專利名稱：從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備。
背景技術(shù)：
焦?fàn)t煤氣又稱煉焦煤氣，其主要成分為含量55%左右的氫氣、含量約25%左右的甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)和氮?dú)?N2)的含量約20%。由于焦?fàn)t氣富含氫氣、甲烷與一氧化碳，焦?fàn)t氣綜合利用有二種方法，其一是可通過甲烷化反應(yīng)來提高熱值， 使絕大部分一氧化碳、二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷，可以得到甲烷體積分?jǐn)?shù)40-50%以上的合成天然氣，再經(jīng)液化得到液化天然氣(LNG)；其二是將焦?fàn)t煤氣中甲烷提取后，聯(lián)產(chǎn)一氧化碳?xì)怏w，再將氫氣與一氧化碳合成甲醇。焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣聯(lián)產(chǎn)甲醇裝置，具有投資小， 消耗低，無污染、能量利用率高、產(chǎn)品市場前景好等優(yōu)勢，是焦化企業(yè)煤氣利用的較佳選擇。焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣聯(lián)產(chǎn)甲醇裝置，其設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于既要低能耗生產(chǎn)LNG，又要兼顧提取較高純度一氧化碳用于合成甲醇。一氧化碳中的氮?dú)?、甲烷等雜質(zhì)對于合成甲醇來說屬于惰性氣體，其存在將抑制甲醇合成反應(yīng)增加能耗。而一氧化碳與氮?dú)獬合路悬c(diǎn)很接近分離功耗高。傳統(tǒng)方法低溫液化系統(tǒng)僅考慮生產(chǎn)LNG，富含氫氣、一氧化碳的尾氣出冷箱后采用非低溫方法如PSA法或膜分離法生產(chǎn)一氧化碳，不但流程過長投資大且一氧化碳純度低。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種可靠性好、效率高、運(yùn)行費(fèi)用低的從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備，其組成包括冷箱中的主換熱器，主換熱器分別連接混合制冷劑壓縮制冷系統(tǒng)及氮?dú)鈮嚎s制冷系統(tǒng)；主換熱器經(jīng)管路連接高壓精餾塔，高壓精餾塔的塔底具有再沸器，再沸器經(jīng)管路連接所述的主換熱器后連接液化天然氣貯槽；高壓精餾塔順次連接主冷凝蒸發(fā)器和低壓精餾塔，所述的主冷凝蒸發(fā)器連接分離器及其氣體輸出管路；所述的低壓精餾塔經(jīng)管路連接冷凝器，所述的冷凝器輸出管路經(jīng)過過冷器連接到所述的主換熱器后連接到尾氣輸出管路。所述的從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備，所述的混合制冷劑壓縮制冷系統(tǒng)包括混合制冷劑壓縮機(jī)，所述的混合制冷劑壓縮機(jī)通過混合制冷劑管道連接所述的主換熱器，從所述的主換熱器的中部抽出的混合制冷劑的管路連接所述的再沸器，從所述的再沸器輸出的所述的混合制冷劑的管路通過管道連接所述的主換熱器，最后復(fù)熱后的介質(zhì)管道連接所述的混合制冷劑壓縮機(jī)形成循環(huán)。所述的從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣的設(shè)備，所述的氮?dú)鈮嚎s制冷系統(tǒng)包括氮?dú)鈮嚎s機(jī)，所述的氮?dú)鈮嚎s機(jī)將氮?dú)鈮嚎s后通過管道連接所述的主換熱器，冷卻后的天氣管路經(jīng)節(jié)流閥連接到所述的冷凝器，從所述的冷凝器輸出的氮?dú)獾墓艿肋B接所述的過冷器， 從所述的過冷器輸出的介質(zhì)管道連接所述的氮?dú)鈮嚎s機(jī)形成循環(huán)。有益效果[0013]1.本實(shí)用新型將高、低壓塔巧妙的用一臺(tái)冷凝蒸發(fā)器耦合起來，高壓塔頂部氫-氮?dú)?一氧化碳?xì)怏w作為熱介質(zhì)通過冷凝蒸發(fā)器被低壓塔底部液態(tài)一氧化碳冷凝，而低壓塔底部液態(tài)一氧化碳作為冷介質(zhì)則被蒸發(fā)，通過調(diào)整高壓塔壓力及塔頂排出量可方便的調(diào)整冷凝溫度適應(yīng)冷凝蒸發(fā)器工況。2、本實(shí)用新型流程簡單二只塔就可獲得LNG產(chǎn)品及一氧化碳產(chǎn)品。3、能耗低由于生產(chǎn)LNG是在高壓塔完成，適應(yīng)了甲烷與其它氣體沸點(diǎn)相差懸殊易于精餾的特點(diǎn)，原料氣壓力無損失；高壓塔的液體過冷后進(jìn)入低壓塔，節(jié)流閥損失小，一氧化碳在低壓塔精餾獲得，適應(yīng)了一氧化碳與氮?dú)夥悬c(diǎn)差別小不易精餾的特點(diǎn)，采用阻力小的高理論塔數(shù)規(guī)整填料塔可獲得高純度一氧化碳。


附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備，其組成包括冷箱中的主換熱器1，主換熱器分別連接混合制冷劑壓縮制冷系統(tǒng)及氮?dú)鈮嚎s制冷系統(tǒng)；主換熱器經(jīng)管路連接高壓精餾塔2，高壓精餾塔的塔底具有再沸器3，再沸器經(jīng)管路連接所述的主換熱器后連接液化天然氣貯槽4 ；高壓精餾塔順次連接主冷凝蒸發(fā)器5和低壓精餾塔6，所述的主冷凝蒸發(fā)器連接分離器7及其氣體輸出管路8 ；所述的低壓精餾塔經(jīng)管路連接冷凝器9，所述的冷凝器輸出管路經(jīng)過過冷器10連接到所述的主換熱器后連接到尾氣輸出管路11。實(shí)施例2:所述的從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備，所述的混合制冷劑壓縮制冷系統(tǒng)包括混合制冷劑壓縮機(jī)13，所述的混合制冷劑壓縮機(jī)通過混合制冷劑管道連接所述的主換熱器，從所述的主換熱器的中部抽出的混合制冷劑的管路連接所述的再沸器，從所述的再沸器輸出的所述的混合制冷劑的管路通過管道連接所述的主換熱器，最后復(fù)熱后的介質(zhì)管道連接所述的混合制冷劑壓縮機(jī)形成循環(huán)。實(shí)施例3 所述的從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣的設(shè)備，所述的氮?dú)鈮嚎s制冷系統(tǒng)包括氮?dú)鈮嚎s機(jī)12，所述的氮?dú)鈮嚎s機(jī)將氮?dú)鈮嚎s后通過管道連接所述的主換熱器，冷卻后的天氣管路經(jīng)節(jié)流閥連接到所述的冷凝器，從所述的冷凝器輸出的氮?dú)獾墓艿肋B接所述的過冷器，從所述的過冷器輸出的介質(zhì)管道連接所述的氮?dú)鈮嚎s機(jī)形成循環(huán)。工作過程利用上述設(shè)備從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的過程凈化后的焦?fàn)t氣進(jìn)入冷箱內(nèi)的主換熱器被返流的低溫介質(zhì)冷卻， 在-150°C -170°C下以接近全液態(tài)進(jìn)入高壓塔中部進(jìn)行精餾，塔釜獲得LNG經(jīng)主換熱器冷段過冷后經(jīng)節(jié)流閥減壓至貯罐壓力送至常壓LNG貯罐中儲(chǔ)存；塔頂部抽出富含氫氣、氮?dú)狻?及一氧化碳的汽液混合物經(jīng)分離器分離后，氣相經(jīng)主換熱器復(fù)熱后送出冷箱，可進(jìn)一步提取氫氣或作為燃料。液態(tài)中一部分經(jīng)過冷器被過冷后經(jīng)節(jié)流閥減壓后，進(jìn)入低壓精餾塔中部參加精餾；另一部分液體靠重力回流到高壓塔頂部作為高壓塔回流液。低壓塔底部獲得液態(tài)一氧化碳在主冷凝蒸發(fā)器被高壓塔頂部氫-氮?dú)?一氧化碳?xì)怏w加熱氣化后抽出，經(jīng)
4主換熱器復(fù)熱后，送出冷箱作為合成甲醇原料；低壓塔塔頂部氣體進(jìn)入冷凝器被液氮冷凝后成為汽液混合物，液態(tài)靠重力返回低壓塔頂部作為回流液，排出富含氮?dú)狻錃?、及少量一氧化碳的尾氣，這部分氣體與塔頂冷凝器蒸發(fā)的氮?dú)膺M(jìn)入過冷器，去冷卻氮-氫-一氧化碳混合液體，尾氣經(jīng)主換熱器復(fù)熱送出冷箱，混合制冷劑在主換熱器中部-70°C -90°C下抽出，進(jìn)入高壓精餾塔底部再沸器作為熱源加熱塔低部LNG，高壓制冷劑冷卻后回到主換熱器，繼續(xù)冷卻到157°C的過冷液體，經(jīng)節(jié)流閥減壓降溫后，冷卻主換熱器各熱流體被復(fù)熱后出冷箱進(jìn)入混合制冷劑壓縮機(jī)循環(huán)壓縮，氮?dú)饨?jīng)低溫氮?dú)鈮嚎s機(jī)壓縮到1. 5^2. OMPa，進(jìn)入主換熱器中部冷卻為-160°C --170°C的過冷液體后，通過液氮節(jié)流閥減壓至0. 12MPa，為低壓精餾塔頂部冷凝器提供冷源，被加熱蒸發(fā)后再經(jīng)過冷器過熱后循環(huán)壓縮。所述的混合制冷劑壓縮制冷系統(tǒng)中所使用的混合制冷劑由甲烷、乙烯、丙烷、異丁烷和氮?dú)饣旌隙?。出冷箱的混合制冷劑?. 28MPa下進(jìn)入混合制冷劑壓縮機(jī)，被壓縮至 3. 并冷卻后進(jìn)入主換熱器，混合制冷劑在主換熱器中部-70°C -90°C下抽出，進(jìn)入高壓精餾塔底部再沸器作為熱源加熱塔低部LNG，高壓制冷劑冷卻到-95°C -110°C后回到主換熱器，繼續(xù)冷卻到-157°C過冷液體后經(jīng)節(jié)流閥減壓至0. 33MPa降溫后，冷卻主換熱器各熱流體被復(fù)熱后出冷箱進(jìn)入混合制冷劑壓縮機(jī)循環(huán)壓縮。所述的氮?dú)鈮嚎s制冷系統(tǒng)中中所使用的工質(zhì)為氮?dú)饣蛘呒淄楹繛?09Γ40%的氮和甲烷的混合氣體。氮?dú)饨?jīng)低溫氮?dú)鈮嚎s機(jī)壓縮到1. 5^2. OMI^a后，進(jìn)入主換熱器中部冷卻為-160°C --170°C的過冷液體后，通過液氮節(jié)流閥減壓至0. 12MPa，為低壓精餾塔頂部冷凝器提供冷源，被加熱蒸發(fā)后再經(jīng)過冷器過熱后循環(huán)壓縮。
權(quán)利要求1.一種從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備，其組成包括冷箱中的主換熱器，其特征是主換熱器分別連接混合制冷劑壓縮制冷系統(tǒng)及氮?dú)鈮嚎s制冷系統(tǒng)；主換熱器經(jīng)管路連接高壓精餾塔，高壓精餾塔的塔底具有再沸器，再沸器經(jīng)管路連接所述的主換熱器后連接液化天然氣貯槽；高壓精餾塔順次連接主冷凝蒸發(fā)器和低壓精餾塔，所述的主冷凝蒸發(fā)器連接分離器及其氣體輸出管路；所述的低壓精餾塔經(jīng)管路連接冷凝器，所述的冷凝器輸出管路經(jīng)過過冷器連接到所述的主換熱器后連接到尾氣輸出管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備，其特征是所述的混合制冷劑壓縮制冷系統(tǒng)包括混合制冷劑壓縮機(jī)，所述的混合制冷劑壓縮機(jī)通過混合制冷劑管道連接所述的主換熱器，從所述的主換熱器的中部抽出的混合制冷劑的管路連接所述的再沸器，從所述的再沸器輸出的所述的混合制冷劑的管路通過管道連接所述的主換熱器，最后復(fù)熱后的介質(zhì)管道連接所述的混合制冷劑壓縮機(jī)形成循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備，其特征是所述的氮?dú)鈮嚎s制冷系統(tǒng)包括氮?dú)鈮嚎s機(jī)，所述的氮?dú)鈮嚎s機(jī)將氮?dú)鈮嚎s后通過管道連接所述的主換熱器，冷卻后的氮?dú)夤苈方?jīng)節(jié)流閥連接到所述的冷凝器，從所述的冷凝器輸出的氮?dú)獾墓艿肋B接所述的過冷器，從所述的過冷器輸出的介質(zhì)管道連接所述的氮?dú)鈮嚎s機(jī)形成循環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳的設(shè)備。傳統(tǒng)的低溫液化系統(tǒng)流程過長投資大且一氧化碳純度低。本實(shí)用新型的組成包括冷箱中的主換熱器(1)，主換熱器分別連接混合制冷劑壓縮制冷系統(tǒng)及氮?dú)鈮嚎s制冷系統(tǒng)；主換熱器經(jīng)管路連接高壓精餾塔(2)，高壓精餾塔的塔底具有再沸器(3)，再沸器經(jīng)管路連接所述的主換熱器后連接液化天然氣貯槽(4)；高壓精餾塔順次連接主冷凝蒸發(fā)器(5)和低壓精餾塔(6)，所述的主冷凝蒸發(fā)器連接分離器(7)及其氣體輸出管路(8)；所述的低壓精餾塔經(jīng)管路連接冷凝器(9)，所述的冷凝器輸出管路經(jīng)過過冷器(10)連接到所述的主換熱器后連接到尾氣輸出管路(11)。本實(shí)用新型用于從焦?fàn)t煤氣中制取液態(tài)天然氣及一氧化碳。
文檔編號(hào)C10L3/00GK202267322SQ20112036046
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月24日
發(fā)明者于艷君, 楊光達(dá), 趙德泉 申請人:遼寧哈深冷氣體液化設(shè)備有限公司