專利名稱：一種煤氣化裝置來原料氣的分離方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤氣化裝置來原料氣的分離方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前化工廠的煤氣化裝置來的原料氣，基本組分為CO、 CH4、 H2，由于其 中甲垸氣CH4的存在，對利用原料氣合成氨或合成甲醇非常不利，影響產(chǎn)品的 合成率并增加能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可有效分離、利用甲垸氣，具有環(huán)保、 節(jié)能、成本低特點的煤氣化裝置來原料氣的分離方法和裝置。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的煤氣化裝置來原料氣的分離方法，其特
征在于，包括如下步驟
(1) 經(jīng)凈化處理的原料合成氣在換熱器中冷卻到-165。C一-160。C;
(2) 經(jīng)冷卻的原料合成氣進(jìn)入洗滌塔，控制洗滌塔的回流比為0.05-0.1， 在塔頂獲得CH4含量小于等于1%的合成氣；
(3) 合成氣經(jīng)LNG過冷器和換熱器復(fù)熱后引出；
(4) 從洗滌塔底部引出主要含C0和CH4液相組分，節(jié)流后進(jìn)入CH4-CO 精鎦塔精餾；
(5) 從精鎦塔頂出來的部分氣體在精鎦塔塔頂?shù)睦淠?K601)中被冷凝， 冷凝的液體經(jīng)液體泵(COP601/2)加壓后一部分作為精鎦塔的回流液，另一部 分進(jìn)入洗滌塔作為洗滌塔的回流液；
(6) 從精鎦塔頂出來的另一部分氣體分別進(jìn)入換熱器復(fù)熱后作為低壓合 成氣引出；
(7) 精鎦塔塔底液體在再沸器中部分蒸發(fā)，氣體上升和回流液傳熱傳質(zhì)；
(8) 從精鎦塔底部取出CO小于等于0.5%的液態(tài)LNG產(chǎn)品，經(jīng)LNG過冷 器過冷后送入LNG貯槽。
更進(jìn)一步的改進(jìn)分離方法是，經(jīng)精鎦塔塔頂?shù)睦淠?K601)冷凝后的液體以 及從精餾塔頂部出來的另一部分氣體分別經(jīng)氣液分離器(LV601)分離后再分別 到液體泵和換熱器。通過分離液相中的氣體和氣相中的液體，可以避免對后續(xù) 工序的影響。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的煤氣化裝置來原料氣的分離裝置包括
(1) 洗滌塔；
(2) 換熱器；
4(3) 凈化系統(tǒng)，其用于將煤氣化裝置來原料氣經(jīng)凈化處理后送入所述換熱 器，之后被冷卻的氣體送入所述洗滌塔，在洗滌塔頂獲得CH4含量小于等于 1%的合成氣，洗滌塔塔底獲得主要含CO和CH4液相；
(4) LNG過冷器；上述合成氣經(jīng)LNG過冷器和上述換熱器復(fù)熱后引出；
(5) 冷凝器；
(6) 液體泵；
(7) 再沸器；
(8) CH4-CO精鎦塔；上述CO和CH4液相送入CH4-CO精鎦塔，從精鎦 塔頂出來的部分氣體在精鎦塔塔頂?shù)睦淠?K601)中被冷凝，冷凝的液體經(jīng)液 體泵(COP601/2)加壓后一部分作為精鎦塔的回流液，另一部分進(jìn)入洗滌塔作 為洗滌塔的回流液；另一部分從塔頂出來的氣體進(jìn)入上述換熱器復(fù)熱后作為低 壓合成氣引出；在精鎦塔塔底液體在再沸器內(nèi)部分蒸發(fā)，氣體上升和回流液傳 熱傳質(zhì)；
(9) LNG貯槽；從精鎦塔底部取出液態(tài)LNG產(chǎn)品(CO《0.5。/。)，在LNG 過冷器內(nèi)過冷后送入LNG貯槽；
(10) 管路連接上述各裝置。
作為一種改進(jìn)，本發(fā)明的分離裝置還包括氣液分離器，經(jīng)精鎦塔塔頂?shù)睦?凝器冷凝后的液體經(jīng)氣液分離器分離后再分別到液體泵和換熱器。
本發(fā)明由于采用雙塔流程，通過合理控制回流比，使深冷處理的原料氣進(jìn) 入洗滌塔后完成分離，大部分原料氣經(jīng)洗滌后形成甲垸含量低于1%的合成氣， 合成氣勿需增壓即可順利進(jìn)入下游的合成氣壓縮機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)合成氨或合成甲 醇；進(jìn)入CH4-CO精餾塔的液相流量小，與單塔流程相比減少分離功耗10%， 而且塔板數(shù)也可以減少；雙塔流程既解決了塔高的問題，同時又使從原料氣到 返回的合成氣阻力損耗可以最小，特別是通過將原料氣中的CH4組分分離出來 并液化為清潔能源LNG液化天然氣產(chǎn)品，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益;.本 發(fā)明廢氣排放量少、環(huán)保、節(jié)能。


圖示為本發(fā)明的煤氣化裝置來原料氣的分離方法和裝置。 圖中標(biāo)記E601:換熱器
ET601:增壓透平膨脹機(jī)
LV601:氣液分離器
T602: CHfCO精餾塔
K602:再沸器 E602: LNG過冷器
T601:洗滌塔
NC601:循環(huán)氮壓機(jī)
K601:冷凝器 C0P601/2液體泵
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理 解為本發(fā)明的上述主題的范圍僅限于下述實施例。
如圖所示，采用本發(fā)明的分離裝置進(jìn)行分離的方法包括如下步驟-
(1) 經(jīng)凈化處理的原料氣在換熱器E601中冷卻到-165'C—-16(TC;
(2) 經(jīng)冷卻的原料合成氣進(jìn)入洗滌塔T601，根據(jù)原料合成氣中甲垸的含量 控制洗滌塔的回流比為0.05-0.1;甲垸含量越高，回流比越大，作為本發(fā)明的 實施例當(dāng)甲烷含量為10%時，回流比為0.07，甲烷含量為12%時，回流比為 0.1 。以在塔頂獲得CH4含量小于等于1%的合成氣；
(3) 合成氣經(jīng)LNG過冷器E602和換熱器E601復(fù)熱后引出；
(4) 從洗滌塔底部引出主要含CO和CH4液相組分，節(jié)流后進(jìn)入CHrCO 精鎦塔T602精餾；
(5) 從精鎦塔頂出來的部分氣體在精鎦塔塔頂?shù)睦淠?K601)中被冷凝，
一部分冷凝液體做為回流液送入精鎦塔；另一部分冷凝液體經(jīng)氣液分離器 LV601分離后到液體泵COP601/2，經(jīng)加壓后一部分作為精鎦塔的回流液，一 部分進(jìn)入洗滌塔作為洗滌塔的回流液換熱器；
(6) 從精鎦塔頂出來的另一部分氣體經(jīng)氣液分離器LV601分離后進(jìn)入換 熱器E601復(fù)熱后作為低壓合成氣引出；
(7) 精鎦塔塔底液體在再沸器K602中部分蒸發(fā)，氣體上升和回流液傳熱
傳質(zhì)；
(8) 從精鎦塔底部取出CO小于等于0.5%的液態(tài)LNG產(chǎn)品，經(jīng)LNG過冷 器E602過冷后送入LNG貯槽。
如圖示還可知，分離方法中的冷量采用以下方法獲得，從空分設(shè)備引出氮 氣經(jīng)循環(huán)氮氣壓縮機(jī)NC601及透平膨脹機(jī)ET601增壓端增壓后，進(jìn)入換熱器 E601，在換熱器中被返流氣體冷卻到一定溫度中抽取大部分氮氣經(jīng)膨脹機(jī)膨脹
6制冷，再次進(jìn)入換熱器E601中回收冷量后進(jìn)入循環(huán)氮氣壓縮機(jī)；其余部分氮氣 在出換熱器后被冷卻成液體并過冷后分進(jìn)入CHfCO精鎦塔T602頂部冷凝器K601 提供冷量。蒸發(fā)的氮氣進(jìn)入換熱器E601，復(fù)熱后進(jìn)入循環(huán)氮氣壓縮機(jī)。
上述冷量的提供還可以通過空分設(shè)備的過冷器引出液氮作為冷凝器K601的 冷源，在冷凝器中蒸發(fā)復(fù)熱后進(jìn)入空分的換熱器進(jìn)一步復(fù)熱出冷箱；經(jīng)過對系 統(tǒng)之間的統(tǒng)一考慮，統(tǒng)一組織流程，保證空分設(shè)備和該分離裝置的完整結(jié)合， 能耗最優(yōu)；
本發(fā)明采用雙塔流程，避免了單塔塔高、成本高的問題，同時又使從原料 合成氣到引出的合成氣阻力損耗可以最小，與單塔流程相比減少分離功耗10%， 使引出的合成氣勿需增壓，即可順利進(jìn)入下游的合成氣壓縮機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)合成甲 醇和合成氨；同時LNG清潔能源作為副產(chǎn)品產(chǎn)出，減少廢氣的排放量，既環(huán)保 又節(jié)能，兼具經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；本發(fā)明裝置與煤化工流程銜接，形成煤炭 潔凈高效生產(chǎn)系統(tǒng)，是煤炭綜合利用，提高附加值的最有效最經(jīng)濟(jì)的途徑，符 合國家的產(chǎn)業(yè)政策，能源和環(huán)境保護(hù)政策。
需要說明的是雖然上述實施例已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明 并不限于上述實施例，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員從上述實施例中不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動 就可以想到的替換結(jié)構(gòu)和工藝步驟，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種煤氣化裝置來原料氣的分離方法，其特征在于，包括如下步驟(1)經(jīng)凈化處理的原料氣在換熱器(E601)中冷卻到-165℃—-160℃；(2)經(jīng)冷卻的原料合成氣進(jìn)入洗滌塔(T601)，控制洗滌塔的回流比為0.05-0.1，在塔頂獲得CH4含量小于等于1％的合成氣；(3)合成氣經(jīng)LNG過冷器(E602)和換熱器(E601)復(fù)熱后引出；(4)從洗滌塔底部引出主要含CO和CH4液相組分，節(jié)流后進(jìn)入CH4-CO精鎦塔(T602)精餾；(5)從精鎦塔頂出來的部分氣體在精鎦塔塔頂?shù)睦淠?K601)中被冷凝，冷凝的液體經(jīng)液體泵(COP601/2)加壓后一部分作為精鎦塔的回流液，另一部分進(jìn)入洗滌塔作為洗滌塔的回流液；(6)從精鎦塔頂部出來的另一部分氣體進(jìn)入換熱器(E601)復(fù)熱后作為低壓合成氣引出；(7)精鎦塔塔底液體在再沸器(K602)中部分蒸發(fā)，氣體上升和回流液傳熱傳質(zhì)；(8)從精鎦塔底部取出CO小于等于0.5％的液態(tài)LNG產(chǎn)品，經(jīng)LNG過冷器(E602)過冷后送入LNG貯槽。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述經(jīng)精鎦塔塔頂?shù)睦淠?K601) 冷凝后的液體以及從精餾塔頂部出來的另一部分氣體分別經(jīng)氣液分離器(LV601)分離后再分別到液體泵(COP601/2)和換熱器(E601)。
3、 煤氣化裝置來原料氣的分離裝置，其特征在于包括(1) 洗滌塔(T601);(2) 換熱器(E601);(3) 凈化系統(tǒng)，用于將煤氣化裝置來原料氣經(jīng)凈化處理后送入所述換熱 器，之后被冷卻的氣體送入所述洗滌塔，在洗滌塔頂獲得CH4含量小于等于 1%的合成氣，洗滌塔塔底獲得主要含CO和CH4液相；(4) LNG過冷器(E602);上述合成氣經(jīng)LNG過冷器和上述換熱器(E601)復(fù)熱后引出；(5) 冷凝器(K601);(6) 液體泵(COP601/2);(7) 再沸器(K602);(8) CH4-CO精鎦塔(T602);上述CO和014液相送入CHrCO精鎦塔 (T602)，從精鎦塔頂出來的部分氣體在精鎦塔塔頂?shù)睦淠?K601)中被冷凝，冷凝的液體經(jīng)液體泵(COP601/2)加壓后一部分作為精鎦塔的回流液，另一部 分進(jìn)入洗滌塔作為洗滌塔的回流液；另一部分從塔頂出來的氣體進(jìn)入上述換熱器復(fù)熱后作為低壓合成氣引出；在精鎦塔塔底液體在再沸器(K602)內(nèi)部分蒸發(fā)，氣體上升和回流液傳熱傳質(zhì)；(9 ) LNG貯槽；從精鎦塔底部取出液態(tài)LNG產(chǎn)品，在LNG過冷器(E602) 內(nèi)過冷后送入LNG貯槽。
4、如權(quán)利要求3所述的分離裝置，其特征在于還包括氣液分離器(LV601 )， 所述經(jīng)精鎦塔塔頂?shù)睦淠?K601)冷凝后的液體以及從精餾塔頂部出來的另一 部分氣體分別經(jīng)氣液分離器(LV601)分離后再分別到液體泵(COP601/2)和 換熱器(E601)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤氣化裝置來的基本組分為一氧化碳，氫氣和甲烷的原料氣，將一氧化碳/氫氣分離成一股流體供下游作為合成氣，分離液化甲烷(LNG)為另一股流體進(jìn)行商業(yè)銷售的分離系統(tǒng)。該分離系統(tǒng)采用洗滌塔、CH₄-CO精餾塔雙塔流程，通過合理控制回流比，大部分原料合成氣經(jīng)洗滌后在塔頂形成甲烷含量低于1％的合成氣；洗滌后的液相送入CH₄-CO精餾塔，分離出來的CH₄液化為LNG。由于CH₄-CO精餾塔流量小，與單塔流程相比減少分離功耗10％，而且塔板數(shù)也可以減少；雙塔流程降低了塔高、節(jié)約了成本，同時又使從原料合成氣到返回的合成氣阻力損耗最小。本發(fā)明廢氣排放量少、環(huán)保、節(jié)能，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
文檔編號F25J3/02GK101476813SQ200910058219
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者勇 周, 李傳明, 磊 王, 黃順泰 申請人:四川空分設(shè)備(集團(tuán))有限責(zé)任公司