边缘天然气。天然气主要成分是烃类，但是国 为分离器2的热源输入(相当于再沸器)，经冷却冷凝后 内外很多含油气盆地产出的天然气中含氮量较高。当 进入分离器3，液相作为分离器2的冷源，气相则为含氮 天然气中含氮量较高时，不仅热值低、集输过程中能耗 量较高的氮甲烷混合气，到换热器复热后排放作为他用 大，而且不能直接用作某些化工原料和汽车燃料。因 (比如燃料)。分离器1的液相进入分离器2，进一步与 此脱除其中的氮气，是提高天然气综合利用价值的重 涡流制冷器出口的混合物在分离器2中进行气液分离， 要途径。目前，普遍应用的脱除天然气中氮气的方法 液相作为液化天然气(LNG)，送往LNG储罐，气相被卷 是深冷脱氮一1。31，国外主要采用俄罗斯涡流管制冷器液 化工艺，国内主要采用膨胀机膨胀制冷工艺。 进涡流管制冷器2。该工艺过程简单，液化操作弹性好。 1．2膨胀机膨胀制冷液化工艺 1 高含氮天然气的液化工艺 膨胀机膨胀制冷液化工艺通常是将制冷剂压缩 1．1涡流管制冷器液化工艺 后，经过膨胀机膨胀至低温，提供天然气预冷、冷凝、过． 涡流管制冷器液化工艺主要采用了俄罗斯专利设 冷的冷量，从而使天然气得以液化=『s-lz．]，其工艺流程如 备涡流管进行制冷[4]，其流程如图1所示。进入液化单 图2所示。 元的原料净化气先经过压缩机压缩到约20MPa，与经 制冷剂经压缩机压缩到1．5MPa左右，再经膨胀 过压缩的循环气(20MPa)混合进人预冷换热器，利用预 机增压端继续增压、冷却器冷却后(40℃)进入冷箱， 冷系统提供的冷量，将混合气预冷到约--20℃，再进入在冷箱中经过预冷，一部分制冷剂进入膨胀机膨胀做 主换热器，利用循环气的冷量，将混合气的温度降至 功，降温降压，进入主换热器作为主要的冷源，另一部 --80℃左右，其中一股通过涡流管制冷器降压后进人分制冷剂在主换热器中过冷后经过节流降温，作为精 分离器1，另一股通过涡流管制冷器降压后进入分离器 馏脱氮塔上部冷却器的冷源，产生回流液。 2。分离器1的气相分为两部分：一部分作为循环气回 原料净化天然气进入预冷换热器预冷，之后作为 号。电话：(0531—mail：shan9506@sohu．corn 万方数据 田I 幂藏臂■净∞准化I艺*∞