本發明專利技術涉及一種單循環混合冷劑壓縮與輸送的方法和系統。本發明專利技術的方法將混合冷劑進行壓縮機一段壓縮和冷卻，再進入二段和三段進行連續壓縮，之后分兩步冷卻混合冷劑并在最后一步冷卻時形成氣液兩相，最終靠壓差送入冷箱系統。該方法避免了壓縮機段間出現混合冷劑凝液。基于此原理本發明專利技術還提供了一種單循環混合冷劑壓縮和輸送的系統，包括混合冷劑壓縮機入口緩沖罐1、混合冷劑壓縮機2、混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器4、混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐3、混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5、混合冷劑壓縮機出口冷卻器7、冷箱入口分離罐6。與傳統工藝相比，本發明專利技術節省了兩臺冷劑泵、一臺冷卻器和一臺緩沖罐。本發明專利技術技術簡便，投資省，易于操作。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及液化天然氣生產領域，特別涉及一種單循環混合冷劑壓縮與輸送的方法和系統。
技術介紹
天然氣作為優質、高效的清潔燃料在能源和交通等領域正得到日益廣泛的發展和利用。而開發利用天然氣的首要問題是其液化和儲存。近年來液化天然氣產業在中國得到迅猛的發展，越來越多的液化天然氣裝置建成投產，其中，采用單循環混合冷劑制冷的工藝占到80%以上。 單循環單循環混合冷劑制冷工藝中的混合冷劑一般由氮氣、甲烷、乙烯或乙烷二者之一、丙烷或丙烯二者之一、丁烷和戊烷組成。一般需經壓縮機加壓并經過冷卻后送至冷箱提供冷量，負熱后的混合冷劑返回壓縮機進入下一個制冷循環。目前廣泛采用的混合冷劑壓縮工藝為Air Product公司在2012年在西安召開的2012LNG產業技術發展國際論壇上公開展示的單循環混合冷劑工藝，流程如圖1所示，該工藝也為BLACK&VEATCH公司所采用。由于該工藝所采用的混合冷劑中丁烷和戊烷含量大，在20%以上，因而該工藝操作過程中會產生液態的混合冷劑，為防止損壞壓縮機，工藝上不允許液相冷劑進入壓縮機，從而在經每一段壓縮后進入壓縮機之前均設置了緩沖罐用于分離液相的混合冷劑，并因此設置了一段和二段混合冷劑泵用于輸送液態的混合冷劑。然而，在操作條件下混合冷劑泵入口端的液態混合冷劑處于飽和狀態，從而對混合冷劑泵的吸入凈壓頭有較高的要求，而且兩臺泵的進出口壓差可達2.0 4.0MPa，揚程大，同時對混合冷劑泵的軸封也提出很高的要求。這使得已投產的單循環混合冷劑制冷流程中混合冷劑泵的軸封經常損壞(通常三個月需要更換)，造成了設備管理工作較為繁瑣。如備用的軸封及其他部件供應不及時，工廠存在停車的風險。造成裝置開工率不足，直接影響了工廠的經濟效益。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服現有技術的不足，提高制冷循環工藝操作的簡便性以及連續運行的可靠性，增加經濟效益；從而提供一種操作簡便、可靠性高及經濟性好的單循環混合冷劑壓縮與輸送的工藝和系統。本專利技術首先提供了一種單循環混合冷劑壓縮與輸送的方法，該方法由以下步驟組成:(I)來自冷箱的混合冷劑I首先進入混合冷劑壓縮機入口緩沖罐1，經其頂部出口進入混合冷劑壓縮機2的一段進行壓縮，得到混合冷劑II ；(2)混合冷劑II進入混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器4進行冷卻，得到混合冷劑III，然后經混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐3進入混合冷劑壓縮機2的二段進行壓縮；(3)步驟(2)得到的混合冷劑直接進入混合冷劑壓縮機2的三段進行壓縮，得到混合冷劑IV ；(4)混合冷劑IV進入混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5進行冷卻，得到混合冷劑V；(5)混合冷劑V繼續進入混合冷劑壓縮機出口冷卻器7進行冷卻，得到混合冷劑VI ；(6)混合冷劑VI進入冷箱入口分離罐6，氣相的混合冷劑VII經其頂部出口進入冷箱系統制冷，液相的混合冷劑VIII經其底部出口進入進入冷箱系統制冷，完成制冷后再次返回步驟(I)。上述的技術方案中，步驟⑴中混合冷劑I為氣相，壓力為0.2 0.8MPa，溫度為20 45°C。上述的技術方案中，步驟(I)中混合冷劑I由氮氣、甲烷、乙烯或乙烷、丙烷或丙烯、丁烷和戊烷組成，其中丁烷和戊烷的含量之和不大于20%摩爾比。上述的技術方案中，步驟⑴得到的混合冷劑II的壓力為0.8 2.0MPa，溫度為60 100。。。上述的技術方案中，步驟⑵中混合冷劑III為氣相，壓力為0.8 2.0MPa，溫度為 25 50°C。上述的技術方案中，步驟(3)得到的混合冷劑IV為氣相，壓力為3.0 5.0MPaJ^度為90 140°C。上述的技術方案中，步驟(4)得到的混合冷劑V為氣相，壓力為3.0 5.0MPaJ^度為65 100°C。 上述的技術方案中，步驟(4)得到的混合冷劑VI為氣、液兩相，壓力為3.0 5.0MPa，溫度為 25 50。。。本專利技術還提供了一種單循環混合冷劑壓縮與輸送的系統，包括:混合冷劑壓縮機入口緩沖罐1、混合冷劑壓縮機2、混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器4、混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐3、混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5、混合冷劑壓縮機出口冷卻器7、冷箱入口分離罐6，其中混合冷劑壓縮機入口緩沖罐I與混合冷劑壓縮機2的一段入口連接，混合冷劑壓縮機2的一段出口與混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器4和混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐3依次連接，之后與混合冷劑壓縮機2的二段入口連接，混合冷劑壓縮機2三段出口依次連接混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5、混合冷劑壓縮機出口冷卻器7和冷箱入口分離罐6。上述的混合冷劑壓縮機2的二段出口直接與其三段入口相連。上述的混合冷劑壓縮機2的防喘振線從混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5和混合冷劑壓縮機出口冷卻器7之間引出而與混合冷劑壓縮機入口緩沖罐I的入口相連接。上述的混合冷劑壓縮機2的型式為往復式、離心式或螺桿式。上述的混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器4、混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5和混合冷劑壓縮機出口冷卻器7為管殼式換熱器或者空冷器。本專利技術的優點和積極作用在于:(I)采用的混合冷劑壓縮機2的二段出口與其三段入口直接相連的方式，避免了兩臺混合冷劑泵、一臺混合冷劑壓縮機二段出口冷卻器和一臺三段入口緩沖罐的設置，減少了設備投資，降低了生產成本。(2)所采用的單循環混合冷劑的壓縮與輸送方法，操作過程中壓縮機段間無液相形成，從而保證了系統運行的穩定性和可靠性，增加工藝系統的開工率，從產生明顯的經濟效益。附圖說明圖1為傳統的單循環混合冷劑壓縮與輸送流程；圖2為本專利技術的單循環混合冷劑壓縮與輸送流程。上述兩圖中的代號含義如下:I:混合冷劑壓縮機入口緩沖罐；2:混合冷劑壓縮機；3:混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐； 4:混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器；5:混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器；6:冷箱入口分離罐；7:混合冷劑壓縮機出口冷卻器；8:混合冷劑壓縮機三段入口緩沖器；9:混合冷劑壓縮機二段出口冷卻器；10: 一段混合冷劑泵；11: 二段混合冷劑泵；具體實施例方式以下結合實施例和附圖對本專利技術做詳細地說明實施例1本實施例的具體工藝流程請參見圖2。一種單循環混合冷劑的壓縮與輸送系統，包括:混合冷劑壓縮機入口緩沖罐1、混合冷劑壓縮機2、混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器4、混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐3、混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5、混合冷劑壓縮機出口冷卻器7、冷箱入口分離罐6，其中:來自冷箱的低壓混合冷劑管線與混合冷劑壓縮機入口緩沖罐I的入口連接，混合冷劑壓縮機入口緩沖罐的氣相出口與混合冷劑壓縮機2的一段入口連接，混合冷劑壓縮機2的一段出口與混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器4和混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐3依次連接，之后與混合冷劑壓縮機2的二段入口連接，上述的混合冷劑壓縮機2的二段出口直接與其三段入口相連，混合冷劑壓縮機2三段出口依次連接混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5、混合冷劑壓縮機出口冷卻器7和冷箱入口分離罐6 ;混合冷劑壓縮機2的防喘振線從混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器5和混合冷劑壓縮機出口冷卻器7之間引出而與混合冷劑壓縮機入口緩沖罐I的入口相連接；冷箱入口分離罐6的氣相出口和液相出口分別將混合冷劑的氣相和液相送入冷箱，構成單循環混合冷劑的壓縮與輸送系統。將來自冷箱的的混合冷劑送入單循環混合冷劑的壓縮與輸送本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種單循環混合冷劑壓縮與輸送的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1)來自冷箱的混合冷劑I首先進入混合冷劑壓縮機入口緩沖罐1，經其頂部出口進入混合冷劑壓縮機(2)的一段進行壓縮，得到混合冷劑II；(2)混合冷劑II進入混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器(4)進行冷卻，得到混合冷劑III，然后經混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐(3)進入混合冷劑壓縮機(2)的二段進行壓縮；(3)步驟(2)得到的混合冷劑直接進入混合冷劑壓縮機(2)的三段進行壓縮，得到混合冷劑IV；(4)混合冷劑IV進入混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器(5)進行冷卻，得到混合冷劑V；(5)混合冷劑V繼續進入混合冷劑壓縮機出口冷卻器(7)進行冷卻，得到混合冷劑VI；(6)混合冷劑VI進入冷箱入口分離罐(6)，氣相的混合冷劑VII經其頂部出口進入冷箱系統制冷，液相的混合冷劑VIII經其底部出口進入進入冷箱系統制冷，完成制冷后再次返回步驟(1)。
【技術特征摘要】
1.一種單循環混合冷劑壓縮與輸送的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)來自冷箱的混合冷劑I首先進入混合冷劑壓縮機入口緩沖罐I，經其頂部出口進入混合冷劑壓縮機(2)的一段進行壓縮，得到混合冷劑II ； (2)混合冷劑II進入混合冷劑壓縮機一段出口冷卻器(4)進行冷卻，得到混合冷劑III，然后經混合冷劑壓縮機二段入口緩沖罐(3)進入混合冷劑壓縮機(2)的二段進行壓縮； (3)步驟(2)得到的混合冷劑直接進入混合冷劑壓縮機(2)的三段進行壓縮，得到混合冷劑IV ; (4)混合冷劑IV進入混合冷劑壓縮機三段出口冷卻器(5)進行冷卻，得到混合冷劑V; (5)混合冷劑V繼續進入混合冷劑壓縮機出口冷卻器(7)進行冷卻，得到混合冷劑VI； (6)混合冷劑VI進入冷箱入口分離罐￠)，氣相的混合冷劑VII經其頂部出口進入冷箱系統制冷，液相的混合冷劑VIII經其底部出口進入進入冷箱系統制冷，完成制冷后再次返回步驟(I)。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中混合冷劑I為氣相，壓力為0.2 0.8MPa，溫度為 20 45°C。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)中混合冷劑I由氮氣、甲烷、乙烯或乙烷、丙烷或丙烯、丁烷和戊烷組成，其中丁烷和戊烷的含量之和不大于20%摩爾比。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)得到的混合冷劑II的壓力為 0.4 2.0MPa，溫度為 60 100。。。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中混合冷劑III為氣相，壓力為0.4 2.0MPa，溫度為 25 50°C。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)得到的混合冷劑IV為氣相，壓力為3.0 5.0MPa，溫度為90 140°C。7.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張會軍，王道廣，王英軍，趙樹魁，
申請(專利權)人：北京安珂羅工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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