[发明专利]液氮洗和深冷分离的偶合系统和方法

权利要求书

1.一种液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，包括：

换热装置(110)，用于两股或多股冷热流股换热；

液氮洗涤装置(130)，用于脱除原料气中的甲烷和一氧化碳杂质，与所述换热装置(110)通过管路连接；

精配氮装置(140)，用于调整液氮洗涤装置排出的氢氮气中氢气和氮气的比例，与所述液氮洗涤装置(130)通过管路连接；

甲烷回收装置(150)，用于回收并提纯所述液氮洗涤装置排出的液相中的甲烷，与所述液氮洗涤装置(130)通过管路连接；

制冷装置，用于提供冷量，与换热装置通过管路连接。

2.如权利要求1所述的液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，还包括脱氢装置(120)，用于初步提浓原料气中的氢气，所述脱氢装置(120)与换热装置(110)、液氮洗涤装置(130)、甲烷回收装置(150)分别通过管路连接，以使所述液氮洗涤装置进一步脱除脱氢装置(120)排出的富氢气中的甲烷和一氧化碳杂质，甲烷回收装置回收并提纯所述脱氢装置和液氮洗装置排出的液相中的甲烷并生产LNG。

3.如权利要求2所述的液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，换热装置包含主换热器、过冷器、再沸器和冷凝器，可以由一台换热器组成，也可以由多台换热器组成，所述换热器为管壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器、绕管式换热器或上述四者的任意组合。

4.如权利要求3所述的液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，脱氢装置的进料管与换热装置连接，所述脱氢装置为压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种组合。

5.如权利要求4所述的液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，所述脱氢装置通过第一管路与换热装置连接，以实现在换热装置中进行换热。

6.如权利要求5所述的液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，液氮洗装置(130)与来自换热装置的液氮管路连接，液氮洗装置(130)与脱氢装置(120)通过气相输送管路连接，以使脱氢装置(120)通过气相输送管路将排出的氢气输送至液氮洗装置(130)中，所述液氮管路中的液氮在液氮洗装置(130)中与脱氢装置(120)排出的富氢气进行热质交换，以脱除其中的杂质，所述液氮洗装置为压力容器或塔器，其内件结构为板式塔盘或填料中的一种或两者的组合。

7.如权利要求6所述的液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，精配氮装置(140)的出口的气体管道上安装氢分析仪，所述氢分析仪用于检测液氮洗涤装置排出的氢氮气中氢气和氮气的比例，精配氮装置根据检测结果调整液氮的流量从而控制洗涤装置排出的氢氮气中氢气和氮气的比例。

8.如权利要求7所述的液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，甲烷回收装置(150)通过第二管路与换热装置(110)连接，甲烷回收装置(150)通过第二管路中的物流与换热装置(110)进行换热，所述甲烷回收装置为压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种组合。

9.如权利要求8所述的液氮洗和深冷分离的偶合系统，其特征在于，制冷装置为一套或多套制冷装置，制冷装置为膨胀制冷装置或液体节流制冷装置，制冷介质包括氮气N₂、甲烷CH₄、乙烷C₂H₆、乙烯C₂H₄、丙烷C₃H₈、丁烷C₄H₁₀和异戊烷i-C₅H₁₂中的一种或者若干中组合。

10.一种液氮洗和深冷分离的方法，其特征在于，包括：

初步提浓原料气中的氢气；

脱除氢氮气中的甲烷和一氧化碳杂质；

调整液氮洗涤装置排出的氢氮气中氢气和氮气的比例；

回收并提纯所述液氮洗涤装置排出的液相中的甲烷。