[發明專利]一種氮氣單級膨脹制冷回收甲醇合成尾氣中甲烷制備LNG的裝置及其方法

有效

• 申請號: 201710354471.6
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107024074B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 彭明揚;張世田;賈軍;孫興力
• 申請（專利權）人: 河南開元空分集團有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 李秋紅

本發明公開了一種氮氣單級膨脹制冷回收甲醇合成尾氣中甲烷制備LNG的裝置及其方法，包括濕法脫碳塔、再生塔、貧液泵、分子篩吸附器、氮氣壓縮機、增壓透平膨脹機、主換熱器、過冷器、氣液分離器和精餾塔；精餾塔頂部設有冷凝器，底部設有再沸器，中部分別設有氣相原料進口和液相原料進口，頂部設有廢氣出口，底部設有液體甲烷出口；各設備之間通過管道相連通。甲醇合成尾氣經過凈化進入主換熱器中換熱，換熱后進入精餾塔參與精餾，精餾后精餾塔底部得到液態甲烷，處理后排出收集；精餾塔頂部廢氣處理后送出；氮氣經過循環處理進行利用。通過本發明能夠實現甲醇尾氣中有效組分甲烷的回收再利用，從而減少排放，同時生產出清潔燃料液體甲烷。

技術領域

本發明屬于氣體分離和液化裝置技術領域，具體涉及一種氮氣單級膨脹制冷回收甲醇合成尾氣中甲烷制備LNG的裝置及其方法。

背景技術

隨著社會的發展，人們對環境問題越來越重視，對清潔能源的需求越來越大。傳統工業挖潛增效和進行節能減排發展循環經濟的需求越來越強烈，提高原料利用率、減少污染物排放來提高經濟和社會效益。

目前，傳統的直接或間接以煤為原料甲醇合成裝置，由于潔凈尾氣中甲烷、氬氣等組分惰性氣體組分的存在，所以都需要排放富含甲烷的馳放氣以保證合成的連續進行。這些馳放氣很多送到火炬白白燒掉或者送到鍋爐簡單燒掉，利用率很低。

目前，天然氣液化分離裝置多采用混合工質制冷循環和高低溫膨脹機制冷，制冷工質多為易燃易爆物質，而且設備和操作復雜，投資較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中存在的不足之處，本發明提供一種氮氣單級膨脹制冷回收甲醇合成尾氣中甲烷制備液態甲烷LNG的裝置及其方法。通過本發明提供的方法和裝置能夠實現甲醇尾氣中有效組分甲烷的回收再利用，從而減少排放，同時生產出清潔燃料液體甲烷LNG；而且本發明裝置設備配置簡單、操作方便、投資較小，另外本發明裝置的適應性較強，能夠在50～110%負荷范圍內運行，對甲醇尾氣組分的變化有較強的適應性。

為了解決上述問題，本發明采取的技術方案是：

本發明提供一種氮氣單級膨脹制冷回收甲醇合成尾氣中甲烷制備LNG的裝置，所述裝置包括MDEA濕法脫碳塔、MDEA再生塔、貧液泵、多床層分子篩吸附器、氮氣壓縮機、增壓透平膨脹機、主換熱器、過冷器、氣液分離器和精餾塔；所述精餾塔頂部設有冷凝器，底部設有再沸器，中部分別設有氣相原料進口和液相原料進口，頂部設有廢氣出口，底部設有液體甲烷出口；所述各設備之間通過管道相連通，具體連接關系為：

MDEA濕法脫碳塔底部設有原料甲醇合成尾氣進口，原料甲醇合成尾氣通過101管道由甲醇合成尾氣進口進入MDEA濕法脫碳塔，MDEA濕法脫碳塔頂部初步凈化甲醇尾氣出口經102管道與多床層分子篩吸附器底部初步凈化甲醇尾氣進口連通，多床層分子篩吸附器頂部潔凈尾氣出口通過103管道與主換熱器潔凈尾氣進口相連通；MDEA濕法脫碳塔底部MDEA飽和溶液出口經104管道與再生塔頂部MDEA飽和溶液進口相連通，再生塔底部貧液出口經105管道與貧液泵相連通，貧液泵經106管道與MDEA濕法脫碳塔頂部貧液進口相連通；

主換熱器潔凈尾氣出口經301管道與精餾塔底部設有的再沸器相連通，再沸器氣液混合物出口經302管道與氣液分離器相連通，氣液分離器頂部氣相出口經304管道與精餾塔中部設有的氣相原料進口相連通，氣液分離器底部液相出口經303管道與精餾塔中部設有的液相原料進口相連通；精餾塔底部液態甲烷LNG出口經305管道與過冷器液態甲烷LNG進口相連通，過冷器液態甲烷LNG出口經306管道送出收集；

精餾塔頂部廢氣出口經307管道與過冷器廢氣進口相連通，過冷器廢氣出口經308管道與主換熱器廢氣進口相連通，主換熱器廢氣出口經309管道送出；