[發(fā)明專利]一種焦?fàn)t氣制液化天然氣的深冷分離系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110412617.0
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102435044B
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖江芬
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州中泰深冷技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務(wù)所(普通合伙) 33221
• 代理人: 冉國政

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焦?fàn)t氣制液化天然氣的系統(tǒng)，尤其是一種焦?fàn)t氣制液化天然氣的深冷分離系統(tǒng)。

背景技術(shù)

????焦?fàn)t氣中含有一氧化碳、甲烷、氫氣、氮?dú)獾冉M分，屬于中熱值氣。經(jīng)甲烷化處理后焦?fàn)t氣中的主要成分為甲烷、氫氣、氮?dú)夂蜕倭恳彝椋媒範(fàn)t氣制取天然氣的成本比煤制天然氣有更大競爭力，既符合國家的能源政策，可充分、合理利用工業(yè)排放氣資源，減少溫室氣體排放，同時又能為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。現(xiàn)有技術(shù)中，從焦?fàn)t氣中深冷分離天然氣，是采用混合冷劑制冷循環(huán)，混合冷劑需要增加各冷劑的儲存、運(yùn)輸系統(tǒng)，且冷劑壓縮機(jī)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種焦?fàn)t氣制液化天然氣的深冷分離系統(tǒng)，成本低、投資少，系統(tǒng)穩(wěn)定、操作簡單、天然氣的回收率高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

本發(fā)明一種焦?fàn)t氣制液化天然氣的深冷分離系統(tǒng)，包括甲烷-氫氣精餾塔，甲烷-氮?dú)饩s塔，原料氣冷卻器，氮過冷器，甲烷-氫氣精餾塔的塔頂冷凝器一，甲烷-氮?dú)饩s塔的塔頂冷凝器二，及甲烷-氮?dú)饩s塔的塔底再沸器，經(jīng)甲烷化處理及預(yù)處理得到的原料氣，依次經(jīng)所述原料氣冷卻器的第一冷卻管路、塔底再沸器的冷卻管路、原料氣冷卻器的第二冷卻管路、甲烷-氫氣精餾塔入口、甲烷-氫氣精餾塔塔底出口、減壓閥一、甲烷-氮?dú)饩s塔入口、塔底再沸器的加熱管路、原料氣冷卻器的第三冷卻管路、減壓閥三和天然氣儲罐，構(gòu)成天然氣的深冷分離管路系統(tǒng)，其中塔底再沸器的加熱管路出口還與甲烷-氮?dú)饩s塔的塔底上升氣流入口連通；甲烷-氫氣精餾塔的塔頂出口依次與塔頂冷凝器一的冷卻管路、氮過冷器的第一復(fù)熱管路、原料氣冷卻器的第一復(fù)熱管路和富氫氣回收管連通，構(gòu)成富氫氣回收管路系統(tǒng)，其中塔頂冷凝器一的冷卻管路出口還與甲烷-氫氣精餾塔的塔頂回流液入口連通；甲烷-氮?dú)饩s塔的塔頂出口依次與塔頂冷凝器二的冷卻管路、氮過冷器的第二復(fù)熱管路、原料氣冷卻器的第二復(fù)熱管路和富氮?dú)夤苓B通，構(gòu)成富氮?dú)夤苈废到y(tǒng)，其中塔頂冷凝器二的冷卻管路出口還與甲烷-氮?dú)饩s塔的塔頂回流液入口連通；還包括為原料氣冷卻器和氮過冷器提供冷量的雙級氮膨脹制冷循環(huán)回路。

所述雙級氮膨脹制冷循環(huán)回路，包括循環(huán)氮?dú)鈮嚎s機(jī)，冷端增壓透平膨脹機(jī)，熱端增壓透平膨脹機(jī)和J/T閥；低壓氮?dú)饨?jīng)循環(huán)氮?dú)鈮嚎s機(jī)增壓并冷卻至室溫后分成兩股，一股進(jìn)入熱端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端增壓，然后進(jìn)入原料氣換熱器的第四冷卻管路冷卻，從原料氣換熱器中部抽出大部分氮?dú)膺M(jìn)入所述冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端，從膨脹端出口進(jìn)入原料氣換熱器的第四復(fù)熱管路復(fù)熱，為原料氣冷卻器提供冷量；從原料氣換熱器中部抽出小部分氮?dú)膺M(jìn)入氮過冷器的冷卻管路冷卻、液化，經(jīng)J/T閥減壓制冷，作為甲烷-氫氣精餾塔的塔頂冷凝器一和甲烷-氮?dú)饩s塔的塔頂冷凝器二的冷源，所述塔頂冷凝器一和塔頂冷凝器二分別為甲烷-氫氣精餾塔、甲烷-氮?dú)饩s塔提供所需的回流液，液氮蒸發(fā)后依次經(jīng)氮過冷器的第三復(fù)熱管路和原料氣冷卻器的第五復(fù)熱管路復(fù)熱，為氮過冷器和原料氣冷卻器提供冷量；另一股進(jìn)入冷端增壓透平膨脹機(jī)的增壓端增壓，然后進(jìn)入原料氣換熱器的第五冷卻管路冷卻，然后進(jìn)入冷端增壓透平膨脹機(jī)的膨脹端，從膨脹端出口進(jìn)入原料氣換熱器的第三復(fù)熱管路復(fù)熱，為原料氣冷卻器提供冷量；來自原料氣冷卻器的第三、第四和第五復(fù)熱管路的氮?dú)猓瑓R入循環(huán)氮?dú)鈮嚎s機(jī)的入口，進(jìn)入下一次制冷循環(huán)。

所述雙級氮膨脹制冷循環(huán)回路中設(shè)有氮?dú)庋a(bǔ)充口，所述氮?dú)庋a(bǔ)充口與循環(huán)氮?dú)鈮嚎s機(jī)入口管路相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：由于本發(fā)明利用低壓返流氮?dú)狻⒏坏獨(dú)狻⒏粴錃馓峁├淞拷o原料氣冷卻器提供冷量來冷卻原料氣和增壓氮?dú)猓玫蛪悍盗鞯獨(dú)狻⒏坏獨(dú)狻⒏粴錃饨o氮過冷器提供冷量來冷卻液氮，降低了整套系統(tǒng)的能耗,又由于采用了雙級氮膨脹制冷循環(huán)和液氮節(jié)流制冷結(jié)合的方式，使得分離天然氣的設(shè)備投資大大降低，且進(jìn)一步降低了整套系統(tǒng)的能耗,系統(tǒng)穩(wěn)定好，操作簡單，天然氣的回收率高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的焦?fàn)t氣制液化天然氣的深冷分離系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式