CN205279606U - 利用焦炉气制取液化天然气的系统 - Google Patents
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Abstract
一种利用焦炉气制取液化天然气的系统，其技术要点是：低压脱碳精馏塔顶部出料口依次经过冷凝器、平衡罐后通过高压泵通入高压脱氢精馏塔顶部的进料口，平衡罐的进料口同时与低压脱碳精馏塔顶部进料口相连；低压脱碳精馏塔底部的出料口经过主换热器与LNG贮槽相连；高压脱氢精馏塔顶部的出料口经过主换热器与甲醇联产设备或氨联产设备相连；高压脱氢精馏塔底部的出料口通过节流阀II与低压脱碳精馏塔中部的进料口相连。从根本上解决了现有LNG的生产设备及生产方法无法实现低能耗的同时进行甲醇或合成氨的联产。
Description
技术领域
本实用新型涉及LNG的生产领域，具体说是一种利用低压脱碳精馏塔回流液的焦炉气制取液化天然气的方法。
背景技术
近几年来，由于天然气需求上升以及价格上涨，部分企业开始将目光投向了焦炉煤气（人工煤气或化工尾气）制天然气项目。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种利用焦炉气制取液化天然气的系统，从根本上解决了现有LNG的生产设备及生产方法无法实现低能耗的同时进行甲醇或合成氨的联产。
本实用新型的目的是这样实现的：该利用焦炉气制取液化天然气的系统，包括主换热器、压缩机、高压脱氢精馏塔、低压脱碳精馏塔、冷凝器、再沸器、高压泵、分离罐以及平衡罐，其技术要点是：主换热器的高温制冷剂依次经过压缩机和分离罐后返回主换热器，分离罐的顶部出料口依次经过主换热器、节流阀III以及冷凝器后再次经过主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连,分离罐的底部出料口依次经过换热器以及节流阀I后返回主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连；原料气的进料管经过主换热器后与低压脱碳精馏塔底部的再沸器进料口相连，低压脱碳精馏塔底部的再沸器出料口经过主换热器与高压脱氢精馏塔底部的进料口相连；低压脱碳精馏塔顶部出料口依次经过冷凝器、平衡罐后通过高压泵通入高压脱氢精馏塔顶部的进料口,平衡罐的进料口同时与低压脱碳精馏塔顶部进料口相连；低压脱碳精馏塔底部的出料口经过主换热器与LNG贮槽相连；高压脱氢精馏塔顶部的出料口经过主换热器与甲醇联产设备或氨联产设备相连；高压脱氢精馏塔底部的出料口通过节流阀II与低压脱碳精馏塔中部的进料口相连。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的设计难点在于既要在低能耗下生产LNG，又要在较高压力下提取用于合成甲醇或合成氨的富氢尾气。富氢尾气中的甲烷等杂质对于甲醇的合成来说属于惰性气体，其存在将抑制甲醇合成的正反应，导致能耗增加，因此必须限制富氢尾气中的甲烷含量。
本实用新型通过高压精馏塔为初次精馏，用于产出高压富氢尾气和富甲烷液体，富甲烷液体送入低压精馏塔，再次精馏获得LNG产品和低压尾气。高压精馏塔配有冷凝器，低压脱碳精馏塔配有冷凝器及再沸器。出冷箱低压尾气通过增压机将其增压为高压富氢气压力后并入高压富氢尾气。通过高压泵将低压回流液加压后送至高压脱氢精馏塔塔顶，作为高压脱氢精馏塔的洗涤吸收液。
高压脱氢精馏塔无需设置冷凝器，但仍可实现冷凝器的功能，由于无冷凝器，减少了冷凝器温差带来的不可逆损失，而且无低压脱碳精馏塔低压尾气产生，尾气仅为高压富氢尾气一种，流程更简单，省去了低压尾气增压机，不但节约了冷凝器及低压尾气增压机的投入成本，无需为冷凝器、低压尾气增压机设置专用厂房，减少了设备占地面积，减少了被省略设备的维护成本，并提高了装置的可靠性。
由于传统流程中高压脱氢精馏塔冷凝器温度是系统中最低温度，制冷能耗较高，多采用液氮作为冷凝器的冷源。采用本实用新型的方法后，高压脱氢精馏塔顶温度有所提高，相应的降低了这部分能耗，当甲烷收率相同时，冷凝器可采用混合制冷剂作为冷源而非液氮，因此无需使用氮压机等一系列设备，使制冷循环更易实现，减少了设备投入成本，减少了占地面积，易于操作维护，并大大提高了装置的可靠性。综上所述，本实用新型的方法可将传统工艺中用于放空去火炬燃烧或发电的煤气转而制成高附加值的LNG或SNG，剩余的富氢气体联产甲醇或合成氨，既有效解决了焦炉尾气的排放问题，又具有十分可观的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本实用新型的工艺流程结构示意简图。
附图标记说明：1压缩机、2高压脱氢精馏塔、3低压脱碳精馏塔、4高压泵、5分离罐、6冷凝器、7再沸器、8主换热器、9、平衡罐、10节流阀I、11节流阀II、12节流阀III。
具体实施方式
以下结合图1，通过具体实施例详细说明本实用新型的内容。该利用焦炉气制取液化天然气的系统，包括主换热器8、压缩机1、高压脱氢精馏塔2、低压脱碳精馏塔3、冷凝器6、再沸器7、高压泵4、分离罐5以及平衡罐9。其中，主换热器的高温制冷剂依次经过压缩机和分离罐后返回主换热器，分离罐的顶部出料口依次经过主换热器、节流阀III以及冷凝器后再次经过主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连,分离罐的底部出料口依次经过换热器以及节流阀I10后返回主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连。原料气的进料管经过主换热器后与低压脱碳精馏塔底部的再沸器进料口相连，低压脱碳精馏塔底部的再沸器出料口经过主换热器与高压脱氢精馏塔底部的进料口相连。低压脱碳精馏塔顶部出料口依次经过冷凝器、平衡罐后通过高压泵通入高压脱氢精馏塔顶部的进料口,平衡罐的进料口同时与低压脱碳精馏塔顶部进料口相连。低压脱碳精馏塔底部的出料口经过主换热器与LNG贮槽相连。高压脱氢精馏塔顶部的出料口经过主换热器与甲醇联产设备或氨联产设备相连。高压脱氢精馏塔底部的出料口通过节流阀II11与低压脱碳精馏塔中部的进料口相连。
采用上述系统生产液化天然气的方法，包括以下步骤：
1）将净化后的原料焦炉气预冷后在-40℃，2.15MPa.G通入主换热器，被返流的低温富氢气及混合制冷剂冷却至-96℃，以气体形式进入再沸器作为精馏塔底部热源，同时被进一步冷却至-125℃，再次进入主换热器进一步被冷却至-168℃，以气液两相形式进入高压脱氢精馏塔底部进行第一次精馏。在高压脱氢塔底部获得富甲烷液体，在高压脱氢塔顶部获得高压富氢气。
2）高压脱氢塔顶部的高压富氢气进入主换热器，经主换热器复热复热后通入甲醇联产设备或氨联产设备。高压脱氢塔底部的富甲烷液体经过节流阀II11过冷减压至-169.4℃，0.72MPa.G后送入低压脱碳精馏塔中部进行第二次精馏。在低压脱碳精馏塔底部获得LNG，在低压脱碳精馏塔顶部获得含有CO、H2、N2、CH4的混合气体。
3）低压脱碳精馏塔底部的LNG经过主换热器过冷至-160℃，0.687MPa.G，然后通入LNG贮槽。低压脱碳精馏塔顶部的CO、H2、N2、CH4混合气体经冷凝器（全凝器）冷却后全部为液体，一部分作为低压脱碳精馏塔的回流液，另一部分通过平衡罐稳压，排除可能有的不凝气体后通过高压泵增压送至高压脱氢塔作为上升蒸汽的洗涤吸收液。
4）将压缩机压缩后的混合制冷剂通入分离罐，混合制冷剂以气液两相进入主换热器。混合制冷剂的气相经主换热器冷却成液体后经节流阀III12降压降温后通入冷凝器，作为冷凝器的冷源，被加热后作为返流气。换热后经过主换热器通入压缩机。混合制冷剂的液相经节流阀I在主换热器中降压冷却至-74℃，0.29MPa.G与返流的混合制冷剂换热后返回压缩机，经压缩机增压后完成一次循环过程。
另外，还可根据原料气成分及甲烷收率不同，塔顶冷凝器所需冷量可由循环混合制冷剂压缩系统的混合制冷剂提供，也可由混合制冷循环+循环氮气压缩制冷系统双制冷系统的液氮提供。
说明书中所涉及的压力如无特别说明，均是指表压（G）。高温制冷剂的高温是相对于压缩后的低温制冷剂而言，而非相对于标准条件中的高温。
说明书中所涉及的脱氮设备（脱氮精馏塔、脱氮塔顶冷凝器、脱氮塔再沸器、脱氮塔回流液分离罐）在脱氮的同时还脱去了少量的一氧化碳，但由于一氧化碳并非主要考虑的杂质，为方便行文的简洁并未详细描述。
说明书中所涉及的原料气可以是甲烷化的焦炉气，也可以是未甲烷化的焦炉气。为节省能耗，未甲烷化的焦炉气最好采用氮-甲烷压缩机。
Claims (1)
1.一种利用焦炉气制取液化天然气的系统，包括主换热器、压缩机、高压脱氢精馏塔、低压脱碳精馏塔、冷凝器、再沸器、高压泵、分离罐以及平衡罐，其特征在于：主换热器的高温制冷剂依次经过压缩机和分离罐后返回主换热器，分离罐的顶部出料口依次经过主换热器、节流阀III以及冷凝器后再次经过主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连,分离罐的底部出料口依次经过换热器以及节流阀I后返回主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连；原料气的进料管经过主换热器后与低压脱碳精馏塔底部的再沸器进料口相连，低压脱碳精馏塔底部的再沸器出料口经过主换热器与高压脱氢精馏塔底部的进料口相连；低压脱碳精馏塔顶部出料口依次经过冷凝器、平衡罐后通过高压泵通入高压脱氢精馏塔顶部的进料口,平衡罐的进料口同时与低压脱碳精馏塔顶部进料口相连；低压脱碳精馏塔底部的出料口经过主换热器与LNG贮槽相连；高压脱氢精馏塔顶部的出料口经过主换热器与甲醇联产设备或氨联产设备相连；高压脱氢精馏塔底部的出料口通过节流阀II与低压脱碳精馏塔中部的进料口相连。
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| CN201520923041.8U CN205279606U (zh) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 利用焦炉气制取液化天然气的系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114061265A (zh) * | 2020-08-04 | 2022-02-18 | 杭州中泰深冷技术股份有限公司 | 一种规模化焦炉气联合生产合成氨和lng的装置及方法 |
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2015
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| CN114061265A (zh) * | 2020-08-04 | 2022-02-18 | 杭州中泰深冷技术股份有限公司 | 一种规模化焦炉气联合生产合成氨和lng的装置及方法 |
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