帶丙烯預冷的混合制冷循環系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種帶丙烯預冷的混合制冷循環系統，在傳統單混合冷劑制冷循環工藝的基礎上，增加了一套主要包括丙烯壓縮機和丙烯蒸發式換熱器的預冷系統，將天然氣及混合冷劑預冷至-37℃～-42℃，帶丙烯預冷的混合冷劑制冷工藝相比單循環混合冷劑具有如下優點：分段制冷效率更高，節省能耗10%以上；有利于關鍵設備的國產化和液化裝置的大型化；單臺壓縮機功率顯著降低，對電網的要求降低；可實現裝置變工況操作及環境變化時的靈活操作；與傳統雙循環混合冷劑制冷工藝相比：丙烯壓縮機對單組份介質的適應性強；與帶丙烷預冷的混合冷劑制冷工藝相比：國產丙烯壓縮機成熟可靠，造價低、制造工期短，使得本實用新型專利技術的工程總投資大幅下降。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種天然氣液化系統，尤其是涉及一種帶丙烯預冷的混合制冷循環系統。
技術介紹
隨著經濟和科學技術的發展，人們環境保護意識的不斷加強，天然氣作為清潔能源、重要的車船燃料得到越來越廣泛的利用。液化天然氣(LNG)的體積只有同量氣體體積的1/625，因而其液化后，可降低儲存和運輸成本，且可以提高單位體積的燃值。自上世紀以來，各種不同型式的液化工藝流程得到應用，液化天然氣加工成本中電費占生產中成本70%以上。因而降低液化能耗是液化技術發展的必然趨勢。
技術實現思路
本技術克服了現有技術中的缺點，提供了一種帶丙烯預冷的混合制冷循環系統，結合了傳統的帶丙烷預冷的混合冷劑制冷循環エ藝優點，同時對預冷段和液化過冷段的換熱流程及冷劑配比上作了技術改進和創新，具有能耗低、變エ況能力強、關鍵設備能國產化、總投資低等特征。本技術的技術方案是一種帶丙烯預冷的混合制冷循環系統，丙烯壓縮機、丙烯冷凝器、丙烯凝液罐、ー級J-T閥、高壓丙烯蒸發器、中壓丙烯蒸發器、低壓丙烯蒸發器、低低壓丙烯蒸發器、混合冷劑分離器依次連接；所述混合冷劑分離器的液相出口、冷劑換熱器、五級J-T閥、冷劑換熱器依次連接；所述混合冷劑分離器的氣相出口、冷劑換熱器、六級J-T閥、冷劑換熱器依次連接；所述冷劑換熱器、混合冷劑壓縮機、冷劑壓縮機出ロ冷卻器、高壓丙烯蒸發器依次連接；所述高壓丙烯蒸發器、中壓丙烯蒸發器、低壓丙烯蒸發器、低低壓丙烯蒸發器的丙烯蒸發出ロ均分別與丙烯壓縮機連接；所述高壓丙烯蒸發器的液態丙烯出ロ通過ニ級J-T閥與中壓丙烯蒸發器的液態丙烯進ロ相連，中壓丙烯蒸發器的液態丙烯出ロ通過三級J-T閥與低壓丙烯蒸發器的液態丙烯進ロ相連，低壓丙烯蒸發器的液態丙烯出ロ通過四級J-T閥與低低壓丙烯蒸發器的液態丙烯進ロ相連。與現有技術相比，本技術的優點是I、本技術在傳統單混合冷劑制冷循環エ藝(MRC)的基礎上，増加了一套預冷系統(主要包括丙烯壓縮機和丙烯蒸發式換熱器)，將天然氣及混合冷劑預冷至-37°C _42°C，帶丙烯預冷的混合冷劑制冷エ藝相比單循環混合冷劑具有如下優點I)分段制冷效率更高，節省能耗10%以上；2)主低溫換熱器、冷劑壓縮機由一臺改為兩臺，有利于關鍵設備的國產化和液化裝置的大型化；3)帶丙烯預冷的混合冷劑制冷天然氣液化流程，單臺壓縮機功率顯著降低，對電網的要求降低；4)丙烯壓縮機采用變頻調速，可實現裝置變エ況操作及環境變化時的靈活操作。2、與傳統雙循環混合冷劑制冷エ藝相比丙烯預冷系統為單組分介質，分子量不變，丙烯壓縮機對單組份介質的適應性強，而傳統的預冷段混合冷劑壓縮機，在變エ況操作的情況下，隨著混合冷劑的配比復雜變化，冷劑分子量變化范圍大，預冷段混合冷劑壓縮機對變エ況能力的適應性弱，易出現壓縮機震動、關鍵部件損壞等現象。3、與帶丙烷預冷的混合冷劑制冷エ藝相比國產丙烯壓縮機成熟可靠，造價低、制造エ期短，使得本技術的工程總投資大幅下降。附圖說明本技術將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖I是本技術的系統原理示意圖。具體實施方式一種帶丙烯預冷的混合制冷循環系統，如圖I所示，包括丙烯壓縮機I、混合冷劑壓縮機2、高壓丙烯蒸發器3、中壓丙烯蒸發器4、低壓丙烯蒸發器5、低低壓丙烯蒸發器6、冷劑換熱器7、丙烯冷凝器8、冷劑壓縮機出ロ冷卻器9、冷劑壓縮機級間冷卻器10、丙烯凝液罐11、混合冷劑分離器12、ー級J-T閥13、ニ級J-T閥14、三級J-T閥15、四級J-T閥16、五級J-T閥17、六級J-T閥18，其中高壓丙烯蒸發器3、中壓丙烯蒸發器4、低壓丙烯蒸發器5、低低壓丙烯蒸發器6、冷劑換熱器7依次連接，構成天然氣液化系統。丙烯壓縮機I、丙烯冷凝器8、丙烯凝液罐11、ー級J-T閥13、高壓丙烯蒸發器3、中壓丙烯蒸發器4、低壓丙烯蒸發器5、低低壓丙烯蒸發器6、混合冷劑分離器12依次連接，混合冷劑分離器12的液相出ロ、冷劑換熱器7、五級J-T閥17、冷劑換熱器7依次連接，為液化段提供冷量；混合冷劑分離器12的氣相出口、冷劑換熱器7、六級J-T閥18、冷劑換熱器7依次連接，為液化段和過冷段提供冷量；冷劑換熱器7、混合冷劑壓縮機2、冷劑壓縮機出ロ冷卻器9、高壓丙烯蒸發器3依次連接。所述混合冷劑壓縮機2為兩級壓縮，在兩級壓縮之間設置有冷劑壓縮機級間冷卻器10，混合冷劑經混合冷劑壓縮機2后，再經過冷劑壓縮機出ロ冷卻器9進入高壓丙烯蒸發器3進行循環。高壓丙烯蒸發器3、中壓丙烯蒸發器4、低壓丙烯蒸發器5、低低壓丙烯蒸發器6的丙烯蒸發出口均分別與丙烯壓縮機I連接；高壓丙烯蒸發器3的液態丙烯出ロ通過ニ級J-T閥14與中壓丙烯蒸發器4的液態丙烯進ロ相連，中壓丙烯蒸發器4的液態丙烯出ロ通過三級J-T閥15與低壓丙烯蒸發器5的液態丙烯進ロ相連，低壓丙烯蒸發器5的液態丙烯出ロ通過四級J-T閥16與低低壓丙烯蒸發器6的液態丙烯進ロ相連。權利要求1.一種帶丙烯預冷的混合制冷循環系統，其特征在于丙烯壓縮機、丙烯冷凝器、丙烯凝液罐、ー級J-T閥、高壓丙烯蒸發器、中壓丙烯蒸發器、低壓丙烯蒸發器、低低壓丙烯蒸發器、混合冷劑分離器依次連接；所述混合冷劑分離器的液相出口、冷劑換熱器、五級J-T閥、冷劑換熱器依次連接；所述混合冷劑分離器的氣相出口、冷劑換熱器、六級J-T閥、冷劑換熱器依次連接；所述冷劑換熱器、混合冷劑壓縮機、冷劑壓縮機出ロ冷卻器、高壓丙烯蒸發器依次連接；所述高壓丙烯蒸發器、中壓丙烯蒸發器、低壓丙烯蒸發器、低低壓丙烯蒸發器的丙烯蒸發出ロ均分別與丙烯壓縮機連接；所述高壓丙烯蒸發器的液態丙烯出ロ通過ニ級J-T閥與中壓丙烯蒸發器的液態丙烯進ロ相連，中壓丙烯蒸發器的液態丙烯出ロ通過三級J-T閥與低壓丙烯蒸發器的液態丙烯進ロ相連，低壓丙烯蒸發器的液態丙烯出ロ通過四級J-T閥與低低壓丙烯蒸發器的液態丙烯進ロ相連。2.根據權利要求I所述的帶丙烯預冷的混合制冷循環系統，其特征在于所述混合冷劑壓縮機為兩級壓縮，在兩級壓縮之間設置有冷劑壓縮機級間冷卻器。專利摘要本技術公開了一種帶丙烯預冷的混合制冷循環系統，在傳統單混合冷劑制冷循環工藝的基礎上，增加了一套主要包括丙烯壓縮機和丙烯蒸發式換熱器的預冷系統，將天然氣及混合冷劑預冷至-37℃～-42℃，帶丙烯預冷的混合冷劑制冷工藝相比單循環混合冷劑具有如下優點分段制冷效率更高，節省能耗10%以上；有利于關鍵設備的國產化和液化裝置的大型化；單臺壓縮機功率顯著降低，對電網的要求降低；可實現裝置變工況操作及環境變化時的靈活操作；與傳統雙循環混合冷劑制冷工藝相比丙烯壓縮機對單組份介質的適應性強；與帶丙烷預冷的混合冷劑制冷工藝相比國產丙烯壓縮機成熟可靠，造價低、制造工期短，使得本技術的工程總投資大幅下降。文檔編號F25B5/04GK202630497SQ20122018129公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日專利技術者陳運強, 劉家洪, 孫林, 蒲黎明, 宋德琦, 龍增兵, 宋光紅, 汪宏偉, 郭成華, 陸永康, 諶天兵, 胡益武, 冼祥發, 胡平, 鄭穎, 李龍, 劉慧敏, 廖勇, 仲文旭, 田廣新, 法玉曉, 劉紅清 申請人:中國石油集團工程設計有限責任公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶丙烯預冷的混合制冷循環系統，其特征在于：丙烯壓縮機、丙烯冷凝器、丙烯凝液罐、一級J？T閥、高壓丙烯蒸發器、中壓丙烯蒸發器、低壓丙烯蒸發器、低低壓丙烯蒸發器、混合冷劑分離器依次連接；所述混合冷劑分離器的液相出口、冷劑換熱器、五級J？T閥、冷劑換熱器依次連接；所述混合冷劑分離器的氣相出口、冷劑換熱器、六級J？T閥、冷劑換熱器依次連接；所述冷劑換熱器、混合冷劑壓縮機、冷劑壓縮機出口冷卻器、高壓丙烯蒸發器依次連接；所述高壓丙烯蒸發器、中壓丙烯蒸發器、低壓丙烯蒸發器、低低壓丙烯蒸發器的丙烯蒸發出口均分別與丙烯壓縮機連接；所述高壓丙烯蒸發器的液態丙烯出口通過二級J？T閥與中壓丙烯蒸發器的液態丙烯進口相連，中壓丙烯蒸發器的液態丙烯出口通過三級J？T閥與低壓丙烯蒸發器的液態丙烯進口相連，低壓丙烯蒸發器的液態丙烯出口通過四級J？T閥與低低壓丙烯蒸發器的液態丙烯進口相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳運強，劉家洪，孫林，蒲黎明，宋德琦，龍增兵，宋光紅，汪宏偉，郭成華，陸永康，諶天兵，胡益武，冼祥發，胡平，鄭穎，李龍，劉慧敏，廖勇，仲文旭，田廣新，法玉曉，劉紅清，
申請(專利權)人：中國石油集團工程設計有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：