一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置，该装置由一、二级换热器、一、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元及相应的阀门管道组成，利用低温制冷工艺回收甲醇制烯烃产品气的脱甲烷塔甲烷尾气中的乙烯及C3、C4送回烯烃分离主装置，剩余的甲烷尾气被进一步冷却，将其中的甲烷制成LNG/CNG，剩余的轻组分经复热后，送到提氢单元制取氢气；提取氢后的尾气再经过甲烷化单元将CO及H2转化为CH4，经干燥再次送入制冷装置制成LNG/CNG，分离后的尾气复温后可作为再生气使用。

A device for producing LNG/CNG and hydrogen from methanol to olefin methane tail gas

The utility model discloses a device for producing LNG/CNG and hydrogen from methanol to olefin methane tail gas. The device consists of a primary and secondary heat exchanger, a primary and secondary gas-liquid separator, a distillation tower, a hydrogen extraction unit, a methanation unit, a drying unit and a corresponding valve pipeline. The low-temperature refrigeration process is used to recover methanol to olefin. Ethylene and C3 and C4 in the methane tail gas of the product gas are sent back to the main unit of olefin separation. The remaining methane tail gas is further cooled, and the methane is made into LNG/CNG. The remaining light components are reheated and sent to the hydrogen extraction unit to produce hydrogen. The exhaust gas after hydrogen extraction is then converted into CH4 through the methanation unit. LNG/CNG is made by drying and feeding into refrigeration device again. The separated tail gas can be used as regenerated gas after rewarming.

【技术实现步骤摘要】
一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置
本技术属于煤化工行业的甲醇制烯烃领域，涉及一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG及氢气的装置。
技术介绍
目前我国已经建成投产的甲醇制烯烃装置超过20套，在建项目也有11套，基于甲醇制烯烃产品气碳一含量低的特点，以及投资和运行成本的要求，所有已投入运行的和在建的甲醇制烯烃项目都只采用丙烯制冷工艺，而不采用丙烯加乙烯的复叠制冷或混合制冷工艺，由于冷剂的限制，甲醇制烯烃产品气分离工艺温度都在-40℃以上，这样碳一与碳二很难有效分离，为了避免乙烯损失，都采用过冷的价格相对较低液体碳三、碳四洗涤吸收，然而，由于甲烷尾气中含有大量氢气和部分氮气，势必降低液相物料的分压，因此在甲烷尾气中还含有气相碳二、碳三或碳四，这些物料最终都与甲烷尾气一起作为燃料气被烧掉，一个典型的甲醇制烯烃装置每年从甲烷尾气损失的乙烯、丙烯及洗涤吸收物料价值在3000万元以上。对于大多数甲醇制烯烃装置来说，这股甲烷尾气是没有必要作燃料气的，只因没有更好的用途才被迫作为燃料气或以极其便宜的价格送给其它企业，甚至有的企业直接将这股甲烷尾气放火炬白白烧掉。据不完全统计，我国已经投产和在建的甲醇制烯烃装置的下游装置都需要一定量的氢气，这些装置所用的氢气都不是从甲烷尾气制取的，大都采用甲醇制氢，甲醇制氢工艺不仅能耗高，而且消耗大量甲醇原料，产生的解析气几乎没有利用价值，而甲烷尾气中的氢气回收30-40％就足够下游装置之用。另外，我国天然气资源比较匮乏，再加上现在煤改气政策，LNG就更加紧俏。因此，专利技术一种简单有效回收甲烷尾气各组分的工艺装置，可以实现资源的高效充分利用，减少对环境的污染，减少企业原料消耗，具有重大的经济利益和现实意义。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置。该装置由一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元及相应的阀门管道组成，利用低温制冷工艺回收甲醇制烯烃产品气的脱甲烷塔甲烷尾气中的乙烯及C3、C4送回烯烃分离主装置，剩余的甲烷尾气被进一步冷却，将其中的甲烷制成LNG/CNG，剩余的轻组分经复热后，送到提氢单元制取氢气，提取氢后的尾气再经过甲烷化单元将CO及H2转化为CH4，经干燥再次送入制冷装置制成LNG/CNG，分离后的尾气复温后可作为再生气使用。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置，包括有冷箱、一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元、制冷单元及相应的阀门管道，所述一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器与精馏塔均安装于所述冷箱内，所述提氢单元、甲烷化单元、干燥单元与制冷单元安装于所述冷箱外，所述冷箱、一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元与制冷单元之间均通过与其对应的阀门管道相连接。进一步，所述制冷单元采用复叠制冷方式、混合冷剂制冷方式、氮制冷方式、膨胀制冷方式中的一种。进一步，所述提氢单元、甲烷化单元、干燥单元依次连接，所述干燥单元的出口连接二级气液分离器的入口，所述精馏塔的出口连接提氢单元的入口。进一步，所述一级气液分离器的上端连接精馏塔，所述一级气液分离器的下端连接与其对应的阀门管道。进一步，所述一级换热器、二级换热器分别设置在一级气液分离器的两侧，所述二级换热器设置在一级气液分离器与二级气液分离器之间。其工作时依次包含以下步骤：步骤1：将甲烷尾气送入冷箱，经过一级换热器冷却至-70～-65℃；步骤2：将经过步骤1的甲烷尾气送入一级气液分离器，尾气中的C2及C2+被冷凝，流向分离器底部，轻组分从顶部出口排出；步骤3：将经过步骤2气液分离器顶部的甲烷尾气送至二级换热器，尾气冷却至-165～-155℃，形成气液两相送入分离单元，分别得到LNG及氮氢气；步骤4：将经过步骤3分离得到的氮氢气送回换热器复温，并通过换热器加热至常温，送入提氢装置得到高纯氢气；步骤5：将经过步骤4提氢尾气送入甲烷化装置合成制取甲烷；步骤6：脱除步骤5合成气中含有的水分，将其露点降至-65～-70℃；步骤7：分离经步骤6后合成气中的气体组份，分别得到LNG、氢氮尾气。步骤8：经步骤7分离后的氢氮尾气返回换热器复温后可作为再生气使用。步骤9：将经过步骤3及步骤7分离得到的LNG返送回换热器复温可得到CNG。步骤1中冷凝下来的C2及C2+液体经过泵加压，返回换热器复温后，送至烯烃分离主装置回收物料。步骤4中的提氢单元可采用膜提氢、变压吸附提氢等工艺方法。步骤6中，干燥单元采用分子筛吸附工艺脱除合成气中的水分，将其露点降至-70℃。步骤3中分离单元通过低温精馏分离甲烷和氮氢气，从而制得LNG。当步骤3中所述的回收乙烯等较重组分后的低温气体膨胀制冷提供冷量后，压力太低可再压缩到适当压力后，再送入后续流程制取LNG/CNG。具体实施方法如下：一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置由一、二级换热器、一、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元、制冷单元及相应的阀门管道组成。其中一、二级换热器、一、二级气液分离器、精馏塔安装在冷箱内，提氢单元、甲烷化单元、干燥单元、制冷单元在冷箱外，各设备间通过管道连接在一起。来自甲醇制烯烃产品气分离装置的甲烷尾气压力为2.65MPa，温度为-40℃，经过冷箱换热器，逐步被冷却到-70～-65℃，将其中的大部分碳二及碳三、碳四液化进入一级气液分离器，罐底液相物料用泵送出经冷箱换热器复热到-40℃左右送回脱甲烷塔作为塔顶洗涤液。一级气液分离器的低温气相物料送入二级换热器被进一步冷却至-165～-155℃，将其中的绝大多数甲烷液化进入LNG精馏塔，LNG精馏塔底部的液相物料作为LNG产品送低温储罐或经冷箱复温后成为CNG产品。塔顶气相组分经过换热器复温及换热器加热至常温后，送入变压吸附设备或膜分离设备产生的99％以上的氢气。氢气经压缩后送到氢气用户，变压吸附设备产生的解析气经压缩或膜分离产生非渗透气升温后进入甲烷化反应器，将其中的CO和氢气尽可能转化为甲烷，甲烷化出口气体经冷却干燥，露点降至-65～-70℃后，进入冷箱换热器冷却至-165～-155℃，被冷却的物料进入二级气液分离器，罐底液相物料送入LNG精馏塔，罐顶不凝气经换热器加热后送入主装置的干燥器再生系统。本技术的有益效果：与现有技术相比，本技术所提供的一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置，该装置利用低温分离及提氢装置将甲醇制烯烃甲烷尾气中的甲烷、氢气及C2及C2+提取出来，实现甲烷尾气有效利用，并将C2及C2+烯烃类液体返回烯烃分离主装置，减少了原料的消耗，降低了操作成本；经过该工艺回收了尾气中的有效成分，增加了装置收益，具有较好的经济效益。附图说明图1为本技术的工艺流程示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置，其特征在于，包括有冷箱、一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元、制冷单元及相应的阀门管道，所述一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器与精馏塔均安装于所述冷箱内，所述提氢单元、甲烷化单元、干燥单元与制冷单元安装于所述冷箱外，所述冷箱、一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元与制冷单元之间均通过与其对应的阀门管道相连接。

【技术特征摘要】
1.一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置，其特征在于，包括有冷箱、一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元、制冷单元及相应的阀门管道，所述一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器与精馏塔均安装于所述冷箱内，所述提氢单元、甲烷化单元、干燥单元与制冷单元安装于所述冷箱外，所述冷箱、一级换热器、二级换热器、一级气液分离器、二级气液分离器、精馏塔、提氢单元、甲烷化单元、干燥单元与制冷单元之间均通过与其对应的阀门管道相连接。2.如权利要求1所述的一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气的装置，其特征在于，所述制冷单元采用复叠制冷方式、混合冷剂制...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴栋中，
申请(专利权)人：北京恒泰洁能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11