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CN102660341B - 利用天然气压力能部分液化天然气的工艺和装置 - Google Patents

利用天然气压力能部分液化天然气的工艺和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种利用天然气压力能部分液化天然气的工艺和装置，本发明的原理在于充分利用天然气调压站在调压过程中高压天然气自身的压力能，采用膨胀制冷工艺将得到的冷量用于管网中部分天然气的液化，使天然气的价值得到大幅提升；并通过设置循环气回路，消除了膨胀制冷工艺变工况适应性差的缺陷，显著提升了装置的变负荷适应能力；另外，装置以正常负荷运转时，单位产品的工作能耗近似为零，液化所需的能量全部来自高、低压管网之间的压力能。

Description

利用天然气压力能部分液化天然气的工艺和装置
技术领域
本发明涉及一种利用天然气压力能部分液化天然气的工艺和装置，利用天然气调压站在调压过程中高压天然气自身的压力能，使用膨胀制冷工艺将管网中的一部分天然气液化成为液化天然气，并且装置具有很好的变负荷适应能力。
背景技术
管输天然气一般以高压方式通过长输管道输送到城市中压管网，在供给到终端用户前通常需要通过调压设备进行降压处理，以便天然气的压力能够与用气设施匹配。高压天然气内蕴含着巨大的压力能，在通过调压设备调压的过程中，这部分压力能往往被白白的浪费掉。另外，由于天然气急剧降压、降温，很容易对调压设备及管道设备的安全运行构成威胁。为了避免调压设备及管道设备过冷，消除降压过程中产生的温降，常常需要在调压过程中配置热水锅炉，并用部分天然气作为燃料气，对调压设备、管道设备以及主管路的天然气进行加热。这样不但白白浪费了压力能，还会消耗掉一部分天然气。如果将这部分压力能加以利用，不但可以获得可观的收益，也能降低天然气的损耗提高天然气的利用率。
利用高压天然气压力能，将压力能转换成热能、冷能等形式的能源，目前主要是通过膨胀机等装置来实现的，利用膨胀机回收压力能，通常其制冷效率可高达70～80％。但膨胀机的变工况适应性差，当入口气体流量变化较大时，将会显著影响膨胀机的制冷效率。
因此，有必要设计一种新的压力能利用流程以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种充分利用高压天然气能量并能提高装置的变负荷适应性的工艺。
根据本发明的一个方面，提供一种利用天然气压力能部分液化天然气的工艺，该工艺包括：
高压管网来的天然气首先进入脱水脱重烃系统，进行脱水脱重烃，使天然气常压露点降至≤-76℃，C6以上的重烃组分脱除至≤217ppm；脱水脱重烃系统以液化系统来的制冷气作为再生气，制冷气再生结束后去下游的中压管网；
出脱水脱重烃系统的天然气分为液化气路和制冷气路，液化气路进入脱碳系统，将其中的CO2脱除至≤70ppm；脱碳系统以液化系统来的闪蒸气作为再生气，闪蒸气再生结束后去下游的中压管网；经脱碳后的液化气路进入主换热器后被冷却至-85℃～-142℃后，经节流阀节流至0.3MPaG～0.6MPaG(压力单位MPaG为兆帕，表示表压)并进入气液分离器中分液(即气液分离操作中的液体分离)，气液分离器底部液相即为LNG，去LNG储罐储存，未液化的闪蒸气从气液分离器顶部返回主换热器复热，复热至常温后，去作为脱碳系统的再生气，完成再生工作之后去中压管网；
从脱水脱重烃系统来的制冷气路进入液化系统的主换热器后降温至-25℃～-55℃后出主换热器，进入高温膨胀机的膨胀端，膨胀后(例如温度降低至-60℃～-105℃)返回主换热器为主换热器提供冷量，同时自身复热至常温，然后去高温膨胀机的增压端增压，接着经第一冷却器冷却至常温后重新进入主换热器降温至-30℃～-70℃后，进入低温膨胀机的膨胀端膨胀降温(例如温度降低至-90℃～-145℃)，出膨胀端的气相然后返回主换热器提供冷量，同时自身复热至常温后进入低温膨胀机的增压端增压至约0.3MPaG～1.0MPaG后，经第二冷却器冷却至常温后出液化系统；
出液化系统的制冷气分为三路：第一路如上所述，去脱水脱重烃系统作为脱水脱重烃系统的再生气；第二路与前述脱水脱重烃系统完成再生的再生气及前述脱碳系统完成再生的再生气汇合后去中压管网；第三路作为循环气去循环气回路，经循环气压缩系统返回脱水脱重烃系统入口。
在优选实施方式中，脱水脱重烃采用变压吸附工艺流程，利用活性氧化铝、3A分子筛或4A分子筛、活性炭等中的一种或几种作为吸附剂，将原料气中的水及重烃吸附下来。
为了举例说明变压吸附工艺流程，这里参见图2，脱水脱重烃系统所采用的两塔变压吸附工艺的流程如下：
变压吸附工艺采用两塔并联模式，其中一台塔T1处于吸附过程而另一塔T2处于再生过程。以吸附塔T1为例，说明两塔变压吸附工艺流程如下：
a、吸附过程：原料气经阀V1A自吸附塔T1顶部进入正处于吸附状态的吸附塔T1。在吸附剂的选择吸附下，其中的待脱除组分(如水、重烃等，如该流程用于脱除二氧化碳，则为二氧化碳)等被吸附下来，未被吸附的气体从塔底经阀V5A出系统。当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段时，关掉该吸附塔T1的原料气进料阀V1A和原料气出口阀V5A，停止吸附，吸附床开始转入再生过程。
吸附塔T1的再生依次进行以下几个过程：卸压、加热、冷吹、升压过程。
b、卸压过程：吸附塔T1吸附过程结束后，打开阀V2A逆着吸附方向对吸附塔T1进行卸压，将压力降至足够低，以保证后序过程中再生气能顺利进入吸附塔T1中对其复合床层进行再生；同时也使部分被吸附的气体卸压释放出来，释放出来的气体经阀V2A后出系统。
c、加热过程：卸压过程结束后，打开阀V6、V4A，再生气经再生气加热器E1加热至一定温度(例如230～250℃)后，进入吸附塔T1进行加热，逆向吹扫吸附剂床层，使吸附在吸附剂上的杂质完全解吸出来，使T1中的吸附剂得到再生。
d、冷吹过程：当加热过程结束后，打开阀V7、V4A，关闭V6，再生气进入处于冷吹过程的吸附塔T1，逆向吹扫吸附剂床层，使床层温度降至一定温度(例如约40℃)；出吸附塔T1的再生气依次经阀V3A、再生气冷却器E2、分液罐T3，冷却、分液后出系统，冷吹过程结束。
e、升压过程：在冷吹过程结束后，打开阀V1A通入原料气对吸附塔T1进行升压。优选地，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用原料气将吸附塔压力升至吸附压力，以保证升压过程的平稳并减少升压过程中压力的波动对吸附塔产生的影响。
经这一过程后吸附塔T1便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，为下一次吸附做好了准备。吸附塔T2的吸附及再生过程与吸附塔T1完全相同，通过控制不同阀门的动作而实现，两塔轮流操作，达到连续净化气体的目的。
作为另一种实施方式，吸附塔T1的再生依次进行以下几个过程：卸压、加热、冷吹、卸压、升压过程。在升压过程开始之前，打开阀V2A逆着吸附方向进行卸压，将冷吹过程中存留在塔内的再生气充分释放出来，释放出来的气体经阀V2A后出系统。
当然，脱水脱重烃系统也可采用三塔变压吸附工艺。
在优选实施方式中，液化气路进入以13X分子筛为主要吸附剂的脱碳系统，采用变压吸附工艺流程，将其中的CO2脱除至≤70ppm，优选至≤50ppm，更优选至≤30ppm，进一步优选≤20ppm。用于脱碳的变压吸附工艺流程与前述脱水脱重烃的变压吸附工艺流程基本相同，只是所采用的吸附剂不同，并且用于脱碳的变压吸附工艺流程中可省去分液罐T3(不需要分液)。
另外，关于变压吸附工艺即PTSA工艺，不太优选地，也可参见中国专利号ZL200810044270.7。
在优选实施方式中，当下游用气量锐减(如夜间)时，为提高装置的变负荷适应能力，启动循环气压缩系统，使部分循环气增压并循环回系统入口，以保证装置在用气量锐减的情况下仍维持装置正常负荷，保持装置的稳定连续运行，同时降低了对中压管网的供气量。在优选实施方式中，循环气压缩机带有变频调节功能，可以灵活调节循环气量及对中压管网的供气量。
本发明的第二个方面提供一种利用天然气压力能部分液化天然气的装置，其特征在于，该装置包括脱水脱重烃系统、脱碳系统、液化系统及循环气压缩系统，
其中脱水脱重烃系统具有：一个原料气入口通道，一个气相出口通道，一个再生气入口通道，一个再生气出口通道，所述气相出口通道分为两个支路即液化气路和制冷气路，所述再生气出口通道与中压管网连接；
脱碳系统具有：与脱水脱重烃系统的所述气相出口通道的液化气路连接的一个气相入口通道，一个净化气出口通道，一个再生气入口通道，一个再生气出口通道，所述再生气出口通道与中压管网连接；
循环气压缩气系统包括：压缩装置，一个入口通道和一个出口通道；
其中液化系统包括：
一台主换热器，它包含至少六个换热通道：第一、第二、第三、第四、第五和第六换热通道，所述第一换热通道的一端和第二换热通道的一端分别与脱碳系统的净化气出口通道和再生气入口通道连接；
气液分离器，其入口端经由节流阀与所述主换热器的第一换热通道的另一端连接，所述气液分离器的气相端与主换热器的第二换热通道的另一端连接；
一台高温膨胀机，其包括一个膨胀端和一个增压端，所述膨胀端的入口通道和出口通道分别与所述主换热器的第三换热通道的一端、第四换热通道的一端连接；
一台低温膨胀机，其包括一个膨胀端和一个增压端，所述膨胀端的入口通道和出口通道与所述主换热器的第五换热通道的一端、第六换热通道的一端连接；
与所述高温膨胀机的增压端的出口通道连接的第一台冷却器，第一台冷却器的另一端与第五换热通道的另一端连接；
与所述低温膨胀机的增压端的出口通道连接的第二台冷却器，第二台冷却器的另一端经过管路分三路分别与所述脱水脱重烃系统的再生气入口通道、循环气压缩系统的入口通道和中压管网连接；
第三换热通道的另一端与脱水脱重烃系统的所述气相出口通道的制冷气路连接，第四换热通道的另一端与所述高温膨胀机的增压端的入口通道连接；
第六换热通道的另一端与所述低温膨胀机的增压端的入口通道连接；
循环气压缩系统的出口通道与脱水脱重烃系统的原料气入口通道连接。
在优选实施方式中，所述的脱水脱重烃系统采用变压吸附工艺流程，利用活性氧化铝、3A分子筛或4A分子筛、活性炭中的一种或几种作为吸附剂，脱除天然气中的水及重烃，使天然气常压露点降至≤-76℃，C6以上的重烃组分脱除至≤217ppm，优选至≤150ppm，更优选至≤120ppm，进一步优选≤80ppm，特别优选≤50ppm。
在优选实施方式中，所述脱碳系统采用变压吸附工艺流程，以13X分子筛为主要吸附剂的脱碳系统，将其中的CO2脱除至≤70ppm，优选至≤50ppm，更优选至≤30ppm，进一步优选≤20ppm。
在优选实施方式中，高压管网来的天然气经过脱水脱重烃系统后分为两路，一路是被液化的气体，称为液化气路，另一路绝大部分气体称为制冷气路。液化气路连接脱碳系统后，连接液化系统主换热器的第一气相通道的一端，第一气相通道的另一端连接节流阀后连接气液分离器，气液分离器顶部闪蒸气通道连接主换热器的第二气相通道后，去脱碳系统作为脱碳系统的再生气，再生气出口连接下游中压管网。
在优选实施方式中，制冷气路连接主换热器的第三换热通道后连接高温膨胀机的膨胀端，膨胀后气相进入主换热器的第四换热通道，所述膨胀后的气相为主换热器提供冷量；第四换热通道出口连接高温膨胀机的增压端的入口通道，增压端出口管道连接第一冷却器后连接主换热器的第五换热通道，通过第五换热通道的另一端连接低温膨胀机的膨胀端入口通道后，从膨胀端出口通道进入主换热器的第六换热通道为主换热器提供冷量；复热后的天然气经第六换热通道的另一端连接至低温膨胀机的增压端入口通道，增压端出口管道连接第二冷却器后分为三路：第一路为再生气管路，连接脱水脱重烃系统为系统提供再生气，再生气出口连接下游中压管网；第二路连接下游中压管网；第三路即循环回路，经循环气压缩系统连接至脱水脱重烃系统入口。
在优选实施方式中，当下游用气量锐减时，为提高装置的变负荷适应能力，启动循环气压缩系统，使部分循环气增压并循环回系统入口，以保证装置在用气量锐减的情况下仍维持装置正常负荷，保持装置的稳定连续运行，同时降低对中压管网的供气量。
在优选实施方式中，循环气压缩系统的压缩机带有变频调节功能，能够灵活调节循环气量及对中压管网的供气量。
本发明的优点：
1、通过配置循环气压缩机，消除了膨胀制冷工艺变工况适应性差的缺陷，大幅提升了装置的变负荷适应能力；
2、充分利用了高压天然气的压力能，并将转化得到的冷量用于部分天然气的液化，可作为调峰用或者用作LNG燃料交通工具的燃料，使天然气的价值得到大幅提升；
3、采用高、低温膨胀机膨胀制冷工艺，使得冷、热流体换热曲线更为匹配；
4、节能，下游用气量为正常负荷(如日间)时，单位产品的工作能耗近似为零，液化所需的能量全部来自高、低压管网之间的压力能。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图，其中1为脱水脱重烃系统，2为脱碳系统，3为液化系统，4为循环气压缩系统，31为主换热器，32为节流阀，33为气液分离器，34为高温膨胀机，35为低温膨胀机，36为第一冷却器，37为第二冷却器。
图2是本发明的脱水脱重烃系统1的工艺流程图。其中T1、T2为吸附塔，T3为分液罐，E1为再生气加热器，E2为再生气冷却器。
具体实施方式
本发明的原理是充分利用天然气调压站在调压过程中高压天然气自身的压力能，使用高、低温膨胀机膨胀制冷工艺将管网中的一部分天然气液化成为液化天然气，并通过配置循环气回路，提高装置的变负荷适应能力。
如图1所示，本发明所述的利用天然气压力能部分液化天然气的装置，包括通过管路相互连接的脱水脱重烃系统1、脱碳系统2、液化系统3及循环气压缩系统4，所述液化系统3包括用于热交换的主换热器31，一台节流阀32，一台气液分离器33，一台高温膨胀机34，一台低温膨胀机35，第一台冷却器36和第二台冷却器37。
如图2中所示，脱水脱重烃系统1所采用的(两塔)变压吸附工艺的流程如下：
变压吸附工艺采用两塔并联模式，其中一台塔T1处于吸附过程而另一塔T2处于再生过程。以吸附塔T1为例，说明两塔变压吸附工艺流程如下：
a、吸附过程：原料气经阀V1A自吸附塔T1顶部进入正处于吸附状态的吸附塔T1。在吸附剂的选择吸附下，其中的待脱除组分(如水、重烃等；另外如果该流程用于脱除二氧化碳，则为二氧化碳)等被吸附下来，未被吸附的气体从塔底经阀V5A出系统。当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段时，关掉该吸附塔T1的原料气进料阀V1A和原料气出口阀V5A，停止吸附，吸附床开始转入再生过程。
吸附塔T1的再生依次进行以下几个过程：卸压、加热、冷吹、升压过程。
b、卸压过程：吸附塔T1吸附过程结束后，打开阀V2A逆着吸附方向对吸附塔T1进行卸压，将压力降至足够低，以保证后序过程中再生气能顺利进入吸附塔T1中对其复合床层进行再生；同时也使部分被吸附的气体卸压释放出来，释放出来的气体经阀V2A后出系统。
c、加热过程：卸压过程结束后，打开阀V6、V4A，再生气经再生气加热器E1加热至一定温度(例如230～250℃)后，进入吸附塔T1进行加热，逆向吹扫吸附剂床层，使吸附在吸附剂上的杂质完全解吸出来，使T1中的吸附剂得到再生。
d、冷吹过程：当加热过程结束后，打开阀V7、V4A，关闭V6，再生气进入处于冷吹过程的吸附塔T1，逆向吹扫吸附剂床层，使床层温度降至一定温度(例如约40℃)；出吸附塔T1的再生气依次经阀V3A、再生气冷却器E2、分液罐T3，冷却、分液后出系统，冷吹过程结束。
e、升压过程：在冷吹过程结束后，打开阀V1A通入原料气对吸附塔T1进行升压。优选地，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要通过升压调节阀缓慢而平稳地用原料气将吸附塔压力升至吸附压力，以保证升压过程的平稳并减少升压过程中压力的波动对吸附塔产生的影响。
经这一过程后吸附塔T1便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，为下一次吸附做好了准备。吸附塔T2的吸附及再生过程与吸附塔T1完全相同，通过控制不同阀门的动作而实现，两塔轮流操作，达到连续净化气体的目的。
作为另一种实施方式，吸附塔T1的再生依次进行以下几个过程：卸压、加热、冷吹、卸压、升压过程。在升压过程开始之前，打开阀V2A逆着吸附方向进行卸压，将冷吹过程中存留在塔内的再生气充分释放出来，释放出来的气体经阀V2A后出系统。
高压管网来的天然气经过上述的脱水脱重烃系统1后分为两路，一路是被液化的气体，称为液化气路，另一路绝大部分气体称为制冷气路。液化气路连接脱碳系统2后，连接液化系统3中主换热器31的第一换热通道(气相通道)的一端，第一气相通道的另一端连接节流阀32后连接气液分离器33，气液分离器33顶部闪蒸气通道连接主换热器31的第二换热通道(气相通道)后，去脱碳系统2作为脱碳系统2的再生气，再生气出口连接下游中压管网；
制冷气路连接主换热器31的第三换热通道后连接高温膨胀机34的膨胀端，膨胀后气相进入主换热器31的第四换热通道，所述膨胀后的气相为主换热器31提供冷量；第四换热通道出口连接高温膨胀机34的增压端，增压端出口管道连接第一冷却器36后连接主换热器31的第五换热通道，通过第五换热通道的另一端连接低温膨胀机35的膨胀端后，进入主换热器31的第六换热通道为主换热器31提供冷量；复热后的天然气经第六换热通道的另一端连接至低温膨胀机35的增压端，增压端出口管道连接第二冷却器37后分为三路：一路为再生气管路，连接脱水脱重烃系统1为系统提供再生气，再生气出口连接下游中压管网；一路连接下游中压管网；另一路即循环回路，经循环气压缩系统4连接至脱水脱重烃系统1入口。
本发明所述的利用天然气压力能部分液化天然气的装置，所采用的工艺流程如下：
高压管网来的天然气首先进入脱水脱重烃系统1，采用变压吸附工艺流程，利用活性氧化铝、3A分子筛或4A分子筛、活性炭等中的一种或几种作为吸附剂，将原料气中的水及重烃吸附下来，使天然气常压露点降至≤-76℃，C6以上的重烃组分脱除至≤217ppm；脱水脱重烃系统以液化系统来的制冷气作为再生气，制冷气再生结束后去下游的中压管网；
出脱水脱重烃系统的天然气分为液化气路和制冷气路，液化气路进入以13X分子筛为主要吸附剂的脱碳系统2，采用变压吸附工艺流程，将其中的CO2脱除至≤70ppm；脱碳系统以液化系统3来的闪蒸气作为再生气，闪蒸气再生结束后去下游的中压管网；经脱碳后的液化气路进入主换热器31第一换热通道后被冷却至-85℃～-142℃后，经节流阀32节流至0.3MPaG～0.6MPaG并进入气液分离器33分液，气液分离器33底部液相即为LNG，去LNG储罐储存，未液化的闪蒸气从气液分离器33顶部返回主换热器31第二换热通道复热，复热至常温后，去作为脱碳系统2的再生气，完成再生工作之后去中压管网；
从脱水脱重烃系统1来的制冷气路进入液化系统的主换热器31第三换热通道后降温至-25℃～-55℃后出主换热器31，进入高温膨胀机34的膨胀端入口通道，膨胀后(例如温度降低至-60℃～-105℃)从膨胀端出口通道返回主换热器31第四换热通道为主换热器31提供冷量，同时自身复热至常温，然后去高温膨胀机34的增压端入口通道，在高温膨胀机34的增压端增压，接着从增压端出口通道经第一冷却器36冷却至常温后重新进入主换热器31第五换热通道降温至-30℃～-70℃后，进入低温膨胀机35的膨胀端入口通道，在低温膨胀机35的膨胀端膨胀降温(例如温度降低至-90℃～-145℃)，从膨胀端出口通道出膨胀端的气相然后返回主换热器31第六换热通道提供冷量，同时自身复热至常温后从低温膨胀机35的增压端入口通道进入低温膨胀机35的增压端增压至约0.3MPaG～1.0MPaG，后经第二冷却器37冷却至常温后出液化系统；
出液化系统的制冷气分为三路：一路如上所述，去脱水脱重烃系统1作为脱水脱重烃系统1的再生气；一路与前述脱水脱重烃系统1完成再生的再生气及前述脱碳系统2完成再生的再生气汇合后去中压管网；第三路作为循环气去循环气回路，经循环气压缩系统返回系统入口；当下游用气量锐减(如夜间)时，为提高装置的变负荷适应能力，启动循环气压缩系统4，使部分循环气增压并循环回系统入口，以保证装置在用气量锐减的情况下仍维持装置正常负荷，保持装置的稳定连续运行，同时降低了对中压管网的供气量。循环气压缩系统4的压缩机带有变频调节功能，可以灵活调节循环气量及对中压管网的供气量。

Claims (9)

1.一种利用天然气压力能部分液化天然气的工艺，其特征在于，该工艺包括：
高压管网来的天然气首先进入脱水脱重烃系统，进行脱水脱重烃，使天然气常压露点降至≤－76℃，C6以上的重烃组分脱除至≤217ppm；脱水脱重烃系统以液化系统来的制冷气作为再生气，制冷气再生结束后去下游的中压管网；
出脱水脱重烃系统的天然气分为液化气路和制冷气路，液化气路进入脱碳系统，将其中的CO2脱除至≤70ppm；脱碳系统以液化系统来的闪蒸气作为再生气，闪蒸气再生结束后去下游的中压管网；经脱碳后的液化气路进入主换热器后被冷却至-85℃～-142℃后，经节流阀节流至0.3MPaG～0.6MPaG并进入气液分离器中分液，气液分离器底部液相即为液化天然气，去液化天然气储罐储存，未液化的闪蒸气从气液分离器顶部返回主换热器复热，复热至常温后，去作为脱碳系统的再生气，完成再生工作之后去中压管网；
从脱水脱重烃系统来的制冷气路进入液化系统的主换热器后降温至-25℃～-55℃后出主换热器，进入高温膨胀机的膨胀端，膨胀后返回主换热器为主换热器提供冷量，同时自身复热至常温，然后去高温膨胀机的增压端增压，接着经第一冷却器冷却至常温后重新进入主换热器降温至-30℃～-70℃后，进入低温膨胀机的膨胀端膨胀降温，出膨胀端的气相然后返回主换热器提供冷量，同时自身复热至常温后进入低温膨胀机的增压端增压至0.3MPaG～1.0MPaG后，经第二冷却器冷却至常温后出液化系统；
出液化系统的制冷气分为三路：第一路如上所述，去脱水脱重烃系统作为脱水脱重烃系统的再生气；第二路与前述脱水脱重烃系统完成再生的再生气及前述脱碳系统完成再生的再生气汇合后去中压管网；第三路作为循环气去循环气回路，经循环气压缩系统返回脱水脱重烃系统入口。
2.根据权利要求1所述的利用天然气压力能部分液化天然气的工艺，其特征在于，脱水脱重烃采用变压吸附工艺流程，利用活性氧化铝、3A分子筛或4A分子筛、活性炭中的一种或几种作为吸附剂，将原料气中的水及重烃吸附下来。
3.根据权利要求1所述的利用天然气压力能部分液化天然气的工艺，其特征在于，液化气路进入以13X分子筛为主要吸附剂的脱碳系统，采用变压吸附工艺流程，将其中的CO2脱除至≤70ppm。
4.根据权利要求1所述的利用天然气压力能部分液化天然气的工艺，其特征在于：当下游用气量锐减时，为提高装置的变负荷适应能力，启动循环气压缩系统，使部分循环气增压并循环回系统入口，以保证装置在用气量锐减的情况下仍维持装置正常负荷，保持装置的稳定连续运行，同时降低对中压管网的供气量。
5.根据权利要求4所述的利用天然气压力能部分液化天然气的工艺，其特征在于：循环气压缩系统的压缩机带有变频调节功能，能够灵活调节循环气量及对中压管网的供气量。
6.一种利用天然气压力能部分液化天然气的装置，其特征在于，该装置包括通过脱水脱重烃系统、脱碳系统、液化系统及循环气压缩系统，
其中脱水脱重烃系统具有：一个原料气入口通道，一个气相出口通道，一个再生气入口通道，一个再生气出口通道，所述气相出口通道分为两个支路即液化气路和制冷气路，所述再生气出口通道与中压管网连接；
脱碳系统具有：与脱水脱重烃系统的所述气相出口通道的液化气路连接的一个气相入口通道，一个净化气出口通道，一个再生气入口通道，一个再生气出口通道，所述再生气出口通道与中压管网连接；
循环气压缩气系统包括：压缩装置，一个入口通道和一个出口通道；
其中液化系统包括：
一台主换热器，它包含至少六个换热通道：第一、第二、第三、第四、第五和第六换热通道，所述第一换热通道的一端和第二换热通道的一端分别与脱碳系统的净化气出口通道和再生气入口通道连接；
气液分离器，其入口端经由节流阀与所述主换热器的第一换热通道的另一端连接，所述气液分离器的气相端与主换热器的第二换热通道的另一端连接；
一台高温膨胀机，其包括一个膨胀端和一个增压端，所述膨胀端的入口通道和出口通道分别与所述主换热器的第三换热通道的一端、第四换热通道的一端连接；
一台低温膨胀机，其包括一个膨胀端和一个增压端，所述膨胀端的入口通道和出口通道与所述主换热器的第五换热通道的一端、第六换热通道的一端连接；
与所述高温膨胀机的增压端的出口通道连接的第一台冷却器，第一台冷却器的另一端与第五换热通道的另一端连接；
与所述低温膨胀机的增压端的出口通道连接的第二台冷却器，第二台冷却器的另一端经过管路分三路分别与所述脱水脱重烃系统的再生气入口通道、循环气压缩系统的入口通道和中压管网连接；
第三换热通道的另一端与脱水脱重烃系统的所述气相出口通道的制冷气路连接，第四换热通道的另一端与所述高温膨胀机的增压端的入口通道连接；
第六换热通道的另一端与所述低温膨胀机的增压端的入口通道连接；
循环气压缩系统的出口通道与脱水脱重烃系统的原料气入口通道连接。
7.根据权利要求6所述的利用天然气压力能部分液化天然气的装置，其特征在于，所述的脱水脱重烃系统采用变压吸附工艺流程，利用活性氧化铝、3A分子筛或4A分子筛、活性炭中的一种或几种作为吸附剂，脱除天然气中的水及重烃，使天然气常压露点降至≤－76℃，C6以上的重烃组分脱除至≤217ppm。
8.根据权利要求6所述的利用天然气压力能部分液化天然气的装置，其特征在于，所述脱碳系统采用变压吸附工艺流程，以13X分子筛为主要吸附剂的脱碳系统，将其中的CO2脱除至≤70ppm。
9.根据权利要求6所述的利用天然气压力能部分液化天然气的装置，其特征在于，循环气压缩系统的压缩机带有变频调节功能，能够灵活调节循环气量及对中压管网的供气量。
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