[实用新型]从富甲烷气中制取液化天然气和富氢产品的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种从富甲烷气中制取液化天然气和富氢产品的装置。

背景技术

制取富甲烷气较为常见的是焦炉煤气通过甲烷化反应来提高热值，使绝大部分一氧化碳、二氧化碳转化成甲烷，所得的合成气再经水洗涤脱油洗萘、脱硫后的净化后得到的甲烷体积分数为40～50%以上，另富含氢气和氮气。富甲烷气再经低温液化、低温精馏制备出LNG和富氢产品。富甲烷化的焦炉煤气经过净化、液化分离制备出液化天然气不仅可缓解国内天然气短缺的问题，而且可以促进焦化与能源行业的技术进步与产业发展，发展焦炉煤气制LNG项目可产生明显的经济效益、环境效益与社会效益，对焦炉煤气回收利用产业具有重要意义。

富甲烷气与常规天然气组成有较大的区别，氮气、氢气含量相对较高，因此液化和分离工艺更复杂、单位产品能耗更高。

传统的混合制冷联合液氮制冷从富甲烷气中制取液化天然气和富氢产品的工艺，精馏塔产生的低温富氢气、富氮气和冷凝器产生的低温氮气以两种方式提供冷量：一种是返回主换热器为所有热流股提供冷量，一种是用于过冷精馏塔底馏出的液化天然气。

申请号为201210065876.5、名称为从富甲烷气中脱氢氮并生产液化天然气的工艺和装置的中国专利，申请号为201110291609.5、名称为从富甲烷气中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺的中国专利，这些现有技术在制冷效果、富甲烷气液化及分离效果等方面仍存在不足，单位能耗较高，而且对富氢气体制取不足，易造成浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、节能、成本低的从富甲烷气中制取液化天然气和富氢产品的装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种从富甲烷气中制取液化天然气和富氢产品的装置，包括混合冷剂压缩机制冷系统、预冷系统、液化冷箱系统、氮气压缩机系统；所述的混合冷剂压缩机制冷系统包括混合冷剂压缩机、一号中间冷却器、一号末级冷却器、中间气液分离罐；混合冷剂压缩机具有压缩一段和压缩二段；所述的预冷系统包括预冷换热器、冷剂气液分离器；所述的液化冷箱系统包括冷却换热器、液化换热器、液氮过冷换热器、脱氮精馏塔、脱氢精馏塔；脱氢精馏塔的塔顶设有一号塔顶冷凝蒸发器和一号塔顶气液分离器；脱氮精馏塔的塔底设有塔底再沸器，塔顶设有二号塔顶冷凝蒸发器和二号塔顶气液分离器；所述的氮气压缩机制冷系统包括氮气压缩机、二号中间冷却器、二号末级冷却器；

混合冷剂压缩机的压缩一段、一号中间冷却器、中间气液分离罐、混合冷剂压缩机的压缩二段、一号末级冷却器、预冷换热器的热流体段、冷剂气液分离器的混合料进口依次接通；冷剂气液分离器的气体出口、冷却换热器的热流体段、液化换热器的热流体段、塔底再沸器、液化换热器的热流体段、液化换热器的冷流体段、冷却换热器的冷流体段依次接通；冷剂气液分离器的液体出口、冷却换热器的热流体段、冷却换热器的冷流体段依次接通；冷却换热器的冷流体段与混合冷剂压缩机的压缩一段接通；这部分结构构成了混合冷剂的循环线路；

预冷换热器的热流体段、冷却换热器的热流体段、液化换热器的热流体段、脱氢精馏塔进料口依次接通；脱氢精馏塔的塔顶气体出口、一号塔顶冷凝蒸发器的冷凝段、一号塔顶气液分离器进料口依次接通；一号塔顶气液分离器的液体出口与脱氢精馏塔的回流液入口接通，一号塔顶气液分离器的气体出口、液氮过冷换热器的过冷段、液化换热器的冷流体段、冷却换热器的冷流体段、预冷换热器的冷流体段依次接通；脱氢精馏塔的塔底液体出口与脱氮精馏塔的进料口接通；脱氮精馏塔的塔顶气体出口、二号塔顶冷凝蒸发器的冷凝段、二号塔顶气液分离器的进料口依次接通；二号塔顶气液分离器的液体出口与脱氮精馏塔的回流液入口接通，二号塔顶气液分离器的气体出口、液氮过冷换热器的过冷段、液化换热器的冷流体段、冷却换热器的冷流体段、预冷换热器的冷流体段依次接通；脱氮精馏塔的塔底液体出口与液化换热器的热流体段接通；这部分结构构成了富甲烷气液化及分离线路；