一種甲醇馳放氣甲烷化合成lng裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及甲醇的回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種甲醇馳放氣甲烷化合成 LNG裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是世界甲醇產(chǎn)量最多的國家，約占全球甲醇產(chǎn)量的40%，而每生產(chǎn)一噸甲醇 就會(huì)有約l〇〇Nm3的副產(chǎn)品甲醇馳放氣產(chǎn)生，產(chǎn)量巨大，已逐漸成為一種大噸位的能源和化 工資源。
[0003] 甲醇馳放氣其組成因甲醇合成工藝過程條件不同而稍有差異，一般含64%左右的 氣氣，10%左右的甲燒，9%左右的一氧化碳，另外還含有5%左右的二氧化碳，微量不飽和 烴，13%左右的二氧化碳，1 %左右的其它氣體。傳統(tǒng)的處理方法主要是用作自身的燃燒加 熱，而出于安全生產(chǎn)的考慮，富余的甲醇馳放氣則經(jīng)燃燒后直接排放到大氣中，既污染了環(huán) 境又造成了極大的浪費(fèi)，也給人類的生存環(huán)境帶來了極大的威脅。因此，如何高效、合理地 利用甲醇馳放氣是關(guān)系環(huán)保、資源綜合利用、節(jié)能減排的重大課題，在最近幾十年間已經(jīng)得 到了大家的高度關(guān)注。
[0004] 甲烷化技術(shù)是甲醇馳放氣制LNG的關(guān)鍵技術(shù)之一，通常工業(yè)生成中的甲烷化反 應(yīng)有兩種：一種是用于合成氨及制氫裝置中，在催化劑作用下將合成氣中少量碳氧化物 (C0+C02〈0. 7% )與氫反應(yīng)生成水和惰性的甲烷，以消除碳氧化物對后續(xù)工序催化劑的影 響。另一種是人工合成天然氣工藝中的甲烷化，其原料氣中的碳氧化物（C0+C02)濃度較高。
[0005]目前國內(nèi)外甲烷化的生產(chǎn)主要采取以下幾種工藝裝置。
[0006] 1、絕熱多段固定床循環(huán)工藝裝置
[0007] 該工藝裝置是將一段或二段甲烷化后的工藝氣循環(huán)至一段甲烷化入口，以"稀釋" 進(jìn)入一段甲烷化的C0+C02含量，示意圖如圖1所示。但是該循環(huán)工藝裝置中的循環(huán)比較大， 能耗較高，且所需的循環(huán)壓縮機(jī)增加了甲烷化工藝的總投資。
[0008] 2、絕熱多段固定床"一次通過"工藝裝置
[0009] 如圖2所示，該工藝裝置較簡單，能耗較低，可副產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽；無需循環(huán)壓縮 機(jī)，可大大節(jié)省投資。但是該工藝裝置對催化劑和反應(yīng)器要求較高，需要補(bǔ)加較大量蒸汽 (彡15%vol)，增加了運(yùn)行難度。
[0010] 3、上海華西一段等溫甲烷化裝置
[0011] 上海華西專門開發(fā)了特殊的一段等溫列管式甲烷化反應(yīng)器。甲烷化催化劑裝在管 程，水在殼程。發(fā)生反應(yīng)時(shí)，通過高壓水的沸騰排熱，控制甲烷化反應(yīng)的溫升。由于等溫列 管反應(yīng)器可使甲烷化在較低溫度下運(yùn)行，保證了co、C02的較高轉(zhuǎn)化率。另外，該反應(yīng)器還 解決了催化劑熱點(diǎn)溫度過高的問題。
[0012] 目前國內(nèi)絕熱多段甲烷化工藝和裝置還處于開發(fā)階段，還不成熟。當(dāng)甲醇馳放氣 中C0+C02> 12%時(shí)，絕熱多段固定床的工藝對于C02的轉(zhuǎn)化率低、積碳導(dǎo)致甲烷化催化劑 頻繁更換等問題在不同裝置出現(xiàn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種甲醇馳放氣甲烷化合成LNG裝置，以解決上述背 景技術(shù)中提出的問題。
[0014] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
[0015] -種甲醇馳放氣甲烷化合成LNG裝置，包括螺桿壓縮機(jī)、二級(jí)壓縮機(jī)和甲烷化反 應(yīng)器，所述螺桿壓縮機(jī)連接二級(jí)壓縮機(jī)，所述二級(jí)壓縮機(jī)與甲烷化反應(yīng)器之間依次連接有 換熱器和脫氧反應(yīng)器，所述甲烷化反應(yīng)器的出口依次連接有換熱器、脫鹽水預(yù)熱器、冷卻器 和分離罐，所述分離罐上連接有多級(jí)壓縮機(jī)。
[0016] 作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案：所述甲烷化反應(yīng)器為絕熱甲烷化反應(yīng)器。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0018] 1、本裝置流程短，該工藝設(shè)備少，投資節(jié)約70%，只有一臺(tái)甲烷化反應(yīng)器和一臺(tái)汽 包，反應(yīng)器數(shù)量少，無需循環(huán)壓縮機(jī)，也無需廢鍋，需要控制的參數(shù)少，便于操作，也易于工 程實(shí)施。
[0019] 2、系統(tǒng)裝置的壓力低于1. 5MPa，整體裝置能耗降低15-20%;
[0020] 3、通過該裝置，使得C0轉(zhuǎn)化率彡99. 95%，0)2轉(zhuǎn)化率彡99. 9%，反應(yīng)器出口 C0+C02〈50ppm，甲烷化后無需增加MDEA脫碳工序。
【附圖說明】
[0021] 圖1為絕熱多段同定床循環(huán)工藝流程裝置圖。
[0022] 圖2為絕熱多段固定床"一次通過"工藝流程裝置圖。
[0023] 圖3為本實(shí)用新型的工藝流程裝置圖。
[0024] 圖中：1_螺桿壓縮機(jī)；2_二級(jí)壓縮機(jī)；3_甲烷化反應(yīng)器；4_換熱器；5_脫氧反應(yīng) 器；6-脫鹽水預(yù)熱器；7-冷卻器；8-分離罐；9-多級(jí)壓縮機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0026] 請參閱圖3,本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種甲醇馳放氣甲烷化合成LNG裝置，包括螺 桿壓縮機(jī)1、二級(jí)壓縮機(jī)2和甲烷化反應(yīng)器3,螺桿壓縮機(jī)1連接二級(jí)壓縮機(jī)2,二級(jí)壓縮機(jī) 2與甲烷化反應(yīng)器3之間依次連接有換熱器和4脫氧反應(yīng)器5,甲烷化反應(yīng)器3的出口依次 連接有換熱器4、脫鹽水預(yù)熱器6、冷卻器7和分離罐8,分離罐8上連接有多級(jí)壓縮機(jī)9。
[0027] 該甲醇馳放氣甲烷化合成LNG裝置的工作流程
[0028] (1)來自界區(qū)外的甲醇馳放氣首先經(jīng)螺桿壓縮機(jī)加壓至0· 2~0· 3MPa，然后再經(jīng) 二級(jí)壓縮機(jī)壓縮至1. 2~1. 5MPa，經(jīng)過換熱后進(jìn)入脫氧反應(yīng)器進(jìn)行脫氧反應(yīng)，進(jìn)入后續(xù)甲 烷化工序；
[0029] (2)經(jīng)過壓縮的甲醇馳放氣進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，一氧化碳和二氧化碳與 氫氣在催化劑的催化反應(yīng)下得到甲烷和水，反應(yīng)溫度控制在250~600°C;甲烷化反應(yīng)器的 出口溫度控制在330°C，甲烷化反應(yīng)器出口氣體通過換熱器給凈化后的甲醇馳放氣升溫，再 通過脫鹽水預(yù)熱器回收熱量，再經(jīng)水冷降到常溫，然后經(jīng)過分離罐分離掉甲烷化反應(yīng)生成 的水，最后進(jìn)入后續(xù)的深冷液化工序；
[0030] (3)將氣體深冷至-162°C以下，并壓縮625倍，獲得液態(tài)LNG
[0031] 如圖3所示，凈化后的甲醇馳放氣，主要含有H2、CH4、CO、C02、隊(duì)等，通過換熱升溫 后，再以250~300°C進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器，其中在甲烷化后氣體中H2含量>5%時(shí)，C0轉(zhuǎn)化率 彡99. 95%，0)2轉(zhuǎn)化率彡99. 9%，反應(yīng)器出口C0、C02〈50ppm，同時(shí)副產(chǎn)中壓蒸氣。
[0032] 對于不同流程的甲烷化工藝裝置對甲烷化的處理工藝比較，如下表
[0033]
[0034] 從上表可以看出，一段等溫床甲烷化裝置與多段絕熱甲烷化裝置相比，具有工藝 流程短、工藝簡單、反應(yīng)器數(shù)量少、投資省、能耗低的特點(diǎn)，本實(shí)用新型裝置投資降低約70% 以上。
[0035] 本實(shí)用新型能夠及時(shí)把反應(yīng)熱移出，產(chǎn)生中壓蒸汽，因此不用擔(dān)心甲醇馳放氣里 的〇)+〇) 2含量偏高的問題。甚至于在有廉價(jià)碳資源的公司，還可以補(bǔ)充更多C0+C02，經(jīng)過 甲烷化反應(yīng)后產(chǎn)生更多的ch4。
[0036] 以一套40萬噸/年的甲醇裝置為例，其副產(chǎn)的甲醇馳放氣約為20000m3n/h，本實(shí) 用新型一段絕熱甲烷化技術(shù)生產(chǎn)LNG，其工程投資約節(jié)省2000萬元省電約為200kwh，每年 節(jié)約費(fèi)用為150萬元。
[0037] 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而 且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新 型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新 型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含 義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制 所涉及的權(quán)利要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種甲醇馳放氣甲烷化合成LNG裝置，包括螺桿壓縮機(jī)、二級(jí)壓縮機(jī)和甲烷化反應(yīng) 器，其特征在于，所述螺桿壓縮機(jī)連接二級(jí)壓縮機(jī)，所述二級(jí)壓縮機(jī)與甲烷化反應(yīng)器之間依 次連接有換熱器和脫氧反應(yīng)器，所述甲烷化反應(yīng)器的出口依次連接有換熱器、脫鹽水預(yù)熱 器、冷卻器和分離罐，所述分離罐上連接有多級(jí)壓縮機(jī)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇馳放氣甲烷化合成LNG裝置，其特征在于，所述甲烷化反 應(yīng)器為絕熱甲燒化反應(yīng)器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種甲醇馳放氣甲烷化合成LNG裝置，包括螺桿壓縮機(jī)、二級(jí)壓縮機(jī)和甲烷化反應(yīng)器，螺桿壓縮機(jī)連接二級(jí)壓縮機(jī)，二級(jí)壓縮機(jī)與甲烷化反應(yīng)器之間依次連接有換熱器和脫氧反應(yīng)器，甲烷化反應(yīng)器的出口依次連接有換熱器、脫鹽水預(yù)熱器、冷卻器和分離罐，分離罐上連接有多級(jí)壓縮機(jī)。本實(shí)用新型裝置流程短，該工藝設(shè)備少，投資節(jié)約70％，反應(yīng)器數(shù)量少，無需循環(huán)壓縮機(jī)，也無需廢鍋，需要控制的參數(shù)少，便于操作，也易于工程實(shí)施，系統(tǒng)裝置的壓力低，整體裝置能耗降低15-20％。
【IPC分類】C10L3/12
【公開號(hào)】CN204999870
【申請?zhí)枴緾N201520713154
【發(fā)明人】紀(jì)志愿, 孫健, 孫新升, 徐占杰, 余浩, 程云飛
【申請人】上海華西化工科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月15日