本发明专利技术属于一种甲烷含量15-40%的含氧煤层气提纯制备LNG的装置及工艺。通过在压缩机前面设置甲烷输送管道，解决了甲烷的含量的较小时，不能压缩的问题，尤其适合于煤层气中的甲烷体积含量为15%~40%时甲烷的回收利用；本工艺系统安全性高、操作压力低、装置能耗低,甲烷气提取率可以达到99%，从而使煤矿生产排放的瓦斯气转化为优质清洁能源，具有显著的经济和环境效益。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于一种甲烷含量15-40%的含氧煤层气提纯制备LNG的装置及工艺。通过在压缩机前面设置甲烷输送管道，解决了甲烷的含量的较小时，不能压缩的问题，尤其适合于煤层气中的甲烷体积含量为15%~40%时甲烷的回收利用；本工艺系统安全性高、操作压力低、装置能耗低,甲烷气提取率可以达到99%，从而使煤矿生产排放的瓦斯气转化为优质清洁能源，具有显著的经济和环境效益。【专利说明】-种甲烷含量15-40%的含氧煤层气提纯制备LNG的装置及 工艺
本专利技术属于气体分离
，具体涉及到一种甲烷含量15-40%的含氧煤层气 提纯制备LNG的装置及工艺。
技术介绍
煤层气的有效成分是甲烷，是一种宝贵的清洁能源和重要的化工原料，应该加以 很好利用。我国煤层气资源非常丰富，储量居世界第三位，但对煤层气的开发利用却很少， 每年排入大气的煤层气总量巨大，不仅是很大的资源浪费，也造成了严重的环境污染。目 前，我国煤层气主要以井下抽采方式为主，所得煤层气压力小，甲烷浓度一般仅为39Γ80%， 低于40%的约占2/3,并混有N 2、02和其他杂质气体，因此要实现对煤层气的充分利用，必须 对这种含氧煤层气进行分离提纯，产品为LNG (液化天然气）或CNG (压缩天然气)。目前， 含氧煤层气制取LNG的方法普遍采用先经过变压吸附、膜分离、水合物工艺等对原料气净 化提浓，然后再通过膨胀制冷循环或低温工质制冷循环进行液化的工艺，普遍存在工艺复 杂、安全性低、一次性投资大、运行费用高、维护难度大、产品纯度低、回收率低的缺陷，使得 含氧煤层气制取LNG不能有效推广。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种流程简单、安全性高、一次性投资不大、运行费用低、 维护方便、适合于甲烷体积含量为159Γ40%的含氧煤层气提纯制备LNG的装置及工艺。 为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种甲烷含量15-40%的含氧煤 层气提纯制备LNG的装置，包括依次连接的水洗塔、压缩机、冷气机组、汽水分离器、吸附 器、主换热器、再沸器，再沸器位于精馏塔底部，精馏塔下端连接有LNG贮槽，精馏塔下端与 LNG贮槽之间设置有过冷器，精馏塔底部通过甲烷输送管道与水洗塔和压缩机之间的管路 连接；甲烷输送管道上连接有甲烷补充管道。 精馏塔的中上部通过过冷器、主换热器，与消音器连接、或者依次与电加热器、吸 附器、消音器连接。 精馏塔顶部通过过冷器、主换热器依次与氮气增压机、增压透平膨胀机增压端、冷 却器连接，冷却器的出口通过主换热器、过冷器与精馏塔上部连接；增压透平膨胀机增压端 依次通过冷却器、主换热器与增压透平膨胀机膨胀端连接，增压透平膨胀机膨胀端通过主 换热器与氮气增压机连接；氮气增压机上连接有补充氮气管路。 所述的甲烷含量15-40%的含氧煤层气提纯制备LNG的工艺，包括以下步骤：煤层 气通过水洗塔后，与甲烷输送管道输送的甲烷气体混合，然后混合气依次进入压缩机、冷气 机组、汽水分离器、吸附器、主换热器，然后进入再沸器，在再沸器中部分液化后进入精馏塔 进行精馏；在精馏塔底部得到的LNG经过过冷器后输送至LNG贮槽，从精馏塔顶部得到氮气 经过氮气冷却循环系统后送回精馏塔上部做回流液。 在精馏塔的中上部抽出废气，废气依次通过过冷器、主换热器，然后分成两路，第 一路经电加热器，然后进入吸附器作为吸附器的再生气，再经过消音器后排出，第二路直接 经过消音器后排出；吸附器再生阶段废气走第一路，再生结束走第二路。 所述的氮气冷却循环系统为：从精馏塔顶部排出的氮气依次通过过冷器、主换热 器后，与补充氮气管路补充的氮气、循环的氮气的一起进入氮气增压机，然后进入增压透平 膨胀机增压端加压后进入冷却器，然后进入主换热器换热后分成两路，一路通过过冷器后 送入精馏塔上部做回流液，另一路通过增压透平膨胀机膨胀端膨胀后进入主换热器回收冷 量后作为循环的氮气，重新进入氮气增压机。 本专利技术产生的有益效果是，通过在压缩机前面设置甲烷输送管道，解决了甲烷的 含量较小时，不能压缩的问题，尤其适合于煤层气中的甲烷体积含量为159Γ40%时甲烷的 回收利用；本工艺系统安全性高、操作压力低、装置能耗低，甲烷气提取率可以达到99%， 从而使煤矿生产排放的瓦斯气转化为优质清洁能源，具有显著的经济和环境效益。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术煤层气提纯制备LNG的装置结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此。 如图1所示，甲烷含量15-40%的含氧煤层气提纯制备LNG的装置，包括依次连接 的水洗塔1、压缩机2、冷气机组3、汽水分离器4、吸附器5、主换热器11、再沸器13 ;再沸器 13位于精馏塔12底部，精馏塔12下端连接有LNG贮槽15,精馏塔12下端与LNG贮槽15 之间设置有过冷器14,精馏塔12底部通过甲烷输送管道16与水洗塔1和压缩机2之间的 管路连接；甲烷输送管道上16连接有甲烷补充管道17。 精馏塔12的中上部通过过冷器14、主换热器11，与消音器连接、或者依次与电加 热器6、吸附器5、消音器7连接。 精馏塔12顶部通过过冷器14、主换热器11依次与氮气增压机8、增压透平膨胀机 9的增压端18、冷却器10连接，冷却器10的出口通过主换热器11、过冷器14与精馏塔12 上部连接；增压透平膨胀机9的增压端18依次通过冷却器10、主换热器11与增压透平膨 胀机9的膨胀端19连接，增压透平膨胀机9的膨胀端19通过主换热器与氮气增压机8连 接；氮气增压机8上连接有补充氮气管路20。 甲烷含量15-40%的含氧煤层气提纯制备LNG的工艺，包括以下步骤：含氧煤层气 (甲烷体积含量为159Γ40%)通过水洗塔1后，与甲烷输送管道16输送的甲烷气体混合，然 后混合气依次进入压缩机2、冷气机组3、汽水分离器4、吸附器5、主换热器11，然后进入再 沸器13,在再沸器13中部分液化后进入精馏塔12进行精馏；在精馏塔12底部得到的LNG 经过过冷器14后输送至LNG贮槽15,从精馏塔12顶部得到氮气经过氮气冷却循环系统后 送回精馏塔12上部做回流液。 所述的氮气冷却循环系统为：从精馏塔12顶部排出的氮气依次通过过冷器14、主 换热器11后，与补充氮气管路20补充的氮气、循环的氮气的一起进入氮气增压机8,然后进 入增压透平膨胀机9的增压端18加压后进入冷却器10,然后进入主换热器11换热后分成 两路，一路通过过冷器后14送入精馏塔12上部做回流液，另一路返回增压透平膨胀机9的 膨胀端19膨胀后进入主换热器11，回收冷量后作为循环的氮气，重新进入氮气增压机8。 在精馏塔12的中上部抽出废气，废气依次通过过冷器14、主换热器11，然后分成 两路，第一路经电加热器6,然后进入吸附器5作为吸附器5的再生气，然后经过消音器7排 出；第二路直接经过消音器7后排出；吸附器再生阶段废气走第一路，再生结束走第二路。【权利要求】1. 一种甲烷含量15-40%的含氧煤层气提纯制备LNG的装置，包括依次连接的水洗塔、 压缩机、冷气机组、汽水分离器、吸附器、主换热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种甲烷含量15‑40%的含氧煤层气提纯制备LNG的装置，包括依次连接的水洗塔、压缩机、冷气机组、汽水分离器、吸附器、主换热器、再沸器，其特征在于：再沸器位于精馏塔底部，精馏塔下端连接有LNG贮槽，精馏塔下端与LNG贮槽之间设置有过冷器，精馏塔底部通过甲烷输送管道与水洗塔和压缩机之间的管路连接；甲烷输送管道上连接有甲烷补充管道。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩俊义，卢红太，陈学坤，张建英，周元军，
申请(专利权)人：韩俊义，卢红太，陈学坤，张建英，周元军，
类型：发明
国别省市：河南;41
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