一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法。以净化后的焦炉煤气作为原料，深冷液化分离制取产品LNG，采用一氧化碳/甲烷分离塔精馏分离的LNG进行过冷，对富氢气低温甲烷洗涤制取纯度大于97%的氢气，有效地降低了PSA提氢气的符合，减少了投资。另外，低温甲烷洗将富氢气中的CO洗涤到一氧化碳/甲烷分离塔进行精馏，塔顶得到富CO，大大增加了CO的收率，为下游的乙二醇合成装置提供原料，本发明专利技术具有工艺流程短、原料气利用率高，氢气和CO收率高，能耗低，投资合理等优点。投资合理等优点。投资合理等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法


[0001]本专利技术涉及低温深冷液化分离
，具体涉及一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法。

技术介绍

[0002]焦炉气是焦化厂煤炭干馏成焦过程中的主要副产物之一，主要成分有氢气、甲烷、CO、CO2、氮气等。利用焦炉气制取LNG并联产合乙二醇，不仅减少了资源的浪费和环境的污染，也给工厂带来了非常好的经济效益。
[0003]深冷分离法具有组分全提取、产品纯度高、产品收率高和处理气量大等优点，是煤/天然气制合成气、焦炉气等原料气提纯氢气、CO的首选工艺。与常规低温冷凝法和低温精馏法相比，液态甲烷洗涤工艺的氢气纯度和CO收率更高，被称为技术难度最高的深冷分离技术之一，长期被美国空气化工(APCI)、德国林德(LINDE)和法国液空(Air Liquide)等国外公司垄断。
[0004]而现有的利用低温甲烷制取氢气联产LNG的工艺存在工艺复杂、能耗高、原料利用不高的不足，故需要一种流程简单、调节灵活、工作可靠、易操作、能耗低的利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法，以解决现有技术中的工艺复杂、能耗高等的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，包括主换热器、重烃分离器、低温闪蒸罐、MRC低温分离器、低温分离器、甲烷洗涤塔、氢汽提塔、氢汽提塔再沸器、一氧化碳/甲烷分离塔、塔底再沸器、回流罐、塔顶冷凝器、液态甲烷泵、氮气压缩系统、混合冷剂压缩机系统，所述的主换热器内设置有闪蒸气通道、原料气通道I、高压氢气通道、中压氢气通道、富一氧化碳通道I、高压氮气通道I、返流低压氮气通道I、高压气相冷剂通道I、返流冷剂通道、高压液相冷剂通道I、原料气通道II、高压气相冷剂通道II、高压液相冷剂通道II、LNG通道I、LNG通道II、LNG通道III、富甲烷通道I和富甲烷通道II，所述的塔顶冷凝器内设置有富一氧化碳通道II和返流低压氮气通道II，所述的原料气I通道的进口与外界净化后的原料气管线连接，原料气I通道的出口与重烃分离器进料口连接，所述的重烃分离器底部液相出口与低温闪蒸罐进料口连接，所述的低温闪蒸罐顶部气相出口与闪蒸气通道入口连接，所述的闪蒸气通道出口与外界外输闪蒸气管线连接，所述的低温闪蒸罐底部液相出口与LNG通道I入口相接，所述的LNG通道I出口与外界LNG去储存单元管线相接，所述的重烃分离器顶部气相出口与原料气通道II入口相接，所述的原料气通道II出口与低温分离器进料口连接，所述的低温分离器顶部气相出口与甲烷洗涤塔进料口连接，所述的低温分离器底部液相出口与富甲烷通道II入口相接，所述的富甲烷通道II出口与氢汽提塔进料口
连接，所述的甲烷洗涤塔顶部气相出口与高压氢气通道入口连接，所述的高压氢气通道出口与外界高压氢气管线相接，所述的甲烷洗涤塔底部液相出口与氢汽提塔进料口连接，所述的氢汽提塔顶部气相出口与中压氢气通道入口连接，所述的中压氢气通道出口与外界中压氢气管线相接，所述的氢汽提塔底部液相出口管线分为富甲烷管线I和富甲烷管线II，所述的富甲烷通道I入口与富甲烷管线I相接，所述的富甲烷通道I出口与一氧化碳/甲烷分离塔进料口连接，所述的富甲烷管线II与一氧化碳/甲烷分离塔进料口连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口与塔顶冷凝器的富一氧化碳通道II入口管线相接，所述的富一氧化碳通道II出口与回流罐进料口连接，所述的回流罐底部液相出口与一氧化碳/甲烷分离塔进料口连接，所述的回流罐顶部气相出口与富一氧化碳通道I入口相接，所述的富一氧化碳通道I出口与界外富一氧化碳管线相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口管线分为LNG洗涤液管线和LNG产品管线I，所述的液态甲烷泵入口与LNG洗涤液管线相接，所述的液态甲烷泵出口与LNG通道III入口相接，所述的LNG通道III出口分为LNG洗涤液去氢汽提塔管线和LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线，所述的LNG洗涤液去氢汽提塔管线与氢汽提塔料口连接，所述的LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线与甲烷洗涤塔进料口连接，所述的混合冷剂压缩机系统高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道I入口相接，所述的高压液相冷剂通道I出口与返流冷剂通道的第一管口相接，所述的混合冷剂压缩机系统高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道I入口相接，所述的高压气相冷剂通道I出口与MRC低温分离器进料口相接，所述的MRC低温分离器底部液相出口与高压液相冷剂通道II通道入口相接，所述的高压液相冷剂通道II通道出口与塔底再沸器入口相接，所述的塔底再沸器出口与返流冷剂通道的第二管口相接，所述的MRC低温分离器顶部气相出口与高压气相冷剂通道II入口相接，所述的高压气相冷剂通道II出口与氢汽提塔再沸器入口相接，所述的氢汽提塔再沸器出口与返流冷剂通道的第三管口相接，所述的返流冷剂通道出口与混合冷剂压缩机系统入口相接；所述的氮气压缩系统出口与高压氮气通道I入口相接，所述的高压氮气通道I出口与返流低压氮气通道I通道入口相接，所述的返流低压氮气通道II出口与返流低压氮气通道I入口相接，所述的返流低压氮气通道I出口与氮气压缩系统入口相接。
[0008]进一步的，所述的甲烷洗涤塔、氢汽提塔和一氧化碳/甲烷分离塔为填料塔或板式塔；所述的氢汽提塔再沸器和塔底再沸器能内置也能外置。
[0009]进一步的，所述的返流冷剂通道的第一管口入口的管线设置调节阀a，所述的返流冷剂通道的第二管口入口的管线设置调节阀b，所述的返流冷剂通道的第三管口入口的管线设置调节阀c。
[0010]进一步的，所述的低温闪蒸罐顶部气相出口管线设置调节阀d，用于调节低温闪蒸罐的压力；所述的重烃分离器底部液相出口管线设置调节阀e，用于控制重烃分离器底部液位；所述的低温分离器底部液相出口管线设置调节阀h，用于控制低温分离器底部液位。
[0011]进一步的，所述的LNG通道I出口管线设置调节阀f，用于控制低温闪蒸罐底部液位；所述的LNG通道II出口管线设置调节阀g，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔底部液位。
[0012]进一步的，所述的甲烷洗涤塔顶部气相出口管线设置调节阀i，用于控制甲烷洗涤塔底部液位；所述的甲烷洗涤塔进料口管线设置调节阀j，用于控制甲烷洗涤塔的洗涤液过冷LNG进入甲烷洗涤塔流量；所述的甲烷洗涤塔底部液相出口设置调节阀l，用于控制甲烷洗涤塔底部液相液位。
[0013]进一步的，所述的氢汽提塔进料口管线设置调节阀k，用于控制氢汽提塔的洗涤液过冷LNG进入氢汽提塔流量；所述的氢汽提塔底部液相出口管线富甲烷管线I设置调节阀n，用于控制氢汽提塔底部液体去富甲烷通道I流量；所述的氢汽提塔底部液相出口管线富甲烷管线II设置调节阀o，用于控制氢汽提塔底部液位；所述的氢汽提塔顶部气相出口管线设置调节阀q，用于控制氢汽提塔压力。
[0014]进一步的，所述的氢汽提塔再沸器进口管线和出口管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，包括主换热器（1）、重烃分离器（2）、低温闪蒸罐（3）、MRC低温分离器（4）、低温分离器（5）、甲烷洗涤塔（6）、氢汽提塔（7）、氢汽提塔再沸器（8）、一氧化碳/甲烷分离塔（9）、塔底再沸器（10）、回流罐（11）、塔顶冷凝器（12）、液态甲烷泵（13）、氮气压缩系统（14）、混合冷剂压缩机系统（15），所述的主换热器（1）内设置有闪蒸气通道（A1）、原料气通道I（A2）、高压氢气通道（A3）、中压氢气通道（A4）、富一氧化碳通道I（A5）、高压氮气通道I（A6）、返流低压氮气通道I（A7）、高压气相冷剂通道I（A8）、返流冷剂通道（A9）、高压液相冷剂通道I（A10）、原料气通道II（A11）、高压气相冷剂通道II（A12）、高压液相冷剂通道II（A13）、LNG通道I（A14）、LNG通道II（A15）、LNG通道III（A16）、富甲烷通道I（A17）和富甲烷通道II（A18），所述的塔顶冷凝器（12）内设置有富一氧化碳通道II（B1）和返流低压氮气通道II（B2），所述的原料气I通道（A2）的进口与外界净化后的原料气管线连接，原料气I通道（A2）的出口与重烃分离器（2）进料口（2
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A）连接，所述的重烃分离器（2）底部液相出口（2
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C）与低温闪蒸罐（3）进料口（3
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A）连接，所述的低温闪蒸罐（3）顶部气相出口（3
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B）与闪蒸气通道（A1）入口连接，所述的闪蒸气通道（A1）出口与外界外输闪蒸气管线连接，所述的低温闪蒸罐（3）底部液相出口（3
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C）与LNG通道I（A14）入口相接，所述的LNG通道I（A14）出口与外界LNG去储存单元管线相接，所述的重烃分离器（2）顶部气相出口（2
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B）与原料气通道II（A11）入口相接，所述的原料气通道II（A11）出口与低温分离器（5）进料口（5
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A）连接，所述的低温分离器（5）顶部气相出口（5
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B）与甲烷洗涤塔（6）进料口（6
‑
A）连接，所述的低温分离器（5）底部液相出口（5
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C）与富甲烷通道II（A18）入口相接，所述的富甲烷通道II（A18）出口与氢汽提塔（7）进料口（7
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A）连接，所述的甲烷洗涤塔（6）顶部气相出口（6
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B）与高压氢气通道（A3）入口连接，所述的高压氢气通道（A3）出口与外界高压氢气管线相接，所述的甲烷洗涤塔（6）底部液相出口（6
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C）与氢汽提塔（7）进料口（7
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B）连接，所述的氢汽提塔（7）顶部气相出口（7
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D）与中压氢气通道（A4）入口连接，所述的中压氢气通道（A4）出口与外界中压氢气管线相接，所述的氢汽提塔（7）底部液相出口管线分为富甲烷管线I（201）和富甲烷管线II（202），所述的富甲烷通道I（A17）入口与富甲烷管线I（201）相接，所述的富甲烷通道I（A17）出口与一氧化碳/甲烷分离塔（9）进料口（9
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A）连接，所述的富甲烷管线II（202）与一氧化碳/甲烷分离塔（9）进料口（9
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B）连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔（9）顶部气相出口（9
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C）与塔顶冷凝器（12）的富一氧化碳通道II（B1）入口管线相接，所述的富一氧化碳通道II（B1）出口与回流罐（11）进料口（11
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A）连接，所述的回流罐（11）底部液相出口（11
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B）与一氧化碳/甲烷分离塔（9）进料口（9
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D）连接，所述的回流罐（11）顶部气相出口（11
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C）与富一氧化碳通道I（A5）入口相接，所述的富一氧化碳通道I（A5）出口与界外富一氧化碳管线相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔（9）底部液相出口管线分为LNG洗涤液管线（203）和LNG产品管线I（204），所述的液态甲烷泵（13）入口与LNG洗涤液管线（203）相接，所述的液态甲烷泵（13）出口与LNG通道III（A16）入口相接，所述的LNG通道III（A16）出口分为LNG洗涤液去氢汽提塔管线（205）和LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线（206），所述的LNG洗涤液去氢汽提塔管线（205）与氢汽提塔（7）进料口（7
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C）连接，所述的LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线（206）与甲烷洗涤塔（6）进料口（6
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D）连接，所述的混合冷剂压缩机系统（15）高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道I（A10）入口相接，所述的高压液相冷剂通道I（A10）出口与返流冷剂通道（A9）的第一管口（A9
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A）相接，所述的混合冷剂压缩机系统（15）高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道I（A8）入口相接，所述的高压气相冷剂通道I
（A8）出口与MRC低温分离器（4）进料口（4
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A）相接，所述的MRC低温分离器（4）底部液相出口（4
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B）与高压液相冷剂通道II通道（A13）入口相接，所述的高压液相冷剂通道II通道（A13）出口与塔底再沸器（10）入口相接，所述的塔底再沸器（10）出口与返流冷剂通道（A9）的第二管口（A9
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B）相接，所述的MRC低温分离器（4）顶部气相出口（4
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C）与高压气相冷剂通道II（A12）入口相接，所述的高压气相冷剂通道II（A12）出口与氢汽提塔再沸器（8）入口相接，所述的氢汽提塔再沸器（8）出口与返流冷剂通道（A9）的第三管口（A9
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C）相接，所述的返流冷剂通道（A9）出口与混合冷剂压缩机系统（15）入口相接；所述的氮气压缩系统（14）出口与高压氮气通道I（A6）入口相接，所述的高压氮气通道I（A6）出口与返流低压氮气通道I通道（B2）入口相接，所述的返流低压氮气通道II（B2）出口与返流低压氮气通道I（A7）入口相接，所述的返流低压氮气通道I（A7）出口与氮气压缩系统（14）入口相接。2.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的甲烷洗涤塔（6）、氢汽提塔（7）和一氧化碳/甲烷分离塔（9）为填料塔或板式塔；所述的氢汽提塔再沸器（8）和塔底再沸器（10）能内置也能外置。3.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的返流冷剂通道（A9）的第一管口（A9
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A）入口的管线设置调节阀a（101），所述的返流冷剂通道（A9）的第二管口（A9
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B）入口的管线设置调节阀b（102），所述的返流冷剂通道（A9）的第三管口（A9
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C）入口的管线设置调节阀c（103）。4.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的低温闪蒸罐（3）顶部气相出口（3
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B）管线设置调节阀d（104），用于调节低温闪蒸罐（3）的压力；所述的重烃分离器（2）底部液相出口（2
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C）管线设置调节阀e（105），用于控制重烃分离器（2）底部液位；所述的低温分离器（5）底部液相出口（5
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C）管线设置调节阀h（108），用于控制低温分离器（5）底部液位。5.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的LNG通道I（A14）出口管线设置调节阀f（106），用于控制低温闪蒸罐（3）底部液位；所述的LNG通道II（A15）出口管线设置调节阀g（107），用于控制一氧化碳/甲烷分离塔（9）底部液位。6.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的甲烷洗涤塔（6）顶部气相出口（6
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B）管线设置调节阀i（109），用于控制甲烷洗涤塔（6）底部液位；所述的甲烷洗涤塔（6）进料口（6
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D）管线设置调节阀j（110），用于控制甲烷洗涤塔（6）的洗涤液过冷LNG进入甲烷洗涤塔（6）流量；所述的甲烷洗涤塔（6）底部液相出口（6
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【专利技术属性】
技术研发人员：马忠，曹卫华，文向南，
申请(专利权)人：四川蜀道装备科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：