CN220397976U - 一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，包括主换热器、重烃分离器、低温闪蒸罐、MRC低温分离器、低温分离器、液态甲烷泵、氮气压缩系统、混合冷剂压缩机系统等。以净化后的焦炉煤气作为原料，深冷液化分离制取产品LNG，采用一氧化碳/甲烷分离塔精馏分离的LNG进行过冷，对富氢气低温甲烷洗涤制取纯度大于97%的氢气，有效地降低了PSA提氢气的符合，减少了投资。另外，低温甲烷洗将富氢气中的CO洗涤到一氧化碳/甲烷分离塔进行精馏，塔顶得到富CO，大大增加了CO的收率，为下游的乙二醇合成装置提供原料，本实用新型具有工艺流程短、原料气利用率高，氢气和CO收率高，能耗低，投资合理等优点。

Description

一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置
技术领域
本实用新型涉及低温深冷液化分离技术领域，具体涉及一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置。
背景技术
焦炉气是焦化厂煤炭干馏成焦过程中的主要副产物之一，主要成分有氢气、甲烷、CO、CO2、氮气等。利用焦炉气制取LNG并联产合乙二醇，不仅减少了资源的浪费和环境的污染，也给工厂带来了非常好的经济效益。
而现有的利用低温甲烷制取氢气联产LNG的工艺存在工艺复杂、能耗高、原料利用不高的不足，故需要一种流程简单、调节灵活、工作可靠、易操作、能耗低的利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，以解决现有技术中的工艺复杂、能耗高等的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
本实用新型提供的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，包括主换热器、重烃分离器、低温闪蒸罐、MRC低温分离器、低温分离器、甲烷洗涤塔、氢汽提塔、氢汽提塔再沸器、一氧化碳/甲烷分离塔、塔底再沸器、回流罐、塔顶冷凝器、液态甲烷泵、氮气压缩系统、混合冷剂压缩机系统，所述的主换热器内设置有闪蒸气通道、原料气通道I、高压氢气通道、中压氢气通道、富一氧化碳通道I、高压氮气通道I、返流低压氮气通道I、高压气相冷剂通道I、返流冷剂通道、高压液相冷剂通道I、原料气通道II、高压气相冷剂通道II、高压液相冷剂通道II、LNG通道I、LNG通道II、LNG通道III、富甲烷通道I和富甲烷通道II，所述的塔顶冷凝器内设置有富一氧化碳通道II和返流低压氮气通道II，所述的原料气通道I的进口与外界净化后的原料气管线连接，原料气通道I的出口与重烃分离器进料口连接，所述的重烃分离器底部液相出口与低温闪蒸罐进料口连接，所述的低温闪蒸罐顶部气相出口与闪蒸气通道入口连接，所述的闪蒸气通道出口与外界外输闪蒸气管线连接，所述的低温闪蒸罐底部液相出口与LNG通道I入口相接，所述的LNG通道I出口与外界LNG去储存单元管线相接，所述的重烃分离器顶部气相出口与原料气通道II入口相接，所述的原料气通道II出口与低温分离器进料口连接，所述的低温分离器顶部气相出口与甲烷洗涤塔进料口连接，所述的低温分离器底部液相出口与富甲烷通道II入口相接，所述的富甲烷通道II出口与氢汽提塔进料口连接，所述的甲烷洗涤塔顶部气相出口与高压氢气通道入口连接，所述的高压氢气通道出口与外界高压氢气管线相接，所述的甲烷洗涤塔底部液相出口与氢汽提塔进料口连接，所述的氢汽提塔顶部气相出口与中压氢气通道入口连接，所述的中压氢气通道出口与外界中压氢气管线相接，所述的氢汽提塔底部液相出口管线分为富甲烷管线I和富甲烷管线II，所述的富甲烷通道I入口与富甲烷管线I相接，所述的富甲烷通道I出口与一氧化碳/甲烷分离塔进料口连接，所述的富甲烷管线II与一氧化碳/甲烷分离塔进料口连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口与塔顶冷凝器的富一氧化碳通道II入口管线相接，所述的富一氧化碳通道II出口与回流罐进料口连接，所述的回流罐底部液相出口与一氧化碳/甲烷分离塔进料口连接，所述的回流罐顶部气相出口与富一氧化碳通道I入口相接，所述的富一氧化碳通道I出口与界外富一氧化碳管线相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口管线分为LNG洗涤液管线和LNG产品管线I，所述的液态甲烷泵入口与LNG洗涤液管线相接，所述的液态甲烷泵出口与LNG通道III入口相接，所述的LNG通道III出口分为LNG洗涤液去氢汽提塔管线和LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线，所述的LNG洗涤液去氢汽提塔管线与氢汽提塔料口连接，所述的LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线与甲烷洗涤塔进料口连接，所述的混合冷剂压缩机系统高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道I入口相接，所述的高压液相冷剂通道I出口与返流冷剂通道的第一管口相接，所述的混合冷剂压缩机系统高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道I入口相接，所述的高压气相冷剂通道I出口与MRC低温分离器进料口相接，所述的MRC低温分离器底部液相出口与高压液相冷剂通道II通道入口相接，所述的高压液相冷剂通道II通道出口与塔底再沸器入口相接，所述的塔底再沸器出口与返流冷剂通道的第二管口相接，所述的MRC低温分离器顶部气相出口与高压气相冷剂通道II入口相接，所述的高压气相冷剂通道II出口与氢汽提塔再沸器入口相接，所述的氢汽提塔再沸器出口与返流冷剂通道的第三管口相接，所述的返流冷剂通道出口与混合冷剂压缩机系统入口相接；所述的氮气压缩系统出口与高压氮气通道I入口相接，所述的高压氮气通道I出口与返流低压氮气通道II入口相接，所述的返流低压氮气通道II出口与返流低压氮气通道I入口相接，所述的返流低压氮气通道I出口与氮气压缩系统入口相接。
进一步的，所述的甲烷洗涤塔、氢汽提塔和一氧化碳/甲烷分离塔为填料塔或板式塔；所述的氢汽提塔再沸器和塔底再沸器能内置或外置。
进一步的，所述的返流冷剂通道的第一管口入口的管线设置调节阀a，所述的返流冷剂通道的第二管口入口的管线设置调节阀b，所述的返流冷剂通道的第三管口入口的管线设置调节阀c。
进一步的，所述的低温闪蒸罐顶部气相出口管线设置调节阀d，用于调节低温闪蒸罐的压力；所述的重烃分离器底部液相出口管线设置调节阀e，用于控制重烃分离器底部液位；所述的低温分离器底部液相出口管线设置调节阀h，用于控制低温分离器底部液位。
进一步的，所述的LNG通道I出口管线设置调节阀f，用于控制低温闪蒸罐底部液位；所述的LNG通道II出口管线设置调节阀g，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔底部液位。
进一步的，所述的甲烷洗涤塔顶部气相出口管线设置调节阀i，用于控制甲烷洗涤塔底部液位；所述的甲烷洗涤塔进料口管线设置调节阀j，用于控制甲烷洗涤塔的洗涤液过冷LNG进入甲烷洗涤塔流量；所述的甲烷洗涤塔底部液相出口设置调节阀l，用于控制甲烷洗涤塔底部液相液位。
进一步的，所述的氢汽提塔进料口管线设置调节阀k，用于控制氢汽提塔的洗涤液过冷LNG进入氢汽提塔流量；所述的氢汽提塔底部液相出口管线富甲烷管线I设置调节阀n，用于控制氢汽提塔底部液体去富甲烷通道I流量；所述的氢汽提塔底部液相出口管线富甲烷管线II设置调节阀o，用于控制氢汽提塔底部液位；所述的氢汽提塔顶部气相出口管线设置调节阀q，用于控制氢汽提塔压力。
进一步的，所述的氢汽提塔再沸器进口管线和出口管线之间设置调节阀m，用于控制LNG进入氢汽提塔塔釜温度；所述的塔底再沸器进口管线和出口管线之间设置调节阀p，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔塔釜温度；所述的回流罐顶部气相出口管线设置调节阀r，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔压力；所述的返流低压氮气通道II入口管线设置调节阀s，用于控制富一氧化碳气出富一氧化碳通道II温度；所述的返流低压氮气通道II入口管线和出口管线设置调节阀s，用于控制LNG出LNG通道III、原料气出原料气通道II和高压氮气出高压氮气通道I的温度。
基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)、氢气纯度和收率高：采用低温甲烷洗涤工艺有效地将富氢气中的CO进行回收，让富氢气中氢气的纯度达到97％以上，有效地降低了PSA提氢气的符合，减少了投资，另外，设置了氢汽提塔，将富甲烷气中的氢气再次回收，让氢气的收率大于98％。
(2)、CO的收率高：由于甲烷洗涤塔和氢汽提塔均采用的低温甲烷洗，将富氢气中的CO和氮气洗涤至一氧化碳/甲烷分离塔进行分离一氧化碳和甲烷，让CO的收率大于94％。
(3)、能耗低：原料气和氮气的冷凝和液化、以及LNG的液化和过冷是由混合冷剂制冷循环提供了冷量，即MRC(混合冷剂制冷循环)为原料气的预冷和LNG的过冷提供-162℃温度段的温度，原料气的深冷分离是由氮气循环提供冷量，即提供-182～-162℃温度段冷源，实现了不同温度段，不同冷量的提供，大大降低了深冷分离装置的能耗。
(4)、BOG量少：采用高压MRC气相作为再沸器的热源，由于MRC比热较大且循环量大，使得再沸器的冷热温差较小，也有利再沸器的充分换热，是的LNG中氮气和CO含量少，减少了LNG中BOG的产生。
(5)、此外，该装置还具有维护方便、工作可靠、安全可靠、实用性广等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
图2是图1的局部放大图；
图中：1-主换热器、2-重烃分离器、3-低温闪蒸罐、4-MRC低温分离器、5-低温分离器、6-甲烷洗涤塔、7-氢汽提塔、8-氢汽提塔再沸器、9-一氧化碳/甲烷分离塔、10-塔底再沸器、11-回流罐、12-塔顶冷凝器、13-液态甲烷泵、14-氮气压缩系统、15-混合冷剂压缩机系统、101-调节阀a、102-调节阀b、103-调节阀c、104-调节阀d、105-调节阀e、106-调节阀f、107-调节阀g、108-调节阀h、109-调节阀i、110-调节阀j、111-调节阀k、112-调节阀l、113-调节阀m、114-调节阀n、115-调节阀o、116-调节阀p、117-调节阀q、118-调节阀r、119-调节阀s；A1-闪蒸气通道、A2-原料气通道I、A3-高压氢气通道、A4-中压氢气通道、A5-富一氧化碳通道I、A6-高压氮气通道I、A7-返流低压氮气通道I、A8-高压气相冷剂通道I、A9-返流冷剂通道、A10-高压液相冷剂通道I、A11-原料气通道II、A12-高压气相冷剂通道II、A13-高压液相冷剂通道II通道、A14-LNG通道I、A15-LNG通道II、A16-LNG通道III、A17-富甲烷通道I、A18-富甲烷通道II、B1-富一氧化碳通道II、B2-返流低压氮气通道II。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图；对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例都属于本实用新型保护的范围。
如图1、2所示，本实用新型提供了一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，包括主换热器1、重烃分离器2、低温闪蒸罐3、MRC低温分离器4、低温分离器5、甲烷洗涤塔6、氢汽提塔7、氢汽提塔再沸器8、一氧化碳/甲烷分离塔9、塔底再沸器10、回流罐11、塔顶冷凝器12、液态甲烷泵13、氮气压缩系统14、混合冷剂压缩机系统15，所述的主换热器1内设置有闪蒸气通道A1、原料气通道IA2、高压氢气通道A3、中压氢气通道A4、富一氧化碳通道IA5、高压氮气通道IA6、返流低压氮气通道IA7、高压气相冷剂通道IA8、返流冷剂通道A9、高压液相冷剂通道IA10、原料气通道IIA11、高压气相冷剂通道IIA12、高压液相冷剂通道IIA13、LNG通道IA14、LNG通道IIA15、LNG通道IIIA16、富甲烷通道IA17和富甲烷通道IIA18，所述的塔顶冷凝器12内设置有富一氧化碳通道IIB1和返流低压氮气通道IIB2，所述的原料气I通道A2的进口与外界净化后的原料气管线连接，原料气I通道A2的出口与重烃分离器2进料口2-A连接，所述的重烃分离器2底部液相出口2-C与低温闪蒸罐3进料口3-A连接，所述的低温闪蒸罐3顶部气相出口3-B与闪蒸气通道A1入口连接，所述的闪蒸气通道A1出口与外界外输闪蒸气管线连接，所述的低温闪蒸罐3底部液相出口3-C与LNG通道IA14入口相接，所述的LNG通道IA14出口与外界LNG去储存单元管线相接，所述的重烃分离器2顶部气相出口2-B与原料气通道IIA11入口相接，所述的原料气通道IIA11出口与低温分离器5进料口5-A连接，所述的低温分离器5顶部气相出口5-B与甲烷洗涤塔6进料口6-A连接，所述的低温分离器5底部液相出口5-C与富甲烷通道IIA18入口相接，所述的富甲烷通道IIA18出口与氢汽提塔7进料口7-A连接，所述的甲烷洗涤塔6顶部气相出口6-B与高压氢气通道A3入口连接，所述的高压氢气通道A3出口与外界高压氢气管线相接，所述的甲烷洗涤塔6底部液相出口6-C与氢汽提塔7进料口7-B连接，所述的氢汽提塔7顶部气相出口7-D与中压氢气通道A4入口连接，所述的中压氢气通道A4出口与外界中压氢气管线相接，所述的氢汽提塔7底部液相出口管线分为富甲烷管线I201和富甲烷管线II202，所述的富甲烷通道IA17入口与富甲烷管线I201相接，所述的富甲烷通道IA17出口与一氧化碳/甲烷分离塔9进料口9-A连接，所述的富甲烷管线II202与一氧化碳/甲烷分离塔9进料口9-B连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔9顶部气相出口9-C与塔顶冷凝器12的富一氧化碳通道IIB1入口管线相接，所述的富一氧化碳通道IIB1出口与回流罐11进料口11-A连接，所述的回流罐11底部液相出口11-B与一氧化碳/甲烷分离塔9进料口9-D连接，所述的回流罐11顶部气相出口11-C与富一氧化碳通道IA5入口相接，所述的富一氧化碳通道IA5出口与界外富一氧化碳管线相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔9底部液相出口管线分为LNG洗涤液管线203和LNG产品管线I204，所述的液态甲烷泵13入口与LNG洗涤液管线203相接，所述的液态甲烷泵13出口与LNG通道IIIA16入口相接，所述的LNG通道IIIA16出口分为LNG洗涤液去氢汽提塔管线205和LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线206，所述的LNG洗涤液去氢汽提塔管线205与氢汽提塔7进料口7-C连接，所述的LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线206与甲烷洗涤塔6进料口6-D连接，所述的混合冷剂压缩机系统15高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道IA10入口相接，所述的高压液相冷剂通道IA10出口与返流冷剂通道A9的第一管口A9-A相接，所述的混合冷剂压缩机系统15高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道IA8入口相接，所述的高压气相冷剂通道IA8出口与MRC低温分离器4进料口4-A相接，所述的MRC低温分离器4底部液相出口4-B与高压液相冷剂通道II通道A13入口相接，所述的高压液相冷剂通道II通道A13出口与塔底再沸器10入口相接，所述的塔底再沸器10出口与返流冷剂通道A9的第二管口A9-B相接，所述的MRC低温分离器4顶部气相出口4-C与高压气相冷剂通道IIA12入口相接，所述的高压气相冷剂通道IIA12出口与氢汽提塔再沸器8入口相接，所述的氢汽提塔再沸器8出口与返流冷剂通道A9的第三管口A9-C相接，所述的返流冷剂通道A9出口与混合冷剂压缩机系统15入口相接；所述的氮气压缩系统14出口与高压氮气通道IA6入口相接，所述的高压氮气通道IA6出口与返流低压氮气通道I通道B2入口相接，所述的返流低压氮气通道IIB2出口与返流低压氮气通道IA7入口相接，所述的返流低压氮气通道IA7出口与氮气压缩系统14入口相接。
所述的甲烷洗涤塔6、氢汽提塔7和一氧化碳/甲烷分离塔9为填料塔或板式塔；所述的氢汽提塔再沸器8和塔底再沸器10能内置也能外置。
所述的返流冷剂通道A9的第一管口A9-A入口的管线设置调节阀a101，所述的返流冷剂通道A9的第二管口A9-B入口的管线设置调节阀b102，所述的返流冷剂通道A9的第三管口A9-C入口的管线设置调节阀c103。
所述的低温闪蒸罐3顶部气相出口3-B管线设置调节阀d104，用于调节低温闪蒸罐3的压力；所述的重烃分离器2底部液相出口2-C管线设置调节阀e105，用于控制重烃分离器2底部液位；所述的低温分离器5底部液相出口5-C管线设置调节阀h108，用于控制低温分离器5底部液位。
所述的LNG通道IA14出口管线设置调节阀f106，用于控制低温闪蒸罐3底部液位；所述的LNG通道IIA15出口管线设置调节阀g107，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔9底部液位。
所述的甲烷洗涤塔6顶部气相出口6-B管线设置调节阀i109，用于控制甲烷洗涤塔6底部液位；所述的甲烷洗涤塔6进料口6-D管线设置调节阀j110，用于控制甲烷洗涤塔6的洗涤液过冷LNG进入甲烷洗涤塔6流量；所述的甲烷洗涤塔6底部液相出口6-C设置调节阀l112，用于控制甲烷洗涤塔6底部液相液位。
所述的氢汽提塔7进料口7-C管线设置调节阀k111，用于控制氢汽提塔7的洗涤液过冷LNG进入氢汽提塔7流量；所述的氢汽提塔7底部液相出口管线富甲烷管线I201设置调节阀n114，用于控制氢汽提塔7底部液体去富甲烷通道IA17流量；所述的氢汽提塔7底部液相出口管线富甲烷管线II202设置调节阀o115，用于控制氢汽提塔7底部液位；所述的氢汽提塔7顶部气相出口7-D管线设置调节阀q117，用于控制氢汽提塔7压力。
所述的氢汽提塔再沸器8进口管线和出口管线之间设置调节阀m113，用于控制LNG进入氢汽提塔7塔釜温度；所述的塔底再沸器10进口管线和出口管线之间设置调节阀p116，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔9塔釜温度；所述的回流罐11顶部气相出口11-C管线设置调节阀r118，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔9压力；所述的返流低压氮气通道IIB2入口管线设置调节阀s119，用于控制富一氧化碳气出富一氧化碳通道IIB1温度；所述的流低压氮气通道IIB2入口管线和出口管线设置调节阀s120，用于控制LNG出LNG通道IIIA16、原料气出原料气通道IIA11和高压氮气出高压氮气通道IA6的温度。
实施例1
S1、经净化含有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丁烷和氮气等的原料气进入原料气通道IA2被返流的冷流股冷却并部分冷凝，再进入重烃分离器2进行重烃分离，重烃分离器底部得到重烃，经减压后进入低温闪蒸罐3，闪蒸出气相进入闪蒸气通道A1进行复热至常温，送至界区，低温闪蒸罐3分离的液相(主要是乙烷、乙烯、丙烷和丁烷)进入LNG通道IA14过冷至-162℃，通过液位调节阀f(106)节流降压后送至界区LNG储罐；重烃分离器2顶部气相，再次进原料气通道IIA11被冷却至-180℃，进入低温分离器5进行气液分离，分离出的液体进入富甲烷通道IIA18进行复温，复温至-163℃后，进入氢汽提塔7底部进行精馏；顶部分离出的气体进入甲烷洗涤塔6参与低温洗涤。
S2、甲烷洗涤塔6和氢汽提塔7的洗涤液是来自一氧化碳/甲烷分离塔9底部精馏产生的LNG，首先经过液态甲烷泵13增压，再进入LNG通道IIIA16被冷却、过冷至-180℃，分为两部分，一部分通过流量调节阀j110进入甲烷洗涤塔6塔顶进料口6-D，另一部分通过流量调节阀k111进入氢汽提塔7塔顶进料口7-C。
S3、在甲烷洗涤塔6塔内上升气体与下流液体在规整填料上接触传热、传质，气体上升过程中N2和CO被冷却至-180℃的LNG洗涤液洗涤，氢气含量逐渐升高，在甲烷洗涤塔6塔顶得到高压富氢气，通过压力调节阀i109压力调节后去高压氢气通道A3复热至常温后出冷箱主换热器1去界区；在甲烷洗涤塔6底部得到的富甲烷液，再通过液位调节阀l112进行减压后，进入氢汽提塔7中部进行精馏。
S4、氢汽提塔7底部设有氢汽提塔再沸器8，与经过换热、降温分离后的气相冷剂做热源进行换热，在氢汽提塔7内，上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中氢气的含量逐渐升高，上升过程中的N2和CO被过冷至-180℃的LNG洗涤液洗涤，在氢汽提塔7顶部得到中压富氢气，通过压力调节阀q117去中压氢气通道A4复热至常温后出冷箱主换热器1去界区；氢汽提塔7底部的液体分为两股，一部分通过流量调节阀n114调节后，进入富甲烷通道IA17复热，进入一氧化碳/甲烷分离塔9塔底部，另一分部通过液位调节阀o115进行减压后进入一氧化碳/甲烷分离塔9中部参加精馏。
S5、一氧化碳/甲烷分离塔9塔顶部设有塔顶冷凝器12，以节流后的液氮作为冷源；在一氧化碳/甲烷分离塔9底部设有塔底再沸器10，与经过换热、降温分离后的液相冷剂做热源使得LNG蒸发作为上升气，在一氧化碳/甲烷分离塔9内，上升气体与回流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中氮和CO的含量逐渐升高，甲烷含量逐渐降低，在一氧化碳/甲烷分离塔9顶部得到富CO气，进入富一氧化碳通道IIB1与经过调节阀s119节流降压后的液氮换热，液氮蒸发，部分富CO气液化在回流罐11进行分离，分离的液相作为一氧化碳/甲烷分离塔9的回流液，未冷凝的富CO气通过压力调节阀r118，返回富一氧化碳通道IA5复热至常温出冷箱去界区，在一氧化碳/甲烷分离塔9底部精馏得到LNG，分为两部分，一部分通过液态甲烷泵13增压后，进入LNG通道IIIA16过冷至-180℃，作为甲烷洗涤塔6和氢汽提塔7洗涤液，另一部分送入LNG通道IIA15过冷至-162℃，经液位调节阀g107节流降压后送至界区LNG储罐。
S6、原料气和氮气的冷凝和液化、以及LNG的液化和过冷是由混合冷剂制冷循环提供了冷量。首先，来自混合冷剂压缩机系统15的高压液相冷剂在主换热器1高压液相冷剂通道IA10中过冷到-30～-70℃，通过调节阀a101节流降压后进入返流冷剂通道A9的管口A9-A，混合冷剂压缩机系统13高压气相冷剂在主换热器1的高压气相冷剂通道I(A8)被冷却到-30～-70℃后，进入MRC低温分离器4进行气液分离，底部分离的液体进入高压液相冷剂通道II通道A13中过冷到-130～-80℃后，再进入塔底再沸器10，为一氧化碳/甲烷分离塔9塔釜提供热源，控制一氧化碳/甲烷分离塔9塔釜中LNG的CO含量低于0.5％，被一氧化碳/甲烷分离塔9塔釜低温液体冷却至-145～-100℃，通过调节阀b102节流降压后进入返流冷剂通道A9的管口A9-B；来自MRC低温分离器4顶部的高压气相冷剂进入高压气相冷剂通道IIA12被冷却、冷凝至约-150℃，再进入氢汽提塔再沸器8，为氢汽提塔7塔釜提供热源，控制氢汽提塔7塔釜中富甲烷液体的氢气含量低于0.5％，控制通过调节阀c103节流降压后进入返流冷剂通道A9的管口A9-C,进入返流冷剂通道A9的混合冷剂吸热蒸发，全部蒸发成气体并复热到常温后出主换热器1，然后返回混合冷剂压缩机系统15完成混合冷剂制冷循环。
S7、原料气的深冷分离是由氮气循环提供冷量，首先来自氮气压缩系统14的高压氮气在高压氮气通道IA6被冷凝、过冷至约-175～-180℃，氮气变为液氮，分为两部分，一分部液氮通过调节阀s119节流降压后进入返流低压氮气通道IIB2，控制富CO气进入回流罐(11)温度在-180～-170℃之间，为一氧化碳/甲烷分离塔9顶部一氧化碳和甲烷分离提供冷源；另一部分液氮通过调节阀s120节流降压后和返流低压氮气通道IIB2返流的液氮汇合后，进入返流低压氮气通道IA7，为复温至常温后出主换热器1，然后返回氮气压缩系统14入口完成氮气制冷循环。
本实施例可按下表中净化原料气参数进行实施，所得高压富氢气、中压富氢气、富CO气、闪蒸气和LNG的参数和组分如下表1所示：
表1实施例1参数与组分
项目 净化原料气 高压富氢气 中压富氢气 富CO气 闪蒸气 LNG
流量，Nm3/h 106841 63264 2036 11830 511 29201
压力，MPa.G 3.6 3.48 1.34 0.6 0.2 0.3
温度，℃ 40 31 31 31 31 31
组分，mol％
H2 59.8648 97.5423 97.5986 1.1519 22.9991 0.0384
CH4 24.6237 1.2543 1.8973 0.3000 54.1011 86.1746
C2H4 0.0150 0.0000 0.0000 0.0000 0.0083 0.0547
CO 7.0682 0.1574 0.3148 60.3446 13.8014 0.8103
CO2 0.0004 0.0000 0.0000 0.0000 0.0003 0.0015
N2 4.9387 1.0460 0.1893 38.2035 8.3780 0.1671
C2H6 3.4291 0.0000 0.0000 0.0000 0.7116 12.5338
C3H8 0.0200 0.0000 0.0000 0.0000 0.0002 0.0732
i-C4H10 0.0200 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0732
n-C4H10 0.0200 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0732

Claims (8)

1.一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，包括主换热器（1）、重烃分离器（2）、低温闪蒸罐（3）、MRC低温分离器（4）、低温分离器（5）、甲烷洗涤塔（6）、氢汽提塔（7）、氢汽提塔再沸器（8）、一氧化碳/甲烷分离塔（9）、塔底再沸器（10）、回流罐（11）、塔顶冷凝器（12）、液态甲烷泵（13）、氮气压缩系统（14）、混合冷剂压缩机系统（15），所述的主换热器（1）内设置有闪蒸气通道（A1）、原料气通道I（A2）、高压氢气通道（A3）、中压氢气通道（A4）、富一氧化碳通道I（A5）、高压氮气通道I（A6）、返流低压氮气通道I（A7）、高压气相冷剂通道I（A8）、返流冷剂通道（A9）、高压液相冷剂通道I（A10）、原料气通道II（A11）、高压气相冷剂通道II（A12）、高压液相冷剂通道II（A13）、LNG通道I（A14）、LNG通道II（A15）、LNG通道III（A16）、富甲烷通道I（A17）和富甲烷通道II（A18），所述的塔顶冷凝器（12）内设置有富一氧化碳通道II（B1）和返流低压氮气通道II（B2），所述的原料气通道I（A2）的进口与外界净化后的原料气管线连接，原料气通道I（A2）的出口与重烃分离器（2）进料口（2-A）连接，所述的重烃分离器（2）底部液相出口（2-C）与低温闪蒸罐（3）进料口（3-A）连接，所述的低温闪蒸罐（3）顶部气相出口（3-B）与闪蒸气通道（A1）入口连接，所述的闪蒸气通道（A1）出口与外界外输闪蒸气管线连接，所述的低温闪蒸罐（3）底部液相出口（3-C）与LNG通道I（A14）入口相接，所述的LNG通道I（A14）出口与外界LNG去储存单元管线相接，所述的重烃分离器（2）顶部气相出口（2-B）与原料气通道II（A11）入口相接，所述的原料气通道II（A11）出口与低温分离器（5）进料口（5-A）连接，所述的低温分离器（5）顶部气相出口（5-B）与甲烷洗涤塔（6）进料口（6-A）连接，所述的低温分离器（5）底部液相出口（5-C）与富甲烷通道II（A18）入口相接，所述的富甲烷通道II（A18）出口与氢汽提塔（7）进料口（7-A）连接，所述的甲烷洗涤塔（6）顶部气相出口（6-B）与高压氢气通道（A3）入口连接，所述的高压氢气通道（A3）出口与外界高压氢气管线相接，所述的甲烷洗涤塔（6）底部液相出口（6-C）与氢汽提塔（7）进料口（7-B）连接，所述的氢汽提塔（7）顶部气相出口（7-D）与中压氢气通道（A4）入口连接，所述的中压氢气通道（A4）出口与外界中压氢气管线相接，所述的氢汽提塔（7）底部液相出口管线分为富甲烷管线I（201）和富甲烷管线II（202），所述的富甲烷通道I（A17）入口与富甲烷管线I（201）相接，所述的富甲烷通道I（A17）出口与一氧化碳/甲烷分离塔（9）进料口（9-A）连接，所述的富甲烷管线II（202）与一氧化碳/甲烷分离塔（9）进料口（9-B）连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔（9）顶部气相出口（9-C）与塔顶冷凝器（12）的富一氧化碳通道II（B1）入口管线相接，所述的富一氧化碳通道II（B1）出口与回流罐（11）进料口（11-A）连接，所述的回流罐（11）底部液相出口（11-B）与一氧化碳/甲烷分离塔（9）进料口（9-D）连接，所述的回流罐（11）顶部气相出口（11-C）与富一氧化碳通道I（A5）入口相接，所述的富一氧化碳通道I（A5）出口与界外富一氧化碳管线相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔（9）底部液相出口管线分为LNG洗涤液管线（203）和LNG产品管线I（204），所述的液态甲烷泵（13）入口与LNG洗涤液管线（203）相接，所述的液态甲烷泵（13）出口与LNG通道III（A16）入口相接，所述的LNG通道III（A16）出口分为LNG洗涤液去氢汽提塔管线（205）和LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线（206），所述的LNG洗涤液去氢汽提塔管线（205）与氢汽提塔（7）进料口（7-C）连接，所述的LNG洗涤液去甲烷洗涤塔管线（206）与甲烷洗涤塔（6）进料口（6-D）连接，所述的混合冷剂压缩机系统（15）高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道I（A10）入口相接，所述的高压液相冷剂通道I（A10）出口与返流冷剂通道（A9）的第一管口（A9-A）相接，所述的混合冷剂压缩机系统（15）高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道I（A8）入口相接，所述的高压气相冷剂通道I（A8）出口与MRC低温分离器（4）进料口（4-A）相接，所述的MRC低温分离器（4）底部液相出口（4-B）与高压液相冷剂通道II通道（A13）入口相接，所述的高压液相冷剂通道II通道（A13）出口与塔底再沸器（10）入口相接，所述的塔底再沸器（10）出口与返流冷剂通道（A9）的第二管口（A9-B）相接，所述的MRC低温分离器（4）顶部气相出口（4-C）与高压气相冷剂通道II（A12）入口相接，所述的高压气相冷剂通道II（A12）出口与氢汽提塔再沸器（8）入口相接，所述的氢汽提塔再沸器（8）出口与返流冷剂通道（A9）的第三管口（A9-C）相接，所述的返流冷剂通道（A9）出口与混合冷剂压缩机系统（15）入口相接；所述的氮气压缩系统（14）出口与高压氮气通道I（A6）入口相接，所述的高压氮气通道I（A6）出口与返流低压氮气通道I（A7）入口相接，所述的返流低压氮气通道II（B2）出口与返流低压氮气通道I（A7）入口相接，所述的返流低压氮气通道I（A7）出口与氮气压缩系统（14）入口相接。
2.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的甲烷洗涤塔（6）、氢汽提塔（7）和一氧化碳/甲烷分离塔（9）为填料塔或板式塔；所述的氢汽提塔再沸器（8）和塔底再沸器（10）能内置或外置。
3.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的返流冷剂通道（A9）的第一管口（A9-A）入口的管线设置调节阀a（101），所述的返流冷剂通道（A9）的第二管口（A9-B）入口的管线设置调节阀b（102），所述的返流冷剂通道（A9）的第三管口（A9-C）入口的管线设置调节阀c（103）。
4.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的低温闪蒸罐（3）顶部气相出口（3-B）管线设置调节阀d（104），用于调节低温闪蒸罐（3）的压力；所述的重烃分离器（2）底部液相出口（2-C）管线设置调节阀e（105），用于控制重烃分离器（2）底部液位；所述的低温分离器（5）底部液相出口（5-C）管线设置调节阀h（108），用于控制低温分离器（5）底部液位。
5.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的LNG通道I（A14）出口管线设置调节阀f（106），用于控制低温闪蒸罐（3）底部液位；所述的LNG通道II（A15）出口管线设置调节阀g（107），用于控制一氧化碳/甲烷分离塔（9）底部液位。
6.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的甲烷洗涤塔（6）顶部气相出口（6-B）管线设置调节阀i（109），用于控制甲烷洗涤塔（6）底部液位；所述的甲烷洗涤塔（6）进料口（6-D）管线设置调节阀j（110），用于控制甲烷洗涤塔（6）的洗涤液过冷LNG进入甲烷洗涤塔（6）流量；所述的甲烷洗涤塔（6）底部液相出口（6-C）设置调节阀l（112），用于控制甲烷洗涤塔（6）底部液相液位。
7.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的氢汽提塔（7）进料口（7-C）管线设置调节阀k（111），用于控制氢汽提塔（7）的洗涤液过冷LNG进入氢汽提塔（7）流量；所述的氢汽提塔（7）底部液相出口管线富甲烷管线I（201）设置调节阀n（114），用于控制氢汽提塔（7）底部液体去富甲烷通道I（A17）流量；所述的氢汽提塔（7）底部液相出口管线富甲烷管线II（202）设置调节阀o（115），用于控制氢汽提塔（7）底部液位；所述的氢汽提塔（7）顶部气相出口（7-D）管线设置调节阀q（117），用于控制氢汽提塔（7）压力。
8.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置，其特征在于，所述的氢汽提塔再沸器（8）进口管线和出口管线之间设置调节阀m（113），用于控制LNG进入氢汽提塔（7）塔釜温度；所述的塔底再沸器（10）进口管线和出口管线之间设置调节阀p（116），用于控制一氧化碳/甲烷分离塔（9）塔釜温度；所述的回流罐（11）顶部气相出口（11-C）管线设置调节阀r（118），用于控制一氧化碳/甲烷分离塔（9）压力；所述的返流低压氮气通道II（B2）入口管线设置调节阀s（119），用于控制富一氧化碳气出富一氧化碳通道II（B1）温度；所述的流低压氮气通道II（B2）入口管线和出口管线设置调节阀s（119），用于控制LNG出LNG通道III（A16）、原料气出原料气通道II（A11）和高压氮气出高压氮气通道I（A6）的温度。
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