一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法与流程

文档序号:35284679发布日期:2023-09-01 05:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置,其特征在于,包括主换热器(1)、重烃分离器(2)、低温闪蒸罐(3)、mrc低温分离器(4)、低温分离器(5)、甲烷洗涤塔(6)、氢汽提塔(7)、氢汽提塔再沸器(8)、一氧化碳/甲烷分离塔(9)、塔底再沸器(10)、回流罐(11)、塔顶冷凝器(12)、液态甲烷泵(13)、氮气压缩系统(14)、混合冷剂压缩机系统(15),所述的主换热器(1)内设置有闪蒸气通道(a1)、原料气通道i(a2)、高压氢气通道(a3)、中压氢气通道(a4)、富一氧化碳通道i(a5)、高压氮气通道i(a6)、返流低压氮气通道i(a7)、高压气相冷剂通道i(a8)、返流冷剂通道(a9)、高压液相冷剂通道i(a10)、原料气通道ii(a11)、高压气相冷剂通道ii(a12)、高压液相冷剂通道ii(a13)、lng通道i(a14)、lng通道ii(a15)、lng通道iii(a16)、富甲烷通道i(a17)和富甲烷通道ii(a18),所述的塔顶冷凝器(12)内设置有富一氧化碳通道ii(b1)和返流低压氮气通道ii(b2),所述的原料气i通道(a2)的进口与外界净化后的原料气管线连接,原料气i通道(a2)的出口与重烃分离器(2)进料口(2-a)连接,所述的重烃分离器(2)底部液相出口(2-c)与低温闪蒸罐(3)进料口(3-a)连接,所述的低温闪蒸罐(3)顶部气相出口(3-b)与闪蒸气通道(a1)入口连接,所述的闪蒸气通道(a1)出口与外界外输闪蒸气管线连接,所述的低温闪蒸罐(3)底部液相出口(3-c)与lng通道i(a14)入口相接,所述的lng通道i(a14)出口与外界lng去储存单元管线相接,所述的重烃分离器(2)顶部气相出口(2-b)与原料气通道ii(a11)入口相接,所述的原料气通道ii(a11)出口与低温分离器(5)进料口(5-a)连接,所述的低温分离器(5)顶部气相出口(5-b)与甲烷洗涤塔(6)进料口(6-a)连接,所述的低温分离器(5)底部液相出口(5-c)与富甲烷通道ii(a18)入口相接,所述的富甲烷通道ii(a18)出口与氢汽提塔(7)进料口(7-a)连接,所述的甲烷洗涤塔(6)顶部气相出口(6-b)与高压氢气通道(a3)入口连接,所述的高压氢气通道(a3)出口与外界高压氢气管线相接,所述的甲烷洗涤塔(6)底部液相出口(6-c)与氢汽提塔(7)进料口(7-b)连接,所述的氢汽提塔(7)顶部气相出口(7-d)与中压氢气通道(a4)入口连接,所述的中压氢气通道(a4)出口与外界中压氢气管线相接,所述的氢汽提塔(7)底部液相出口管线分为富甲烷管线i(201)和富甲烷管线ii(202),所述的富甲烷通道i(a17)入口与富甲烷管线i(201)相接,所述的富甲烷通道i(a17)出口与一氧化碳/甲烷分离塔(9)进料口(9-a)连接,所述的富甲烷管线ii(202)与一氧化碳/甲烷分离塔(9)进料口(9-b)连接,所述的一氧化碳/甲烷分离塔(9)顶部气相出口(9-c)与塔顶冷凝器(12)的富一氧化碳通道ii(b1)入口管线相接,所述的富一氧化碳通道ii(b1)出口与回流罐(11)进料口(11-a)连接,所述的回流罐(11)底部液相出口(11-b)与一氧化碳/甲烷分离塔(9)进料口(9-d)连接,所述的回流罐(11)顶部气相出口(11-c)与富一氧化碳通道i(a5)入口相接,所述的富一氧化碳通道i(a5)出口与界外富一氧化碳管线相接,所述的一氧化碳/甲烷分离塔(9)底部液相出口管线分为lng洗涤液管线(203)和lng产品管线i(204),所述的液态甲烷泵(13)入口与lng洗涤液管线(203)相接,所述的液态甲烷泵(13)出口与lng通道iii(a16)入口相接,所述的lng通道iii(a16)出口分为lng洗涤液去氢汽提塔管线(205)和lng洗涤液去甲烷洗涤塔管线(206),所述的lng洗涤液去氢汽提塔管线(205)与氢汽提塔(7)进料口(7-c)连接,所述的lng洗涤液去甲烷洗涤塔管线(206)与甲烷洗涤塔(6)进料口(6-d)连接,所述的混合冷剂压缩机系统(15)高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道i(a10)入口相接,所述的高压液相冷剂通道i(a10)出口与返流冷剂通道(a9)的第一管口(a9-a)相接,所述的混合冷剂压缩机系统(15)高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道i(a8)入口相接,所述的高压气相冷剂通道i(a8)出口与mrc低温分离器(4)进料口(4-a)相接,所述的mrc低温分离器(4)底部液相出口(4-b)与高压液相冷剂通道ii通道(a13)入口相接,所述的高压液相冷剂通道ii通道(a13)出口与塔底再沸器(10)入口相接,所述的塔底再沸器(10)出口与返流冷剂通道(a9)的第二管口(a9-b)相接,所述的mrc低温分离器(4)顶部气相出口(4-c)与高压气相冷剂通道ii(a12)入口相接,所述的高压气相冷剂通道ii(a12)出口与氢汽提塔再沸器(8)入口相接,所述的氢汽提塔再沸器(8)出口与返流冷剂通道(a9)的第三管口(a9-c)相接,所述的返流冷剂通道(a9)出口与混合冷剂压缩机系统(15)入口相接;所述的氮气压缩系统(14)出口与高压氮气通道i(a6)入口相接,所述的高压氮气通道i(a6)出口与返流低压氮气通道i通道(b2)入口相接,所述的返流低压氮气通道ii(b2)出口与返流低压氮气通道i(a7)入口相接,所述的返流低压氮气通道i(a7)出口与氮气压缩系统(14)入口相接。

2.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置,其特征在于,所述的甲烷洗涤塔(6)、氢汽提塔(7)和一氧化碳/甲烷分离塔(9)为填料塔或板式塔;所述的氢汽提塔再沸器(8)和塔底再沸器(10)能内置也能外置。

3.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置,其特征在于,所述的返流冷剂通道(a9)的第一管口(a9-a)入口的管线设置调节阀a(101),所述的返流冷剂通道(a9)的第二管口(a9-b)入口的管线设置调节阀b(102),所述的返流冷剂通道(a9)的第三管口(a9-c)入口的管线设置调节阀c(103)。

4.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置,其特征在于,所述的低温闪蒸罐(3)顶部气相出口(3-b)管线设置调节阀d(104),用于调节低温闪蒸罐(3)的压力;所述的重烃分离器(2)底部液相出口(2-c)管线设置调节阀e(105),用于控制重烃分离器(2)底部液位;所述的低温分离器(5)底部液相出口(5-c)管线设置调节阀h(108),用于控制低温分离器(5)底部液位。

5.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置,其特征在于,所述的lng通道i(a14)出口管线设置调节阀f(106),用于控制低温闪蒸罐(3)底部液位;所述的lng通道ii(a15)出口管线设置调节阀g(107),用于控制一氧化碳/甲烷分离塔(9)底部液位。

6.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置,其特征在于,所述的甲烷洗涤塔(6)顶部气相出口(6-b)管线设置调节阀i(109),用于控制甲烷洗涤塔(6)底部液位;所述的甲烷洗涤塔(6)进料口(6-d)管线设置调节阀j(110),用于控制甲烷洗涤塔(6)的洗涤液过冷lng进入甲烷洗涤塔(6)流量;所述的甲烷洗涤塔(6)底部液相出口(6-c)设置调节阀l(112),用于控制甲烷洗涤塔(6)底部液相液位。

7.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置,其特征在于,所述的氢汽提塔(7)进料口(7-c)管线设置调节阀k(111),用于控制氢汽提塔(7)的洗涤液过冷lng进入氢汽提塔(7)流量;所述的氢汽提塔(7)底部液相出口管线富甲烷管线i(201)设置调节阀n(114),用于控制氢汽提塔(7)底部液体去富甲烷通道i(a17)流量;所述的氢汽提塔(7)底部液相出口管线富甲烷管线ii(202)设置调节阀o(115),用于控制氢汽提塔(7)底部液位;所述的氢汽提塔(7)顶部气相出口(7-d)管线设置调节阀q(117),用于控制氢汽提塔(7)压力。

8.根据权利要求1所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的装置,其特征在于,所述的氢汽提塔再沸器(8)进口管线和出口管线之间设置调节阀m(113),用于控制lng进入氢汽提塔(7)塔釜温度;所述的塔底再沸器(10)进口管线和出口管线之间设置调节阀p(116),用于控制一氧化碳/甲烷分离塔(9)塔釜温度;所述的回流罐(11)顶部气相出口(11-c)管线设置调节阀r(118),用于控制一氧化碳/甲烷分离塔(9)压力;所述的返流低压氮气通道ii(b2)入口管线设置调节阀s(119),用于控制富一氧化碳气出富一氧化碳通道ii(b1)温度;所述的流低压氮气通道ii(b2)入口管线和出口管线设置调节阀s(120),用于控制lng出lng通道iii(a16)、原料气出原料气通道ii(a11)和高压氮气出高压氮气通道i(a6)的温度。

9.一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的方法,其特征在于,包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的一种利用低温甲烷洗制取氢气联产lng的方法,其特征在于,所述s1中低温闪蒸罐(3)分离的液相主要为乙烷、乙烯、丙烷和丁烷, lng通道i(a14)中过冷温度为-162℃,原料气通道ii(a11)冷却温度为-180℃,富甲烷通道ii(a18)中复温温度为-163℃;所述s2中过冷温度为-180℃;所述s3、s4中洗涤液为来自一氧化碳/甲烷分离塔(9)底部精馏产生的被冷却至-180℃的lng;原料气和氮气的冷凝和液化、以及lng的液化和过冷是由混合冷剂制冷循环提供了冷量;原料气的深冷分离是由氮气循环提供冷量。


技术总结
本发明公开了一种利用低温甲烷洗制取氢气联产LNG的装置和方法。以净化后的焦炉煤气作为原料,深冷液化分离制取产品LNG,采用一氧化碳/甲烷分离塔精馏分离的LNG进行过冷,对富氢气低温甲烷洗涤制取纯度大于97%的氢气,有效地降低了PSA提氢气的符合,减少了投资。另外,低温甲烷洗将富氢气中的CO洗涤到一氧化碳/甲烷分离塔进行精馏,塔顶得到富CO,大大增加了CO的收率,为下游的乙二醇合成装置提供原料,本发明具有工艺流程短、原料气利用率高,氢气和CO收率高,能耗低,投资合理等优点。

技术研发人员:马忠,曹卫华,文向南
受保护的技术使用者:四川蜀道装备科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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