[发明专利]一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气工艺方法

说明书

本发明公开了一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气工艺。甲醇制烯烃产品气的脱甲烷塔产生一种富含甲烷尾气，主要组分是甲烷、氢气、氮气及少量的乙烯和CO，不同的烯烃分离工艺还含有少量碳三、碳四等洗涤吸收液组分。利用低温制冷工艺回收甲烷尾气中的乙烯及C3、C4送回烯烃分离主装置，剩余的甲烷尾气被进一步冷却，将其中的甲烷制成LNG/CNG，剩余的轻组分经复热后，送到膜分离或PSA制取氢气。提取氢后的尾气再经过甲烷化将CO及H2转化为CH4，经干燥再次送入制冷装置制成LNG/CNG，分离后的尾气复温后可作为再生气使用。

技术领域

本发明属于煤化工行业的甲醇制烯烃领域，涉及一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气工艺的方法。

背景技术

目前，我国已经建成投产的甲醇制烯烃装置超过20套，在建项目也有11套，基于甲醇制烯烃产品气碳一含量低的特点，以及投资和运行成本的要求，所有已投入运行的和在建的甲醇制烯烃项目都只采用丙烯制冷工艺，而不采用丙烯加乙烯的复叠制冷或混合制冷工艺，由于冷剂的限制，甲醇制烯烃产品气分离工艺温度都在-40℃以上，这样碳一与碳二很难有效分离，为了避免乙烯损失，都采用过冷的价格相对较低液体碳三、碳四洗涤吸收，然而，由于甲烷尾气中含有大量氢气和部分氮气，势必降低液相物料的分压，因此在甲烷尾气中还含有气相碳二、碳三或碳四，这些物料最终都与甲烷尾气一起作为燃料气被烧掉，一个典型的甲醇制烯烃装置每年从甲烷尾气损失的乙烯、丙烯及洗涤吸收物料价值在3000万元以上。

对于大多数甲醇制烯烃装置来说，这股甲烷尾气没有必要作燃料气，因为没有更好的用途才被迫作为燃料气或以极其便宜的价格送给其它企业，甚至有的企业直接将这股甲烷尾气放火炬白白烧掉。据不完全统计，我国已经投产和在建的甲醇制烯烃装置的下游装置都需要一定量的氢气，这些装置所用的氢气都不是从甲烷尾气制取的，大都采用甲醇制氢，甲醇制氢工艺不仅能耗高，而且消耗大量甲醇原料，产生的解析气几乎没有利用价值，而甲烷尾气中的氢气回收30-40％就足够下游装置之用。另外，我国天然气资源比较匮乏，再加上现在煤改气政策，LNG就更加紧俏。

因此，发明一种简单有效回收甲烷尾气各组分的工艺方法，可以实现资源的高效充分利用，减少对环境的污染，减少企业原料消耗，具有重大的经济利益和现实意义。

发明内容

本发明公开了一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气工艺。甲醇制烯烃产品气的脱甲烷塔产生一种富含甲烷尾气，主要组分是甲烷、氢气、氮气及少量的乙烯和CO，不同的烯烃分离工艺还含有少量碳三、碳四等洗涤吸收液组分。利用低温制冷工艺回收甲烷尾气中的乙烯及C3、C4送回烯烃分离主装置，剩余的甲烷尾气被进一步冷却，将其中的甲烷制成LNG/CNG，剩余的轻组分经复热后，送到膜分离或PSA制取氢气。提取氢后的尾气再经过甲烷化将CO及H2转化为CH4，经干燥再次送入制冷装置制成LNG/CNG，分离后的尾气复温后可作为再生气使用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

1.本发明公开了一种利用甲醇制烯烃甲烷尾气制取LNG/CNG和氢气工艺方法，其特征依次包含以下步骤：

步骤1：将甲烷尾气送入冷箱，经过一级换热器冷却至-70～-65℃；

步骤2：将经过步骤1的甲烷尾气送入一级气液分离器，尾气中的C2及C2+被冷凝，流向分离器底部，轻组分从顶部出口排出；

步骤3：将经过步骤2气液分离器顶部的甲烷尾气送至二级换热器，尾气冷却至-165～-155℃，形成气液两相送入分离单元，分别得到LNG及氮氢气；

步骤4：将经过步骤3分离得到的氮氢气送回换热器复温，并通过换热器加热至常温，送入提氢装置得到高纯氢气；

步骤5：将经过步骤4提氢尾气送入甲烷化装置合成制取甲烷；