[实用新型]从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的装置。

背景技术

制取富甲烷气较为常见的是焦炉煤气通过甲烷化反应来提高热值，使绝大部分一氧化碳、二氧化碳转化成甲烷，所得的合成气再经水洗涤脱油洗萘、脱硫后的净化后得到的甲烷体积分数为40～50%以上，另富含氢气和氮气。富甲烷气再经低温液化、低温精馏制备出LNG和富氢产品。

由于富甲烷气体中氢气含量较高，相应的液化分离温度较低，因而制取LNG较常规天然气需消耗较低冷量。传统的富甲烷气中制LNG和富氢气体装置采用两台冷剂压缩机，即在一台混合制冷压缩机基础上再增加一台氮气或氮气+甲烷混合工质压缩机，在中、低温段的热股介质的预冷和液化所需冷量由混合冷剂压缩机提供，精馏塔塔顶冷凝器所需冷量由氮气或氮气+甲烷混合工质压缩机提供，虽然避免了异戊烷或异丁烷等组分在深低温段凝固进而堵塞板翅式换热器通道的问题，但是却因为增加了一台氮气压缩机，设备投资增大，多运行一台机组，故障率增加，操作难度增大，且能耗偏高。

申请号为201210065876.5、名称为从富甲烷气中脱氢氮并生产液化天然气的工艺和装置的中国专利，申请号为201110291609.5、名称为从富甲烷气中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺的中国专利，这些现有技术在制冷效果、富甲烷气液化及分离效果等方面仍存在不足，单位能耗较高，而且对富氢气体制取不足，易造成浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、节能、成本低的从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：

一种从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的装置，包括主换热器、混合冷剂压缩机制冷系统、脱氮精馏塔、脱氢精馏塔；主换热器设置有中温换热器、低温换热器、深低温换热器；混合冷剂压缩机制冷系统中设置有混合制冷压缩机和分离罐；脱氮精馏塔的塔底设有再沸器，塔顶设有一号分离器；脱氢精馏塔塔顶设有二号分离器；

混合制冷压缩机出口与分离罐的进料口接通；分离罐的液体出口、中温换热器的热流体段、中温换热器的冷流体段依次接通，分离罐的气体出口、中温换热器的热流体段、低温冷剂分离罐的进料口依次接通；低温冷剂分离罐的液体出口、低温换热器的热流体段、低温换热器的冷流体段依次接通，低温冷剂分离罐的气体出口、低温换热器的热流体段、深低温换热器的热流体段、深低温换热器的冷流体段、低温换热器的冷流体段、中温换热器的冷流体段依次接通；中温换热器的冷流体段与混合制冷压缩机入口接通；这部分结构构成了混合制冷剂的循环线路；

中温换热器的热流体段、低温换热器的热流体段、再沸器的热介质通道、深低温换热器的热流体段、脱氢精馏塔的进料口依次接通；脱氢精馏塔的气体出口、深低温换热器的热流体段、二号分离器的进料口依次接通；二号分离器的液体出口与脱氢精馏塔的回流液入口接通，二号分离器的气体出口、深低温换热器的冷流体段、低温换热器的冷流体段、中温换热器的冷流体段依次接通；脱氢精馏塔塔底的液体出口与脱氮精馏塔的进料口接通；脱氮精馏塔塔底的液体出口与再沸器的进料口接通，再沸器的出料口与深低温换热器的冷流体段接通；脱氮精馏塔的气体出口、深低温换热器的冷流体段、一号分离器的进料口依次接通；一号分离器的液体出口与脱氮精馏塔的回流液入口接通，一号分离器的气体出口、深低温换热器的冷流体段、低温换热器的冷流体段、中温换热器的冷流体段依次接通；这部分结构构成了富甲烷气液化及分离线路。

本实用新型所述的中温换热器、低温换热器、深低温换热器均为板翅式换热器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、本实用新型采用三段板式混合制冷+双精馏塔工艺，双塔精馏所需冷量由深低温换热器提供，由于在中温换热器后设置低温冷剂分离罐，保证分离后的混合冷剂中异戊烷或异丁烷等组分含量很低，有效避免了在深低温换热器通道堵塞的问题。因此本实用新型所述工艺为采用单一混合工质压缩机制冷工艺，减少了一台冷剂压缩机的投资、且混合冷剂配比中异戊烷或异丁烷含量可较二段板式流程有较大的提高，与传统的两台混合冷剂压缩机制冷流程能耗要低，且操作简单、运行可靠性提高、单位产品能耗低。

2、由于富甲烷气中组分的变化，精馏所需的最低温度冷量会有所变化，本实用新型采用三段板式混合制冷工艺可较大范围的调整混合冷剂配比，以降低单位产品液化所需能耗，同时能保证深低温换热器通道不会出现堵塞问题。

附图说明