利用LNG冷能生產液體空分產品的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種利用LNG冷能生產液體空分產品的裝置，包括空氣壓縮凈化單元和空氣分離單元以及為空氣壓縮凈化單元提供冷量的LNG冷能利用單元等三個部分。本實用新型專利技術將LNG的低溫冷能用于空氣分離單元后，可使液體空分產品單位電耗大幅降低，同時還節省大量冷卻水，符合節能降耗、發展循環經濟的大趨勢，具有明顯的社會效益和經濟效益。空氣分離單元、LNG冷能利用單元分別置于冷箱I與冷箱II中，彼此獨立；液氮-氮換熱器中液氮壓力略低于氮氣側的壓力，從工藝和設備兩方面保證空分裝置的安全。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種空分裝置，特別是涉及一種利用LNG冷能生產液體空分產品的裝置。
技術介紹
天然氣是一種優質能源，具有熱值高、潔凈、燃燒污染小等特點，其主要成份是甲烷，為了便于運輸將其液化液化溫度一般在_150°C -161°C，成為液化天然氣LNG，輸送到目的地后為了利用又需將其汽化，汽化時會產生大量的冷量，通常的辦法是用海水加熱氣化升溫后送入輸氣管線。如果不回收利用將是極大的浪費。目前LNG冷能利用的方式有冷能發電、低溫粉碎舊輪胎、生產液氧、液氮、液氬的全液體空分裝置。根據低溫冷量盡可能低溫利用的原理，全液體空分裝置是LNG冷能利用最有效最合理的一種利用方式。·中國專利申請說明書CN 1873357A公開了一種回收液化天然氣冷能的空分系統，該專利申請的低溫氮壓機僅一段壓縮，進口溫度則-110°C 120°C，出口壓力3. O 3. 5MPa ;制冷循環中帶增壓透平膨脹機；進氣用冷氮氣冷卻；由于未充分利用LNG的冷能，加上該專利的精餾系統組織產品提取率較低，因而產品的單位能耗較高。中國專利申請說明書CNlO 10339IOA公開了一種集成空氣分離與液化天然氣冷量回收系統，該專利申請用常溫進氣低壓及中壓氮壓機，壓縮機軸功率高；該專利申請無乙二醇水溶液冷卻系統，原料空壓機軸功率較高。由于未充分利用LNG的冷能，因而產品的單位能耗較高。中國專利申請說明書CN1407303A公開了一種利用液化天然氣冷量的空氣分離裝置，該專利申請未說明使用何種氮壓機，無乙二醇水溶液冷卻系統，僅適用于小型空分設備。中國專利申請說明書CN101571340A公開了一種利用液化天然氣冷能的空分系統，該專利采用三段低溫進氣的循環氮壓機，采用乙二醇冷卻系統，但液氧產品的獲得主要是依靠低壓氧氣與LNG-氮換熱器中的高壓過冷液氮節流至低壓與其換熱，且循環高壓液氮的過冷的冷源之一為節流的低壓液氮，即循環低溫氮氣壓縮機中一段入口流量較大，導致低溫氮氣壓縮機軸功率較高。中國專利申請說明書CN 2766203Y公開了 “氣液分離器底部出口的液氮分兩路出去，一路經通氣閥連接空分裝置的下塔，作為下塔回流液參與下塔精餾，并將冷量帶入空氣分離系統”。這種冷量傳遞方式，如果LNG的壓力高于循環氮的壓力，LNG —旦泄露，就有可能通過液氮將碳氫化合物帶入空氣分離系統，帶來安全隱患。上述專利申請說明書均未涉LNG可能泄漏的措施，較易引發一些問題和意外。
技術實現思路
本技術為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種利用LNG冷能生產液體空分產品的裝置，該裝置將LNG的低溫冷能與空氣分離單元有機地結合起來，充分地利用了 LNG的冷能。本技術為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種利用LNG冷能生產液體空分產品的裝置，包括空氣壓縮凈化單元和空氣分離單元；所述空氣分離單元包括主換熱器、液氮-氮換熱器和精餾塔系統；所述精餾塔系統包括上塔、下塔和主冷凝蒸發器；所述主換熱器上設有與所述空氣壓縮凈化單元相通的原料空氣進口和出口，所述主換熱器的原料空氣出口與所述下塔連通；所述上塔頂部設有與所述主換熱器連通的低壓氮氣排出口 ；所述主換熱器設有循環壓力氮氣的進口和出口以及與上塔的低壓氮氣排出口連 通的低壓氮氣入口和低壓氮氣出口；所述空氣分離單元設有液氮和液氧產品出口 ；所述下塔頂部設有與所述液氮-氮換熱器連通的壓力氮氣出口，所述液氮-氮換熱器設有與所述下塔頂部的壓力氮氣出口相通的壓力氮氣入口和出口以及循環壓力液氮入口和循環壓力氮氣出口，所述液氮-氮換熱器的循環壓力氮氣出口與所述下塔頂部連通，所述液氮-氮換熱器的循環壓力氮氣出口與所述主換熱器的循環壓力氮氣的進口連通；所述主換熱器的循環壓力氮氣的出口與LNG-氮換熱器循環壓力氮氣低壓入口連通；所述LNG-氮換熱器設有所述循環壓力氮氣低壓入口、循環壓力氮氣低壓出口、循環壓力氮氣高壓入口、復熱循環壓力氮氣返流口、LNG入口、LNG中抽口、與用戶管網連通的LNG出口和高壓過冷液氮出口 ；所述LNG-氮換熱器的循環壓力氮氣低壓出口與低溫循環氮氣壓縮機組的氮氣入口連通，所述低溫循環氮氣壓縮機組還設有與所述LNG-氮換熱器的循環壓力氮氣高壓入口連通的循環壓力氮氣高壓出口；所述LNG-氮換熱器的LNG中抽口與LNG-冷卻劑換熱器的LNG入口連通，所述LNG-冷卻劑換熱器還設有與用戶管網連通的LNG出口、循環冷卻劑入口和循環冷卻劑出Π ；所述LNG-氮換熱器的高壓過冷液氮出口與氣液分離器入口連通；所述氣液分離器設有液氮出口和氣氮出口 ；所述氣液分離器的液氮出口上設有液氮產品抽口，并與所述液氮-氮換熱器的循環壓力液氮入口連通；所述氣液分離器的氣氮出口與所述LNG-氮換熱器的復熱循環壓力氮氣返流口連通，所述LNG-氮換熱器的復熱循環壓力氮氣返流口與所述低溫循環氮氣壓縮機組的氮氣入口連通。所述低溫循環氮氣壓縮機組包括兩臺，其中一臺為低溫低壓循環氮氣壓縮機，另一臺為低溫高壓循環氮氣壓縮機；所述LNG-氮換熱器還設有循環壓力氮氣中壓入口和循環壓力氮氣中壓出口；所述LNG-氮換熱器的循環壓力氮氣低壓出口與所述低溫低壓循環氮氣壓縮機的氮氣入口連通，所述低溫低壓循環氮氣壓縮機還設有與所述LNG-氮換熱器的循環壓力氮氣中壓入口連通的循環壓力氮氣中壓出口 ；所述LNG-氮換熱器的循環壓力氮氣中壓出口與所述低溫高壓循環氮氣壓縮機的氮氣入口連通，所述低溫高壓循環氮氣壓縮機還設有與所述LNG-氮換熱器的循環壓力氮氣高壓入口連通的循環壓力氮氣高壓出口。所述主冷凝蒸發器設有所述液氧產品出口 ；所述空氣分離單元還包括液氮液空過冷器，所述液氮液空過冷器上設有與所述上塔的低壓氮氣排出口連通的低壓氮氣入口和與所述主換熱器的低壓氮氣入口連通的低壓氮氣出口。該裝置還包括與所述精餾塔系統相連的制氬系統。所述下塔、所述上塔、所述主冷凝蒸發器、所述主換熱器、所述液氮液空過冷器、所述液氮-氮換熱器和所述制氬系統均置于冷箱I內。所述LNG-氮換熱器和所述氣液分離器均置于冷箱II內。本技術具有的優點和積極效果是將LNG的低溫冷能用于空氣分離單元后，可使液體空分產品單位電耗大幅降低，同時還節省大量冷卻水，符合節能降耗、發展循環經濟的大趨勢，具有明顯的社會效益和經濟效益。空氣分離單元、LNG冷能利用單元分別置于 冷箱I與冷箱II中,彼此獨立；液氮-氮換熱器中液氮壓力略低于氮氣側的壓力，從工藝和設備兩方面保證空分裝置的安全。附圖說明圖I是本技術的工作原理圖。圖中101、空氣過濾器，102、空壓機，103、純化器，104、再生加熱器，105、LNG-氮換熱器，106、主換熱器，107、液氮液空過冷器，108、液氮-氮換熱器，109、空壓機末冷器，110、空壓機中冷器，IlULNG-冷卻劑換熱器，112、下塔，113、主冷凝蒸發器，114、上塔，115、冷箱I，116、冷箱II，117、低溫低壓循環氮氣壓縮機，118、低溫高壓循環氮氣壓縮機，119、氣液分離器。具體實施方式為能進一步了解本技術的
技術實現思路
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下請參閱圖1，一種利用LNG冷能生產液體空分產品的裝置，包括空氣壓縮凈化單元和空氣分離單元，空氣分離單元包括主換熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用LNG冷能生產液體空分產品的裝置，包括空氣壓縮凈化單元和空氣分離單元；其特征在于，所述空氣分離單元包括主換熱器、液氮？氮換熱器和精餾塔系統；所述精餾塔系統包括上塔、下塔和主冷凝蒸發器；所述主換熱器上設有與所述空氣壓縮凈化單元相通的原料空氣進口和出口，所述主換熱器的原料空氣出口與所述下塔連通；所述上塔頂部設有與所述主換熱器連通的低壓氮氣排出口；所述主換熱器設有循環壓力氮氣的進口和出口以及與上塔的低壓氮氣排出口連通的低壓氮氣入口和低壓氮氣出口；所述空氣分離單元設有液氮和液氧產品出口；所述下塔頂部設有與所述液氮？氮換熱器連通的壓力氮氣出口，所述液氮？氮換熱器設有與所述下塔頂部的壓力氮氣出口相通的壓力氮氣入口和出口以及循環壓力液氮入口和循環壓力氮氣出口，所述液氮？氮換熱器的循環壓力氮氣出口與所述下塔頂部連通，所述液氮？氮換熱器的循環壓力氮氣出口與所述主換熱器的循環壓力氮氣的進口連通；所述主換熱器的循環壓力氮氣的出口與LNG？氮換熱器循環壓力氮氣低壓入口連通；所述LNG？氮換熱器設有所述循環壓力氮氣低壓入口、循環壓力氮氣低壓出口、循環壓力氮氣高壓入口、復熱循環壓力氮氣返流口、LNG入口、LNG中抽口、與用戶管網連通的LNG出口和高壓過冷液氮出口；所述LNG？氮換熱器的循環壓力氮氣低壓出口與低溫循環氮氣壓縮機組的氮氣入口連通，所述低溫循環氮氣壓縮機組還設有與所述LNG？氮換熱器的循環壓力氮氣高壓入口連通的循環壓力氮氣高壓出口；所述LNG？氮換熱器的LNG中抽口與LNG？冷卻劑換熱器的LNG入口連通，所述LNG？冷卻劑換熱器還設有與用戶管網連通的LNG出口、循環冷卻劑入口和循環冷卻劑出口；所述LNG？氮換熱器的高壓過冷液氮出口與氣液分離器入口連通；所述氣液分離器設有液氮出口和氣氮出口；所述氣液分離器的液氮出口上設有液氮產品抽口，并與所述液氮？氮換熱器的循環壓力液氮入口連通；所述氣液分離器的氣氮出口與所述LNG？氮換熱器的復熱循環壓力氮氣返流口連通，所述LNG？氮換熱器的復熱循環壓力氮氣返流口與所述低溫循環氮氣壓縮機組的氮氣入口連通。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：江克忠，楊學軍，鄭小平，劉景武，馬源，
申請(專利權)人：中國海洋石油總公司，中海油能源發展股份有限公司，開封空分集團有限公司，
類型：實用新型
國別省市：