專利名稱：一種高純甲烷提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)氣體分離技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高純甲烷提純方法。
背景技術(shù)：
甲烷為一種碳?xì)浠衔?，化學(xué)式為CH4，其在自然界的分布很廣，是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分，主要可用作氣體燃料及制造氫氣、碳黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。目前甲烷提純有多種方法，最常用的一種方法是變壓吸附提純法。該方法是以天然氣作為原料，使其通過(guò)吸附床層，利用吸附劑將甲烷吸附在床層上，使其它氣體流出，或?qū)⑵渌鼩怏w吸附在床層上，使甲烷流出，從而達(dá)到提高甲烷濃度的目的。但是，這種已有技術(shù)的變壓吸附提純法存在下列問(wèn)題該方法只適應(yīng)于分離的對(duì)象氣體 中各組分被吸附劑吸附的能力相差很遠(yuǎn)的情況，相差越大，越容易分離，分離的成本越低，收率越高，但是，由于液化天然氣中的甲烷與其它氣體之間被吸附劑吸附的能力差別不是很大，因此所制成的甲烷純度只能達(dá)到99. 9%，所以遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足某些場(chǎng)合的使用要求，因而適用范圍受到限制。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)品的純度高，因而適用范圍廣的聞純甲燒提純方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的高純甲烷提純方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟I)以甲烷濃度為50 85%的液化天然氣(LNG)作為原料，首先使其流入填充物為活性炭的第一級(jí)吸附裝置內(nèi)，主要是去除LNG中的H2S及C3以上等低沸點(diǎn)的有機(jī)組分；2)然后將上述一級(jí)吸附后的液化天然氣流入填充物為分子篩的第二級(jí)吸附裝置內(nèi)，主要是去除LNG中的CO2及H2O ；3)之后使上述二級(jí)吸附后的液化天然氣流入表壓為0. l_0.4Mpa、溫度低于-162 _170°C的精餾塔中，在精餾塔內(nèi)對(duì)二級(jí)吸附后的液化天然氣進(jìn)行低溫精餾，以去除高沸點(diǎn)的N2和C2H6雜質(zhì)，最后收集CH4并充裝入成品氣瓶即得到純度為99. 9-99. 9995的甲烷氣。所述的步驟I)中液化天然氣的壓力為0. 4 0. 6Mpa ;活性炭為椰殼活性炭，粒度為 2_5mm。所述的步驟2)中的分子篩為4A&5A分子篩。本發(fā)明提供的高純甲烷提純方法是采用變壓吸附及低溫精餾相結(jié)合的方法來(lái)分離屬于氣體混合物的液化天然氣，即先利用兩級(jí)串聯(lián)吸附依次去除其中的低沸點(diǎn)有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)，從而去除一些影響精餾效率的組分，然后將經(jīng)過(guò)吸附處理的液化天然氣進(jìn)行低溫精餾，從而去除高沸點(diǎn)有機(jī)雜質(zhì)，由此可獲得純度為99. 9-99. 9995的甲烷氣。本方法具有操作工藝簡(jiǎn)單、成本較低、產(chǎn)品的純度高，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
圖I為本發(fā)明提供的高純甲烷提純方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的高純甲烷提純方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I :如圖I所示，本實(shí)施例提供的高純甲烷提純方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟I)以甲烷濃度為50 85%的液化天然氣(LNG)作為原料 ，首先使其流入填充物為2-5_粒度椰殼活性炭的第一級(jí)吸附裝置內(nèi)，利用LNG的低溫特性，根據(jù)不同雜質(zhì)組分的沸點(diǎn)不同，主要是去除LNG中的H2S及C3以上等低沸點(diǎn)的有機(jī)組分；2)然后將上述一級(jí)吸附后的液化天然氣流入填充物為4A&5A分子篩的第二級(jí)吸附裝置內(nèi)，主要是去除LNG中的CO2及H2O,經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸附可以有效去除LNG中的低沸點(diǎn)有機(jī)和無(wú)機(jī)組分，因此大大提高了 LNG中甲烷的濃度；3)之后使上述二級(jí)吸附后的液化天然氣流入表壓為0. 2Mpa、溫度-169°C _170°C的精餾塔中，在精餾塔內(nèi)對(duì)二級(jí)吸附后的液化天然氣進(jìn)行低溫精餾，以去除高沸點(diǎn)的N2和C2H6雜質(zhì)，由于流入精餾塔內(nèi)的液化天然氣中已無(wú)低沸點(diǎn)有機(jī)組分，因此可以大大降低低溫精餾的難度，最后收集CH4并充裝入成品氣瓶即得到純度為99. 999-99. 9995 的甲烷氣。實(shí)施例2:如圖I所示，本實(shí)施例提供的高純甲烷提純方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟I)以甲烷濃度為50 85%的液化天然氣(LNG)作為原料，首先使其流入填充物為2-5_粒度椰殼活性炭的第一級(jí)吸附裝置內(nèi)，利用LNG的低溫特性，根據(jù)不同雜質(zhì)組分的沸點(diǎn)不同，主要是去除LNG中的H2S及C3以上等低沸點(diǎn)的有機(jī)組分；2)然后將上述一級(jí)吸附后的液化天然氣流入填充物為4A&5A分子篩的第二級(jí)吸附裝置內(nèi)，主要是去除LNG中的CO2及H2O,經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸附可以有效去除LNG中的低沸點(diǎn)有機(jī)和無(wú)機(jī)組分，因此大大提高了 LNG中甲烷的濃度；3)之后使上述二級(jí)吸附后的液化天然氣流入表壓為0. 3Mpa、溫度-165°C _169°C的精餾塔中，在精餾塔內(nèi)對(duì)二級(jí)吸附后的液化天然氣進(jìn)行低溫精餾，以去除高沸點(diǎn)的N2和C2H6雜質(zhì)，由于流入精餾塔內(nèi)的液化天然氣中已無(wú)低沸點(diǎn)組分，因此可以大大降低低溫精餾的難度，最后收集CH4并充裝入成品氣瓶即得到純度為99. 99-99. 999的甲烷氣。實(shí)施例3 如圖I所示，本實(shí)施例提供的高純甲烷提純方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟I)以甲烷濃度為50 85%的液化天然氣(LNG)作為原料，首先使其流入填充物為2-5_粒度椰殼活性炭的第一級(jí)吸附裝置內(nèi)，利用LNG的低溫特性，根據(jù)不同雜質(zhì)組分的沸點(diǎn)不同，主要是去除LNG中的H2S及C3以上等低沸點(diǎn)的有機(jī)組分；2)然后將上述一級(jí)吸附后的液化天然氣流入填充物為4A&5A分子篩的第二級(jí)吸附裝置內(nèi)，主要是去除LNG中的CO2及H2O,經(jīng)過(guò)兩級(jí)吸附可以有效去除LNG中的低沸點(diǎn)有機(jī)和無(wú)機(jī)組分，因此大大提高了 LNG中甲烷的濃度；3)之后使上述二級(jí)吸附后的液化天然氣流入表壓為0. 4pa、溫度-162°C _165°C )的精餾塔中，在精餾塔內(nèi)對(duì)二級(jí)吸附后的液化天然氣進(jìn)行低溫精餾，以去除高沸點(diǎn)的N2和C2H6雜質(zhì)，由于流入精餾塔內(nèi)的液化天然氣中已無(wú)低沸點(diǎn)組 分，因此可以大大降低低溫精餾的難度，最后收集CH4并充裝入成品氣瓶即得到純度為99. 9-99. 95的甲烷氣。
權(quán)利要求
1.一種高純甲烷提純方法，其特征在于所述的高純甲烷提純方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟 1)以甲烷濃度為50 85%的液化天然氣作為原料，首先使其流入填充物為活性炭的第一級(jí)吸附裝置內(nèi)，主要是去除LNG中的H2S及C3以上低沸點(diǎn)有機(jī)組分； 2)然后將上述一級(jí)吸附后的液化天然氣流入填充物為分子篩的第二級(jí)吸附裝置內(nèi)，主要是去除LNG中的CO2及H2O; 3)之后使上述ニ級(jí)吸附后的液化天然氣流入表壓為O.1-0. 4Mpa、溫度低于-162 _170°C的精餾塔中，在精餾塔內(nèi)對(duì)ニ級(jí)吸附后的液化天然氣進(jìn)行低溫精餾，以去除高沸點(diǎn)的N2和C2H6雜質(zhì)，最后收集CH4并充裝入成品氣瓶即得到純度為99. 995-99. 9995的甲烷氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高純甲烷提純方法，其特征在干所述的步驟I)中液化天然氣的壓カ為O. 4 O. 6Mpa ;活性炭為椰殼活性炭，粒度為2_5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高純甲烷提純方法，其特征在干所述的步驟2)中的分子篩為4A&5A分子篩。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高純甲烷提純方法。該方法是采用變壓吸附及低溫精餾相結(jié)合的方法來(lái)分離屬于氣體混合物的液化天然氣，即先利用兩級(jí)串聯(lián)吸附依次去除其中的低沸點(diǎn)有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)，從而去除一些影響精餾效率的組分，然后將經(jīng)過(guò)吸附處理的液化天然氣進(jìn)行低溫精餾，從而去除高沸點(diǎn)有機(jī)雜質(zhì)，由此可獲得純度為99.9-99.9995的甲烷氣。本方法具有操作工藝簡(jiǎn)單、成本較低、產(chǎn)品的純度高，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C7/04GK102675021SQ20121017544
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者方志文, 湯有倫, 湯萍, 王新鵬, 邸士強(qiáng), 鐘少勇 申請(qǐng)人:綠菱電子材料(天津)有限公司