[实用新型]一种甲醇驰放气甲烷化合成LNG装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及甲醇的回收利用技术领域，具体是一种甲醇驰放气甲烷化合成LNG装置。

背景技术

我国是世界甲醇产量最多的国家，约占全球甲醇产量的40％，而每生产一吨甲醇就会有约100Nm³的副产品甲醇驰放气产生，产量巨大，已逐渐成为一种大吨位的能源和化工资源。

甲醇驰放气其组成因甲醇合成工艺过程条件不同而稍有差异，一般含64％左右的氢气，10％左右的甲烷，9％左右的一氧化碳，另外还含有5％左右的二氧化碳，微量不饱和烃，13％左右的二氧化碳，1％左右的其它气体。传统的处理方法主要是用作自身的燃烧加热，而出于安全生产的考虑，富余的甲醇驰放气则经燃烧后直接排放到大气中，既污染了环境又造成了极大的浪费，也给人类的生存环境带来了极大的威胁。因此，如何高效、合理地利用甲醇驰放气是关系环保、资源综合利用、节能减排的重大课题，在最近几十年间已经得到了大家的高度关注。

甲烷化技术是甲醇驰放气制LNG的关键技术之一，通常工业生成中的甲烷化反应有两种：一种是用于合成氨及制氢装置中，在催化剂作用下将合成气中少量碳氧化物(CO+CO₂<0.7％)与氢反应生成水和惰性的甲烷，以消除碳氧化物对后续工序催化剂的影响。另一种是人工合成天然气工艺中的甲烷化，其原料气中的碳氧化物(CO+CO₂)浓度较高。

目前国内外甲烷化的生产主要采取以下几种工艺装置。

1、绝热多段固定床循环工艺装置

该工艺装置是将一段或二段甲烷化后的工艺气循环至一段甲烷化入口，以“稀释”进入一段甲烷化的CO+CO₂含量，示意图如图1所示。但是该循环工艺装置中的循环比较大，能耗较高，且所需的循环压缩机增加了甲烷化工艺的总投资。

2、绝热多段固定床“一次通过”工艺装置

如图2所示，该工艺装置较简单，能耗较低，可副产高品质蒸汽；无需循环压缩机，可大大节省投资。但是该工艺装置对催化剂和反应器要求较高，需要补加较大量蒸汽(≥15％vol)，增加了运行难度。

3、上海华西一段等温甲烷化装置

上海华西专门开发了特殊的一段等温列管式甲烷化反应器。甲烷化催化剂装在管程，水在壳程。发生反应时，通过高压水的沸腾排热，控制甲烷化反应的温升。由于等温列管反应器可使甲烷化在较低温度下运行，保证了CO、CO₂的较高转化率。另外，该反应器还解决了催化剂热点温度过高的问题。

目前国内绝热多段甲烷化工艺和装置还处于开发阶段，还不成熟。当甲醇驰放气中CO+CO₂≥12％时，绝热多段固定床的工艺对于CO₂的转化率低、积碳导致甲烷化催化剂频繁更换等问题在不同装置出现。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种甲醇驰放气甲烷化合成LNG装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种甲醇驰放气甲烷化合成LNG装置，包括螺杆压缩机、二级压缩机和甲烷化反应器，所述螺杆压缩机连接二级压缩机，所述二级压缩机与甲烷化反应器之间依次连接有换热器和脱氧反应器，所述甲烷化反应器的出口依次连接有换热器、脱盐水预热器、冷却器和分离罐，所述分离罐上连接有多级压缩机。

作为本实用新型进一步的方案：所述甲烷化反应器为绝热甲烷化反应器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本装置流程短，该工艺设备少，投资节约70％，只有一台甲烷化反应器和一台汽包，反应器数量少，无需循环压缩机，也无需废锅，需要控制的参数少，便于操作，也易于工程实施。

2、系统装置的压力低于1.5MPa，整体装置能耗降低15-20％；

3、通过该装置，使得CO转化率≥99.95％，CO₂转化率≥99.9％，反应器出口CO+CO₂<50ppm，甲烷化后无需增加MDEA脱碳工序。

附图说明

图1为绝热多段同定床循环工艺流程装置图。

图2为绝热多段固定床“一次通过”工艺流程装置图。

图3为本实用新型的工艺流程装置图。

图中：1-螺杆压缩机；2-二级压缩机；3-甲烷化反应器；4-换热器；5-脱氧反应器；6-脱盐水预热器；7-冷却器；8-分离罐；9-多级压缩机。

具体实施方式