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本发明公开了一种天然气液化脱氮装置,涉及天然气脱氮技术领域,包括通过管路依次设置于氮气提取路径上的液化冷箱、脱氮塔和低温分离器;所述脱氮塔包括位于塔顶部的冷凝器和塔顶温度计、位于塔中部的脱氮装置、位于塔底部的再沸器和塔底温度计。本发明还涉及一种天然气液化脱氮工艺,包括以下步骤:S1、在经冷却、节流降压后的气相高压混合冷剂与气相氮气换热。本发明,充分利用混合冷剂生产液化天然气产生冷量进行分离氮气,采用脱氮塔脱除氮气,该工艺分离氮气效率高,同时设备数量少,在脱氮塔内部集成再沸器与冷凝器,既降低能耗,又降低工程投资,提高企业经济效益。