[发明专利]一种液化天然气提取高纯甲烷的装置及方法

权利要求书

1.一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，包括换热器（1）、脱重烃塔（2）和高纯甲烷塔（3），所述换热器（1）内设置有第一循环甲烷正流通道（A4）、第二循环甲烷正流通道（A6）和循环甲烷返流通道（A5），所述第一循环甲烷正流通道（A4）、第二循环甲烷正流通道（A6）和循环甲烷返流通道（A5）通过循环管道分别与脱重烃塔（2）和高纯甲烷塔（3）相连接，所述换热器（1）内还设置有液化天然气通道（A1）、富甲烷通道（A2）和高纯甲烷通道（A3），其中，所述液化天然气通道（A1）通过液化天然气管道（9）与脱重烃塔（2）入口相连接，所述富甲烷通道（A2）通过富甲烷管道（11）分别与脱重烃塔（2）和高纯甲烷塔（3）的出口相连接，所述高纯甲烷通道（A3）通过高纯甲烷管道（10）与高纯甲烷塔（3）出口相连接。

2.如权利要求1所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，所述循环甲烷返流通道（A5）的入口通过第一循环管道分别与脱重烃塔（2）第二出口E和高纯甲烷塔（3）第二出口L相连接，循环甲烷返流通道（A5）的出口与第一循环甲烷正流通道（A4）的入口相连接，并且循环甲烷返流通道（A5）与第一循环甲烷正流通道（A4）之间的管道上还设置有甲烷压缩机（4）。

3.如权利要求1所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，所述第一循环甲烷正流通道（A4）的出口通过第二循环管道分别与高纯甲烷塔（3）第三入口M和脱重烃塔（2）第三入口F相连接。

4.如权利要求1所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，所述第二循环甲烷正流通道（A6）的入口通过第三循环管道分别与脱重烃塔（2）第三出口G和高纯甲烷塔（3）第三出口N相连接；第二循环甲烷正流通道（A6）的出口通过第四循环管道分别与脱重烃塔（2）第二入口D和高纯甲烷塔（3）第二入口K相连接。

5.如权利要求1所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，所述脱重烃塔（2）第一出口B通过塔连接管道与高纯甲烷塔（3）第一入口H相连接。

6.如权利要求1所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，所述富甲烷通道（A2）的入口通过富甲烷管道（11）分别与脱重烃塔（2）第四出口C和高纯甲烷塔（3）第一出口I相连接，富甲烷通道（A2）的出口排出富甲烷气。

7.如权利要求1所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，所述高纯甲烷通道（A3）通过高纯甲烷管道（10）与高纯甲烷塔（3）第四出口J相连接，所述高纯甲烷管道（10）上设置有泵（21），所述泵（21）设置于高纯甲烷通道（A3）出口或入口外的高纯甲烷管道（10）上。

8.如权利要求1所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，所述脱重烃塔（2）顶部设置有脱重烃塔冷凝器（5），底部设置有脱重烃塔再沸器（6）；所述高纯甲烷塔（3）顶部设置有高纯甲烷塔冷凝器（7），底部设置有高纯甲烷塔再沸器（8）。

9.如权利要求8所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，所述脱重烃塔冷凝器（5）和高纯甲烷塔再沸器（8）为一体式冷凝蒸发器（22）。

10.一种液化天然气提取高纯甲烷的方法，采用权利要求1~9任意一项所述的一种液化天然气提取高纯甲烷的装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1：液化天然气通过液化天然气管道（9）进入换热器（1）液化天然气通道（A1）被加热至饱和气相，进入脱重烃塔（2）脱除重组分，脱重烃塔（2）的塔底重组分液体经其第四出口C去换热器（1）富甲烷通道（A2）复温后去界外；

S2：脱重烃塔（2）塔顶气体由其第一出口B去高纯甲烷塔（3）第一入口H进塔，脱除轻组分，高纯甲烷塔（3）塔底为高纯液态甲烷，经其第四出口J去换热器（1）高纯甲烷通道（A3）过冷经泵（21）加压后去高纯甲烷管道（10），高纯甲烷塔（3）塔顶轻组分去换热器（1）富甲烷通道（A2）复温后去界外；

S3：通过调节设置于各管道上的调节阀分别控制脱重烃塔（2）、高纯甲烷塔（3）的压力，保证精馏分离的产品纯度；

S4：循环甲烷在甲烷压缩机（4）增压后去换热器（1）循环第一甲烷正流通道 (A4)冷却至合适温度，出来分两路，分别去脱重烃塔（2）的第三入口F、高纯甲烷塔（3）的第三入口M作为脱重烃塔再沸器（6）、高纯甲烷塔再沸器（8）的热源，被冷凝后一起进入换热器（1）循环第二甲烷气正流通道(A6)液化并过冷，出口端分两路：作为脱重烃塔冷凝器（5）、高纯甲烷塔冷凝器（7）的冷源，被加热后一起去换热器（1）循环甲烷返流通道（A5）复温，返回甲烷压缩机（4）入口；

S5：根据循环甲烷出脱重烃塔再沸器（6）、高纯甲烷塔再沸器（8）的温度来控制热源的流量，并控制脱重烃塔（2）和高纯甲烷塔（3）的塔釜液位。