[发明专利]一种煤化工合成气深冷分离联产甲烷气系统及其工艺方法

权利要求书

1.一种煤化工合成气深冷分离联产甲烷气系统，其特征在于包括氮气压缩机（1）、换热器（2）、脱甲烷塔（3）、闪蒸塔（4）、氢气闪蒸罐（5）、分子筛吸附单元、变压吸附制氢单元、原料气管路、循环氮气管路、气相分离物管路和液相分离物管路，

循环氮气管路接入换热器（2），从换热器（2）接出后接入氮气压缩机（1）；循环氮气管路出氮气压缩机（1）后再接入换热器（2），从换热器（2）接出后分为两支流，其一支流g再次接入换热器（2），从换热器（2）接出后接回氮气压缩机（1），另一支流h穿过脱甲烷塔（3），并接入换热器（2），从换热器（2）接出后接回氮气压缩机（1）；

原料气管路进入分子筛吸附单元，出分子筛吸附单元后，原料气管路接入换热器（2），从换热器（2）接出后穿过脱甲烷塔（3）并再次接入换热器（2），然后从换热器（2）接出并接入氢气闪蒸罐（5）；

氢气闪蒸罐（5）的下部通过液相分离物管路连接闪蒸塔（4），氢气闪蒸罐（5）上部通过气相分离物管路接入换热器（2），从换热器（2）接出后接入变压吸附制氢单元；

闪蒸塔（4）下部的液相分离物管路分为两支流，其一支流e接入换热器（2），从换热器（2）接出后接回闪蒸塔（4），另一支流f接入脱甲烷塔（3）；闪蒸塔（4）上部通过气相分离物管路接入换热器（2），从换热器（2）接出后出生产界区得闪蒸气；

脱甲烷塔（3）的下部通过液相分离物管路接入换热器（2），从换热器（2）接出后出生产界区得甲烷气产品；脱甲烷塔（3）上部通过气相分离物管路接入换热器（2），从换热器（2）接出后出生产界区得一氧化碳产品气。

2. 根据权利要求1所述的煤化工合成气深冷分离联产甲烷气系统，其特征在于所述的分子筛吸附单元至少包括吸附单元切换阀门组（6）、生产分子筛吸附器（7）、 再生分子筛吸附器（8）、再生气体加热器（9）、再生气体冷却器（10），吸附单元切换阀门组（6）包括多个切换阀门；原料气管路进入分子筛吸附单元后分为并联的两支流，其一支流a穿过切换阀门和生产分子筛吸附器（7）用于原料气过滤，另一支流b穿过切换阀门和再生分子筛吸附器（8），用于在生产分子筛吸附器（7）再生时进行原料气过滤；

再生气管路进入分子筛吸附单元生产界区后进入再生气体加热器（9），然后分别连接生产分子筛吸附器（7）和再生分子筛吸附器（8），生产分子筛吸附器（7）和再生分子筛吸附器（8）的再生气出口通过再生气管路进入再生气体冷却器（10），然后出生产界区。

3.根据权利要求2所述的煤化工合成气深冷分离联产甲烷气系统，其特征在于所述的生产分子筛吸附器（7）、 再生分子筛吸附器（8）、再生气体加热器（9）、再生气体冷却器（10）之间的管路中均安装有切换阀门，通过切换阀门的关闭实现生产与分子筛再生的自动切换。

4.根据权利要求1所述的煤化工合成气深冷分离联产甲烷气系统，其特征在于所述的变压吸附制氢单元至少包括第一制氢生产吸附器（11）、制氢单元切换阀门组（12）、制氢再生吸附器（13）、第二制氢生产吸附器（14）；制氢单元切换阀门组（12）包括多个切换阀门；

氢气闪蒸罐（5）上部气相分离物管路经换热器（2）进入变压吸附制氢单元后分为并联的多支流，其一支流c穿过切换阀门和制氢再生吸附器（13），其余支流中，至少一支流d1穿过切换阀门和第二制氢生产吸附器（14），至少一支流d2穿过切换阀门和第一制氢生产吸附器（11），各支流汇合然后出生产界区；第一制氢生产吸附器（11）、制氢再生吸附器（13）和第二制氢生产吸附器（14）的下部底部均连接尾气气相分离物管路，各支路制氢尾气汇合后出生产界区。

5.根据权利要求1所述的煤化工合成气深冷分离联产甲烷气系统，所述的变压吸附制氢单元内的第一制氢生产吸附器（11）、制氢再生吸附器（13）、第二制氢生产吸附器（14）的进出管路上均安装有切换阀门，通过切换阀门的关闭实现制氢生产与吸附剂再生的自动切换。