[发明专利]一种高纯甲烷提纯方法

说明书

技术领域

本发明属于工业气体分离技术领域，特别是涉及一种高纯甲烷提纯方法。

背景技术

甲烷为一种碳氢化合物，化学式为CH₄，其在自然界的分布很广，是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分，主要可用作气体燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。目前甲烷提纯有多种方法，最常用的一种方法是变压吸附提纯法。该方法是以天然气作为原料，使其通过吸附床层，利用吸附剂将甲烷吸附在床层上，使其它气体流出，或将其它气体吸附在床层上，使甲烷流出，从而达到提高甲烷浓度的目的。但是，这种已有技术的变压吸附提纯法存在下列问题：该方法只适应于分离的对象气体中各组分被吸附剂吸附的能力相差很远的情况，相差越大，越容易分离，分离的成本越低，收率越高，但是，由于液化天然气中的甲烷与其它气体之间被吸附剂吸附的能力差别不是很大，因此所制成的甲烷纯度只能达到99.9％，所以远远无法满足某些场合的使用要求，因而适用范围受到限制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种产品的纯度高，因而适用范围广的高纯甲烷提纯方法。

为了达到上述目的，本发明提供的高纯甲烷提纯方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)以甲烷浓度为50～85％的液化天然气(LNG)作为原料，首先使其流入填充物为活性炭的第一级吸附装置内，主要是去除LNG中的H2S及C3以上等低沸点的有机组分；

2)然后将上述一级吸附后的液化天然气流入填充物为分子筛的第二级吸附装置内，主要是去除LNG中的CO₂及H₂O；

3)之后使上述二级吸附后的液化天然气流入表压为0.1-0.4Mpa、温度低于-162～-170℃的精馏塔中，在精馏塔内对二级吸附后的液化天然气进行低温精馏，以去除高沸点的N₂和C₂H₆杂质，最后收集CH₄并充装入成品气瓶即得到纯度为99.9-99.9995的甲烷气。

所述的步骤1)中液化天然气的压力为0.4～0.6Mpa；活性炭为椰壳活性炭，粒度为2-5mm。

所述的步骤2)中的分子筛为4A&5A分子筛。

本发明提供的高纯甲烷提纯方法是采用变压吸附及低温精馏相结合的方法来分离属于气体混合物的液化天然气，即先利用两级串联吸附依次去除其中的低沸点有机和无机杂质，从而去除一些影响精馏效率的组分，然后将经过吸附处理的液化天然气进行低温精馏，从而去除高沸点有机杂质，由此可获得纯度为99.9-99.9995的甲烷气。本方法具有操作工艺简单、成本较低、产品的纯度高，适用范围广等优点。

附图说明

图1为本发明提供的高纯甲烷提纯方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的高纯甲烷提纯方法进行详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供的高纯甲烷提纯方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)以甲烷浓度为50～85％的液化天然气(LNG)作为原料，首先使其流入填充物为2-5mm粒度椰壳活性炭的第一级吸附装置内，利用LNG的低温特性，根据不同杂质组分的沸点不同，主要是去除LNG中的H₂S及C3以上等低沸点的有机组分；

2)然后将上述一级吸附后的液化天然气流入填充物为4A&5A分子筛的第二级吸附装置内，主要是去除LNG中的CO₂及H₂O，经过两级吸附可以有效去除LNG中的低沸点有机和无机组分，因此大大提高了LNG中甲烷的浓度；

3)之后使上述二级吸附后的液化天然气流入表压为0.2Mpa、温度-169℃～-170℃的精馏塔中，在精馏塔内对二级吸附后的液化天然气进行低温精馏，以去除高沸点的N₂和C₂H₆杂质，由于流入精馏塔内的液化天然气中已无低沸点有机组分，因此可以大大降低低温精馏的难度，最后收集CH₄并充装入成品气瓶即得到纯度为99.999-99.9995的甲烷气。

实施例2：

如图1所示，本实施例提供的高纯甲烷提纯方法包括按顺序进行的下列步骤：