CN106352656B - 一种用液氮洗制氨合成气联产lng的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明主要公开了一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置及其方法，采用液氮洗加精馏塔工艺，将甲烷回收置于氨合成工艺前段，甲烷回收率可达99％以上，氢气回收率可达99.5％以上，有效的降低了惰性气体对合成氨生产的影响；同时公开了氮膨胀加预冷机制冷工艺，减小了装置的占地面积；同时公开了配套空分装置液氮产品的冷能利用，降低了制冷机能耗，提高了装置的经济性。

Description

一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置及其方法。
背景技术
在合成氨生产中，原料气中不可避免地含有惰性气体CH4和Ar，惰性气体在整个生产过程中既不参与氨合成反应，又不能在混合冷却过程中被冷凝分离，大部分惰性气体会在合成系统聚集，累积量达到一定程度会影响N2和H2的分压，进而影响氨合成反应，增加合成氨生产的能耗，所以到了一定时候惰性气体将以弛放气的形式排向燃料气系统，让惰性气体含量降下来。
随着国家对环境保护力度的提升以及LNG下游市场的开发，合成氨原料气中CH4的回收越来越受到重视。已公开的关于合成氨合成气制取LNG的工艺路线基本上为在工艺流程的末端，可以达到回收CH4的目的，但是对于合成单元没有任何性能提升，包括氨的合成率和驰放气中氨的损失量。已公开的工艺路线CH4回收率低，尤其是在原料气氢组分多的情况下，CH4回收率会更低，并且所得氢氮气中CH4含量较高，回收到工艺系统后还会造成CH4富集。本方法和装置采用液氮洗加精馏塔工艺，将CH4回收置于氨合成工艺前段，CH4回收率可达99％以上，有效的降低了惰性气体对合成氨生产的影响。
中国专利CN 205048879 U公开了一种液氮洗制取合成氨原料气和LNG的装置，该装置包括第一级换热器、第二级换热器、第三级换热器、MR压缩机单元、氮洗塔、塔顶冷凝器、塔顶分离器、LNG精馏塔及塔底蒸发器等，在氮洗塔顶得到合成氨原料气，在LNG精馏塔底部得到LNG产品；该装置单独设置了塔顶冷凝器和塔顶分离器，增加了冷箱内配管难度和空间，导致冷箱尺寸变大；该装置未考虑将合成氨工厂配套空分装置的液氮冷能利用到液氮洗装置中，利用液氮冷能将降低装置制冷机能耗；该装置采用MRC制冷工艺,整套装置的占地面积较大,不适用场地受限的工厂。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置及其方法，并且能够克服以上缺陷。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，包括冷箱单元、循环氮气压缩机单元、预冷机单元、膨胀机单元，所述冷箱单元包括第一换热器、第二换热器、氮洗塔、精馏塔、精馏塔顶冷凝器、精馏塔底蒸发器、配氮器，所述第一换热器自上向下依次设置管口A，管口A1，管口A2；管口B；管口B1,管口C，管口C1；管口D,管口D1；管口E,管口E1；管口F,管口F1；管口G,管口G1；管口H,管口H1；管口J,管口J1；所述第二换热器自下向上依次设置管口K,管口K1；管口L,管口L1；管口M,管口M1；管口N,管口N1；管口P,管口P1；管口Q,管口Q1；管口R,管口R1；管口S，管口S1；管口T,管口T1；所述的管口A通过第一管道经切断阀与界外法兰相连，管口A1通过第二管道与精馏塔底蒸发器入口相连，管口A2通过第三管道经第一调节阀与第二管道相连，管口B通过第四管道与界外法兰相连，管口B1通过第五管道经过配氮器与管口Q1相连，管口Q通过第六管道与氮洗塔塔顶出口相连，管口C通过第七管道与界外法兰相连，管口C1通过第八管道分成两路，一路与管口P1相连，一路经过第一节流阀与配氮器相连，管口P通过第九管道分成两路，一路经第二节流阀与氮洗塔上部入口相连，一路经第三节流阀与精馏塔顶冷凝器入口相连，管口D通过第十三管道经第二调节阀与界外法兰相连，管口D1通过第十四管道与管口N1相连，管口N通过第十五管道与精馏塔顶部出口相连，管口E通过第十六管道与界外法兰相连，管口E1通过第十七管道与管口M1相连，管口M通过第十八管道与界外法兰相连，管口F通过第十九管道经第三调节阀与界外法兰相连，管口F1通过第二十管道与管口L1相连，管口L通过第二十一管道与精馏塔顶冷凝器出口相连，管口J通过第二十二管道与膨胀机单元冷却器出口相连，管口J1通过第二十三管道与预冷机单元冷气机进口相连，管口H通过第二十四管道与预冷机单元冷气机出口相连，管口H1通过第二十五管道与膨胀机单元增压透平膨胀机入口相连，管口K通过第二十六管道与膨胀机单元增压透平膨胀机出口相连，管口K1通过第二十七管道与管口G1相连，管口G通过第二十八管道与循环氮气压缩机单元入口缓冲罐入口相连；管口R通过第三十管道经过第四节流阀与氮洗塔底部出口相连，管口R1通过第三十一管道与精馏塔中部进口相连，管口S通过第三十二管道与氮洗塔下部进口相连，管口S1通过第三十三管道与精馏塔底蒸发器出口相连，管口T通过第三十四管道与精馏塔底部出口相连，管口T1通过第三十五管道经第四调节阀与界外法兰相连，所述第三十管道位于第四节流阀之前通过第三十六管道经第五节流阀与精馏塔上部进口相连，所述的循环氮气压缩机单元末级冷却器出口通过第二十九管道与膨胀机单元增压机入口相连。
作为优选：所述第七管道位于进冷箱单元之前与第四管道之间连接有第五调节阀。
作为优选：所述第十九管道位于第三调节阀之后与第二十八管道128之间连接有第六调节阀。
作为优选：所述第三十三管道与第二管道之间连接有第七调节阀。
作为优选：所述精馏塔、精馏塔顶冷凝器、精馏塔底蒸发器设置成为一体式结构。
作为优选：所述第一换热器和第二换热器均为真空钎焊板翅式换热器，所述精馏塔顶冷凝器和精馏塔底蒸发器内换热器均为真空钎焊式板翅式换热器。
作为优选：所述氮洗塔和精馏塔为填料塔或板式塔。
作为优选：所述循环氮气压缩机单元为离心式氮气压缩机、活塞式氮气压缩机或螺杆式氮气压缩机中的任意一种。
作为优选：所述膨胀机单元为单膨胀机组、高低温膨胀机组或高低压膨胀机组中的任意一组，膨胀机单元中的透平膨胀机为带增压端的膨胀机。
一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的方法，包括如下步骤：
a)循环氮气压缩机单元产出的压缩氮气经第二十九管道进入膨胀机单元增压机增压，增压冷却后经第二十二管道进入冷箱单元中的第一换热器预冷，冷却到一定温度后出冷箱，通过第二十三管道进入预冷机单元进一步预冷，预冷结束的压缩氮气通过第二十四管道进入冷箱单元中的第一换热器被进一步冷却，然后通过第二十五管道进入膨胀机单元膨胀制冷，依次通过第二十六管道、第二换热器、第二十七管道、第一换热器复热至常温后出冷箱单元，再通过第二十八管道进入循环氮气压缩机单元入口缓冲罐；
b)中压氮气通过第七管道进入冷箱单元，依次通过第一换热器、第八管道、第二换热器被逐级预冷、液化及过冷，通过第九管道分成两路，一路经第二节流阀进入氮洗塔作为回流液，一路经第三节流阀进入精馏塔顶冷凝器提供冷量，从精馏塔顶冷凝器出来的低温氮气依次通过第二十一管道、第二换热器、第二十管道、第一换热器复热至常温后从冷箱单元出来，再经第三调节阀通过第十九管道分成三路，一路经第六调节阀去循环氮气压缩机单元入口缓冲罐作为补充氮气，一路去冷箱单元作为密封气，一路送出界区；
c)原料气通过第一管道经切断阀进入冷箱单元，通过第一换热器预冷后进入精馏塔底蒸发器提供热量，通过第三管道从第一换热器中抽一股原料气和通过第七调节阀来控制精馏塔底蒸发器出口温度，原料气从精馏塔底蒸发器出来后通过第三十三管道至第二换热器继续冷却，之后通过第三十二管道进入氮洗塔洗涤；
d)氮洗塔顶部富氢尾气通过第六管道经第二换热器复热后进入配氮器，并与通过第一节流阀来的中压氮气进行粗配氮，再通过第五管道经第一换热器复热至常温从冷箱单元出来后在第四管道中与经第五调节阀出来的中压氮气进行精配氮，氮洗塔底部富甲烷凝液出塔后分成两路，一路通过第三十六管道经第五节流阀进入精馏塔顶部参与精馏，一路通过第三十管道经第四节流阀、第二换热器复热后通过第三十一管道进入精馏塔中部参与精馏；
e)精馏塔顶部富氮尾气依次通过第十五管道、第二换热器、第十四管道、第一换热器复热至常温从冷箱单元出来后通过第十三管道经第二调节阀送出界区，精馏塔底部LNG通过第三十四管道经第二换热器过冷，过冷后的LNG经第三十五管道出冷箱单元再经第四调节阀调节后送出界区；
f)配套空分装置出的液氮依次通过第十八管道、第二换热器、第十七管道、第一换热器为装置提供冷量，复热至常温后通过第十六管道送出界区；
g)所述膨胀机单元为本装置提供绝大部分冷量，冷量的制取通过膨胀机做功来实现，所述预冷机单元和配套空分装置来的液氮也为工艺过程提供冷量，所述精馏塔顶冷凝器的冷源由中压液氮节流提供，所述精馏塔底蒸发器的热源由经第一换热器预冷后的原料气提供。
本发明具有有益效果为：
在氮洗塔中全部的甲烷和惰性气体均被洗涤分离，使氮洗塔顶部产出的氮氢气无其他杂质组分，对后续氨合成工艺的合成效率会产生积极作用，并且在本装置内即可使氮氢气的氮氢比达到1:3，满足合成氨原料气要求，另外，氢气在氮洗塔中损失少，氢气回收率可达99.5％以上；精馏塔底部设置蒸发器，用原料气做热源，减少了原料气冷却所需的冷能，降低装置能耗；无需其它外加热源，工艺组织简单；精馏塔顶部设置冷凝器，可使装置甲烷回收率达到99％以上，LNG产品质量高；整套装置设备数量少，可最大化撬块设计；相比于MRC工艺，没有冷剂储配区对压缩机厂房间距的要求，占地面积小，场地受限的工厂本发明具有较大优势；本发明充分利用了配套空分装置生产的液氮产品，为装置提供冷量，节省了膨胀单元的制冷量，降低了装置能耗。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为本发明实施例3的结构示意图；
图4为本发明实施例4的结构示意图。
附图标记：1-冷箱单元，2-循环氮气压缩机单元，3-预冷机单元，4-膨胀机单元，5-第一换热器，6-第二换热器，7-氮洗塔，8-精馏塔，9-精馏塔顶冷凝器，10-精馏塔底蒸发器，11-配氮器,12-配套空分装置，21-切断阀,22-第一调节阀,23-第一节流阀,24-第二节流阀,25-第三节流阀,27-第二调节阀,28-第三调节阀,29-第四节流阀,30-第四调节阀,31-第五节流阀,32-第五调节阀,33-第六调节阀,34-第七调节阀,101-第一管道,102-第二管道,103-第三管道,104-第四管道,105-第五管道,106-第六管道,107-第七管道,108-第八管道,109-第九管道,113-第十三管道,114-第十四管道,115-第十五管道,116-第十六管道,117-第十七管道,118-第十八管道,119-第十九管道,120-第二十管道,121-第二十一管道,122-第二十二管道,123-第二十三管道,124-第二十四管道,125-第二十五管道,126-第二十六管道,127-第二十七管道,128-第二十八管道,129-第二十九管道,130-第三十管道,131-第三十一管道,132-第三十二管道,133-第三十三管道,134-第三十四管道,135-第三十五管道,136-第三十六管道。
具体实施方式
结合附图，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。
实施例1
如图1示，一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，包括冷箱单元1、循环氮气压缩机单元2、预冷机单元3、膨胀机单元4，所述冷箱单元1包括第一换热器5、第二换热器6、氮洗塔7、精馏塔8、精馏塔顶冷凝器9、精馏塔底蒸发器10、配氮器11，所述第一换热器5自上向下依次设置管口A，管口A1，管口A2；管口B；管口B1,管口C，管口C1；管口D,管口D1；管口E,管口E1；管口F,管口F1；管口G,管口G1；管口H,管口H1；管口J,管口J1；所述第二换热器6自下向上依次设置管口K,管口K1；管口L,管口L1；管口M,管口M1；管口N,管口N1；管口P,管口P1；管口Q,管口Q1；管口R,管口R1；管口S，管口S1；管口T,管口T1；所述的管口A通过第一管道101经切断阀21与界外法兰相连，管口A1通过第二管道102与精馏塔底蒸发器10入口相连，管口A2通过第三管道103经第一调节阀22与第二管道102相连，管口B通过第四管道104与界外法兰相连，管口B1通过第五管道105经过配氮器11与管口Q1相连，管口Q通过第六管道106与氮洗塔7塔顶出口相连，管口C通过第七管道107与界外法兰相连，管口C1通过第八管道108分成两路，一路与管口P1相连，一路经过第一节流阀23与配氮器11相连，管口P通过第九管道109分成两路，一路经第二节流阀24与氮洗塔7上部入口相连，一路经第三节流阀25与精馏塔顶冷凝器9入口相连，管口D通过第十三管道113经第二调节阀27与界外法兰相连，管口D1通过第十四管道114与管口N1相连，管口N通过第十五管道115与精馏塔8顶部出口相连，管口E通过第十六管道116与界外法兰相连，管口E1通过第十七管道117与管口M1相连，管口M通过第十八管道118与界外法兰相连，管口F通过第十九管道119经第三调节阀28与界外法兰相连，管口F1通过第二十管道120与管口L1相连，管口L通过第二十一管道121与精馏塔顶冷凝器9出口相连，管口J通过第二十二管道122与膨胀机单元4冷却器出口相连，管口J1通过第二十三管道123与预冷机单元3冷气机进口相连，管口H通过第二十四管道124与预冷机单元3冷气机出口相连，管口H1通过第二十五管道125与膨胀机单元4增压透平膨胀机入口相连，管口K通过第二十六管道126与膨胀机单元4增压透平膨胀机出口相连，管口K1通过第二十七管道127与管口G1相连，管口G通过第二十八管道128与循环氮气压缩机单元2入口缓冲罐入口相连；管口R通过第三十管道130经过第四节流阀29与氮洗塔7底部出口相连，管口R1通过第三十一管道131与精馏塔8中部进口相连，管口S通过第三十二管道132与氮洗塔7下部进口相连，管口S1通过第三十三管道133与精馏塔底蒸发器10出口相连，管口T通过第三十四管道134与精馏塔8底部出口相连，管口T1通过第三十五管道135经第四调节阀30与界外法兰相连，所述第三十管道130位于第四节流阀29之前通过第三十六管道136经第五节流阀31与精馏塔8上部进口相连，所述的循环氮气压缩机单元2末级冷却器出口通过第二十九管道129与膨胀机单元4增压机入口相连；所述第七管道107位于进冷箱单元1之前与第四管道104之间连接有第五调节阀32；所述第十九管道119位于第三调节阀28之后与第二十八管道128之间连接有第六调节阀33；所述第三十三管道133与第二管道102之间连接有第七调节阀34；所述精馏塔8、精馏塔顶冷凝器9、精馏塔底蒸发器10设置成为一体式结构；所述第一换热器5和第二换热器6均为真空钎焊板翅式换热器，所述精馏塔顶冷凝器9和精馏塔底蒸发器10内换热器均为真空钎焊式板翅式换热器；所述氮洗塔7和精馏塔8为填料塔或板式塔；所述循环氮气压缩机单元2为离心式氮气压缩机、活塞式氮气压缩机或螺杆式氮气压缩机中的任意一种；所述预冷机单元3中的预冷机为循环氮气提供冷量，所述膨胀机单元4为单膨胀机组、高低温膨胀机组或高低压膨胀机组中的任意一组，膨胀机单元4中的透平膨胀机为带增压端的膨胀机。上述循环氮气压缩机单元2左侧为末级冷却器，右侧为入口缓冲罐，膨胀机单元4从右至左依次为透平膨胀机、增压机和冷却器。
一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的方法，包括如下步骤：
a)循环氮气压缩机单元2产出的压缩氮气经第二十九管道129进入膨胀机单元4增压机增压，增压冷却后经第二十二管道122进入冷箱单元1中的第一换热器5预冷，冷却到-10℃左右后出冷箱，通过第二十三管道123进入预冷机单元3进一步预冷至-30℃左右，预冷结束的压缩氮气通过第二十四管道124进入冷箱单元1中的第一换热器5被进一步冷却，然后通过第二十五管道125进入膨胀机单元4膨胀制冷，依次通过第二十六管道126、第二换热器6、第二十七管道127、第一换热器5复热至常温后出冷箱单元1，再通过第二十八管道128进入循环氮气压缩机单元2入口缓冲罐；循环氮气压缩机单元2的出口压力控制在2.0～3.0MPa(G)的范围内，膨胀机单元4的膨胀后压力控制在0.2～0.4MPa(G)的范围内。
b)中压氮气通过第七管道107进入冷箱单元1，依次通过第一换热器5、第八管道108、第二换热器6被逐级预冷、液化及过冷，通过第九管道109分成两路，一路经第二节流阀24进入氮洗塔7作为回流液，一路经第三节流阀25进入精馏塔顶冷凝器9提供冷量，从精馏塔顶冷凝器9出来的低温氮气依次通过第二十一管道121、第二换热器6、第二十管道120、第一换热器5复热至常温后从冷箱单元1出来，再经第三调节阀28通过第十九管道119分成三路，一路经第六调节阀33去循环氮气压缩机单元2入口缓冲罐作为补充氮气，一路去冷箱单元1作为密封气，一路送出界区；控制出精馏塔顶冷凝器9的低温氮气温度比精馏塔8顶部富氮尾气温度低1～2℃。
c)原料气通过第一管道101经切断阀21进入冷箱单元1，通过第一换热器5预冷后进入精馏塔底蒸发器10提供热量，通过第三管道103从第一换热器5中抽一股原料气和通过第七调节阀34来控制精馏塔底蒸发器10出口温度比精馏塔8底部温度高1～2℃，原料气从精馏塔底蒸发器10出来后通过第三十三管道133至第二换热器6继续冷却，之后通过第三十二管道132进入氮洗塔7洗涤。
d)氮洗塔7顶部富氢尾气通过第六管道106经第二换热器6复热后进入配氮器11，并与通过第一节流阀23来的中压氮气进行粗配氮，控制氢氮比例接近3:1，再通过第五管道105经第一换热器5复热至常温从冷箱单元1出来后在第四管道104中与经第五调节阀32出来的中压氮气进行精配氮，控制氢氮比例为3:1，从而生产出合格的氨合成气，氮洗塔7底部富甲烷凝液出塔后分成两路，一路通过第三十六管道136经第五节流阀31进入精馏塔8顶部参与精馏，一路通过第三十管道130经第四节流阀29、第二换热器6复热后通过第三十一管道131进入精馏塔8中部参与精馏，氮洗塔7采用高效填料塔或筛板塔，氢气在氮洗塔7中损失少，氢气回收率可达99.5％以上。
e)精馏塔8顶部富氮尾气依次通过第十五管道115、第二换热器6、第十四管道114、第一换热器5复热至常温从冷箱单元1出来后通过第十三管道113经第二调节阀27送出界区，精馏塔8底部LNG通过第三十四管道134经第二换热器6过冷，过冷后的LNG经第三十五管道135出冷箱单元1再经第四调节阀30调节后送出界区，精馏塔8的操作压力控制在0.2～0.5MPa的范围内，甲烷回收率可达到99％以上，LNG过冷后温度控制在-160～-163℃，从而生产出合格的LNG产品，精馏塔8顶生产出合格的富氮尾气。
f)配套空分装置12出的液氮依次通过第十八管道118、第二换热器6、第十七管道117、第一换热器5为装置提供冷量，复热至常温后通过第十六管道116送出界区。
g)所述膨胀机单元4为本装置提供绝大部分冷量，冷量的制取通过膨胀机做功来实现，所述预冷机单元3和配套空分装置12来的液氮也为工艺过程提供冷量，所述精馏塔顶冷凝器9的冷源由中压液氮节流提供，所述精馏塔底蒸发器10的热源由经第一换热器5预冷后的原料气提供。
综上，本发明能够高效的回收原料气中的H2和CH4，同时生产出优质的氨合成气和LNG产品，提高了环保效益；工艺配置简单，装置占地面积小，降低了经济投入，提高了经济效益。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的区别点在于：当原料气的进气温度为低温时，则原料气通过第一管道101经切断阀21进入冷箱单元1，从第一换热器5的中部进气，而原料气空置的上半部分换热器通道分配给其它热物流；这样既回收了原料气的冷量，又使换热器的冷热流股得到了很好的匹配，降低了装置能耗。
实施例3
如图3所示，本实施例与实施例1的区别点在于：当实施例1中的配套空分装置12没有多余液氮输出，则不设置液氮复热支路，可通过增加膨胀机单元制冷量来弥补液氮复热提供的制冷量。
实施例4
如图4所示，实施例2和实施例3可共存，不设置液氮复热支路，可通过增加膨胀机单元制冷量来弥补液氮复热提供的制冷量，同时低温原料气通过第一管道101经切断阀21进入冷箱单元1，从第一换热器5的中部进气，而原料气空置的上半部分换热器通道分配给其它热物流。
本发明在氮洗塔中全部的甲烷和惰性气体均被洗涤分离，氮洗塔顶部产出的氮氢气无其他杂质组分，对后续氨合成工艺的合成效率会产生积极作用，并且在本装置内即可使氮氢气的氮氢比达到1:3，满足合成氨原料气要求。另外，氢气在氮洗塔中损失少，氢气回收率可达99.5％以上；精馏塔底部设置蒸发器，用原料气做热源，减少了原料气冷却所需的冷能，降低装置能耗；无需其它外加热源，工艺组织简单。精馏塔顶部设置冷凝器，可使装置甲烷回收率达到99％以上，LNG产品质量高；精馏塔及其塔顶冷凝器、塔底蒸发器做成一体式结构，降低了冷箱内的配管难度，减少了配管空间，冷箱尺寸小；氮洗塔和精馏塔均采用填料塔或板式塔，精馏效果好，操作弹性大，适用于变工况操作，并且能适应液气比较大的工况；整套装置设备数量少，可最大化撬块设计；相比于MRC工艺，没有冷剂储配区对压缩机厂房间距的要求，占地面积小，场地受限的工厂本发明具有较大优势；充分利用了配套空分装置生产的液氮产品，为装置提供冷量，节省了膨胀单元的制冷量，降低了装置能耗；本发明装置设置在氨合成单元前端，比传统的驰放气回收装置少了氨回收单元和提氢单元，工艺路线短，设备少，投资成本低。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：包括冷箱单元(1)、循环氮气压缩机单元(2)、预冷机单元(3)、膨胀机单元(4)，所述冷箱单元(1)包括第一换热器(5)、第二换热器(6)、氮洗塔(7)、精馏塔(8)、精馏塔顶冷凝器(9)、精馏塔底蒸发器(10)、配氮器(11)，所述第一换热器(5)自上向下依次设置管口A，管口A1，管口A2；管口B；管口B1,管口C，管口C1；管口D,管口D1；管口E,管口E1；管口F,管口F1；管口G,管口G1；管口H,管口H1；管口J,管口J1；所述第二换热器(6)自下向上依次设置管口K,管口K1；管口L,管口L1；管口M,管口M1；管口N,管口N1；管口P,管口P1；管口Q,管口Q1；管口R,管口R1；管口S，管口S1；管口T,管口T1；所述的管口A通过第一管道(101)经切断阀(21)与界外法兰相连，管口A1通过第二管道(102)与精馏塔底蒸发器(10)入口相连，管口A2通过第三管道(103)经第一调节阀(22)与第二管道(102)相连，管口B通过第四管道(104)与界外法兰相连，管口B1通过第五管道(105)经过配氮器(11)与管口Q1相连，管口Q通过第六管道(106)与氮洗塔(7)塔顶出口相连，管口C通过第七管道(107)与界外法兰相连，管口C1通过第八管道(108)分成两路，一路与管口P1相连，一路经过第一节流阀(23)与配氮器(11)相连，管口P通过第九管道(109)分成两路，一路经第二节流阀(24)与氮洗塔(7)上部入口相连，一路经第三节流阀(25)与精馏塔顶冷凝器(9)入口相连，管口D通过第十三管道(113)经第二调节阀(27)与界外法兰相连，管口D1通过第十四管道(114)与管口N1相连，管口N通过第十五管道(115)与精馏塔(8)顶部出口相连，管口E通过第十六管道(116)与界外法兰相连，管口E1通过第十七管道(117)与管口M1相连，管口M通过第十八管道(118)与界外法兰相连，管口F通过第十九管道(119)经第三调节阀(28)与界外法兰相连，管口F1通过第二十管道(120)与管口L1相连，管口L通过第二十一管道(121)与精馏塔顶冷凝器(9)出口相连，管口J通过第二十二管道(122)与膨胀机单元(4)冷却器出口相连，管口J1通过第二十三管道(123)与预冷机单元(3)冷气机进口相连，管口H通过第二十四管道(124)与预冷机单元(3)冷气机出口相连，管口H1通过第二十五管道(125)与膨胀机单元(4)增压透平膨胀机入口相连，管口K通过第二十六管道(126)与膨胀机单元(4)增压透平膨胀机出口相连，管口K1通过第二十七管道(127)与管口G1相连，管口G通过第二十八管道(128)与循环氮气压缩机单元(2)入口缓冲罐入口相连；管口R通过第三十管道(130)经过第四节流阀(29)与氮洗塔(7)底部出口相连，管口R1通过第三十一管道(131)与精馏塔(8)中部进口相连，管口S通过第三十二管道(132)与氮洗塔(7)下部进口相连，管口S1通过第三十三管道(133)与精馏塔底蒸发器(10)出口相连，管口T通过第三十四管道(134)与精馏塔(8)底部出口相连，管口T1通过第三十五管道(135)经第四调节阀(30)与界外法兰相连，所述第三十管道(130)位于第四节流阀(29)之前通过第三十六管道(136)经第五节流阀(31)与精馏塔(8)上部进口相连，所述的循环氮气压缩机单元(2)末级冷却器出口通过第二十九管道(129)与膨胀机单元(4)增压机入口相连；
所述第七管道(107)位于进冷箱单元(1)之前与第四管道(104)之间连接有第五调节阀(32)；所述第十九管道(119)位于第三调节阀(28)之后与第二十八管道(128)之间连接有第六调节阀(33)。
2.根据权利要求1所述的一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：所述第三十三管道(133)与第二管道(102)之间连接有第七调节阀(34)。
3.根据权利要求1所述的一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：所述精馏塔(8)、精馏塔顶冷凝器(9)、精馏塔底蒸发器(10)设置成为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：所述第一换热器(5)和第二换热器(6)均为真空钎焊板翅式换热器，所述精馏塔顶冷凝器(9)和精馏塔底蒸发器(10)内换热器均为真空钎焊式板翅式换热器。
5.根据权利要求1所述的一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：所述氮洗塔(7)和精馏塔(8)为填料塔或板式塔。
6.根据权利要求1所述的一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：所述循环氮气压缩机单元(2)为离心式氮气压缩机、活塞式氮气压缩机或螺杆式氮气压缩机中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，其特征在于：所述膨胀机单元(4)为单膨胀机组、高低温膨胀机组或高低压膨胀机组中的任意一组，膨胀机单元(4)中的透平膨胀机为带增压端的膨胀机。
8.一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的方法，其特征在于：其采用如权利要求1所述的一种用液氮洗制氨合成气联产LNG的装置，并包括如下步骤：
a)循环氮气压缩机单元(2)产出的压缩氮气经第二十九管道(129)进入膨胀机单元(4)增压机增压，增压冷却后经第二十二管道(122)进入冷箱单元(1)中的第一换热器(5)预冷，冷却到一定温度后出冷箱，通过第二十三管道(123)进入预冷机单元(3)进一步预冷，预冷结束的压缩氮气通过第二十四管道(124)进入冷箱单元(1)中的第一换热器(5)被进一步冷却，然后通过第二十五管道(125)进入膨胀机单元(4)膨胀制冷，依次通过第二十六管道(126)、第二换热器(6)、第二十七管道(127)、第一换热器(5)复热至常温后出冷箱单元(1)，再通过第二十八管道(128)进入循环氮气压缩机单元(2)入口缓冲罐；
b)中压氮气通过第七管道(107)进入冷箱单元(1)，依次通过第一换热器(5)、第八管道(108)、第二换热器(6)被逐级预冷、液化及过冷，通过第九管道(109)分成两路，一路经第二节流阀(24)进入氮洗塔(7)作为回流液，一路经第三节流阀(25)进入精馏塔顶冷凝器(9)提供冷量，从精馏塔顶冷凝器(9)出来的低温氮气依次通过第二十一管道(121)、第二换热器(6)、第二十管道(120)、第一换热器(5)复热至常温后从冷箱单元(1)出来，再经第三调节阀(28)通过第十九管道(119)分成三路，一路经第六调节阀(33)去循环氮气压缩机单元(2)入口缓冲罐作为补充氮气，一路去冷箱单元(1)作为密封气，一路送出界区；
c)原料气通过第一管道(101)经切断阀(21)进入冷箱单元(1)，通过第一换热器(5)预冷后进入精馏塔底蒸发器(10)提供热量，通过第三管道(103)从第一换热器(5)中抽一股原料气和通过第七调节阀(34)来控制精馏塔底蒸发器(10)出口温度，原料气从精馏塔底蒸发器(10)出来后通过第三十三管道(133)至第二换热器(6)继续冷却，之后通过第三十二管道(132)进入氮洗塔(7)洗涤；
d)氮洗塔(7)顶部富氢尾气通过第六管道(106)经第二换热器(6)复热后进入配氮器(11)，并与通过第一节流阀(23)来的中压氮气进行粗配氮，再通过第五管道(105)经第一换热器(5)复热至常温从冷箱单元(1)出来后在第四管道(104)中与经第五调节阀(32)出来的中压氮气进行精配氮，氮洗塔(7)底部富甲烷凝液出塔后分成两路，一路通过第三十六管道(136)经第五节流阀(31)进入精馏塔(8)顶部参与精馏，一路通过第三十管道(130)经第四节流阀(29)、第二换热器(6)复热后通过第三十一管道(131)进入精馏塔(8)中部参与精馏；
e)精馏塔(8)顶部富氮尾气依次通过第十五管道(115)、第二换热器(6)、第十四管道(114)、第一换热器(5)复热至常温从冷箱单元(1)出来后通过第十三管道(113)经第二调节阀(27)送出界区，精馏塔(8)底部LNG通过第三十四管道(134)经第二换热器(6)过冷，过冷后的LNG经第三十五管道(135)出冷箱单元(1)再经第四调节阀(30)调节后送出界区；
f)配套空分装置(12)出的液氮依次通过第十八管道(118)、第二换热器(6)、第十七管道(117)、第一换热器(5)为装置提供冷量，复热至常温后通过第十六管道(116)送出界区；
g)所述膨胀机单元(4)为本装置提供绝大部分冷量，冷量的制取通过膨胀机做功来实现，所述预冷机单元(3)和配套空分装置(12)来的液氮也为工艺过程提供冷量，所述精馏塔顶冷凝器(9)的冷源由中压液氮节流提供，所述精馏塔底蒸发器(10)的热源由经第一换热器(5)预冷后的原料气提供。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747919C2 (ru) * 2019-03-06 2021-05-17 Андрей Владиславович Курочкин Установка для выработки спг
CN111536758B (zh) * 2020-04-29 2024-01-30 中科瑞奥能源科技股份有限公司 液氮洗和深冷分离的偶合系统和方法
CN111879062A (zh) * 2020-07-02 2020-11-03 杭州制氧机集团股份有限公司 一种带预冷的常温进料净化氨合成气液氮洗装置
CN113249147A (zh) * 2021-06-30 2021-08-13 杨皓 一种焦炉煤气联产lng与合成氨的改进工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006027199A1 (de) * 2006-06-12 2007-12-13 Linde Ag Verfahren zum Verflüssigen von Wasserstoff
CN202107519U (zh) * 2011-06-20 2012-01-11 北京新峰泰克工程技术有限公司 低温甲醇洗装置液氮洗装置能量综合利用系统
CN103121662A (zh) * 2012-07-13 2013-05-29 上海国际化建工程咨询公司 液氮洗净化制氨合成新鲜气并联产sng或／和lng的方法及装置
CN103880040A (zh) * 2014-02-25 2014-06-25 中盐安徽红四方股份有限公司 大型合成氨液氮洗装置尾气回收处理方法
CN206001797U (zh) * 2016-08-23 2017-03-08 杭州福斯达深冷装备股份有限公司 一种用液氮洗制氨合成气联产lng的装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090090049A1 (en) * 2007-10-09 2009-04-09 Chevron U.S.A. Inc. Process for producing liqefied natural gas from high co2 natural gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006027199A1 (de) * 2006-06-12 2007-12-13 Linde Ag Verfahren zum Verflüssigen von Wasserstoff
CN202107519U (zh) * 2011-06-20 2012-01-11 北京新峰泰克工程技术有限公司 低温甲醇洗装置液氮洗装置能量综合利用系统
CN103121662A (zh) * 2012-07-13 2013-05-29 上海国际化建工程咨询公司 液氮洗净化制氨合成新鲜气并联产sng或／和lng的方法及装置
CN103880040A (zh) * 2014-02-25 2014-06-25 中盐安徽红四方股份有限公司 大型合成氨液氮洗装置尾气回收处理方法
CN206001797U (zh) * 2016-08-23 2017-03-08 杭州福斯达深冷装备股份有限公司 一种用液氮洗制氨合成气联产lng的装置

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