本实用新型专利技术公开了一种煤基富甲烷合成气深冷分离制LNG系统，属于煤化工领域。该系统包括氮气压缩制冷单元、粗合成气深冷分离单元、混合制冷剂压缩制冷单元和氨吸收制冷单元。本实用新型专利技术新添加的氨吸收制冷单元无需压缩，能耗低，且氨水分离塔塔釜热量将原流程的压缩热利用了起来，且能提供一定的冷量降低混合制冷剂的出口温度与流量，减少了压缩功。相对于传统煤制甲醇粗合成气深冷分离制天然气系统，本实用新型专利技术能耗降低了25.8％，压缩功热利用率提高了33.40％，混合制冷剂流量下降了15.31％，混合制冷剂用于冷却自身的能量降低至83.5％，解决了传统工艺存在能耗高、热利用不充分、混合制冷剂能量利用不合理的问题。合制冷剂能量利用不合理的问题。合制冷剂能量利用不合理的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种煤基富甲烷合成气深冷分离制LNG系统
[0001]本技术属于煤化工领域，具体涉及一种煤基富甲烷合成气深冷分离制LNG系统。
技术介绍
[0002]国内富煤、少气、缺油的资源现状，探明的煤储量有2000亿吨，国内相当大一部分有机化工产品有煤转化而来，以甲醇为例，80％的甲醇都是由煤炭转化而来的。甲醇在碳一化工领域占据一定的地位，是一种清洁环保燃料可与汽油柴油以一定的比例进行混合用于甲醇汽车燃料，并且可脱水制烯烃。
[0003]国内的烯烃大多是基于石脑油的裂解，作为原油进口大国，发展煤制甲醇是调整国家能源结构，降低烯烃工业对原油进口的依赖度具有一定的现实意义。在此背景下，煤制甲醇等化工产品是一项发展迅速、前景广阔的工业。
[0004]而粗合成气深冷分离对于煤化工产品质量具有重要意义，在此过程中分离的LNG(天然气)是清洁安全的优质能源，广泛运用于商业、民用、化工与发电产业，随着大气污染治理压力的不断增大，天然气市场供需缺口大，天然气进口量大，分离的LNG同时也能满足天然气市场需求，减少天然气进口。
[0005]传统的煤基富甲烷合成气深冷分离制天然气工艺如图1所示，主要流程描述如下：
[0006]全流程分为三个部分，分别是氮气压缩制冷、粗合成气深冷分离、混合制冷剂压缩制冷。
[0007]粗合成气深冷分离：粗合成气经压缩机与水冷器，进入深冷换热器降温深冷，出深冷换热器的合成气进入粗合成气气液分离罐进行气液分离，气相经膨胀机降压降温，液相经节流阀。出膨胀机和节流阀的粗合成气同时进入甲烷深冷分离塔进行分离，塔顶出口的合成气与塔釜出口的天然气进入LNG深冷器，出口天然气被冷却进入下一工段，出LNG深冷器的合成气经压缩机进入深冷换热器进行换热回收冷量，再进入下一个工段。
[0008]氮气压缩制冷：氮气经两段压缩与降温，降温后的氮气经氮气预冷器降温后，进入深冷换热器进行降温深冷，出深冷换热器的氮气进入氮气一次气液分离罐进行气液分离，气相经膨胀机降压，液相经节流阀降压，温度进一步降低。降压后的气相与液相再进入氮气一次气液分离罐进行气液分离，液相进入甲烷深冷分离塔的塔顶冷凝器为塔顶提供冷量完全气化。出塔顶冷凝器的氮气与气液分离罐气相混合，然后进入深冷换热器回收冷量后再进行压缩循环。
[0009]混合制冷剂压缩制冷:混合制冷剂经两段压缩与降温，再进入深冷换热器进行降温，出深冷换热器的混合制冷剂进入甲烷深冷分离塔再沸器为塔釜提供热量，温度降低，出塔釜再沸器的混合制冷剂再进入深冷换热器进行进一步的降温，出换热器的混合制冷剂经过节流阀降压，温度降低，再回流回深冷换热器为氮气、粗合成气与其本身提供冷量。
[0010]上述煤制甲醇粗合成气深冷分离制天然气工艺主要存在两点不足：
[0011](1)全流程混合制冷剂、粗合成气、氮气压缩后所产生的热量全部由公用工程的冷
却水提供冷量进行降温，造成冷却水的循环量大、成本高，并且热量没有合理利用，不节能环保。
[0012](2)混合制冷剂的88.786％冷量用于冷却自身，剩下的11.22％用于冷却混合制冷剂与粗合成气，能量利用的不合理，导致混合制冷剂的用量增加，压缩的压力偏高，压缩功大，能耗高。
[0013]总而言之，传统工艺存在能耗高、热利用不充分、混合制冷剂能量利用不合理的问题。
技术实现思路
[0014]本技术为了克服以上能耗高、热利用不充分、混合制冷剂能量利用不合理的问题，提出了一种低能耗与能量与热利用合理的煤基富甲烷合成气深冷分离制LNG系统。通过本技术可以实现降低甲烷深冷分离中混合制冷剂的用量、减少过程中的压缩功并合理利用压缩所产生的热的目的。
[0015]本技术通过以下技术方案实现以上目的。
[0016]一种低能耗煤基富甲烷合成气深冷分离制LNG系统，包括氮气压缩制冷单元、粗合成气深冷分离单元、混合制冷剂压缩制冷单元和氨吸收制冷单元；
[0017]其中主要包括氮气一次气液分离罐，氮气预冷器，氮气二次气液分离罐，深冷换热器，粗合成气气液分离罐，甲烷深冷分离塔，LNG深冷器，混合制冷剂气液分离罐，氨水加热器，氨水分离塔；
[0018]所述粗合成气深冷分离单元包括第一压缩机、第一水冷器、深冷换热器、甲烷深冷分离塔、粗合成气气液分离罐、第一膨胀机、第一节流阀、LNG深冷器、第二压缩机；
[0019]所述第一压缩机与所述第一水冷器连接，所述第一水冷器与所述深冷换热器的第七进口连接，所述深冷换热器的第七出口与所述甲烷深冷分离塔的塔釜再沸器连接，所述甲烷深冷分离塔的塔釜再沸器与所述深冷换热器第八进口连接，所述深冷换热器第八出口与粗合成气气液分离罐连接，所述粗合成气气液分离罐的顶部、底部分别与所述第一膨胀机、第一节流阀连接，所述第一膨胀机、第一节流阀与所述甲烷深冷分离塔连接，所述甲烷深冷分离塔与所述LNG深冷器连接，所述LNG深冷器与所述第二压缩机连接，所述第二压缩机与所述深冷换热器的第三进口连接；
[0020]所述氮气压缩制冷单元包括第三压缩机、氨水分离塔、第二水冷器、第四压缩机、第三水冷器、氮气预冷器、所述深冷换热器、氮气一次气液分离罐、第二膨胀机、第二节流阀和氮气二次气液分离罐；
[0021]所述第三压缩机与所述氨水分离塔的塔釜再沸器相连，所述氨水分离塔的塔釜再沸器与所述第二水冷器相连，所述第二水冷器、第四压缩机、第三水冷器、氮气预冷器依次连接，所述氮气预冷器与所述深冷换热器的第六进口相连，所述深冷换热器的第六出口与所述氮气一次气液分离罐连接，所述氮气一次气液分离罐的顶部、底部分别与所述第二膨胀机、第二节流阀连接，所述第二膨胀机、第二节流阀与所述氮气二次气液分离罐连接，所述氮气二次气液分离罐的顶部与所述深冷换热器的第二进口连接，所述深冷换热器的第二出口与所述氮气预冷器连接，所述氮气预冷器与第三压缩机连接；所述氮气二次气液分离罐的底部与所述甲烷深冷分离塔的塔顶冷凝器连接；所述甲烷深冷分离塔的塔顶冷凝器与
所述深冷换热器的第二进口连接；
[0022]所述混合制冷剂压缩制冷单元包括第五压缩机、所述氨水分离塔、第四水冷器、第六压缩机、第五水冷器、所述深冷换热器、混合制冷剂气液分离罐、第三节流阀和第四节流阀；
[0023]所述第五压缩机与所述氨水分离塔的塔釜再沸器连接，所述氨水分离塔的塔釜再沸器、第四水冷器、第六压缩机、第五水冷器依次连接，所述第五水冷器与所述深冷换热器的第十一进口连接，所述深冷换热器的第十一出口与所述混合制冷剂气液分离罐连接，所述混合制冷剂气液分离罐的顶部、底部分别与深冷换热器的第九、第十进口连接，所述深冷换热器的第九、第十出口分别与第三节流阀、第四节流阀连接，所述第三节流阀与所述深冷换热器的第五进口连接，所述深冷换热器的第五出口与深冷换热器的第四进口连接，所述深冷换热器的第四出口与第五压缩机连接；所述第四节流阀与所述深冷换热器的第四进口连接；
[0024]所述氨吸收制冷单元包括泵、氨水加热器、所述氨水分离塔、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤基富甲烷合成气深冷分离制LNG系统，其特征在于，包括氮气压缩制冷单元、粗合成气深冷分离单元、混合制冷剂压缩制冷单元和氨吸收制冷单元；所述粗合成气深冷分离单元包括第一压缩机(1)、第一水冷器(2)、深冷换热器(3)、甲烷深冷分离塔(4)、粗合成气气液分离罐(5)、第一膨胀机(6)、第一节流阀(7)、LNG深冷器(8)、第二压缩机(9)；所述第一压缩机(1)与所述第一水冷器(2)连接，所述第一水冷器(2)与所述深冷换热器(3)的第七进口连接，所述深冷换热器(3)的第七出口与所述甲烷深冷分离塔(4)的塔釜再沸器连接，所述甲烷深冷分离塔(4)的塔釜再沸器与所述深冷换热器(3)第八进口连接，所述深冷换热器(3)第八出口与粗合成气气液分离罐(5)连接，所述粗合成气气液分离罐(5)的顶部、底部分别与所述第一膨胀机(6)、第一节流阀(7)连接，所述第一膨胀机(6)、第一节流阀(7)与所述甲烷深冷分离塔(4)连接，所述甲烷深冷分离塔(4)与所述LNG深冷器(8)连接，所述LNG深冷器(8)与所述第二压缩机(9)连接，所述第二压缩机(9)与所述深冷换热器(3)的第三进口连接；所述氮气压缩制冷单元包括第三压缩机(10)、氨水分离塔(11)、第二水冷器(12)、第四压缩机(13)、第三水冷器(14)、氮气预冷器(15)、所述深冷换热器(3)、氮气一次气液分离罐(16)、第二膨胀机(17)、第二节流阀(18)和氮气二次气液分离罐(19)；所述第三压缩机(10)与所述氨水分离塔(11)的塔釜再沸器相连，所述氨水分离塔(11)的塔釜再沸器与所述第二水冷器(12)相连，所述第二水冷器(12)、第四压缩机(13)、第三水冷器(14)、氮气预冷器(15)依次连接，所述氮气预冷器(15)与所述深冷换热器(3)的第六进口相连，所述深冷换热器(3)的第六出口与所述氮气一次气液分离罐(16)连接，所述氮气一次气液分离罐(16)的顶部、底部分别与所述第二膨胀机(17)、第二节流阀(18)连接，所述第二膨胀机(17)、第二节流阀(18)与所述氮气二次气液分离罐(19)连接，所述氮气二次气液分离罐(19)的顶部与所述深冷换热器(3)的第二进口连...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨思宇，陈建军，李丹，钱宇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：
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