20世纪70年代后,国外建立的LNG(液化天然气)工厂,约有80%的液化装置运行在复叠式液化循环演变而来的混合制冷剂液化系统,简称为MRC系统,见图31-8。在1970年,Linnett和Smith把该系统称为自动制冷复叠(ARC)系统。工作时利用多组分混合物中重组分先冷凝,轻组分后冷凝的特性,将它们依次冷凝、节流、蒸发,得到不同温度级的冷量,使天然气中对应组分冷凝并最终全部液化。这样就可以用单个压缩机,代替原始复叠式系统中分开不同蒸汽的几个压缩机。天然气通常以3.9~5.3MPa压力进入MRC系统。若天然气供给压力足够高,则不需要增加压缩机。制冷循环中,天然气经压缩机2压缩,高压混合气部分在冷却器3冷凝,然后进入第一分离器4,富丙烷液体经节流阀节流降温,在第一个三股流换热器内复热。分离器中气相在第一个三股流换热器内冷却而得到气液混合物;混合物经第二分离器5分离成液体和气体,富乙烯液体经节流阀节流降温,在第二个三股流换热器内复热,分离器中气相组分在第二个、第三个三股流换热器内冷却而部分液化。在该点上,制冷循环蒸汽主要是甲烷,经过节流阀节流降温后,返回三个三股流换热器冷却天然气。冷却为液体的天然气节流到贮存压力,贮存于贮液器6中。
作为调峰用液化天然气,在其他低温液化系统中并不碰到。例如空气液化厂,当液化空气时,含量超过1%仅两个组分(氧和氮),而天然气中至少三个组分的含量超过1%,包括甲烷、乙烯、丙烷和氮气。这种混合物冷凝温度范围非常广。这一特点使得MRC系统非常适合LNG工厂。但是该MRC系统不适合于液化纯组分,例如空气这样的混合物。
图31-6 林德二级压缩系统
a)系统图 b)T-s图
A—低压压缩机 B—高压压缩机 C—换热器 D、F—贮液器 E—节流阀(www.xing528.com)
图31-7 复叠式系统
图31-8 混合制冷剂液化天然气液化系统
1—换热器 2—压缩机 3—冷却器 4、5—分离器 6—贮液器
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