焦炉气制取液化天然气的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液化天然气的制备方法，具体说是一种焦炉气制取液化天然气的系统。
【背景技术】
[0002]近几年来，由于天然气需求上升以及价格上涨，部分企业开始将目光投向了焦炉煤气(人工煤气或化工尾气)制天然气项目。传统工艺中，通常采用焦炉煤气深冷分离制取LNG，至少需有一个带有塔底再沸器的精馏塔以及相应的塔顶冷凝器。再沸器多采用铝制板翅式结构，过大的温差会造成较大的应力从而造成损坏，再沸器寿命较短。由于采用了塔底再沸器，不得不使用变径椎体结构的精馏塔，该结构不仅强度计算复杂，而且多为加强结构，壁厚多与之相连接的上下筒体不同，加工组对焊接都也比较困难，其受力也是一个薄弱的环节，其锥体与圆筒连接为不连续应力，锥壳中各应力沿经向是线性分布的。采用单一的原料气作为热流体，由于原料气流量较小，当再沸器热负荷较大时会造成热流体温降过大导致再沸器温差较大，进而导致不可逆损失较大，能耗较高。传统工艺只能通过调节混合冷剂配比(或液氮流量)来间接调节进再沸器原料气温度从而调节精馏塔气液比，调节过程较为繁琐。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种焦炉气制取液化天然气的系统，从根本上解决了现有设备结构复杂、使用维护成本高、使用不方便等问题。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:该焦炉气制取液化天然气的系统，包括主换热器、压缩机、精馏塔、冷凝器、高压栗、混合制冷剂分离罐、精馏塔回流液分离罐以及产品气液分离罐，其技术要点是:所述主换热器的高温制冷剂依次经过压缩机和混合制冷剂分离罐后返回主换热器，混合制分离罐的底部出料口依次经过主换热器以及节流阀II后再次经过主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连，混合制分离罐的顶部出料口依次经过换热器、节流阀I以及冷凝器后返回主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连;原料气的进料管经过主换热器以及节流阀III后与精馏塔的中部进料口相连，精馏塔的顶部出料口依次经过冷凝器、精馏塔回流液分离罐以及主换热器后与甲醇联产设备或氨联产设备相连，精馏塔回流液分离罐的底部出料口与精馏塔顶部进料口相连;精馏塔的底部出料口依次经过高压栗以及主换热器后进入气体分离罐，气体分离罐的顶部出料口与精馏塔的底部的进料口相连，气体分离罐的底部出料口经过主换热器后与LNG贮槽相连。
[0005]本实用新型的有益效果为:通过高压栗将塔底富甲烷液送至主换热器冷段，此时的主换热器作为传统工艺中的精馏塔底再沸器，虽然精馏塔底未设置常规再沸器，却实现了同样功能。从而避免了由于再沸器温差较大导致的能耗较高，可有效降低能耗3%?5%。由于无需在精馏塔底设置再沸器，而无需采用变径结构的精馏塔，等径结构不但有效加强了安全性，而且降低了使用与维护成本。
[0006]传统工艺只能通过调节混合冷剂配比(或液氮流量)来间接调节进再沸器原料气温度，从而调节精馏塔气液比，调节过程较为繁琐，极为不便。本实用新型的方法则可通过变频器调节高压栗的转速和流量，从而调节富甲烷液体的蒸发量，即可方便的调节精馏塔气液比和精馏工况。
[0007]综上所述，本实用新型流程简单，能耗更低，将传统方法中用于放空去火炬燃烧或发电的焦炉煤气(人工煤气或化工尾气)转而制成高附加值的LNG或SNG，将剩余的富氢气体联产甲醇或合成氨，既有效解决了焦炉尾气的排放问题，又具有十分可观的经济效益和社会效益。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的工艺流程结构示意简图。
[0009]附图标记说明:I压缩机、2精馏塔、3精馏塔回流液分离罐、4高压栗、5混合制冷剂分离罐、6冷凝器、7气液分离罐、8主换热器、9节流阀1、10节流阀11、11节流阀III。
【具体实施方式】
[0010]以下结合图1，通过具体实施例详细说明本实用新型的内容。该焦炉气制取液化天然气的系统，包括主换热器8、压缩机1、精馏塔2、冷凝器6、高压栗4、混合制冷剂分离罐5、精馏塔回流液分离罐3以及产品气液分离罐7，主换热器的高温制冷剂依次经过压缩机和混合制冷剂分离罐后返回主换热器，混合制分离罐的底部出料口依次经过主换热器以及节流阀II 10后再次经过主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连，混合制分离罐的顶部出料口依次经过换热器、节流阀I 9以及冷凝器后返回主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连。原料气的进料管经过主换热器以及节流阀IIIl I后与精馏塔的中部进料口相连，精馏塔的顶部出料口依次经过冷凝器、精馏塔回流液分离罐以及主换热器后与甲醇联产设备或氨联产设备相连，精馏塔回流液分离罐的底部出料口与精馏塔顶部进料口相连。精馏塔的底部出料口依次经过高压栗以及主换热器后进入气体分离罐，气体分离罐的顶部出料口与精馏塔的底部的进料口相连，气体分离罐的底部出料口经过主换热器后与LNG贮槽相连。
[0011]采用上述系统的焦炉气制取液化天然气的方法，包括以下步骤:
[0012]I)将净化后的原料焦炉气在-40°C，1.8MPa.G通入主换热器，被返流的低温富氢气及混合制冷剂冷却至约_165°C，经节流阀III降温降压后以气液两相形式通入精馏塔中部，通过回流液及上升蒸汽的多次冷凝及蒸发，在精馏塔塔底得到富甲烷液体，在精馏塔塔顶得到富氢气体。
[0013]2)精馏塔塔底的富甲烷液体(约-113.2°C)经高压栗增压后通入主换热器作为冷流体，被加热至约-109.9°C通入气液分离罐，在气液分离罐底部得到LNG，在气液分离罐顶部得到富甲烷气体。将气液分离罐顶部的富甲烷气体再次通入精馏塔底部作为上升蒸汽，将气液分离罐底部的LNG再次通入主换热器过冷至-165°C，1.817MPa.G后通入LNG贮槽。
[0014]3)将精馏塔塔顶的富氢气体通过冷凝器后通入精馏塔回流液分离罐，在精馏塔回流液分离罐顶部得到富氢气相，在精馏塔回流液分离罐底部得到富氢液相。将精馏塔回流液分离罐顶部的富氢气相通入主换热器，复热后通入甲醇联产设备或氨联产设备。将精馏塔回流液分离罐底部的富氢液相回流至精馏塔顶部，作为冷源去冷却正流气体。
[0015]4)将压缩机压缩后的混合制冷剂通入混合制冷剂分离罐，混合制冷剂以气液两相进入主换热器，混合制冷剂的气相经主换热器冷却成液体后经节流阀I降压降温后作为冷凝器的冷源，被加热后作为返流气，进主换热器被回收冷量，混合制冷剂的液相经节流阀11降压冷却至-73°C，0.29MPa.G与返流的混合制冷剂换热后返回压缩机。
[0016]根据原料气成分及甲烷收率不同，冷凝器所需冷量可由循环混合制冷剂压缩系统的混合制冷剂提供，也可由混合制冷循环+循环氮气压缩制冷系统双制冷系统的液氮提供。
[0017]说明书中所涉及的压力如无特别说明，均是指表压(G)。高温制冷剂是指在换热循环中的相对高温，而非标准条件下的高温。
[0018]说明书中所涉及的脱氮设备(脱氮精馏塔、脱氮塔顶冷凝器、脱氮塔再沸器、脱氮塔回流液分离罐)在脱氮的同时还脱去了少量的一氧化碳，但由于一氧化碳并非主要考虑的杂质，为方便行文的简洁并未详细描述。
[0019]说明书中所涉及的原料气可以是甲烷化的焦炉气，也可以是未甲烷化的焦炉气。为节省能耗，未甲烷化的焦炉气最好采用氮-甲烷压缩机。
【主权项】
1.一种焦炉气制取液化天然气的系统，包括主换热器、压缩机、精馏塔、冷凝器、高压栗、混合制冷剂分离罐、精馏塔回流液分离罐以及产品气液分离罐，其特征在于:所述主换热器的高温制冷剂依次经过压缩机和混合制冷剂分离罐后返回主换热器，混合制分离罐的底部出料口依次经过主换热器以及节流阀II后再次经过主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连，混合制分离罐的顶部出料口依次经过换热器、节流阀I以及冷凝器后返回主换热器与压缩机的高温制冷剂进料口相连;原料气的进料管经过主换热器以及节流阀III后与精馏塔的中部进料口相连，精馏塔的顶部出料口依次经过冷凝器、精馏塔回流液分离罐以及主换热器后与甲醇联产设备或氨联产设备相连，精馏塔回流液分离罐的底部出料口与精馏塔顶部进料口相连;精馏塔的底部出料口依次经过高压栗以及主换热器后进入气体分离罐，气体分离罐的顶部出料口与精馏塔的底部的进料口相连，气体分离罐的底部出料口经过主换热器后与LNG贮槽相连。
【专利摘要】一种焦炉气制取液化天然气的系统，其技术要点是：原料气的进料管经过主换热器后与精馏塔的中部进料口相连，精馏塔的顶部出料口依次经过冷凝器、精馏塔回流液分离罐以及主换热器，精馏塔回流液分离罐的底部出料口与精馏塔顶部进料口相连；精馏塔的底部出料口依次经过高压泵以及主换热器后进入气体分离罐，气体分离罐的顶部出料口与精馏塔的底部的进料口相连，气体分离罐的底部出料口经过主换热器后与LNG贮槽相连。从根本上解决了现有设备结构复杂、使用维护成本高、使用不方便等问题。
【IPC分类】F25J3/02
【公开号】CN205279604
【申请号】CN201520913550
【发明人】赵德泉, 石丽华
【申请人】辽宁中集哈深冷气体液化设备有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月17日