CN104726154A - 一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域，尤其涉及一种含氢甲烷气制LNG副产氢气的方法，其特征在于：包括以下步骤：含氢甲烷气依次经过冷箱换热器、膨胀增压机膨胀端和气液分离器，分离出液体和气体，液体同脱氢塔釜液进入脱氮塔，气体经脱氮塔塔釜再沸器换热E1、冷凝器E2冷却后进入脱氢塔塔釜；进入脱氮塔的液体同脱氢塔釜液经脱氮后，从脱氮塔塔底出来的脱氮塔釜液为LNG，其中一部分LNG返回脱氢塔塔顶作为脱氢塔洗涤液循环，一部份成LNG产品外送；从脱氮塔塔顶出来的气体经冷凝器E4冷却，冷凝液返回脱氮塔，不凝气经冷箱换热器去燃料气管网；返回脱氢塔塔顶的LNG经脱氢后，液体经塔釜进入脱氮塔，气体经冷凝器E3冷却后冷凝液返回脱氢塔塔顶，不凝气经冷箱换热器后得氢气外送。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，尤其涉及一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法。
背景技术
随着焦化企业的经济形式不断下滑，为了摆脱困境，大多数企业开始考虑焦炉煤气综合联产化工产品工程项目(例如联产甲醇、生产LNG、合成氨、煤焦油加氢产品等)，从而实现企业转型升级，摆脱传统焦化企业有“焦”(焦炭)无“化”(化工产品)产品单一的高风险经营局面。
目前国内大多企业采用的技术有焦炉气合成甲醇；焦炉气变压吸附提氢或弛放气变压吸附提取氢气作为煤焦油加氢的原料；焦炉气甲烷化后生产LNG等等。另外，目前在含氢甲烷气制取LNG（液化天然气）工艺中，只能得到LNG产品，不能同时获得用于煤焦油加氢所需要的氢气产品，要获得氢气产品，还需要上一套变压吸附装置来提取氢气产品，使氢气收率降低，同时增加装置投资，使生产成本高。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，利用含氢甲烷气制取LNG产品同时得到氢气的方法，该方法得到的氢气产品满足煤焦油加氢对氢气质量的要求。
解决以上技术问题的本发明中的一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，包括含氢甲烷气、冷箱换热器、膨胀增压机、气液分离器、脱氢塔和脱氮塔，其特征在于：包括以下步骤：
（1） 含氢甲烷气依次经过冷箱换热器、膨胀增压机膨胀端和气液分离器，分离出液体和气体，液体同脱氢塔釜液进入脱氮塔，气体经脱氮塔塔釜再沸器换热E1、冷凝器E2冷却后进入脱氢塔塔釜；
（2） 步骤（1）中进入脱氮塔的液体同脱氢塔釜液经脱氮后，从脱氮塔塔底出来的脱氮塔釜液为液化天然气，其中一部分液化天然气返回脱氢塔塔顶作为脱氢塔洗涤液循环，一部份成液化天然气产品外送；
（3） 从脱氮塔塔顶出来的气体经冷凝器E4冷却，冷凝液返回脱氮塔，不凝气经冷箱换热器去燃料气管网；
（4） 返回脱氢塔塔顶的液化天然气经脱氢后，液体经塔釜进入脱氮塔，气体经冷凝器E3冷却后冷凝液返回脱氢塔塔顶，不凝气经冷箱换热器后得氢气外送。
所述步骤（1）中液体同脱氢塔釜液进入脱氮塔中部。
所述步骤（3）中不凝气再进入尾气冷凝器E5冷却，液体回脱氮塔，气体经冷箱换热器去燃料气管网。
所述步骤（3）中尾气冷凝器由冷凝后不凝气膨胀器膨胀降温提供冷源。
所述冷凝器E2、E3和E4中的制冷剂复热后进入含氢甲烷气膨胀增压机的增压端增压，然后再经去制冷剂压缩机增压到需要的压力后进入冷箱，循环制冷。
所述制冷剂是同种制冷剂或不同的制冷剂。
所述含氢甲烷气为经过干燥处理后的4.5～7.2Mpa（G）含氢甲烷气。
所述膨胀增压机膨胀端减压到1.0～3.4Mpa（G）。
本发明中含氢甲烷气进入膨胀增压机膨胀端减压后压力根据氢气产品所需压力来确定。 脱氢塔塔顶得到的氢气产品纯度由来自脱氮塔釜LNG循环洗涤量以及脱氢塔冷凝器的冷凝温度来控制。
本发明的有益效果体现在：
A、在得到LNG产品同时得到可用于加氢的氢气产品。
B、提取的氢气收率高于变压吸附提取氢气的收率。
C、节省变压吸附投资。
附图说明
图1为本发明中实施例1的工艺流程示意图
其中，图中标识具体为：1.冷箱换热器 2.膨胀机（2-1膨胀端，2-2增压端） 3.气流分离 4.脱氮塔 5.脱氢塔 6.脱氮塔塔釜再沸器E1 7.冷凝器E2 8.冷凝气E3 9.冷凝气E4 10.尾气冷凝气E5 11.膨胀器
具体实施方式
本发明中一种含氢甲烷气制LNG副产氢气的方法，包括含氢甲烷气、冷箱换热器、膨胀增压机、气液分离器、脱氢塔和脱氮塔，其特征在于：包括以下步骤：
（5） 含氢甲烷气依次经过冷箱换热器、膨胀增压机膨胀端和气液分离器，分离出液体和气体，液体同脱氢塔釜液进入脱氮塔，气体经脱氮塔塔釜再沸器换热E1、冷凝器E2冷却后进入脱氢塔塔釜；
（6） 步骤（1）中进入脱氮塔的液体同脱氢塔釜液经脱氮后，从脱氮塔塔底出来的脱氮塔釜液为LNG，其中一部分LNG返回脱氢塔塔顶作为脱氢塔洗涤液循环，一部份成LNG产品外送；
（7） 从脱氮塔塔顶出来的气体经冷凝器E4冷却，冷凝液返回脱氮塔，不凝气经冷箱换热器去燃料气管网；
（8） 返回脱氢塔塔顶的LNG经脱氢后，液体经塔釜进入脱氮塔，气体经冷凝器E3冷却后冷凝液返回脱氢塔塔顶，不凝气经过压力控制、冷箱换热器后得氢气外送。
所述步骤（1）中液体同脱氢塔釜液进入脱氮塔中部。
所述步骤（3）中不凝气再进入尾气冷凝器E5冷却，液体回脱氮塔，气体经冷箱换热器去燃料气管网。
所述步骤（3）中尾气冷凝器由冷凝后不凝气膨胀器膨胀降温提供冷源。
所述冷凝器E2、E3和E4中的制冷剂复热后进入含氢甲烷气膨胀增压机的增压端增压，然后再经去制冷剂压缩机增压到需要的压力后进入冷箱，循环制冷。
所述制冷剂是同种制冷剂或不同的制冷剂。
所述含氢甲烷气为经过干燥处理后的4.5～7.2Mpa（G）含氢甲烷气。
所述膨胀增压机膨胀端减压到1.0～3.4Mpa（G）。
本发明中含氢甲烷气进入膨胀增压机膨胀端减压后压力根据氢气产品所需压力来确定。 脱氢塔塔顶得到的氢气产品纯度由来自脱氮塔釜LNG循环洗涤量以及脱氢塔冷凝器的冷凝温度来控制。
通过以下具体实施例对本发明作进一步的详细的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内：
实施例1
本实施例的含氢甲烷气制备氢气、LNG技术流程如下：
经过甲烷化以及干燥处理后含氢甲烷气气量～40000Nm3/h，含有H2～64.0357%（V）；CH4～28.0664%（V），N2～5.4788%（V），CnHm～2.4191%（V），压力～5.2MPa（G），温度～40℃，此含氢甲烷气进入冷箱换热器降温后进入膨胀增压机膨胀端减压到3.0MPa（G），然后进入气液分离器，分离的液体同脱氢塔釜液一道进入脱氮塔；分离的气体先进入脱氮塔塔釜再沸器E1换热降温、冷凝器E2冷却到约-160℃后再进入脱氢塔，脱氢塔塔顶采用脱氮塔塔底LNG循环洗涤，然后尾气再经过冷凝器E3冷却，冷凝液返回脱氢塔塔顶，氢气经过压力控制并经过复热后作为产品外送，氢气流量：～25126Nm3/h；组成：H2～98.0747%,CH4～0.6745%,N2～1.2508%；温度-181.9℃。
脱氢塔塔釜液进入脱氮塔，脱氮塔塔顶先采用冷凝器E4冷凝，冷凝后气相再进入尾气冷凝器E5，尾气冷凝器E5由冷凝后不凝气膨胀降温提供冷源，塔釜得到LNG产品，LNG液体流量：～109m3/h,组成：CH4～90.987%,N2～0.98, CnHm～8.0328%，其中一部分LNG（～69%LNG产品）作为脱氢塔洗涤液循环。冷凝器E2、E3和E4中的制冷剂复热后进入含氢甲烷气膨胀增压机的增压端增压回收膨胀功，然后再经过压缩机增压到需要的压力后进入冷箱，循环制冷。所述制冷剂是同种制冷剂或不同的制冷剂。
实施例2
本实施例的含氢甲烷气制备氢气、LNG技术流程如下：
经过甲烷化以及干燥处理后含氢甲烷气气量～16000Nm3/h，含有H2～64.8022%（V）；CH4～27.1354%（V），N2～5.636%（V），CnHm～2.4263%（V），压力～4.64MPa（G），温度～40℃，此含氢甲烷气进入冷箱换热器降温后进入膨胀增压机膨胀端减压到3.1MPa（G），然后进入气液分离器，分离的液体同脱氢塔釜液一道进入脱氮塔；分离的气体先进入脱氮塔塔釜再沸器E1换热降温、冷凝器E2冷却到约-160℃后再进入脱氢塔，脱氢塔塔顶采用脱氮塔塔底LNG循环洗涤，然后尾气再经过冷凝器E3冷却，冷凝液返回脱氢塔塔顶，氢气（流量：～10088.54Nm3/h；组成：H2～98.2104%,CH4～0.563%,N2～1.2267%；温度-184.2℃）经过压力控制并经过复热后作为产品外送，脱氢塔塔釜液进入脱氮塔，脱氮塔塔顶先采用冷凝器E4冷凝，冷凝后气相再进入尾气冷凝器E5，尾气冷凝器E5由冷凝后不凝气膨胀降温提供冷源，塔釜得到LNG产品（液体流量：～43.35m3/h,组成：CH4～90.8064%,N2～0.98, CnHm～8.2134%），其中一部分LNG（～71%LNG产品）作为脱氢塔洗涤液循环。冷凝器E2、E3和E4中的制冷剂复热后进入含氢甲烷气膨胀增压机的增压端增压回收膨胀功，然后再经过压缩机增压到需要的压力后进入冷箱，循环制冷。所述制冷剂是同种制冷剂或不同的制冷剂。
Claims (8)
1.一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，包括含氢甲烷气、冷箱换热器、膨胀增压机、气液分离器、脱氢塔和脱氮塔，其特征在于：包括以下步骤：
含氢甲烷气依次经过冷箱换热器、膨胀增压机膨胀端和气液分离器，分离出液体和气体，液体同脱氢塔釜液进入脱氮塔，气体经脱氮塔塔釜再沸器E1换热、冷凝器E2冷却后进入脱氢塔塔釜；
步骤（1）中进入脱氮塔的液体同脱氢塔釜液经脱氮后，从脱氮塔塔底出来的脱氮塔釜液为液化天然气，其中一部分液化天然气返回脱氢塔塔顶作为脱氢塔洗涤液循环，一部份成液化天然气产品外送；
从脱氮塔塔顶出来的气体经冷凝器E4冷却，冷凝液返回脱氮塔，不凝气经冷箱换热器去燃料气管网；
返回脱氢塔塔顶的液化天然气经脱氢后，液体经塔釜进入脱氮塔，气体经冷凝器E3冷却后冷凝液返回脱氢塔塔顶，不凝气经冷箱换热器后得氢气外送。
2.根据权利要求1所述的一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，其特征在于：所述步骤（1）中液体同脱氢塔釜液进入脱氮塔中部。
3.根据权利要求1所述的一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，其特征在于：所述步骤（3）中不凝气再进入尾气冷凝器E5冷却，液体回脱氮塔，气体经冷箱换热器去燃料气管网。
4.根据权利要求3所述的一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，其特征在于：所述步骤（3）中尾气冷凝器由冷凝后不凝气膨胀降温提供冷源。
5.根据权利要求1所述的一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，其特征在于：所述冷凝器E2、E3和E4中的制冷剂复热后进入含氢甲烷气膨胀增压机的增压端增压，然后再经去制冷剂压缩机增压到需要的压力后进入冷箱，循环制冷。
6.根据权利要求5所述的一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，其特征在于：所述制冷剂是同种制冷剂或不同的制冷剂。
7.根据权利要求1所述的一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，其特征在于：所述含氢甲烷气为经过干燥处理后的4.5～7.2Mpa（G）含氢甲烷气。
8.根据权利要求1所述的一种含氢甲烷气制液化天然气副产氢气的方法，其特征在于：所述膨胀增压机膨胀端减压到1.0～3.4Mpa（G）。
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