[發(fā)明專利]從費托合成的尾氣中回收輕烴并聯(lián)產(chǎn)LNG的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410184392.1
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN103980930A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李賀松;董憲瑩;王文波;毛海東;胡緒則
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市振津工程設(shè)計咨詢有限公司
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00;C07C9/04;C07C7/00;C01B3/50
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種從費托合成的尾氣中回收輕烴并聯(lián)產(chǎn)LNG的方法。

背景技術(shù)

費托合成是二十世紀(jì)二十年代發(fā)現(xiàn)的由合成氣(CO+H₂)在催化劑上催化合成烴類液態(tài)燃料的反應(yīng)，是由德國化學(xué)家Fischer和Tropsch發(fā)現(xiàn)的，也簡稱費托合成或F-T合成。費托合成作為一種由合成氣合成烴類液態(tài)燃料的方法，在國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化。合成氣可由煤或生物質(zhì)氣化得到，中國煤炭生物質(zhì)資源豐富，但石油資源相對不足，隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，對液態(tài)燃料的需求量不斷增加，使用費托合成由煤或生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)燃料對緩解我國液態(tài)燃料供應(yīng)不足，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展有著重要的作用。

費托合成反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的費托合成尾氣，費托合成尾氣主要有H₂、CO、輕烴、甲烷、CO₂、N₂等組成。費托合成尾氣一般除部分循環(huán)回費托合成反應(yīng)器入口以提高總烴轉(zhuǎn)化率和收率外，其余常作為燃料燃燒，也有循環(huán)回氣化單元的報道。

由于費托合成的有效成分為CO和H₂，費托合成尾氣中的烴類的存在降低了有效組分的分壓，增加了費托合成反應(yīng)器系統(tǒng)的負(fù)荷，使設(shè)備投資和運行成本偏高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種從費托合成的尾氣中回收輕烴并聯(lián)產(chǎn)LNG的方法，使用該方法回收尾氣中的烴類可以有效降低裝置的運行成本,不但可以提高烴類產(chǎn)品的收率，并聯(lián)產(chǎn)液化甲烷(liquefied?natural?gas，縮寫LNG)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)利益。

本發(fā)明一種從費托合成的尾氣中回收輕烴并聯(lián)產(chǎn)LNG的裝置，該裝置包括增壓脫碳單元、脫水單元、深冷分離單元、膜分離單元和制冷單元；所述增壓脫碳單元由尾氣壓縮機(jī)、二氧化碳吸收塔、富胺液閃蒸罐、貧富胺換熱器、二氧化碳解析塔、貧胺冷卻器、貧胺過濾器和貧胺增壓泵構(gòu)成；所述增壓脫碳單元用于將合成尾氣增壓到4.0MPa～6.0Mpa；所述脫水單元由分子篩塔、再生氣加熱器、再生氣冷卻器和再生氣分離器構(gòu)成；所述脫水單元用于對合成尾氣進(jìn)行脫水，并控制合成尾氣的含水量不大于50ppm；所述膜分離單元由尾氣加熱器、膜分離組件構(gòu)成；所述制冷單元由冷劑壓縮機(jī)、冷劑壓縮機(jī)級間冷卻器、冷劑壓縮機(jī)級間分離器、冷劑壓縮機(jī)出口冷卻器、冷劑壓縮機(jī)出口分離器、冷劑壓縮機(jī)級間增壓泵和冷箱構(gòu)成；所述冷劑壓縮機(jī)選用離心式壓縮機(jī)；所述深冷分離單元由脫乙烷塔、脫乙烷塔底再沸器、脫乙烷塔頂冷卻器、脫甲烷塔、脫甲烷塔底再沸器和脫甲烷塔頂冷卻器構(gòu)成，所述脫乙烷塔頂冷卻器和脫甲烷塔冷卻器采用板翅式換熱器；所述深冷分離單元用于脫除尾氣中的C₃⁺組分。

本發(fā)明一種從費托合成的尾氣中回收輕烴并聯(lián)產(chǎn)LNG的方法，包括以下步驟：

步驟一、利用尾氣壓縮機(jī)將來自于費托合成單元的費托合成尾氣增壓到4.0MPa～6.0MPa，并冷卻到40～50℃；

步驟二、增壓后的費托合成尾氣進(jìn)入二氧化碳吸收塔，二氧化碳吸收塔吸收并脫除費托合成尾氣中的二氧化碳；

步驟三、脫除了二氧化碳的脫碳尾氣進(jìn)入到下游的分子篩塔，分子篩塔將脫碳尾氣中的水吸收并脫除，脫水后的脫水凈化氣的含水量不大于50ppm；

步驟四、脫水后的脫水凈化氣進(jìn)入冷箱后被冷卻到-40℃～-60℃；

步驟五、冷卻后的脫水凈化氣進(jìn)入脫乙烷塔里進(jìn)行分離，氣相組分從脫乙烷塔的塔頂流出，輕烴從脫乙烷塔的塔底流出后輸往到下游裝置；

步驟六、從脫乙烷塔頂流出的氣相組分進(jìn)入脫甲烷塔后，其中：脫烴尾氣從脫甲烷塔的塔頂流出，液態(tài)甲烷從脫甲烷塔的塔底流出；

步驟七、液態(tài)甲烷繼續(xù)深冷成液化天然氣后輸往LNG儲罐；脫烴尾氣進(jìn)入冷箱復(fù)熱到0～20℃，再由尾氣加熱器升溫到40～50℃后進(jìn)入膜分離組件，由膜分離組件產(chǎn)生的富氫氣體輸往費托合成裝置或PSA制氫裝置，富氮氣體放空；

步驟八、低壓制冷劑由冷劑壓縮機(jī)增壓冷卻后成為高壓制冷劑，高壓制冷劑在冷箱內(nèi)節(jié)流降壓，為深冷分離單元提供冷量后復(fù)熱成為低壓制冷劑，再由冷劑壓縮機(jī)增壓循環(huán)使用。

步驟七中，還可以通過控制進(jìn)入膜分離組件的脫烴尾氣的量來調(diào)整富氫氣體中CO/H₂的比例。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：