从富甲烷气中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置制造方法及图纸

一种从富甲烷气中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置。在一个实施方式中，该装置包括一个冷箱和一个精馏塔，该精馏塔包括塔顶冷凝器和塔底再沸器。在另一个实施方式中，该装置包括一个冷箱，一个低压精馏塔，一个高压精馏塔，第一分离器和第二分离器，该低压精馏塔包括塔顶冷凝器和塔底再沸器，该高压精馏塔包括塔釜和塔顶冷凝器。使用上述装置，经过低温液化和精馏分离两部分；低温液化部分由混合冷剂提供冷量在冷箱中完成；精馏分离部分采用单塔或双塔流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；含氢氮的富甲烷混合气依次经冷箱、精馏塔底再沸器、冷箱将甲烷组分液化后，进入精馏分离系统中脱除氢气、氮气、一氧化碳，得到的LNG产品中氢气含量≤2000ppm，氮气含量≤4％，一氧化碳≤6％。本实用新型专利技术提供了一种含有氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷气的天然气液化装置，在将氢气、氮气、一氧化碳脱除的同时得到相比传统装置分离效果更好的液化天然气，工艺路线先进，较传统装置相比，系统的能耗降低近20％。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

从富甲烷气中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置
本技术提供了一种从富甲烷气中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置。煤基合成气、焦炉气以及焦炉气甲烷化后的气体等除含有甲烷外，还含有氮气、氢气、一氧化碳，为得到液化天然气，需将其脱除到一定程度，才能作为液化天然气(LNG)产日女山口口广出ο
技术介绍
迫于环保及能源成本压力，天然气作为一次能源在社会各个领域所占比例正逐渐提升，其应用领域已逐渐扩大到发电、汽车用气、工业用气、城市居民用气、化工用气等方面，市场需求量迅速增加。传统的天然气管输供应方式仍为主流，但受原料条件及用户分布限制，有相当一部分资源无法进行管道长距离输送，需选择液化的方式，将甲烷转变为液体再采用灵活的运输方式将其送往用户终端。并且，液化天然气(LNG)体积只有同量气体体积的1/625，液化后可以降低贮存和运输成本，且可以提高单位体积的燃值。液化天然气工业的不断发展，对天然气液化方法和装置在能耗、投资和效率等方面提出了更高的要求。对于某些富含甲烷气体，例如煤基合成气和焦炉气甲烷化后得到的合成天然气等，其组成除甲烷外，还含有氮气、氢气、一氧化碳等，为得到高纯度的液化天然气，需将其中的氮气、氢气、一氧化碳脱除到一定程度，才能作为液化天然气(LNG)产品产出。目前常用的气体分离方法一般有低温液化分离、变压吸附及膜分离等，每种技术方案均具有自己的特色且具有各自的应用范围。一般来说，变压吸附及膜分离的分离纯度较低，且产品产率及纯度之间往往存在矛盾，而目前将低温液化分离应用于富甲烷气体提纯并生产液化天然气的报道较少。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种从含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷气(富含甲烷的气体)中脱除氢气、氮气、一氧化碳并将甲烷组分液化生产天然气(LNG)的装置，使本技术能将氢气、氮气、一氧化碳脱除的同时得到相比传统装置净化效果更好的液化天然气，工艺路线先进，且较传统装置相比，系统能耗显著降低。本技术提供一种从富甲烷的气体中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置。在第一实施方式中，该装置包括一个冷箱，一个精馏塔，该精馏塔包括塔顶冷凝器和塔底再沸器，其中，该冷箱包括第一液相混合冷剂入口，其与冷箱的第一液相通道连接，该第一液相通道从冷箱中的换热器的一个特定级的末端引出一根管道，经由第一节流阀，与冷箱的一个冷剂返回通道连接，第二液相混合冷剂入口，其与冷箱的第二液相通道连接，该第二液相通道从换热器的另一个特定级的末端引出一根管道，经由第二节流阀，与上述冷剂返回通道连接，气相冷剂入口，其与冷箱的第一气相通道连接，该第一气相通道从换热器的再一个特定级的末端引出一根管道，经由第三节流阀，与上述冷剂返回通道连接，与冷箱的第二气相通道连接的一个富甲烷气进口和一个富甲烷液体出口，该富甲烷液体出口与精馏塔的塔底再沸器的富甲烷液体入口连接，与冷箱的混合流股通道连接的一个混合流股入口和一个混合流股出口，该混合流股入口位于冷箱中间换热器，该混合流股入口与精馏塔的塔底再沸器的富甲烷液体出口连接，该混合流股出口与精馏塔中部连接，与冷箱的液化天然气通道连接的一个液化天然气入口和一个液化天然气出口，该液化天然气入口位于冷箱中间换热器，与精馏塔的塔底再沸器的底部液化天然气出口连接，与冷箱的液氮通道连接的液氮入口和液氮出口，液氮出口引出一根管道经由第四节流阀与精馏塔塔顶冷凝器的液氮入口连接，与冷箱的气氮通道连接的气氮出口和气氮入口，该气氮入口与精馏塔顶部冷凝器的气氮出口连接，与冷箱的氢氮混合气通道连接的氢氮混合气出口和氢氮混合气入口，该氢氮混合气入口与精馏塔塔顶冷凝器的顶部出口连接，精馏塔的塔底再沸器包括一个富甲烷液体入口、一个富甲烷液体出口、一个底部液化天然气出口。在第一实施方式中，优选的是，该第一液相通道从冷箱中的一级换热器末端引出一根管道，经由第一节流阀，与一个冷剂返回通道连接；该第二液相通道从二级换热器的末端引出一根管道，经由第二节流阀，与上述冷剂返回通道连接；该第一气相通道从三级换热器的末端引出一根管道，经由第三节流阀，与上述冷剂返回通道连接。在第二实施方式中，该装置包括一个冷箱，一个低压精馏塔，一个高压精馏塔，第一分离器、第二分离器，该低压精馏塔包括塔顶冷凝器和塔底再沸器，该高压精馏塔包括塔釜和塔顶冷凝器，其中，该冷箱包括第一液相混合冷剂入口，其与冷箱的第一液相通道连接，该第一液相通道从冷箱中换热器的一个特定级的末端引出一根管道，经由第一节流阀，与冷箱的一个冷剂返回通道连接，第二液相混合冷剂入口，其与冷箱的第二液相通道连接，该第二液相通道从换热器的另一个特定级的末端引出一根管道，经由第二节流阀，与上述冷剂返回通道连接，气相冷剂入口，其与冷箱的第一气相通道连接，该第一气相通道从换热器的再一个特定级的末端引出一根管道，经由第三节流阀，与上述冷剂返回通道连接，与冷箱的第二气相通道连接的一个富甲烷气进口和一个富甲烷液体出口，该富甲烷液体出口与低压精馏塔的塔底再沸器的富甲烷液体入口连接，与冷箱的混合流股通道连接的一个混合流股入口和一个混合流股出口，该混合流股入口位于冷箱中间换热器，该混合流股入口与低压精馏塔的塔底再沸器的富甲烷液体出口连接，该混合流股出口与高压精馏塔塔釜的混合流股入口连接，与冷箱的液化天然气通道连接的一个液化天然气入口和一个液化天然气出口，该液化天然气入口位于冷箱中间换热器，与低压精馏塔的塔底再沸器的底部液化天然气出口连接，与冷箱的液氮通道连接的液氮入口和液氮出口，液氮出口引出一根管道经由第四节流阀与低压精馏塔塔顶冷凝器连接，经由第五节流阀与高压蒸馏塔塔顶冷凝器连接，与冷箱的气氮通道连接的气氮出口和气氮入口，该气氮入口与低压精馏塔塔顶冷凝器和高压精馏塔塔顶冷凝器的顶部出口连接，与冷箱的富氢气通道连接的富氢气出口和富氢气入口，该富氢气入口与第二分离器的顶部出口连接，与冷箱的富氮气通道连接的富氮气出口和富氮气入口，该富氮气入口与第一分离器的顶部出口连接，低压精馏塔的塔底再沸器包括一个富甲烷液体入口、一个富甲烷液体出口、一个底部液化天然气出口。低压精馏塔的塔顶冷凝器与第一分离器的一个入口连接，其顶部出口与冷箱的气氮入口连接，高压精馏塔的塔釜具有底部出口，该底部出口经由第六节流阀与低压精馏塔的中部连接，并且具有一个入口，与冷箱的混合流股出口连接，高压精馏塔的顶部冷凝器与第二分离器的一个入口连接，其顶部出口与冷箱的气氮入口连接，第一分离器的底部出口与低压精馏塔连接，其顶部出口与冷箱的富氮气入口连接第二分离器的底部出口与高压精馏塔连接，其顶部出口与冷箱的富氢气入口连接。在第二实施方式中，优选的是，该第一液相通道从冷箱中一级换热器末端引出一根管道，经由第一节流阀，与冷箱的一个冷剂返回通道连接；该第二液相通道从二级换热器末端引出一根管道，经由第二节流阀，与上述冷剂返回通道连接；该第一气相通道从三级换热器末端引出一根管道，经由第三节流阀，与上述冷剂返回通道连接。使用上述装置的工艺包括低温液化工序和精馏分离工序两部分；低温液化工序包括由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；精馏分离工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷混合气体采用单塔精馏或双塔精馏流程脱除氢气、氮气、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何振勇，蔚龙，张生，郑忠英，傅建青，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：