[发明专利]一种液化天然气提取高纯甲烷的装置及方法

说明书

本发明公开了一种液化天然气提取高纯甲烷的装置及方法，该装置包括换热器（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）。本发明能更好的保证高纯液态甲烷产品的纯度，操作简单，节省了生产成本，提高了企业的经济效益，并且保护了生态环境。

技术领域

本发明涉及深冷低温技术领域，尤其涉及一种液化天然气提取高纯甲烷的装置及方法。

背景技术

高纯甲烷在化工、电子、冶金、石油等工业部门和科研、原子能、航空等领域广泛用作校正气、标准气、催化剂的评价气、在线仪表标准气、配置某些特种混合气，以及用于某些机构的研究，在半导体、集成电路、微电子、太阳能电池、光纤等电子工业生产中用于大规模集成电路干法刻蚀或等离子刻蚀气的辅助添加气。随着我国半导体、集成电路、圆晶、激光技术、液晶显示器、气体绝缘、印刷电路等产业持续增长，对高纯甲烷等电子特气的需求也将不断上涨。特别是当前的国际经济形势，西方国家对我国芯片产业链的打压，急需自主电子特气产业的发展与成熟。国家鼓励国内企业寻求技术创新，寻找新的电子特气的来源和生产方法，降低生产成本，提高产品质量，打破垄断，实现产能转移。

高纯甲烷因杂质要求苛刻，合适的原料来源主要有两个：一是液化天然气(LNG)，高纯甲烷提取装置可以完全独立，不依赖于LNG液化工厂；另一个是LNG闪蒸气(即经BOG压缩机增压、冷却后的闪蒸气)，LNG液化装置可以提供高纯甲烷提取装置所需公用工程和冷量(LNG/LIN)。

中国专利CN106288652B描述了一种LNG热泵精馏生产超高纯甲烷的装置及生产方法，LNG节流进入蒸发器汽化后进入脱重塔精馏，脱重塔塔顶气进入换热器复温后去压缩机增压，塔底液体经换热器复热后去火炬，压缩后的气体进入换热器冷却后分两路：一路作为脱重塔塔底再沸器热源，被冷凝后节流作为该塔回流液；另一路作为脱轻塔再沸器热源，被冷凝后节流作为该塔回流液；脱轻塔的塔顶气进入蒸发器被部分冷凝后进入气液分离器，气相去火炬，液相作为该塔回流液；塔底液体经蒸发器过冷后去产品储罐存储。该专利技术要求自身精馏冷热负荷相当，仅适用于特定的LNG组分，稳定性差。

中国专利CN114440553A描述了一种利用液化天然气进行高纯甲烷提取液化的方法，LNG通过LNG泵增压后去换热器，汽化后的去下塔脱除重烃，下塔底部出来的的重烃去换热器复温后为驰放气排放，下塔塔顶气进入上塔底部的冷凝蒸发器被部分冷凝后进入下塔顶部的回流罐气液分离，液相作为下塔的回流液，气相节流后去上塔精馏；纯甲烷气从上塔中部抽出后进入上塔的塔顶冷凝换热器部分冷凝后进入上塔回流罐进行气液分离，液相作为上塔的回流液，气相去换热器复热后并入驰放气管线，上塔底部的高纯液体甲烷经换热器过冷后去产品储罐；冷剂经压缩机增压，进入换热器中预冷后进入精馏塔上塔的底部冷凝蒸发器被液化，节流后作为上塔冷凝换热器的冷源，被加热后从塔顶去换热器复热，回到冷剂压缩机入口。该专利技术下塔无蒸发器(再沸器)，使得产品收率降低、冷剂直接进入上塔的冷凝蒸发器做热源的方式不易操作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种操作简单、可操作性高、生产成本低、装置适用性广的液化天然气提取高纯甲烷的装置及其方法。