CN102636000B - 采用单一混合工质制冷液化天然气的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及采用单一混合工质制冷来液化天然气的方法及装置，该装置包括一台混合工质压缩机、冷却器、气液分离器、节流装置、一组板翅式换热器组和一台LNG储罐，本发明所述流程将混合冷剂逐级压缩并逐级分离，减少了气体压缩功耗；且采用多级换热使整个换热过程的冷流体和热流体的换热曲线更为匹配，有效减少了混合冷剂的流量；另外，本发明所述流程对装置的变负荷运转有很好的适应性，可有效避免冷箱底部积液。
Description
技术领域
本发明涉及富含烃类气体的液化生产，具体涉及一种单一混合工质制冷液化天然气的方法和装置。
背景技术
天然气由于其环保性而成为取代其他燃料的最佳物质，其应用领域已逐渐扩大到发电、汽车用气、工业用气、城市居民用气、化工用气等方面。
随着天然气消费量的增长，作为天然气最有效的供用形式之一，液化天然气的贸易量也已成为能源市场增长最快的领域之一。液化天然气工业的不断发展，则对天然气液化方法和装置在能耗、投资和效率等方面提出了更高的要求。
目前，比较成熟的天然气液化工艺主要有：阶式制冷工艺、膨胀制冷工艺和混合工质制冷工艺。其中的单一混合工质制冷工艺则比较受中型LNG装置的青睐。
现有的单一混合工质制冷的天然气液化方法中，冷剂压缩系统为二级压缩，天然气液化采用一级换热。
现有工艺技术：如图1所示，其使用的装置包括一台电机驱动的二段式混合工质压缩机1，二台冷却器21、22，二台气液分离器31、32，二台液体泵4、4’，一台板翅式换热器8和一台LNG储罐9；由C1～C5和N2组成的混合工质经过合理配比后进入压缩机的入口，经一段压缩至0.6～1MPa，进入一级冷却器冷却至30～40℃，再进入一级气液分离罐进行气液分离，一级气液分离罐顶部分离出的气体继续进入压缩机的二段入口，经二段压缩至1.6～2.5MPa，一级分离底部分离得到的液体通过液体泵加压后与二段压缩机出口的气体混合进入二级冷却器冷却至30～40℃，冷却后的混合工质随后进入二级气液分离罐进行气液分离，分离后的液体通过二级液体泵加压后与该分离器顶部得到的气体混合后进入板翅式换热器，预冷至一定温度后节流再返回该板翅式换热器，为整个换热过程提供冷量，天然气通过板翅式换热器后进入LNG储罐内。
在上述工艺，为保证液体和气体进入同一个板翅式换热器通道参与换热，末级气液分离器底部的液体必须要加压以克服分离器底部液体出口到板翅式换热器顶部冷剂入口的高度差所带来的液柱压力，必须通过增加末级液体泵来实现。冷剂和天然气在板翅式换热器中的换热过程为一级换热，流股间换热温差的优化受到一定限制，装置能耗较高，并且，此种流程容易产生冷箱底部积液，对装置的变负荷运转没有很好的适应性。
发明内容
本发明提供了一种采用单一混合工质制冷液化天然气的方法和装置。该发明采用单一混合工质制冷使天然气液化。
本发明采用单一混合工质制冷来液化天然气的方法和装置，其分为天然气循环和混合工质制冷循环。在混合工质回路中，混合工质在其逐级压缩过程中同时伴随逐级的气液分离，一级压缩分离出的液相流股不参与后续的压缩过程，有效的减少了后序气体压缩功耗；经压缩得到的气相和液相混合工质流股分别进入换热器组的不同通道节流换热，相对传统工艺来说省去了末级液体泵，且采用多级换热使整个过程中热流股和冷流股的换热曲线更为匹配；末级气相经节流后的返流复热后进入冷剂分离器，可有效避免冷箱积液。
本发明涉及采用单一混合工质制冷液化天然气的装置，其包括混合冷剂压缩系统和冷箱系统，其中混合制冷剂的压缩系统采用二段式混合工质压缩机压缩，包括一台二段式混合工质压缩机、两台冷却器、两台气液分离器和一台液体泵，冷箱系统包括一组板翅式换热器组(二级换热)、两台气液分离器(包括一台重烃分离器和一台冷剂分离器)和两台节流装置；混合工质和天然气在冷箱系统中完成整个换热过程。
在混合冷剂压缩系统中，压缩机一段出口连接一级冷却器，一级冷却器再与一级气液分离器连接，一级气液分离器气相端连接二段压缩，一级气液分离器底部液相端连接液体泵，液体泵出口与二段压缩出口汇合后连接二级冷却器，二级冷却器再与二级气液分离器连接，二级气液分离器顶部气相端与换热器组第一换热通道连接；二级气液分离器底部液相端与换热器组第二换热通道连接；
在冷箱系统中，由混合冷剂压缩系统来的二级气液分离器液相端通过换热器组中的第二换热通道连接第一节流装置的一端，第一节流装置的另一端连接换热器组的第三换热通道后连接一段压缩；二级气液分离器顶部得到的气相端通过换热器组第一换热通道预冷，再与第二节流装置一端连接，第二节流装置另一端连接换热器组第四换热通道后连接冷剂分离器；天然气管道通过换热器组第五换热通道连接重烃分离器，重烃分离器顶部气相端依次通过换热器组其余各级换热器后送入LNG储罐，重烃分离器底部液相作为液化石油气(LPG)获得。
本发明所述二段式混合工质压缩系统的装置，在其混合冷剂压缩系统中，压缩机一段出口气体进入一级冷却器冷却后通过一级气液分离器分离，分离后的气相继续进入二段压缩，分离后的液相经液体泵加压后与二段压缩后的热气体汇合，经二级冷却器冷却后进入二级气液分离器分离，分离后的气相进入下游换热器的第一换热通道(气相通道)；二级气液分离器底部得到的液体分别进入下游换热器的第二液相换热通道。在冷箱系统中，由冷剂压缩系统二级气液分离器底部来的液体冷剂进入换热器组预冷后通过第一节流装置，节流后的该流股进入冷剂分离器中部；由二级气液分离器顶部来的气相冷剂经换热器组预冷后经第二节流装置节流，节流后的该流股反向进入换热器组中复热至一定温度后引出至冷剂分离器中部，与上述冷却节流后(出第一节流装置后)的同样进入冷剂分离器的冷剂汇合，二者经冷剂分离器分为气液两相，出冷剂分离器的气液两相汇合后返回至换热器组中提供冷量。天然气首先经过换热器组冷却至一定温度后进入分离器分离，底部得到重烃组分，顶部得到的气相部分继续进入换热器组的其余各级换热器换热，冷却至过冷状态后得到的LNG进入LNG储罐中储存。
为了便于更清楚地理解本发明，本发明的装置的技术方案概括如下：
采用单一混合工质制冷液化天然气的装置，该装置包括混合冷剂压缩系统和冷箱系统，
其中该压缩系统包括二段式混合工质压缩机、分别与所述二段式混合工质压缩机的第一段和第二段连接的第一台冷却器和第二台冷却器、分别与所述第一台冷却器和第二台冷却器连接的第一台气液分离器和第二台气液分离器和与所述两台气液分离器当中的第一台连接的一台液体泵，
其中冷箱系统包括：
一组板翅式换热器组，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，所述第二换热通道和第一换热通道的输入端经由两根管道分别与所述混合冷剂压缩系统中的第二台气液分离器的液相端和气相端连接，和第三换热通道的输出端经由管道连接到第一压缩段；
与所述板翅式换热器组的第二换热通道的输出端连接的第一台节流装置；
与所述板翅式换热器组的第一换热通道的输出端和第四换热通道的输入端连接的第二台节流装置；
和
与所述板翅式换热器组的第三换热通道的输入端、第四换热通道的输出端和第一台节流装置连接的冷剂分离器；
与所述板翅式换热器组的一个独立换热通道即第五换热通道连接的一台天然气重烃分离器，
其中两台气液分离器中的第一台气液分离器的气相端与二段式混合工质压缩机的第二压缩段连接，第一台气液分离器的液相端经由液体泵与第二压缩段的出口管道汇合后连接到所述两台冷却器中的第二台冷却器，第二台气液分离器的气相端和液相端分别与所述一组板翅式换热器组的两个换热通道即第一换热通道和第二换热通道的输入端连接；其中上述第一台节流装置后连接冷剂分离器，冷剂分离器的顶部气相端和底部液相端汇合后连接第三换热通道的输入端，第三换热通道的输出端与二段式混合工质压缩机的第一段连接，上述第二节流装置连接第四换热通道输入端后连接到冷剂分离器，用于输送净化天然气的管道通过换热器组的上述独立换热通道即第五换热通道连接到重烃分离器，重烃分离器的顶部气相端依次通过换热器组的一个换热通道即第六换热通道后连接到液化天然气储罐。
任选地，重烃分离器的顶部气相端依次通过换热器组的第六换热通道后进一步通过换热器组的另外第七换热通道连接到液化天然气储罐。
采用单一混合工质制冷来液化天然气的方法的工艺流程如下：
天然气循环：
净化后的原料天然气首先进入板翅式换热器组进行预冷，被冷却至-30℃～-80℃后进入重烃分离器进行气液分离，由重烃分离器顶部分离出的气相流股继续进入换热器组的其余各级换热器，并在其中被冷却至-130℃～-166℃，得到的液化天然气送入LNG储罐中储存。
混合冷剂循环：
由C1～C5和N2组成的混合工质，即选自C1、C2、C3、C4和C5链烷烃和N2中的四种、五种或六种，它们按照任意体积比例或按照大约等同的体积比例，进入压缩机的入口，经一段压缩至0.6～1.8MPaA，进入一级冷却器冷却至30℃～40℃，再进入一级气液分离器进行气液分离，一级气液分离器顶部分离出的气体继续进入压缩机的二段入口，经二段压缩至1.2～5.4MPaA，一级气液分离器底部液相端分离出的液体经液体泵加压至1.2～5.4MPaA与二段压缩出口热气体汇合后，再进入二级冷却器冷却至30℃～40℃，冷却后的混合工质随后进入二级气液分离器进行气液分离，二级气液分离器顶部气体随后进入主换热器组的第一换热通道参与换热，二级气液分离器底部分离出的液体进入主换热器组的第二换热通道参与换热；
从混合工质压缩系统二级气液分离器底部引出的液体首先进入换热器组的第二换热通道，在其中被预冷至约-30℃～-80℃，经第一节流阀节流至0.2～0.8MPaA后进入冷剂分离器中部，由二级气液分离器顶部分离出的混合工质的气相流股通过换热器组的气相通道冷却至-135℃～-169℃，再经第二节流阀节流至0.2～0.8MPaA后反向进入换热器组为换热器提供冷量，复热至-30℃～-80℃后引出换热器组进入冷剂分离器中部，与二级气液分离器的底部液相经冷却、节流后同样进入冷剂分离器的流股汇合，进入冷剂分离器，出冷剂分离器的气液两相汇合后返回至换热器组中提供冷量。进一步，出冷剂分离器的气液两相汇合后返回至换热器组中提供冷量之后，作为混合冷剂返回到压缩机的一段。
这里，压力单位MPaA为兆帕，绝对压力。
这里已经充分描述了本发明的方法和该方法所使用的装置。
本发明的优点：
1.对装置的变负荷运转有很好的适应性，末级气相经节流后的返流复热后进入冷剂分离器，可有效避免冷箱积液，从而保证在低负荷工况时，产品能耗与正常工况能耗接近。
2.本发明方法中采用了二段式混合冷剂压缩机，将混合冷剂逐级压缩并逐级分离，减少了气体压缩的功耗。
3.一级气液分离器底部液体流股不参与后续的压缩过程，在一定程度上减少了混合冷剂配比的波动对压缩机组运行工况的影响程度，使得整个装置更易于操作。
4.采用二级换热使得整个换热过程的冷流体和热流体的换热曲线更为匹配，有效减少了混合冷剂的流量。
附图说明
图1是现有技术的一种结构图；
图2是本发明所述混合工质制冷系统的装置配置图。
其中：1二段式混合工质压缩机，6重烃分离器，7冷剂分离器，21、22冷却器，31、32气液分离器，4、4’液体泵，8板翅式换热器，9 LNG储罐，51、52节流阀。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明：
天然气循环：
如图2中所示，净化后的原料天然气首先进入板翅式主换热器组8第五换热通道中预冷，被冷却至-30℃～-80℃后进入重烃分离器6中进行气液分离，由重烃分离器6顶部分离出的气相流股继续进入主换热器组8的其余各级换热器(第六换热通道)，并在其中被冷却至-130℃～-166℃后，送入LNG储罐9中储存，重烃分离器底部液相为液化石油气(LPG)。
混合冷剂循环：
由C1～C5和N2组成的混合工质，即选自C1、C2、C3、C4和C5链烷烃和N2中的四种、五种或六种，它们按照任意体积比例或按照大约等同的体积比例，进入压缩机1的入口，经一段压缩至0.6～1.8MPaA，进入一级冷却器21冷却至30℃～40℃，再进入一级气液分离器31进行气液分离，一级气液分离器31顶部分离出的气体继续进入压缩机的二段入口，经二段压缩至1.2～5.4MPaA，一级气液分离器31底部液相端分离出的液体经液体泵4加压至1.2～5.4MPaA与二段压缩出口热气体汇合后，再进入二级冷却器22冷却至30℃～40℃，冷却后的混合工质随后进入二级气液分离器32进行气液分离，二级气液分离器32顶部气体随后进入主换热器组8的第一换热通道参与换热，二级气液分离器32底部分离出的液体进入主换热器组8的第二换热通道参与换热；
从混合工质压缩系统二级气液分离器32底部引出的液体首先进入换热器组的第二换热通道，在其中被预冷至约-30℃～-80℃，经节流阀51节流至0.2～0.8MPaA后进入冷剂分离器7；由二级气液分离器32顶部分离出的混合工质的气相流股通过换热器组8的气相通道(第一换热通道)冷却至-135℃～-169℃，再经节流阀52节流至0.2～0.8MPaA后反向进入换热器组8第四换热通道，复热至-30℃～-80℃后引出换热器组进入冷剂分离器7中部，与二级气液分离器32的液相经冷却、节流后产生的流股汇合，出冷剂分离器的顶部气相与底部液相两相汇合后返回至换热器组第三换热通道中提供冷量之后，作为混合冷剂返回到压缩机的一段。
Claims (4)
1.采用单一混合工质制冷液化天然气的装置，该装置包括混合冷剂压缩系统和冷箱系统，
其中该压缩系统包括二段式混合工质压缩机、分别与所述二段式混合工质压缩机的第一段和第二段连接的第一台冷却器和第二台冷却器、分别与所述第一台冷却器和第二台冷却器连接的第一台气液分离器和第二台气液分离器和与所述两台气液分离器当中的第一台连接的一台液体泵，
其中冷箱系统包括：
一组板翅式换热器组，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，所述第二换热通道和第一换热通道的输入端经由两根管道分别与所述混合冷剂压缩系统中的第二台气液分离器的液相端和气相端连接，和第三换热通道的输出端经由管道连接到第一压缩段；
与所述板翅式换热器组的第二换热通道的输出端连接的第一台节流装置；
与所述板翅式换热器组的第一换热通道的输出端和第四换热通道的输入端连接的第二台节流装置；
和
与所述板翅式换热器组的第三换热通道的输入端、第四换热通道的输出端和第一台节流装置连接的冷剂分离器；
与所述板翅式换热器组的一个独立换热通道即第五换热通道连接的一台天然气重烃分离器，
其中两台气液分离器中的第一台气液分离器的气相端与二段式混合工质压缩机的第二压缩段连接，第一台气液分离器的液相端经由液体泵与第二压缩段的出口管道汇合后连接到所述两台冷却器中的第二台冷却器，第二台气液分离器的气相端和液相端分别与所述一组板翅式换热器组的两个换热通道即第一换热通道和第二换热通道的输入端连接；其中上述第一台节流装置后连接冷剂分离器，冷剂分离器的顶部气相端和底部液相端汇合后连接第三换热通道的输入端，第三换热通道的输出端与二段式混合工质压缩机的第一段连接，上述第二节流装置连接第四换热通道输入端后连接到冷剂分离器，用于输送净化天然气的管道通过换热器组的上述独立换热通道即第五换热通道连接到重烃分离器，重烃分离器的顶部气相端依次通过换热器组的一个换热通道即第六换热通道后连接到液化天然气储罐。
2.根据权利要求1所述的采用单一混合工质制冷液化天然气的装置，特征在于：
重烃分离器的顶部气相端依次通过换热器组的第六换热通道后进一步通过换热器组的另外第七换热通道连接到液化天然气储罐。
3.采用单一混合工质制冷来液化天然气的方法，其特征在于：该方法包括天然气循环和混合冷剂循环：
天然气循环：
净化后的原料天然气首先进入板翅式换热器组进行预冷，被冷却至-30℃～-80℃后进入重烃分离器进行气液分离，由重烃分离器顶部分离出的气相流股继续进入换热器组的其余各级换热器，并在其中被冷却至-130℃～-166℃，得到的液化天然气送入LNG储罐中储存；
混合冷剂循环：
由C1～C5和N2组成的混合工质进入压缩机的入口，经一段压缩至0.6～1.8MPaA，进入一级冷却器冷却至30℃～40℃，再进入一级气液分离器进行气液分离，一级气液分离器顶部分离出的气体继续进入压缩机的二段入口，经二段压缩至1.2～5.4MPaA，一级气液分离器底部液相端分离出的液体经液体泵加压至1.2～5.4MPaA与二段压缩出口热气体汇合后，再进入二级冷却器冷却至30℃～40℃，冷却后的混合工质随后进入二级气液分离器进行气液分离，二级气液分离器顶部气体随后进入换热器组的第一换热通道参与换热，二级气液分离器底部分离出的液体进入换热器组的第二换热通道参与换热；
从混合工质压缩系统二级气液分离器底部引出的液体首先进入换热器组的第二换热通道，在其中被预冷至-30℃～-80℃，经第一节流阀节流至0.2～0.8MPaA后进入冷剂分离器中部，由二级气液分离器顶部分离出的混合工质的气相流股通过换热器组的气相通道即第一换热通道冷却至-135℃～-169℃，再经第二节流阀节流至0.2～0.8MPaA后反向进入换热器组第四换热通道为换热器提供冷量，复热至-30℃～-80℃后引出换热器组也进入冷剂分离器中部，与出第一节流阀后的同样进入冷剂分离器的流股汇合，出冷剂分离器的气液两相汇合后返回至换热器组第三换热通道中为换热器组提供冷量，然后作为混合冷剂返回到压缩机的一段。
4.根据权利要求3所述的采用单一混合工质制冷来液化天然气的方法，其特征在于，由C1～C5和N2组成的混合工质为选自C1、C2、C3、C4和C5链烷烃和N2中的四种、五种或六种，每一种按照任意体积比例含有。
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| DE102015002443A1 (de) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren zum Verflüssigen von Erdgas |
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| AU2017249441B2 (en) | 2016-04-11 | 2021-05-27 | Geoff Rowe | A system and method for liquefying production gas from a gas source |
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| CN106642986A (zh) * | 2016-07-15 | 2017-05-10 | 上海利策科技股份有限公司 | 一种用于海上平台的天然气液化装置 |
| CN106766669B (zh) * | 2016-11-29 | 2019-05-17 | 重庆耐德工业股份有限公司 | 一种用于高压射流天然气液化的脱烃工艺及其系统 |
| FR3061277B1 (fr) * | 2016-12-22 | 2019-05-24 | Engie | Dispositif et procede de liquefaction d'un gaz naturel et navire comportant un tel dispositif |
| FR3061276B1 (fr) * | 2016-12-22 | 2020-01-10 | Engie | Dispositif et procede de liquefaction d'un gaz naturel et navire comportant un tel dispositif |
| CN110762391A (zh) * | 2018-07-26 | 2020-02-07 | 新地能源工程技术有限公司 | 一种液化天然气工厂内液化天然气产品的降温降压系统及方法 |
| CN109812701B (zh) * | 2019-03-25 | 2024-01-23 | 智马（北京）油气设备有限公司 | 一种用于实现气液混输系统的压缩装置及气液混输方法 |
| CN110257118B (zh) * | 2019-07-19 | 2024-04-26 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种lng管道预冷方法及ng冷气发生装置 |
| CN111322830B (zh) * | 2020-03-12 | 2024-12-10 | 西安陕鼓动力股份有限公司 | 混合制冷剂压缩机组余热利用及循环制冷装置 |
| CN116067120A (zh) * | 2021-11-03 | 2023-05-05 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种混合冷剂组成及量的在线调节及回收的方法和装置 |
| CN118129414A (zh) * | 2024-04-09 | 2024-06-04 | 无锡众博深冷工程有限公司 | 一种天然气液化节能设备和方法 |
| CN119987269B (zh) * | 2025-04-14 | 2025-07-25 | 科华数据股份有限公司 | 液冷cdu并机系统的无主从控制方法、装置、cdu、系统及介质 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6298688B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-10-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for nitrogen liquefaction |
| US6308531B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-10-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas |
| US6347531B1 (en) * | 1999-10-12 | 2002-02-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Single mixed refrigerant gas liquefaction process |
| CN101644527A (zh) * | 2009-08-26 | 2010-02-10 | 四川空分设备(集团)有限责任公司 | 天然气液化工艺的制冷系统和液化系统 |
| CN101893367A (zh) * | 2010-08-13 | 2010-11-24 | 唐建峰 | 一种利用混合制冷剂液化天然气的方法 |
| CN101967413A (zh) * | 2010-06-07 | 2011-02-09 | 杭州福斯达实业集团有限公司 | 采用单一混合工质制冷来液化天然气的方法和装置 |
| CN202494271U (zh) * | 2012-03-13 | 2012-10-17 | 新地能源工程技术有限公司 | 采用单一混合工质制冷液化天然气的装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808826A (en) * | 1970-09-28 | 1974-05-07 | Phillips Petroleum Co | Refrigeration process |
| EP0723125B1 (en) * | 1994-12-09 | 2001-10-24 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Gas liquefying method and plant |
| DE10209799A1 (de) * | 2002-03-06 | 2003-09-25 | Linde Ag | Verfahren zum Verflüssigen eines Kohlenwasserstoff-reichen Stromes |
| CN201762300U (zh) * | 2010-06-07 | 2011-03-16 | 杭州福斯达实业集团有限公司 | 采用单一混合工质制冷来液化天然气的装置 |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6298688B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-10-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for nitrogen liquefaction |
| US6308531B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-10-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hybrid cycle for the production of liquefied natural gas |
| US6347531B1 (en) * | 1999-10-12 | 2002-02-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Single mixed refrigerant gas liquefaction process |
| CN101644527A (zh) * | 2009-08-26 | 2010-02-10 | 四川空分设备(集团)有限责任公司 | 天然气液化工艺的制冷系统和液化系统 |
| CN101967413A (zh) * | 2010-06-07 | 2011-02-09 | 杭州福斯达实业集团有限公司 | 采用单一混合工质制冷来液化天然气的方法和装置 |
| CN101893367A (zh) * | 2010-08-13 | 2010-11-24 | 唐建峰 | 一种利用混合制冷剂液化天然气的方法 |
| CN202494271U (zh) * | 2012-03-13 | 2012-10-17 | 新地能源工程技术有限公司 | 采用单一混合工质制冷液化天然气的装置 |
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