一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法和裝置；其中方法包括凈化操作、壓縮操作、液化操作以及儲存操作；裝置包括凈化單元、壓縮單元、液化單元、儲存單元以及放散單元。用于將原料氣進行操作，并將凈化后的氣體輸送給液化單元；壓縮單元，用于將氮氣進行增壓冷卻操作，并通過膨脹制冷后的低溫氣體輸送至液化單元；液化單元，用于接收來自凈化單元的原料氣和來自壓縮單元的低溫氣體；控制原料氣經(jīng)低溫氣體冷卻后進行分離操作，并將分離處的LNG輸送給儲存單元；應用本發(fā)明能夠在膜提氫尾氣中回收大量的甲烷，能夠有效提高企業(yè)的節(jié)能措施，降低企業(yè)的資源消耗，提高企業(yè)的能源綜合利用。
【專利說明】一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及甲烷回收術領域，尤其是一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法和裝置?！颈尘凹夹g】
[0002]目前，隨著人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，對于能源的利用也不同于以往的年代，所以，現(xiàn)在很多地區(qū)都大力地提倡能源的節(jié)能降耗，減少能源的損耗，增加能源的利用效率，不僅可以更好的造福于人類的子孫后代，更是積極地響應了國家關于可持續(xù)性發(fā)展的指導思想。調(diào)查顯示，多年來大氣中的甲烷濃度增加了一倍以上，主要是由人類活動造成的。甲烷阻止熱量從大氣層散發(fā)的能力比二氧化碳高23倍，因此減少甲烷排放并及時回收甲烷是解決全球變暖問題在短期內(nèi)即能見效的良好途徑。
[0003]其中，回收利用甲烷作為清潔能源，不僅能減少全球甲烷排放，還增進煤礦等生產(chǎn)安全系數(shù)，改善當?shù)氐目諝赓|(zhì)量。甲烷市場化是新時期人類的一個明智的選擇，對于鞏固經(jīng)濟增長、促進能源安全、改善環(huán)境以及減少溫室氣體排放，都是一件非常有益的事。現(xiàn)有技術中，針對膜提氫尾氣中并沒有進行一個很好的回收處理，尤其是針對膜提氫尾氣中的甲烷回收操作并沒有一個行之有效的辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術問題是提供一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法和裝置；能夠在膜提氫尾氣中回收大量的甲烷，能夠有效提高企業(yè)的節(jié)能措施，降低企業(yè)的資源消耗，提高企業(yè)的能源綜合利用。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法，其特征在于；包括凈化操作、壓縮操作、液化操作以及儲存操作；其中，
[0006]凈化操作，用于將原料氣進行操作，并將凈化后的氣體輸送給液化操作；
[0007]壓縮操作，用于將氮氣進行增壓冷卻操作，并通過膨脹制冷后的低溫氣體輸送至液化操作；
[0008]液化操作，用于接收來自凈化操作的原料氣和來自壓縮操作的低溫氣體；控制原料氣經(jīng)低溫氣體冷卻后進行分離操作，并將分離處的LNG輸送給儲存操作；
[0009]儲存操作，用于將液化操作輸出的LNG儲存回收。
[0010]上述膜提氫尾氣中回收甲烷的方法還可具有如下特點；還包括放散操作；其中，
[0011]放散操作，用于將裝置中的廢氣集中進行高空排放操作。
[0012]上述膜提氫尾氣中回收甲烷的方法還可具有如下特點；所述凈化操作包括干燥塔和過濾器；
[0013]所述原料氣經(jīng)干燥塔后除去H2O,經(jīng)過濾器進行粉塵預處理后進入液化操作。
[0014]上述膜提氫尾氣中回收甲烷的方法還可具有如下特點；所述壓縮操作包括壓縮機、冷卻器和緩沖罐；
[0015]所述氮氣經(jīng)氮氣緩沖罐進行緩沖操作后，進入壓縮機進行升壓操作，升壓操作完成后進入冷卻器進行冷卻操作，冷去操作后的低溫氣體輸送至液化操作作為制冷劑使用。
[0016]上述膜提氫尾氣中回收甲烷的方法還可具有如下特點；所述液化操作包括換熱器、氣液分離罐和精餾塔；
[0017]所述原料氣在所述低溫氣體的作用下進行冷卻操作，冷卻后進入氣液分離罐進行分離操作，分理處的氣體進入精餾塔后從塔頂輸出氫氣和氮氣，從塔底輸出LNG產(chǎn)品并輸送給儲存操作。
[0018]上述膜提氫尾氣中回收甲烷的方法還可具有如下特點；所述儲存操作包括LNG儲存罐。
[0019]上述膜提氫尾氣中回收甲烷的方法還可具有如下特點；所述放散操作包括放散塔。[0020]相應的，本發(fā)明還提供了一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法的裝置，其特征在于；包括凈化單元、壓縮單元、液化單元以及儲存單元、放散單元；其中，
[0021]凈化單元，用于將原料氣進行操作，并將凈化后的氣體輸送給液化單元；
[0022]壓縮單元，用于將氮氣進行增壓冷卻操作，并通過膨脹制冷后的低溫氣體輸送至液化單元；
[0023]液化單元，用于接收來自凈化單元的原料氣和來自壓縮單元的低溫氣體；控制原料氣經(jīng)低溫氣體冷卻后進行分離操作，并將分離處的LNG輸送給儲存單元；
[0024]儲存單元，用于將液化單元輸出的LNG儲存回收。
[0025]放散單元，用于將裝置中的廢氣集中進行高空排放操作。
[0026]上述膜提氫尾氣中回收甲烷裝置還可具有如下特點；所述凈化單元包括干燥塔和過濾器；
[0027]所述原料氣經(jīng)干燥塔后除去H2O,經(jīng)過濾器進行粉塵預處理后進入液化單元。
[0028]上述膜提氫尾氣中回收甲烷裝置還可具有如下特點；所述壓縮單元包括壓縮機、冷卻器和緩沖罐；
[0029]所述氮氣經(jīng)氮氣緩沖罐進行緩沖操作后，進入壓縮機進行升壓操作，升壓操作完成后進入冷卻器進行冷卻操作，冷去操作后的低溫氣體輸送至液化單元作為制冷劑使用。
[0030]上述膜提氫尾氣中回收甲烷裝置還可具有如下特點；所述液化單元包括換熱器、氣液分離罐和精餾塔；
[0031]所述原料氣在所述低溫氣體的作用下進行冷卻操作，冷卻后進入氣液分離罐進行分離操作，分理處的氣體進入精餾塔后從塔頂輸出氫氣和氮氣，從塔底輸出LNG產(chǎn)品并輸送給儲存單元。上述膜提氫尾氣中回收甲烷裝置還可具有如下特點；上述膜提氫尾氣中回收甲烷裝置還可具有如下特點；
[0032]本發(fā)明上述技術方案具有如下有益特點:
[0033]本發(fā)明通過用于將原料氣進行操作并將凈化后的氣體輸送給液化操作的凈化操作，用于將氮氣進行增壓冷卻操作并通過膨脹制冷后的低溫氣體輸送至液化操作的壓縮操作，用于接收來自凈化操作的原料氣和來自壓縮操作的低溫氣體、控制原料氣經(jīng)低溫氣體冷卻后進行分離操作并將分離處的LNG輸送給儲存操作的液化操作；用于將液化操作輸出的LNG儲存回收的儲存操作；應用本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)甲烷的有效回收，能夠有效提高企業(yè)的節(jié)能措施，降低企業(yè)的資源消耗，提高企業(yè)的能源綜合利用。[0034]本申請的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本申請而了解。本申請的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明的壓縮操作示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
[0038]本發(fā)明提供了一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法和裝置，包括凈化操作、壓縮操作、液化操作以及儲存操作；其中，
[0039]凈化操作，用于將原料氣進行操作，并將凈化后的氣體輸送給進行液化操作；凈化操作可以包括干燥塔和過濾器；原料氣經(jīng)干燥塔后除去H2O,經(jīng)過濾器進行粉塵預處理后進入液化操作。
[0040]具體操作中，本發(fā)明具體實施中工藝流程如下:
[0041]本發(fā)明采用對富含CH4的膜提氫尾氣提純開發(fā)的TJSMN工藝流程，即采用氮氣膨脹制冷液化技術、低溫精餾塔分離技術生產(chǎn)高純度的LNG產(chǎn)品。
[0042]其中，制冷系統(tǒng)采用TJSMN單循環(huán)制冷工藝。TJSMN制冷循環(huán)工藝流程采用氮氣膨脹制冷。氮氣經(jīng)壓縮機C1201增壓冷卻到0.8MPaG、40°C，然后進入冷箱被冷卻到_140°C，然后進入膨脹機膨脹制冷獲得_185°C低溫氣體后返回液化冷箱，預冷原料氣、液化甲烷。
[0043]該單元的主要任務是:來自界區(qū)的原料氣首先進入分子篩脫水干燥系統(tǒng)在滿足凈化指標要求后進入液化冷箱。具體設備以及參數(shù)如下:
[0044]I)干燥塔
[0045]干燥塔主要用來吸附原料氣中的微量H20，防止H20在低溫工藝過程中堵塞板翅換熱器。
[0046]數(shù)量:2臺
[0047]型式:立式
[0048]工作介質(zhì):原料氣
[0049]工作壓力:3.8MPaG
[0050]工作溫度:35°C
[0051]吸附劑型式:4A分子篩
[0052]工作周期8h
[0053]材質(zhì):Q:345R
[0054]尺寸:Φ1000X3000
[0055]2)再生氣加熱器
[0056]再生氣加熱器用來加熱再生分子篩用的氣體[0057]數(shù)量:1臺
[0058]管程介質(zhì):局溫蒸汽
[0059]管程進口溫度:2.5MPaG中壓飽和蒸汽
[0060]管程出口溫度:冷凝蒸汽
[0061]殼程介質(zhì):再生氣(富氮氣)
[0062]工作壓力:0.07MPaG
[0063]殼程進口溫度:40°C
[0064]出口溫度:240°C
[0065]材質(zhì):Q:345R
[0066]3)管道過濾器
[0067]過濾器主要用來過濾預處理過程中的分子篩粉塵進入鋁制板翅式換熱器，堵塞低溫設備。
[0068]數(shù)量:2臺
[0069]型式:立式
[0070]工作介質(zhì):原料氣
[0071]工作壓力:3.8MPaG
[0072]工作溫度:40°C
[0073]過濾精度:0.125mm
[0074]其中，壓縮操作，用于將氮氣進行增壓冷卻操作，并通過膨脹制冷后的低溫氣體輸送至液化操作；如圖2所示，壓縮操作可以包括壓縮機2、冷卻器3和緩沖罐I ;氮氣經(jīng)氮氣緩沖罐進行緩沖操作后，進入壓縮機進行升壓操作，升壓操作完成后進入冷卻器進行冷卻操作，冷去操作后的低溫氣體輸送至液化操作作為制冷劑使用。
[0075]具體操作中，制冷壓縮操作由單循環(huán)氮氣壓縮機、水冷卻器及氮氣緩沖罐組成。
[0076]來自冷箱換熱器的低壓氮氣進入氮氣緩沖罐，然后進入氮氣壓縮機升壓至
0.8MPaG，然后進入水冷卻器冷卻，出水冷卻器后進入冷箱預冷，然后進入膨脹機制冷端?；旌现评鋭┻M入制冷劑緩沖罐，然后進入制冷劑壓
[0077]制冷劑壓縮操作關鍵設備為氮氣壓縮機、其技術參數(shù)如下所示:
[0078]_
【權利要求】
1.一種膜提氫尾氣中回收甲烷的方法，其特征在于；包括凈化操作、壓縮操作、液化操作以及儲存操作；其中， 凈化操作，用于將原料氣進行操作，并將凈化后的氣體輸送至進行液化操作； 壓縮操作，用于將氮氣進行增壓冷卻操作，并通過膨脹制冷后的低溫氣體輸送至進行液化操作； 液化操作，用于接收來自凈化操作的原料氣和來自壓縮操作的低溫氣體；控制原料氣經(jīng)低溫氣體冷卻后進行分離操作，并將分離處的LNG輸送至進行儲存操作； 儲存操作，用于將液化操作輸出的LNG儲存回收。
2.根據(jù)權利要求1所述的膜提氫尾氣中回收甲烷的方法，其特征在于；還包括放散操作;其中， 放散操作，用于將裝置中的廢氣集中進行高空排放操作。
3.根據(jù)權利要求1所述的膜提氫尾氣中回收甲烷的方法，其特征在于；所述凈化操作采用干燥塔和過濾器實現(xiàn)； 所述原料氣經(jīng)干燥塔后除去H2O,經(jīng)過濾器進行粉塵預處理后進入液化操作。
4.根據(jù)權利要求1所述的膜提氫尾氣中回收甲烷的方法，其特征在于；所述壓縮操作采用壓縮機、冷卻器和 緩沖罐實現(xiàn)； 所述氮氣經(jīng)氮氣緩沖罐進行緩沖操作后，進入壓縮機進行升壓操作，升壓操作完成后進入冷卻器進行冷卻操作，冷去操作后的低溫氣體輸送至液化操作作為制冷劑使用。
5.根據(jù)權利要求1所述的膜提氫尾氣中回收甲烷的方法，其特征在于；所述液化操作采用換熱器、氣液分離罐和精餾塔實現(xiàn)； 所述原料氣在所述低溫氣體的作用下進行冷卻操作，冷卻后進入氣液分離罐進行分離操作，分理處的氣體進入精餾塔后從塔頂輸出氫氣和氮氣，從塔底輸出LNG產(chǎn)品并輸送給儲存操作。
6.一種膜提氫尾氣中回收甲烷的裝置，其特征在于；包括凈化單元、壓縮單元、液化單元、儲存單元以及放散單元；其中， 凈化單元，用于將原料氣進行操作，并將凈化后的氣體輸送給液化單元； 壓縮單元，用于將氮氣進行增壓冷卻操作，并通過膨脹制冷后的低溫氣體輸送至液化單元； 液化單元，用于接收來自凈化單元的原料氣和來自壓縮單元的低溫氣體；控制原料氣經(jīng)低溫氣體冷卻后進行分離操作，并將分離處的LNG輸送給儲存單元； 儲存單元，用于將液化單元輸出的LNG儲存回收。 放散單元，用于將裝置中的廢氣集中進行高空排放操作。
7.根據(jù)權利要求6所述的膜提氫尾氣中回收甲烷的裝置，其特征在于；所述凈化單元包括干燥塔和過濾器； 所述原料氣經(jīng)干燥塔后除去H2O,經(jīng)過濾器進行粉塵預處理后進入液化單元。
8.根據(jù)權利要求6所述的膜提氫尾氣中回收甲烷的裝置，其特征在于；所述壓縮單元包括壓縮機、冷卻器和緩沖罐； 所述氮氣經(jīng)氮氣緩沖罐進行緩沖操作后，進入壓縮機進行升壓操作，升壓操作完成后進入冷卻器進行冷卻操作，冷去操作后的低溫氣體輸送至液化單元作為制冷劑使用。
9.根據(jù)權利要求6所述的膜提氫尾氣中回收甲烷的裝置，其特征在于；所述液化單元包括換熱器、氣液分離罐和精餾塔； 所述原料氣在所述低溫氣體的作用下進行冷卻操作，冷卻后進入氣液分離罐進行分離操作，分理處的氣體進入精餾塔后從塔頂輸出氫氣和氮氣，從塔底輸出LNG產(chǎn)品并輸送給儲存單元。
【文檔編號】C07C7/13GK103925772SQ201310399814
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年8月25日 優(yōu)先權日:2013年8月25日
【發(fā)明者】翟道兵, 田維略, 陳繼峰, 劉寬勇, 余貴連 申請人:貴州興化化工股份有限公司