[发明专利]利用变压吸附余压的半开式煤层气氮膨胀液化工艺

摘要

利用变压吸附余压的半开式煤层气氮膨胀液化工艺，属于化工与低温技术领域。本发明提供了一种高含氮量煤层气的吸附－液化一体化流程。液化前首先通过变压吸附过程脱除煤层气中大部分的氮气，之后煤层气通过氮膨胀液化过程被液化。其中吸附分离出的带余压氮气与一定量的循环氮气混合形成半开式的氮膨胀循环，并根据吸附余压大小的不同范围设计不同的混合过程，为煤层气液化提供冷量，从而节省了氮压缩功，使得系统单位产品液化功有所降低。且煤层气原料气中的含氮量越高，吸附余压越高，节省的功耗越多。

主权项

1、 一种利用变压吸附余压的半开式煤层气氮膨胀液化工艺，其特征在于，该液化工艺包括以下步骤：1)首先将煤层气通过预净化系统(1)进行预净化，去除其中的水、酸性气体、重烃等杂质；2)将预净化后的含氮煤层气在吸附器(2)中通过变压吸附过程分离出其中的大部分氮；3)通过以上两步提浓后的浓缩煤层气经一级压缩机(3)和二级压缩机(5)压缩及第一冷却器(4)和第二冷却器(6)水冷为常温高压煤层气；4)常温高压煤层气在换热器(7)中被冷却为低温煤层气，所需的冷量一部分由半开式氮膨胀循环提供，另一部分由气液分离器(9)中分离出的冷气体提供。上述的半开式氮膨胀循环，根据吸附余压的范围设置不同的流程：吸附余压低于3MPa时，将吸附分离出的带余压氮气与压缩到中间压力的循环氮气混合，并进一步压缩到3MPa，然后膨胀至低温为煤层气液化提供冷量；吸附余压高于3MPa时，将其先膨胀至3MPa，然后与两级压缩后的循环氮气混合，再共同膨胀至低温为煤层气液化提供冷量；5)低温煤层气通过节流阀(8)节流，最终在气液分离器(9)中分离出液体产品，分离出的冷气体则回到换热器(7)重新利用其冷量后排出系统。