焦爐氣制取液化天然氣的系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及液化天然氣的制備方法，具體說是一種焦爐氣制取液化天然氣的系統。
【背景技術】
[0002]近幾年來，由于天然氣需求上升以及價格上漲，部分企業開始將目光投向了焦爐煤氣(人工煤氣或化工尾氣)制天然氣項目。傳統工藝中，通常采用焦爐煤氣深冷分離制取LNG，至少需有一個帶有塔底再沸器的精餾塔以及相應的塔頂冷凝器。再沸器多采用鋁制板翅式結構，過大的溫差會造成較大的應力從而造成損壞，再沸器壽命較短。由于采用了塔底再沸器，不得不使用變徑椎體結構的精餾塔，該結構不僅強度計算復雜，而且多為加強結構，壁厚多與之相連接的上下筒體不同，加工組對焊接都也比較困難，其受力也是一個薄弱的環節，其錐體與圓筒連接為不連續應力，錐殼中各應力沿經向是線性分布的。采用單一的原料氣作為熱流體，由于原料氣流量較小，當再沸器熱負荷較大時會造成熱流體溫降過大導致再沸器溫差較大，進而導致不可逆損失較大，能耗較高。傳統工藝只能通過調節混合冷劑配比(或液氮流量)來間接調節進再沸器原料氣溫度從而調節精餾塔氣液比，調節過程較為繁瑣。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種焦爐氣制取液化天然氣的系統，從根本上解決了現有設備結構復雜、使用維護成本高、使用不方便等問題。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:該焦爐氣制取液化天然氣的系統，包括主換熱器、壓縮機、精餾塔、冷凝器、高壓栗、混合制冷劑分離罐、精餾塔回流液分離罐以及產品氣液分離罐，其技術要點是:所述主換熱器的高溫制冷劑依次經過壓縮機和混合制冷劑分離罐后返回主換熱器，混合制分離罐的底部出料口依次經過主換熱器以及節流閥II后再次經過主換熱器與壓縮機的高溫制冷劑進料口相連，混合制分離罐的頂部出料口依次經過換熱器、節流閥I以及冷凝器后返回主換熱器與壓縮機的高溫制冷劑進料口相連;原料氣的進料管經過主換熱器以及節流閥III后與精餾塔的中部進料口相連，精餾塔的頂部出料口依次經過冷凝器、精餾塔回流液分離罐以及主換熱器后與甲醇聯產設備或氨聯產設備相連，精餾塔回流液分離罐的底部出料口與精餾塔頂部進料口相連;精餾塔的底部出料口依次經過高壓栗以及主換熱器后進入氣體分離罐，氣體分離罐的頂部出料口與精餾塔的底部的進料口相連，氣體分離罐的底部出料口經過主換熱器后與LNG貯槽相連。
[0005]本實用新型的有益效果為:通過高壓栗將塔底富甲烷液送至主換熱器冷段，此時的主換熱器作為傳統工藝中的精餾塔底再沸器，雖然精餾塔底未設置常規再沸器，卻實現了同樣功能。從而避免了由于再沸器溫差較大導致的能耗較高，可有效降低能耗3%?5%。由于無需在精餾塔底設置再沸器，而無需采用變徑結構的精餾塔，等徑結構不但有效加強了安全性，而且降低了使用與維護成本。
[0006]傳統工藝只能通過調節混合冷劑配比(或液氮流量)來間接調節進再沸器原料氣溫度，從而調節精餾塔氣液比，調節過程較為繁瑣，極為不便。本實用新型的方法則可通過變頻器調節高壓栗的轉速和流量，從而調節富甲烷液體的蒸發量，即可方便的調節精餾塔氣液比和精餾工況。
[0007]綜上所述，本實用新型流程簡單，能耗更低，將傳統方法中用于放空去火炬燃燒或發電的焦爐煤氣(人工煤氣或化工尾氣)轉而制成高附加值的LNG或SNG，將剩余的富氫氣體聯產甲醇或合成氨，既有效解決了焦爐尾氣的排放問題，又具有十分可觀的經濟效益和社會效益。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的工藝流程結構示意簡圖。
[0009]附圖標記說明:I壓縮機、2精餾塔、3精餾塔回流液分離罐、4高壓栗、5混合制冷劑分離罐、6冷凝器、7氣液分離罐、8主換熱器、9節流閥1、10節流閥11、11節流閥III。
【具體實施方式】
[0010]以下結合圖1，通過具體實施例詳細說明本實用新型的內容。該焦爐氣制取液化天然氣的系統，包括主換熱器8、壓縮機1、精餾塔2、冷凝器6、高壓栗4、混合制冷劑分離罐5、精餾塔回流液分離罐3以及產品氣液分離罐7，主換熱器的高溫制冷劑依次經過壓縮機和混合制冷劑分離罐后返回主換熱器，混合制分離罐的底部出料口依次經過主換熱器以及節流閥II 10后再次經過主換熱器與壓縮機的高溫制冷劑進料口相連，混合制分離罐的頂部出料口依次經過換熱器、節流閥I 9以及冷凝器后返回主換熱器與壓縮機的高溫制冷劑進料口相連。原料氣的進料管經過主換熱器以及節流閥IIIl I后與精餾塔的中部進料口相連，精餾塔的頂部出料口依次經過冷凝器、精餾塔回流液分離罐以及主換熱器后與甲醇聯產設備或氨聯產設備相連，精餾塔回流液分離罐的底部出料口與精餾塔頂部進料口相連。精餾塔的底部出料口依次經過高壓栗以及主換熱器后進入氣體分離罐，氣體分離罐的頂部出料口與精餾塔的底部的進料口相連，氣體分離罐的底部出料口經過主換熱器后與LNG貯槽相連。
[0011]采用上述系統的焦爐氣制取液化天然氣的方法，包括以下步驟:
[0012]I)將凈化后的原料焦爐氣在-40°C，1.8MPa.G通入主換熱器，被返流的低溫富氫氣及混合制冷劑冷卻至約_165°C，經節流閥III降溫降壓后以氣液兩相形式通入精餾塔中部，通過回流液及上升蒸汽的多次冷凝及蒸發，在精餾塔塔底得到富甲烷液體，在精餾塔塔頂得到富氫氣體。
[0013]2)精餾塔塔底的富甲烷液體(約-113.2°C)經高壓栗增壓后通入主換熱器作為冷流體，被加熱至約-109.9°C通入氣液分離罐，在氣液分離罐底部得到LNG，在氣液分離罐頂部得到富甲烷氣體。將氣液分離罐頂部的富甲烷氣體再次通入精餾塔底部作為上升蒸汽，將氣液分離罐底部的LNG再次通入主換熱器過冷至-165°C，1.817MPa.G后通入LNG貯槽。
[0014]3)將精餾塔塔頂的富氫氣體通過冷凝器后通入精餾塔回流液分離罐，在精餾塔回流液分離罐頂部得到富氫氣相，在精餾塔回流液分離罐底部得到富氫液相。將精餾塔回流液分離罐頂部的富氫氣相通入主換熱器，復熱后通入甲醇聯產設備或氨聯產設備。將精餾塔回流液分離罐底部的富氫液相回流至精餾塔頂部，作為冷源去冷卻正流氣體。
[0015]4)將壓縮機壓縮后的混合制冷劑通入混合制冷劑分離罐，混合制冷劑以氣液兩相進入主換熱器，混合制冷劑的氣相經主換熱器冷卻成液體后經節流閥I降壓降溫后作為冷凝器的冷源，被加熱后作為返流氣，進主換熱器被回收冷量，混合制冷劑的液相經節流閥11降壓冷卻至-73°C，0.29MPa.G與返流的混合制冷劑換熱后返回壓縮機。
[0016]根據原料氣成分及甲烷收率不同，冷凝器所需冷量可由循環混合制冷劑壓縮系統的混合制冷劑提供，也可由混合制冷循環+循環氮氣壓縮制冷系統雙制冷系統的液氮提供。
[0017]說明書中所涉及的壓力如無特別說明，均是指表壓(G)。高溫制冷劑是指在換熱循環中的相對高溫，而非標準條件下的高溫。
[0018]說明書中所涉及的脫氮設備(脫氮精餾塔、脫氮塔頂冷凝器、脫氮塔再沸器、脫氮塔回流液分離罐)在脫氮的同時還脫去了少量的一氧化碳，但由于一氧化碳并非主要考慮的雜質，為方便行文的簡潔并未詳細描述。
[0019]說明書中所涉及的原料氣可以是甲烷化的焦爐氣，也可以是未甲烷化的焦爐氣。為節省能耗，未甲烷化的焦爐氣最好采用氮-甲烷壓縮機。
【主權項】
1.一種焦爐氣制取液化天然氣的系統，包括主換熱器、壓縮機、精餾塔、冷凝器、高壓栗、混合制冷劑分離罐、精餾塔回流液分離罐以及產品氣液分離罐，其特征在于:所述主換熱器的高溫制冷劑依次經過壓縮機和混合制冷劑分離罐后返回主換熱器，混合制分離罐的底部出料口依次經過主換熱器以及節流閥II后再次經過主換熱器與壓縮機的高溫制冷劑進料口相連，混合制分離罐的頂部出料口依次經過換熱器、節流閥I以及冷凝器后返回主換熱器與壓縮機的高溫制冷劑進料口相連;原料氣的進料管經過主換熱器以及節流閥III后與精餾塔的中部進料口相連，精餾塔的頂部出料口依次經過冷凝器、精餾塔回流液分離罐以及主換熱器后與甲醇聯產設備或氨聯產設備相連，精餾塔回流液分離罐的底部出料口與精餾塔頂部進料口相連;精餾塔的底部出料口依次經過高壓栗以及主換熱器后進入氣體分離罐，氣體分離罐的頂部出料口與精餾塔的底部的進料口相連，氣體分離罐的底部出料口經過主換熱器后與LNG貯槽相連。
【專利摘要】一種焦爐氣制取液化天然氣的系統，其技術要點是：原料氣的進料管經過主換熱器后與精餾塔的中部進料口相連，精餾塔的頂部出料口依次經過冷凝器、精餾塔回流液分離罐以及主換熱器，精餾塔回流液分離罐的底部出料口與精餾塔頂部進料口相連；精餾塔的底部出料口依次經過高壓泵以及主換熱器后進入氣體分離罐，氣體分離罐的頂部出料口與精餾塔的底部的進料口相連，氣體分離罐的底部出料口經過主換熱器后與LNG貯槽相連。從根本上解決了現有設備結構復雜、使用維護成本高、使用不方便等問題。
【IPC分類】F25J3/02
【公開號】CN205279604
【申請號】CN201520913550
【發明人】趙德泉, 石麗華
【申請人】遼寧中集哈深冷氣體液化設備有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年11月17日