[发明专利]一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置及其方法

说明书

本发明公开了一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置及其方法，包括湿法脱碳塔、再生塔、贫液泵、分子筛吸附器、氮气压缩机、增压透平膨胀机、主换热器、过冷器、气液分离器和精馏塔；精馏塔顶部设有冷凝器，底部设有再沸器，中部分别设有气相原料进口和液相原料进口，顶部设有废气出口，底部设有液体甲烷出口；各设备之间通过管道相连通。甲醇合成尾气经过净化进入主换热器中换热，换热后进入精馏塔参与精馏，精馏后精馏塔底部得到液态甲烷，处理后排出收集；精馏塔顶部废气处理后送出；氮气经过循环处理进行利用。通过本发明能够实现甲醇尾气中有效组分甲烷的回收再利用，从而减少排放，同时生产出清洁燃料液体甲烷。

技术领域

本发明属于气体分离和液化装置技术领域，具体涉及一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置及其方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对环境问题越来越重视，对清洁能源的需求越来越大。传统工业挖潜增效和进行节能减排发展循环经济的需求越来越强烈，提高原料利用率、减少污染物排放来提高经济和社会效益。

目前，传统的直接或间接以煤为原料甲醇合成装置，由于洁净尾气中甲烷、氩气等组分惰性气体组分的存在，所以都需要排放富含甲烷的驰放气以保证合成的连续进行。这些驰放气很多送到火炬白白烧掉或者送到锅炉简单烧掉，利用率很低。

目前，天然气液化分离装置多采用混合工质制冷循环和高低温膨胀机制冷，制冷工质多为易燃易爆物质，而且设备和操作复杂，投资较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备液态甲烷LNG的装置及其方法。通过本发明提供的方法和装置能够实现甲醇尾气中有效组分甲烷的回收再利用，从而减少排放，同时生产出清洁燃料液体甲烷LNG；而且本发明装置设备配置简单、操作方便、投资较小，另外本发明装置的适应性较强，能够在50～110%负荷范围内运行，对甲醇尾气组分的变化有较强的适应性。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置，所述装置包括MDEA湿法脱碳塔、MDEA再生塔、贫液泵、多床层分子筛吸附器、氮气压缩机、增压透平膨胀机、主换热器、过冷器、气液分离器和精馏塔；所述精馏塔顶部设有冷凝器，底部设有再沸器，中部分别设有气相原料进口和液相原料进口，顶部设有废气出口，底部设有液体甲烷出口；所述各设备之间通过管道相连通，具体连接关系为：

MDEA湿法脱碳塔底部设有原料甲醇合成尾气进口，原料甲醇合成尾气通过101管道由甲醇合成尾气进口进入MDEA湿法脱碳塔，MDEA湿法脱碳塔顶部初步净化甲醇尾气出口经102管道与多床层分子筛吸附器底部初步净化甲醇尾气进口连通，多床层分子筛吸附器顶部洁净尾气出口通过103管道与主换热器洁净尾气进口相连通；MDEA湿法脱碳塔底部MDEA饱和溶液出口经104管道与再生塔顶部MDEA饱和溶液进口相连通，再生塔底部贫液出口经105管道与贫液泵相连通，贫液泵经106管道与MDEA湿法脱碳塔顶部贫液进口相连通；

主换热器洁净尾气出口经301管道与精馏塔底部设有的再沸器相连通，再沸器气液混合物出口经302管道与气液分离器相连通，气液分离器顶部气相出口经304管道与精馏塔中部设有的气相原料进口相连通，气液分离器底部液相出口经303管道与精馏塔中部设有的液相原料进口相连通；精馏塔底部液态甲烷LNG出口经305管道与过冷器液态甲烷LNG进口相连通，过冷器液态甲烷LNG出口经306管道送出收集；

精馏塔顶部废气出口经307管道与过冷器废气进口相连通，过冷器废气出口经308管道与主换热器废气进口相连通，主换热器废气出口经309管道送出；