一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)涉及液化天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域，包括原料氣輸送管、壓縮機(jī)、甲烷化反應(yīng)器、液化天然氣提純塔和管道，其特征在于：還設(shè)有變壓吸附裝置，變壓吸附裝置設(shè)有變壓吸附塔；原料氣輸送管與壓縮機(jī)相連，壓縮機(jī)與甲烷化反應(yīng)器相連，甲烷化反應(yīng)器與液化天然氣提純塔相連，液化天然氣提純塔與變壓吸附塔相連，變壓吸附塔與原料氣輸送管或液化天然氣提純塔相連，以上各個(gè)裝置之間的相連通過相應(yīng)的管道連接。本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單，節(jié)省成本，降低能源消耗，液化天然氣的回收率可達(dá)99.8%以上。
【專利說明】一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及液化天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及一種提高液化天然氣中回收率 的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在從富甲烷混合氣制液化天然氣(簡(jiǎn)稱LNG)特別是在焦?fàn)t煤氣等含有較多氫氣和 氮?dú)獾炔荒龤怏w的氣源制液化天然氣工藝中，為了減少液化天然氣提純塔塔頂不凝氣體中 夾帶的甲烷，提高液化天然氣的回收率，通常采用的方法是降低液化天然氣提純塔塔頂溫 度，甚至采用增加以液氮為冷劑的冷卻器，盡管如此，液化天然氣塔頂放空氣中仍然會(huì)夾帶 少量甲烷，是影響液化天然氣裝置甲烷回收率的重要因素。并且隨著液化天然氣塔頂換熱 器效率的降低，塔頂放空氣中甲烷會(huì)增加，降低了液化天然氣裝置甲烷的回收率，造成單 位液化天然氣生產(chǎn)能耗增加。
[0003] 中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN102079999A中一種以焦?fàn)t煤氣為原料生產(chǎn)液化天然氣和 合成氣的方法，公開了將干燥的富甲烷送入冷箱液化，得到液化天然氣，不凝氣送入變壓吸 附富集甲烷單元入口與凈化煤氣混合通過變壓吸附將凈化煤氣中的H2, N2, CO與甲烷進(jìn)行 分離獲得合成氣和富甲烷氣體的方法，由于液化天然氣冷箱的不凝氣體與甲烷含量數(shù)倍于 不凝氣體的煤氣混合作為變壓吸附富集甲烷單元的原料，使得經(jīng)變壓吸附裝置得到的合成 氣中仍然會(huì)夾帶一部分甲烷，未能起到提高液化天然氣甲烷回收率，降低液化天然氣能耗 的作用。
[0004] 中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)CN102942972A中利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣的方法，公 開了不凝氣體用PSA分子篩脫除其中N2,真空解吸被PSA分子篩吸附的甲烷，解吸中甲烷含 量90%以上返回焦?fàn)t煤氣循環(huán)利用的方法，由于解吸氣中甲烷含量高達(dá)90%，會(huì)從吸附廢氣 釋放部分甲烷，從而降低甲烷回收率。同樣未能解決提高液化天然氣回收率的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，從 液化天然氣提純塔施入的不凝氣體中回收甲烷，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省成本，降低能源消耗，液化 天然氣的回收率可達(dá)99. 8%以上。
[0006] 解決以上技術(shù)問題的本實(shí)用新型中的一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，包括原 料氣輸送管、壓縮機(jī)、甲烷化反應(yīng)器、液化天然氣提純塔和管道，其特征在于：還設(shè)有變壓吸 附裝置，變壓吸附裝置設(shè)有變壓吸附塔；原料氣輸送管與壓縮機(jī)相連，壓縮機(jī)與甲烷化反應(yīng) 器相連，甲烷化反應(yīng)器與液化天然氣提純塔相連，液化天然氣提純塔與變壓吸附塔相連，變 壓吸附塔與原料氣輸送管或液化天然氣提純塔相連，以上各個(gè)裝置之間的相連通過相應(yīng)的 管道連接；液化天然氣生產(chǎn)過程中原料氣依次經(jīng)過原料氣輸送管、壓縮機(jī)和甲烷化反應(yīng)器， 然后進(jìn)入液化天然氣提純塔反應(yīng)，液化天然氣提純塔施放的不凝氣再經(jīng)過變壓吸附塔后得 富甲烷氣體，富甲烷氣體返回到原料氣輸送管或液化天然氣提純塔回收其中的甲烷。從而 通過吸附時(shí)間的調(diào)整來控制變壓吸附裝置吸附廢氣中甲烷含量，達(dá)到提高液化天然氣提 純塔甲烷回收率的目的。
[0007] 所述變壓吸附裝置還設(shè)有程控閥、PLC控制系統(tǒng)和真空泵。
[0008] 所述變壓吸附塔中設(shè)有吸附劑，吸附劑為活性炭、活性氧化鋁、硅膠和分子篩中一 種或多種。
[0009] 所述變壓吸附塔彡2個(gè)。
[0010] 所述變壓吸附裝置和液化天然氣提純塔之間還設(shè)有壓縮機(jī)。
[0011] 所述系統(tǒng)在原料氣輸送管和壓縮機(jī)之間還設(shè)有原料氣柜。
[0012] 所述系統(tǒng)在壓縮機(jī)和甲烷化反應(yīng)器之間設(shè)有脫硫凈化塔。
[0013] 所述系統(tǒng)在甲烷化反應(yīng)器和液化天然氣提純塔之間設(shè)有脫水及雜質(zhì)凈化器。
[0014] 本實(shí)用新型從液化天然氣液化天然氣提純塔塔頂不凝氣體中采用變壓吸附裝置 控制變壓吸附吸附廢氣甲烷含量，回收不凝氣體中甲烷的系統(tǒng)以提高液化天然氣甲烷回收 率，降低液化天然氣單位能耗。上述變壓吸附塔裝置的吸附步驟壓力大于〇. 15MPa，通常在 液化天然氣提純塔不凝氣體施放壓力下操作。逆放步驟壓力大于〇. IMpa，抽空步驟壓力為 0· 001?0· 06MPa。（壓力均用絕壓表示）
[0015] 本實(shí)用新型的提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)可適用于從煤制液化天然氣、焦?fàn)t煤 氣制液化天然氣、蘭碳尾氣制液化天然氣等其他含有不凝氣體的液化天然氣。
[0016] 本實(shí)用新型中的系統(tǒng)甲烷回收率可以由949Γ96%提高到99. 8%以上，塔頂不凝富 氫氣中甲烷含量由39Γ5%降低到0. 2%以下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型中實(shí)施例3的系統(tǒng)圖
[0018] 圖2為本實(shí)用新型中實(shí)施例4的系統(tǒng)圖

【具體實(shí)施方式】 [0019]
[0020] 以下通過【具體實(shí)施方式】的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。但不應(yīng)將此 理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例。在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思 想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均包括在本實(shí)用 新型的范圍內(nèi)。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] -種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，包括原料氣輸送管、壓縮機(jī)、甲烷化反應(yīng)器、 液化天然氣提純塔、管道和變壓吸附裝置，變壓吸附裝置設(shè)有變壓吸附塔，原料氣輸送管與 壓縮機(jī)相連，壓縮機(jī)與甲烷化反應(yīng)器相連，甲烷化反應(yīng)器與液化天然氣提純塔相連，液化天 然氣提純塔與變壓吸附塔相連，變壓吸附塔與液化天然氣提純塔相連，以上各個(gè)裝置之間 的相連通過相應(yīng)的管道連接；液化天然氣生產(chǎn)過程中原料氣依次經(jīng)過原料氣輸送管、壓縮 機(jī)和甲烷化反應(yīng)器，然后進(jìn)入液化天然氣提純塔反應(yīng)，液化天然氣提純塔施放的不凝氣再 經(jīng)過變壓吸附塔后得富甲烷氣體，富甲烷氣體返回到液化天然氣提純塔回收其中的甲烷。 從而通過吸附時(shí)間的調(diào)整來控制變壓吸附裝置吸附廢氣中甲烷含量，達(dá)到提高液化天然 氣提純塔甲烷回收率的目的。
[0023] 變壓吸附裝置還設(shè)有程控閥、PLC控制系統(tǒng)和真空泵，變壓吸附塔中設(shè)有吸附劑， 吸附劑為活性炭、活性氧化鋁、硅膠和分子篩中一種或多種。變壓吸附塔2個(gè)。變壓吸附塔 和液化天然氣提純塔之間還設(shè)有壓縮機(jī)。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] -種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，包括原料氣輸送管、壓縮機(jī)、甲烷化反應(yīng)器、 液化天然氣提純塔、管道和變壓吸附裝置，變壓吸附裝置設(shè)有變壓吸附塔，原料氣輸送管與 壓縮機(jī)相連，壓縮機(jī)與甲烷化反應(yīng)器相連，甲烷化反應(yīng)器與液化天然氣提純塔相連，液化天 然氣提純塔與變壓吸附塔相連，變壓吸附塔與原料氣輸送管相連，以上各個(gè)裝置之間的相 連通過相應(yīng)的管道連接；液化天然氣生產(chǎn)過程中原料氣依次經(jīng)過原料氣輸送管、壓縮機(jī)和 甲烷化反應(yīng)器，然后進(jìn)入液化天然氣提純塔反應(yīng)，液化天然氣提純塔施放的不凝氣再經(jīng)過 變壓吸附塔后得富甲烷氣體，富甲烷氣體返回到原料氣輸送管回收其中的甲烷。變壓吸附 裝置還設(shè)有程控閥、PLC控制系統(tǒng)和真空泵。變壓吸附塔中設(shè)有吸附劑，吸附劑為活性炭、 活性氧化鋁、硅膠和分子篩中一種或多種。變壓吸附塔3個(gè)。從而通過吸附時(shí)間的調(diào)整來 控制變壓吸附裝置吸附廢氣中甲烷含量，達(dá)到提高液化天然氣提純塔甲烷回收率的目的。
[0026] 實(shí)施例3
[0027] -種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，包括原料氣輸送管、原料氣柜、脫硫凈化塔、 壓縮機(jī)、甲烷化反應(yīng)器、脫水及雜質(zhì)凈化器、液化天然氣提純塔、管道和變壓吸附裝置，變壓 吸附裝置設(shè)有變壓吸附塔，原料氣輸送管和原料氣柜相連，原料氣柜與壓縮機(jī)相連，壓縮機(jī) 與脫硫凈化塔相連，脫硫凈化塔與甲烷化反應(yīng)器相連，甲烷化反應(yīng)器與脫水及雜質(zhì)凈化器 相連，脫水及雜質(zhì)凈化器和液化天然氣提純塔相連，液化天然氣提純塔與吸附塔相連，吸附 塔與原料氣柜相連，以上各個(gè)裝置之間的相連通過相應(yīng)的管道連接；生產(chǎn)過程中原料氣依 次經(jīng)過原料氣柜、壓縮機(jī)、脫硫凈化塔、甲烷化反應(yīng)器、脫水及雜質(zhì)凈化器，然后進(jìn)入液化天 然氣提純塔反應(yīng)，液化天然氣提純塔施放的不凝氣再依次經(jīng)過吸附塔后得富甲烷氣體，富 甲烷氣體返回到原料氣柜回收其中的甲烷。從而通過吸附時(shí)間的調(diào)整來控制變壓吸附裝置 吸附廢氣中甲烷含量，達(dá)到提高液化天然氣提純塔甲烷回收率的目的。變壓吸附裝置中還 設(shè)有程控閥、PLC控制系統(tǒng)和真空泵，吸附塔中設(shè)有吸附劑，吸附劑為活性炭、活性氧化鋁、 硅膠和分子篩中一種或多種。吸附塔5個(gè)。
[0028] 本實(shí)施例為以焦?fàn)t煤氣為原料經(jīng)甲烷化后制液化天然氣（液化天然氣）的裝置， 液化天然氣產(chǎn)量為10萬噸/年。在實(shí)施例中，焦?fàn)t煤氣經(jīng)原料氣柜、壓縮機(jī)壓縮和脫硫凈 化后加進(jìn)入甲烷化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器，在甲烷化反應(yīng)器中，一氧化碳、二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲 烷，甲烷化反應(yīng)后的氣體經(jīng)脫水及雜質(zhì)器凈化脫除水、微量二氧化碳和汞等雜質(zhì)后進(jìn)入液 化天然氣低溫提純塔，低溫提純塔采用MRC冷劑循環(huán)制冷和液氮冷劑的雙冷劑循環(huán)制冷， 以降低提純塔頂溫度提高甲烷回收率，在這種情況下甲烷回收率為98. 5%，塔頂富氫氣壓力 I. 3Mpa，富氮?dú)怏w中甲烷含量~1. 5%，壓力0. 6Mpa，為了進(jìn)一步提高甲烷回收率，將液化天 然氣低溫提純塔頂馳放的氣體富氫氣體與富氮?dú)怏w混合，混合后甲烷含量為1. 74%，引入由 5臺(tái)吸附器、程控閥、PLC控制系統(tǒng)和真空泵組成的變壓吸附回收甲烷單元即變壓吸附塔。 不凝氣體中的甲烷被吸附塔中裝填的吸附劑吸附，從吸附塔出口獲得甲烷含量低于〇. 12% 的富氫和富氮?dú)怏w排出裝置用于燃料或者其他用途。從逆放和抽空氣體中獲得、％的富甲 烷解吸氣返回焦?fàn)t煤氣柜與焦?fàn)t煤氣混合作為焦?fàn)t煤氣甲烷化制液化天然氣（液化天然 氣）裝置的原料回收其中的甲烷增加整個(gè)裝置的甲烷回收率，甲烷回收率99. 9%。每年可增 產(chǎn)液化天然氣1400噸。
[0029] 液化天然氣低溫提純塔頂不凝氣體混合后壓力0. 6Mpa流量14868Nm3/h組成見表1
[0030] 表1 提純塔頂不凝氣體組成
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，包括原料氣輸送管、壓縮機(jī)、甲烷化反應(yīng)器、液 化天然氣提純塔和管道，其特征在于：還設(shè)有變壓吸附裝置，變壓吸附裝置設(shè)有變壓吸附 塔；原料氣輸送管與壓縮機(jī)相連，壓縮機(jī)與甲烷化反應(yīng)器相連，甲烷化反應(yīng)器與液化天然氣 提純塔相連，液化天然氣提純塔與變壓吸附塔相連，變壓吸附塔與原料氣輸送管或液化天 然氣提純塔相連，以上各個(gè)裝置之間的相連通過相應(yīng)的管道連接；液化天然氣生產(chǎn)過程中 原料氣依次經(jīng)過原料氣輸送管、壓縮機(jī)和甲烷化反應(yīng)器，然后進(jìn)入液化天然氣提純塔反應(yīng)， 液化天然氣提純塔施放的不凝氣再經(jīng)過變壓吸附裝置后得富甲烷氣體，富甲烷氣體返回到 原料氣輸送管或液化天然氣提純塔回收其中的甲烷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，其特征在于：所述變壓 吸附裝置設(shè)有程控閥、PLC控制系統(tǒng)和真空泵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，其特征在于：所述吸附 塔中設(shè)有吸附劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，其特征在于：所述變 壓吸附塔彡2個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，其特征在于：所述變 壓吸附裝置和液化天然氣提純塔之間設(shè)有壓縮機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，其特征在于：所述系 統(tǒng)在原料氣輸送管和壓縮機(jī)之間設(shè)有原料氣柜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，其特征在于：所述系 統(tǒng)在壓縮機(jī)和甲烷化反應(yīng)器之間設(shè)有脫硫凈化塔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種提高液化天然氣回收率的系統(tǒng)，其特征在于：所述系 統(tǒng)在甲烷化反應(yīng)器和液化天然氣提純塔之間設(shè)有脫水及雜質(zhì)凈化器。
【文檔編號(hào)】C10L3/08GK204138626SQ201420628033
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】張劍鋒, 郜豫川, 管英富, 張匯霞 申請(qǐng)人:四川天一科技股份有限公司