丙烷預冷天然氣膨脹液化流程

丙烷預冷天然氣膨脹液化流程是天然氣膨脹液化流程的一種。液化流程之前利用丙烷預冷循環預冷天然氣和製冷劑，這樣可以減少換熱器的傳熱溫差，降低流程的㶲損，從而降低液化流程的比功耗。預冷後的溫度越低，液化過程的能耗也越低。

基本介紹

• 中文名：丙烷預冷天然氣膨脹液化流程
• 外文名：propane precooling natural gas expansion cycle
• 領域：天然氣液化流程
• 技術要點：丙烷預冷循環預冷
• 優點：降低液化過程的能耗
• 原理：減少傳熱溫差，降低流程㶲損

天然氣膨脹液化流程

利用原料氣管道中的高壓天然氣，在製冷循環膨脹機中等熵膨脹，獲得的低溫冷量用於液化另一股天然氣，這被稱為天然氣膨脹機製冷循環。等熵膨脹後的天然氣最後送入低壓管網。

天然氣膨脹液化流程圖

圖示為典型的人然氣膨脹液化流程。原料氣壓力為4.0MPa，對應的液化溫度約為180K。原料氣脫水後分為兩股，約80%進入製冷支路，20%作為待液化氣體經進一步純化後進入冷箱。

製冷支路中的天然氣.在換熱器中被冷卻到膨脹機進口溫度，經分離器分離出冷凝物後，氣相部分進入渦輪膨脹機，膨脹到約1.3MPa，然後進人換熱器加熱至室溫，最後由增壓機送入管網。

渦輪膨脹機後的溫度設計為170-180K。這一方面是為在預處理中節省脫除CO₂的裝置，因為摩爾含量為1%的CO₂會在170K以下結品，從而堵塞製冷迴路;另一方面也是為防止製冷迴路中天然氣出現較多的氣體液化。

原料氣經過脫水器1脫水後，部分進入脫CO₂塔2脫除CO₂二這部分天然氣脫除CO₂後，經換熱器5-7及過冷器8後液化，部分節流後進入儲槽9儲存，另一部分節流後為換熱器5-7及過冷器8提供冷量。儲槽9中自蒸發的氣體首先為換熱器5提供冷量，再進入返回氣從縮機4，壓縮並冷卻後與未進脫CO₂塔的原料氣混合，進換熱器5冷卻後，進入膨脹機10降溫，為換熱器5-7提供冷量。

優缺點

天然氣膨脹液化流程最突出的優點是它幾乎不消耗動力，並且只需對液化的那股天然氣著重脫除雜質，因而預處理氣量可大為減少(約占氣量的20%-35%)。這種流程的缺點是循環氣量大，對下游恰網的影響大，天然氣的液化率較低10%一15%左右);此外，膨脹機的工作受原料氣的壓力和組分變化的影響也較大，為了保證系統的液化率不小於15%，原料氣的初壓必須大於3-3.5MPa。

實例套用

20世紀90年代中期，長慶石油勘探局建立一座示範性小型LNG工程，日處理量為3X104m3 ,採用氣波制冷機和渦輪膨脹聯合進行低溫製冷，進氣壓力為4.1MPa,見圖4-16。
高凡原料氣經氨蒸發器1、預冷器2冷卻，一部分氣體進入氣波制冷機6和渦輪膨脹機7膨脹降溫，與返流氣混合，為預冷器3、預冷器2、預冷器10提供冷量;另一部分氣體經預冷器3、4冷卻井節流後進入分離器5進行氣液分離，氣相返流冷量回收，液相進入LNG儲罐15。
膨脹機具有較高的等熵效率及膨脹功可回收的優點。因此越來越受到液化能力較小的調峰型LNG工廠的青睞。但山於靠壓差通過膨脹機來製冷，所以壓縮機需要消耗較多的功來增壓氣體、以上兩個工程都是採用天然氣膨脹液化流程，省去了專門生產、運輸、儲存製冷劑的費用，但不能獲得像氮氣膨脹液化流程那樣低的溫度、循環氣量大、液化率低，膨脹機的工作性能受原料氣壓.力和組成變化的影響較大，對系統的安個性要求較高。

長慶LNG工藝流程示意圖