一种具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置。
【背景技术】
[0002]目前，国内煤制油行业对于合成油的效率越来越关注，并且对于能源的附加产值也更加关心，从而使煤制油厂对于合成气的甲烷含量更加的注重，从而使富甲烷气分离提纯甲烷制合格的合成气得到大量的关注。
[0003]并且一个工厂投资者对于项目建设的投资费用、运行费用、操作维护方便性都有很大的关注。
[0004]目前用于富甲烷气分离装置的工艺一般为混合冷剂循环制冷加氮气辅助循环压缩制冷和纯氮气循环压缩膨胀制冷两种工艺对富甲烷气进行分离，和本工艺方法相比成本较高、操作更加复杂、维护设备增加、能耗更高。
[0005]中国专利CN201110291609.5中描述了一种从富甲烷气中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺。该专利包括MR循环系统和氮气循环系统(使用液氮)，精馏塔再沸器热源采用富甲烷气作为热源。
[0006]中国专利CN201310427309.4中描述了一焦炉煤气制取一氧化碳的装置及制作方法。该专利氮气循环系统(使用氮气循环压缩机和膨胀机)，精馏塔再沸器热源采用富甲烷气作为热源。
[0007]中国专利CN201110291609.5中采用MRC循环制冷加氮气循环制冷系统，大大提高了富甲烷气分离装置的复杂性和维护性，并降低了富甲烷气分离工厂的效益和竞争力。
[0008]中国专利CN201310427309.4中采用的是纯氮气循环压缩膨胀制冷，能耗相对于本工艺能耗较高。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够降低分离装置的投资、能耗、操作复杂性，并能够提高液化工厂的效益和竞争力的具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置。
[0010]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置，它包括换热器、精馏塔以及设置在换热器内的产品通道、尾气通道、富甲烷气通道、返流氮甲烷通道1、返流氮甲烷通道I1、氮甲烷通道和氮甲烷过冷通道，所述的返流氮甲烷通道I的出口端C与氮甲烷气通道的入口端E之间顺次连接有氮甲烷循环压缩机、氮甲烷循环压缩机冷却器、氮甲烷膨胀压缩机和氮甲烷膨胀压缩机后冷却器，氮甲烷膨胀压缩机上连接有氮甲烷膨胀机，所述的返流氮甲烷通道II的出口端D也与氮甲烷循环压缩机连接；
[0011]所述的精馏塔的出口端R与返流氮甲烷通道I的入口端M之间顺次连接有精馏塔塔顶冷凝器和精馏塔回流罐，精馏塔塔顶冷凝器还与氮甲烷过冷通道的出口端P连接，精馏塔回流罐还与尾气通道的入口端F连接，精馏塔的出口端S与产品通道的入口端T连接，精馏塔的入口端H与富甲烷气通道的出口端G连接；
[0012]所述的精馏塔内且位于精馏塔的塔底设置有再沸器，所述的氮甲烷过冷通道的入口端J和氮甲烷膨胀机的入口端均与再沸器的出口端Q连接，氮甲烷膨胀机的出口端与返流氮甲烷通道II的入口端N连接，再沸器的入口端X与氮甲烷通道的出口端K连接。
[0013]所述的精馏塔塔顶冷凝器与氮甲烷过冷通道的出口端P之间设置有调节阀II。
[0014]所述的精馏塔的出口端S与产品通道的入口端T之间设置有调节阀I。
[0015]本实用新型具有以下优点:(I)本实用新型通过特定氮气和甲烷的配比比普通装置的能耗降低15%左右，节省了装置的能耗。(2)由于该装置只通过氮甲烷循环压缩机和氮甲烷膨胀机实现氮气甲烷的制冷，氮甲烷冷剂为换热器提供冷量，从而使操作人员数量减少，进而减少了人工成本。(3)本实用新型能耗低、操作简单，维护设备减少，具有良好的环保效益和经济效益，同时能够快速制得合格的液化LNG。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图；
[0017]图中，1-换热器，2-精馏塔，3-产品通道，4-尾气通道，5-富甲烷气通道，6_返流氮甲烷通道I，7-返流氮甲烷通道II，8-氮甲烷通道，9-氮甲烷过冷通道，10-氮甲烷循环压缩机，11-氮甲烷循环压缩机冷却器，12-氮甲烷膨胀压缩机，13-氮甲烷膨胀压缩机后冷却器，14-氮甲烷膨胀机，15-精馏塔塔顶冷凝器，16-精馏塔回流罐，17-再沸器，18-调节阀II，19-调节阀I。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述:
[0019]如图1所示，一种具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置，它包括换热器1、精馏塔2以及设置在换热器I内的产品通道3、尾气通道4、富甲烷气通道5、返流氮甲烷通道16、返流氮甲烷通道117、氮甲烷通道8和氮甲烷过冷通道9，所述的返流氮甲烷通道16的出口端C与氮甲烷气通道的入口端E之间顺次连接有氮甲烷循环压缩机10、氮甲烷循环压缩机冷却器11、氮甲烷膨胀压缩机12和氮甲烷膨胀压缩机后冷却器13，氮甲烷膨胀压缩机12上连接有氮甲烷膨胀机14，所述的返流氮甲烷通道117的出口端D也与氮甲烷循环压缩机10连接。
[0020]如图1所示，精馏塔2的出口端R与返流氮甲烷通道16的入口端M之间顺次连接有精馏塔塔顶冷凝器15和精馏塔回流罐16，精馏塔塔顶冷凝器15还与氮甲烷过冷通道9的出口端P连接，精馏塔回流罐16还与尾气通道4的入口端F连接，精馏塔2的出口端S与产品通道3的入口端T连接，精馏塔2的入口端H与富甲烷气通道5的出口端G连接。
[0021]如图1所示，精馏塔2内且位于精馏塔2的塔底设置有再沸器17，所述的氮甲烷过冷通道9的入口端J和氮甲烷膨胀机14的入口端均与再沸器17的出口端Q连接，氮甲烷膨胀机14的出口端与返流氮甲烷通道117的入口端N连接，再沸器17的入口端X与氮甲烷通道8的出口端K连接。
[0022]所述的精馏塔塔顶冷凝器15与氮甲烷过冷通道9的出口端P之间设置有调节阀1118。所述的精馏塔2的出口端S与产品通道3的入口端T之间设置有调节阀119。
[0023]本实用新型的工作步骤如下:
[0024]S1、向氮甲烷循环压缩机10内通入一定比例的氮气和甲烷，氮气和甲烷依次进入氮甲烷循环压缩机冷却器11、氮甲烷膨胀压缩机12和氮甲烷膨胀压缩机后冷却器13后制得氮甲烷冷剂，从而实现了氮甲烷的制冷，氮甲烷冷剂为换热器提供冷量，氮甲烷冷剂经氮甲烷通道8的入口端E进入换热器I内，氮甲烷冷剂冷却到一定温度后从氮甲烷通道8的出口端K流出并经再沸器17的入口端X进入再沸器17内，为再沸器17提供热源；
[0025]S2、为再沸器17提供热源后，氮甲烷冷剂变成氮甲烷气，一部分氮甲烷气从再沸器17的出口端Q流出并经氮甲烷过冷通道9的入口端J进入换热器I内，经深冷后从氮甲烷过冷通道9的出口端P流出并经调节阀1118进入精馏塔塔顶冷凝器15内，以为精馏塔塔顶冷凝器15提供冷量，随后精馏塔塔顶冷凝器15内的氮甲烷气依次经精馏塔回流罐16、返流氮甲烷通道I的入口端M、出口端C排出换热器I ;另一部分氮甲烷气从再沸器17的出口端Q流出并进入氮甲烷膨胀机14，氮甲烷膨胀机14膨胀做功为氮甲烷膨胀压缩机12提供动力，膨胀后的氮甲烷依次经返流氮甲烷通道II的入口端N、出口端D排出换热器I ;
[0026]S3、液化LNG的制备，经富甲烷气通道5的入口端B向富甲烷气通道5内通入富甲烷气，富甲烷气被从返流富甲烷通道I和返流富甲烷通道II返流得氮甲烷冷剂部分液化，液化后液体顺次经富甲烷气通道5的出口端G、精馏塔2的入口端H进入精馏塔2内，从精馏塔2的出口端R分离出大部分的氢气和一氧化碳得到尾气，尾气顺次经精馏塔塔顶冷凝器15、精馏塔回流罐16、尾气通道4的入口端F、出口端A排出换热器，而从精馏塔2的出口端S制得液化LNG，液化LNG经产品通道3的入口端T进入换热器I内以进行换热，换热后从产品通道3的出口端3制得合格的液化LNG，从而实现了富甲烷气的分离。
【主权项】
1.一种具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置，其特征在于:它包括换热器(1)、精馏塔(2)以及设置在换热器(I)内的产品通道(3)、尾气通道(4)、富甲烷气通道(5)、返流氮甲烷通道I (6)、返流氮甲烷通道II (7)、氮甲烷通道(8)和氮甲烷过冷通道(9)，所述的返流氮甲烷通道I (6)的出口端C与氮甲烷气通道的入口端E之间顺次连接有氮甲烷循环压缩机(10)、氮甲烷循环压缩机冷却器(11)、氮甲烷膨胀压缩机(12)和氮甲烷膨胀压缩机后冷却器(13)，氮甲烷膨胀压缩机(12)上连接有氮甲烷膨胀机(14)，所述的返流氮甲烷通道II (7)的出口端D也与氮甲烷循环压缩机(10)连接； 所述的精馏塔(2 )的出口端R与返流氮甲烷通道I (6 )的入口端M之间顺次连接有精馏塔塔顶冷凝器(15)和精馏塔回流罐(16)，精馏塔塔顶冷凝器(15)还与氮甲烷过冷通道(9)的出口端P连接，精馏塔回流罐(16)还与尾气通道(4)的入口端F连接，精馏塔(2)的出口端S与产品通道(3)的入口端T连接，精馏塔(2)的入口端H与富甲烷气通道(5)的出口端G连接； 所述的精馏塔(2)内且位于精馏塔(2)的塔底设置有再沸器(17)，所述的氮甲烷过冷通道(9)的入口端J和氮甲烷膨胀机(14)的入口端均与再沸器(17)的出口端Q连接，氮甲烷膨胀机(14)的出口端与返流氮甲烷通道II (7)的入口端N连接，再沸器(17)的入口端X与氮甲烷通道(8)的出口端K连接。2.根据权利要求1所述的一种具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置，其特征在于:所述的精馏塔塔顶冷凝器(15)与氮甲烷过冷通道(9)的出口端P之间设置有调节阀II(18)。3.根据权利要求1所述的一种具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置，其特征在于:所述的精馏塔(2)的出口端S与产品通道(3)的入口端T之间设置有调节阀I (19)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有氮甲烷制冷功能的分离富甲烷气装置，它包括换热器（1）、精馏塔（2）以及设置在换热器（1）内的产品通道（3）、尾气通道（4）、富甲烷气通道（5）、返流氮甲烷通道I（6）、返流氮甲烷通道II（7）、氮甲烷通道（8）和氮甲烷过冷通道（9），氮甲烷膨胀压缩机（12）上连接有氮甲烷膨胀机（14），返流氮甲烷通道II（7）的出口端D也与氮甲烷循环压缩机（10）连接。本实用新型的有益效果是：节省生产成本、能够降低分离装置的投资、能耗、操作复杂性，并能够提高液化工厂的效益和竞争力。
【IPC分类】F25J3/02
【公开号】CN204693949
【申请号】CN201520387137
【发明人】程勇
【申请人】成都深冷液化设备股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月8日