本实用新型专利技术公开了一种煤基合成气深冷分离制LNG冷电联产系统，属于煤化工领域。该系统包括粗合成气深冷分离单元、氮气压缩制冷单元、混合制冷剂压缩制冷单元、溴化锂余热回收单元和有机朗肯循环发电单元。本实用新型专利技术优化了传统的煤基富甲烷合成气深冷分离制天然气系统，新添加的溴化锂余热回收单元，有机朗肯循环发电单元将传统系统的所有余热都利用起来，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，并产生了一部分电。实现更高资源利用率同时较小的设备改动降低工厂调整工艺的成本，能广泛应用于传统系统的优化。化。化。
【技术实现步骤摘要】
一种煤基合成气深冷分离制LNG冷电联产系统
[0001]本技术属于煤化工领域，具体涉及一种煤基合成气深冷分离制LNG冷电联产系统。通过该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进行冷电联产。
技术介绍
[0002]甲烷深冷分离过程需要大量冷量提供，主要由氮气与混合制冷剂提供，制冷过程必定伴随着大量的压缩过程，在此过程中产生了大量的低品味余热，在工业过程中，这一部分低品位余热不能用于工业生产，而利用这一部分低温余热转换为高品质能量，是实现过程节能降耗、绿色生产的关键。提高品质后的能量可直接作用与工业生产或者生活中充分被利用，回收这一部分低品位余热的技术有热泵技术、有机朗肯循环等。
[0003]热泵可以分为吸收式热泵、电热式热泵、蒸汽压缩式热泵、化学式热泵、吸附式热泵和喷射式热泵。热泵是利用低品位热源驱动装置经过转换后产生高品质能量的过程，热泵可以有效的回收低品位的余热，是一种保护环境和提高能量效率的装置。
[0004]有机朗肯循环是以低沸点的有机物作为工质，回收工业过程中的低品位余热发电的一个工程，有机工质吸收余热气化，推动汽轮机发电，发电后由水或者空气冷却，再经由工质泵加压循环。
[0005]煤制气甲烷深冷分离对于化工产品的质量具有决定性作用，而充分利用分离过程中的余热对于产品生产过程的节能、高效具有深远意义。分离出的LNG也是清洁的优质能源，对环境友好，广泛应用于各个领域，符合国家对清洁能源的定义。
[0006]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：
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]混合制冷剂压缩制冷:混合制冷剂经三段压缩与降温，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。
[0011]上述传统的煤基富甲烷合成气深冷分离制天然气工艺主要存在两点不足：
[0012](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。
[0013](2)混合制冷剂的88.78％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。
[0014]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
[0015]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，本技术提出了一种煤基合成气深冷分离制LNG冷电联产系统。所提供的富甲烷煤基合成气深冷分离制LNG冷电联产的新工艺能达到降低能耗、能量与热利用合理的目的。
[0016]本技术的目的通过以下技术方案实现。
[0017]一种煤基合成气深冷分离制LNG冷电联产的系统，包括粗合成气深冷分离单元、氮气压缩制冷单元、混合制冷剂压缩制冷单元、溴化锂余热回收单元和有机朗肯循环发电单元；
[0018]所述粗合成气深冷分离单元包括第一压缩机、粗合成气冷却器、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粗合成气冷却器连接，所述粗合成气冷却器与所述深冷换热器的第八进口连接，所述深冷换热器的第八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七进口连接，所述深冷换热器第七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四进口连接；
[0020]所述氮气压缩制冷单元包括第三压缩机、余热回收器、有机工质蒸发器、第四压缩机、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、第五节流阀和氮气二次气液分离罐；
[0021]所述第三压缩机与所述余热回收器的第四进口相连，所述余热回收器的第四出口与有机工质蒸发器的第四进口相连，所述有机工质蒸发器的第四出口与第四压缩机相连，所述第四压缩机与有机工质蒸发器的第六进口相连，所述有机工质蒸发器的第六出口与所述氮气预冷器的第二进口相连，所述氮气预冷器的第二出口与所述深冷换热器的第三进口相连，所述深冷换热器的第三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、第五节流阀连接，所述第二膨胀机、第五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的第一进口连接，所述氮气预冷器的第一出口与第三压缩机连接；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、所述余热回收器、第六压缩机、所述有机工质蒸发器、第七压缩机、所述深冷换热器和第二节流阀；
[0023]所述第五压缩机与所述余热回收器的第二进口连接，所述余热回收器的第二出口与所述第六压缩机连接，所述第六压缩机与所述有机工质蒸发器的第五进口连接，所述有机工质蒸发器的第五出口与所述第七压缩机连接，所述第七压缩机与所述余热回收器的第三进口连接，所述余热回收器的第三出口与所述深冷换热器的第六进口连接，所述深冷换热器的第六出口与所述第二节流阀连接，所述第二节流阀与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤基合成气深冷分离制LNG冷电联产的系统，其特征在于，包括粗合成气深冷分离单元、氮气压缩制冷单元、混合制冷剂压缩制冷单元、溴化锂余热回收单元和有机朗肯循环发电单元；所述粗合成气深冷分离单元包括第一压缩机（1）、粗合成气冷却器（2）、深冷换热器（3）、甲烷深冷分离塔（7）、粗合成气气液分离罐（4）、第一膨胀机（5）、第一节流阀（6）、LNG深冷器（8）、第二压缩机（9）；所述第一压缩机（1）与所述粗合成气冷却器（2）连接，所述粗合成气冷却器（2）与所述深冷换热器（3）的第八进口连接，所述深冷换热器（3）的第八出口与所述甲烷深冷分离塔（7）的塔釜再沸器连接，所述甲烷深冷分离塔（7）的塔釜再沸器与所述深冷换热器（3）第七进口连接，所述深冷换热器（3）第七出口与粗合成气气液分离罐（4）连接，所述粗合成气气液分离罐（4）的顶部、底部分别与所述第一膨胀机（5）、第一节流阀（6）连接，所述第一膨胀机（5）、第一节流阀（6）与所述甲烷深冷分离塔（7）连接，所述甲烷深冷分离塔（7）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）的第四进口连接；所述氮气压缩制冷单元包括第三压缩机（10）、余热回收器（11）、有机工质蒸发器（12）、第四压缩机（13）、氮气预冷器（14）、所述深冷换热器（3）、氮气一次气液分离罐（27）、第二膨胀机（28）、第五节流阀（29）和氮气二次气液分离罐（30）；所述第三压缩机（10）与所述余热回收器（11）的第四进口相连，所述余热回收器（11）的第四出口与有机工质蒸发器（12）的第四进口相连，所述有机工质蒸发器（12）的第四出口与第四压缩机（13）相连，所述第四压缩机（13）与有机工质蒸发器（12）的第六进口相连，所述有机工质蒸发器（12）的第六出口与所述氮气预冷器（14）的第二进口相连，所述氮气预冷器（14）的第二出口与所述深冷换热器（3）的第三进口相连，所述深冷换热器（3）的第三出口与所述氮气一次气液分离罐（27）连接，所述氮气一次气液分离罐（27）的顶部、底部分别与所述第二膨胀机（28）、第五节流阀（29）连接，所述第二膨胀机（28）、第五节流阀（29）与所述氮气二次气液分离罐（30）连接，所述氮气二次气液分离罐（30）的顶部与所述深冷换热器（3）的第二进口连接，所述深冷换热器（3）的第二出口与所述氮气预冷器（14）的第一进口连接，所述氮气预冷器（14）的第一出口与第三压缩机（10）连接；所述氮气二次...
【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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