CN206724572U - 一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备lng的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置，包括MDEA湿法脱碳塔、MDEA再生塔、贫液泵、多床层分子筛吸附器、氮气压缩机、增压透平膨胀机、主换热器、过冷器、气液分离器和精馏塔；所述精馏塔顶部设有冷凝器，底部设有再沸器，中部分别设有气相原料进口和液相原料进口，顶部设有废气出口，底部设有液体甲烷出口；各设备之间通过管道相连通。通过本实用新型装置能够实现甲醇尾气中有效组分甲烷的回收再利用，从而减少排放，同时生产出清洁燃料液体甲烷LNG；而且本实用新型设备配置简单、操作方便、投资较小；本实用新型适应性较强，对甲醇尾气组分的变化有较强的适应性。

Description

一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的 装置

技术领域

本实用新型属于气体分离和液化装置技术领域，具体涉及一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对环境问题越来越重视，对清洁能源的需求越来越大。传统工业挖潜增效和进行节能减排发展循环经济的需求越来越强烈，提高原料利用率、减少污染物排放来提高经济和社会效益。

目前，传统的直接或间接以煤为原料甲醇合成装置，由于洁净尾气中甲烷、氩气等组分惰性气体组分的存在，所以都需要排放富含甲烷的驰放气以保证合成的连续进行。这些驰放气很多送到火炬白白烧掉或者送到锅炉简单烧掉，利用率很低。

目前，天然气液化分离装置多采用混合工质制冷循环和高低温膨胀机制冷，制冷工质多为易燃易爆物质，而且设备和操作复杂，投资较大。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术装置中存在的不足之处，本实用新型提供一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备液态甲烷LNG的装置。通过本实用新型提供的装置能够实现甲醇尾气中有效组分甲烷的回收再利用，从而减少排放，同时生产出清洁燃料液体甲烷LNG；而且本实用新型装置设备配置简单、操作方便、投资较小，另外本实用新型装置的适应性较强，能够在50～110%负荷范围内运行，对甲醇尾气组分的变化有较强的适应性。

为了解决上述问题，本实用新型采取的技术方案是：

本实用新型提供一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置，所述装置包括MDEA湿法脱碳塔、MDEA再生塔、贫液泵、多床层分子筛吸附器、氮气压缩机、增压透平膨胀机、主换热器、过冷器、气液分离器和精馏塔；所述精馏塔顶部设有冷凝器，底部设有再沸器，中部分别设有气相原料进口和液相原料进口，顶部设有废气出口，底部设有液体甲烷出口；所述各设备之间通过管道相连通，具体连接关系为：

MDEA湿法脱碳塔底部设有原料甲醇合成尾气进口，原料甲醇合成尾气通过101管道由甲醇合成尾气进口进入MDEA湿法脱碳塔，MDEA湿法脱碳塔顶部初步净化甲醇尾气出口经102管道与多床层分子筛吸附器底部初步净化甲醇尾气进口连通，多床层分子筛吸附器顶部洁净尾气出口通过103管道与主换热器洁净尾气进口相连通；MDEA湿法脱碳塔底部MDEA饱和溶液出口经104管道与再生塔顶部MDEA饱和溶液进口相连通，再生塔底部贫液出口经105管道与贫液泵相连通，贫液泵经106管道与MDEA湿法脱碳塔顶部贫液进口相连通；

主换热器洁净尾气出口经301管道与精馏塔底部设有的再沸器相连通，再沸器气液混合物出口经302管道与气液分离器相连通，气液分离器顶部气相出口经304管道与精馏塔中部设有的气相原料进口相连通，气液分离器底部液相出口经303管道与精馏塔中部设有的液相原料进口相连通；精馏塔底部液态甲烷LNG出口经305管道与过冷器液态甲烷LNG进口相连通，过冷器液态甲烷LNG出口经306管道送出收集；

精馏塔顶部废气出口经307管道与过冷器废气进口相连通，过冷器废气出口经308管道与主换热器废气进口相连通，主换热器废气出口经309管道送出（送出的废气先作为多床层分子筛吸附器的再生气，然后去作燃料气）；

氮气经201管道由进口进入氮气压缩机，氮气压缩机的氮气出口经202管道与增压透平膨胀机增压端氮气进口相连通，增压透平膨胀机增压端氮气出口经203管道与主换热器氮气进口相连通；主换热器设有一个氮气出口和一个液氮出口，主换热器氮气出口经204管道与增压透平膨胀机膨胀端氮气进口相连通，增压透平膨胀机膨胀端氮气出口经205管道与主换热器膨胀氮气进口相连通，主换热器复热后膨胀氮气出口经206管道与201管道相连通；主换热器的液氮出口经207管道与精馏塔顶部设有的冷凝器相连通，汽化后的氮气由精馏塔顶部出口经208管道与过冷器的氮气进口相连通，过冷器的氮气出口经209管道与主换热器的氮气进口相连通，复热后的氮气由主换热器氮气出口经210管道与201管道相连通。

根据上述的氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置，所述主换热器、过冷器、冷凝器和再沸器均为板翅式换热器； 所述MDEA湿法脱碳塔、再生塔和精馏塔均为填料精馏塔或筛板精馏塔。

本实用新型的积极有益效果：

1、通过本实用新型提供的装置能够实现甲醇尾气中有效组分甲烷的回收再利用，从而减少排放，同时生产出清洁燃料液体甲烷LNG。

2、本实用新型能够将甲醇合成尾气中的甲烷基本全部回收、并液化成液态甲烷LNG产品，延长了企业产业链、提高了经济效益。

3、通过本实用新型装置所制备的液态甲烷LNG产品过冷度大于3度，汽化损失小，耐储存，方便运输。

4、利用本实用新型装置回收甲醇合成尾气中的液态甲烷，能够减少50%左右的需燃烧或排放的废气量，从而降低了环境污染的压力，有利于环保，具有显著的社会效益。

5、本实用新型装置运行过程不额外产生污染废物，不增加污染源。

6、本实用新型装置设备简单，操作容易，设备投资较小，具有显著的经济效益。

7、本实用新型装置操作弹性大，能够在50～110%负荷范围内运行，对甲醇尾气组分的变化亦有很强的适应性。

综上所述，本实用新型具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明：

图1 为本实用新型氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备液态甲烷LNG的装置结构示意图。

图1中：1为MDEA湿法脱碳塔、2为MDEA再生塔、3为贫液泵、4为多床层分子筛吸附器、5为氮气压缩机、6为增压透平膨胀机、7为主换热器、8为气液分离器、9为精馏塔、10为再沸器、11为冷凝器、12为过冷器。

具体实施方式：

以下结合实施例进一步阐述本实用新型，但并不限制本实用新型的内容。

实施例1：

参见附图1，本实用新型氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置，包括MDEA湿法脱碳塔1、MDEA再生塔2、贫液泵3、多床层分子筛吸附器4、氮气压缩机5、增压透平膨胀机6、主换热器7、过冷器12、气液分离器8和精馏塔9；所述精馏塔9顶部设有冷凝器11，底部设有再沸器10，中部分别设有气相原料进口和液相原料进口，顶部设有废气出口，底部设有液体甲烷出口；所述各设备之间通过管道相连通，具体连接关系为：

MDEA湿法脱碳塔1底部设有原料甲醇合成尾气进口，原料甲醇合成尾气通过101管道由甲醇合成尾气进口进入MDEA湿法脱碳塔1，MDEA湿法脱碳塔1顶部初步净化甲醇尾气出口经102管道与多床层分子筛吸附器4底部初步净化甲醇尾气进口连通，多床层分子筛吸附器4顶部洁净尾气出口通过103管道与主换热器7洁净尾气进口相连通；MDEA湿法脱碳塔1底部MDEA饱和溶液出口经104管道与再生塔2顶部MDEA饱和溶液进口相连通，再生塔2底部贫液出口经105管道与贫液泵3相连通，贫液泵3经106管道与MDEA湿法脱碳塔1顶部贫液进口相连通；

主换热器7洁净尾气出口经301管道与精馏塔9底部设有的再沸器10相连通，再沸器10气液混合物出口经302管道与气液分离器8相连通，气液分离器8顶部气相出口经304管道与精馏塔9中部设有的气相原料进口相连通，气液分离器8底部液相出口经303管道与精馏塔9中部设有的液相原料进口相连通；精馏塔9底部液态甲烷LNG出口经305管道与过冷器12液态甲烷LNG进口相连通，过冷器12液态甲烷LNG出口经306管道送出收集；

精馏塔9顶部废气出口经307管道与过冷器12废气进口相连通，过冷器12废气出口经308管道与主换热器7废气进口相连通，主换热器7废气出口经309管道送出（送出的废气先作为多床层分子筛吸附器4的再生气，然后去作燃料气）；

氮气经201管道由进口进入氮气压缩机5，氮气压缩机5的氮气出口经202管道与增压透平膨胀机6增压端氮气进口相连通，增压透平膨胀机6增压端氮气出口经203管道与主换热器7氮气进口相连通；主换热器7设有一个氮气出口和一个液氮出口，主换热器7的氮气出口经204管道与增压透平膨胀机6膨胀端氮气进口相连通，增压透平膨胀机6膨胀端氮气出口经205管道与主换热器7膨胀氮气进口相连通，主换热器7复热后膨胀氮气出口经206管道与201管道相连通；主换热器7的液氮出口经207管道与精馏塔9顶部设有的冷凝器11相连通，汽化后的氮气由精馏塔9顶部出口经208管道与过冷器12的氮气进口相连通，过冷器12的氮气出口经209管道与主换热器7的氮气进口相连通，复热后的氮气由主换热器7氮气出口经210管道与201管道相连通。

实施例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：

所述主换热器7、过冷器12、冷凝器11和再沸器10均为板翅式换热器； 所述MDEA湿法脱碳塔1、再生塔2和精馏塔9均为填料精馏塔。

实施例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：

所述主换热器7、过冷器12、冷凝器11和再沸器10均为板翅式换热器； 所述MDEA湿法脱碳塔1、再生塔2和精馏塔9均为筛板精馏塔。

Claims (2)

1.一种氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置，其特征在于，所述装置包括MDEA湿法脱碳塔、MDEA再生塔、贫液泵、多床层分子筛吸附器、氮气压缩机、增压透平膨胀机、主换热器、过冷器、气液分离器和精馏塔；所述精馏塔顶部设有冷凝器，底部设有再沸器，中部分别设有气相原料进口和液相原料进口，顶部设有废气出口，底部设有液体甲烷出口；所述各设备之间通过管道相连通，具体连接关系为：

MDEA湿法脱碳塔底部设有原料甲醇合成尾气进口，原料甲醇合成尾气通过101管道由甲醇合成尾气进口进入MDEA湿法脱碳塔，MDEA湿法脱碳塔顶部初步净化甲醇尾气出口经102管道与多床层分子筛吸附器底部初步净化甲醇尾气进口连通，多床层分子筛吸附器顶部洁净尾气出口通过103管道与主换热器洁净尾气进口相连通；MDEA湿法脱碳塔底部MDEA饱和溶液出口经104管道与再生塔顶部MDEA饱和溶液进口相连通，再生塔底部贫液出口经105管道与贫液泵相连通，贫液泵经106管道与MDEA湿法脱碳塔顶部贫液进口相连通；

主换热器洁净尾气出口经301管道与精馏塔底部设有的再沸器相连通，再沸器气液混合物出口经302管道与气液分离器相连通，气液分离器顶部气相出口经304管道与精馏塔中部设有的气相原料进口相连通，气液分离器底部液相出口经303管道与精馏塔中部设有的液相原料进口相连通；精馏塔底部液态甲烷LNG出口经305管道与过冷器液态甲烷LNG进口相连通，过冷器液态甲烷LNG出口经306管道送出收集；

精馏塔顶部废气出口经307管道与过冷器废气进口相连通，过冷器废气出口经308管道与主换热器废气进口相连通，主换热器废气出口经309管道送出；

氮气经201管道由进口进入氮气压缩机，氮气压缩机的氮气出口经202管道与增压透平膨胀机增压端氮气进口相连通，增压透平膨胀机增压端氮气出口经203管道与主换热器氮气进口相连通；主换热器设有一个氮气出口和一个液氮出口，主换热器氮气出口经204管道与增压透平膨胀机膨胀端氮气进口相连通，增压透平膨胀机膨胀端氮气出口经205管道与主换热器膨胀氮气进口相连通，主换热器复热后膨胀氮气出口经206管道与201管道相连通；主换热器的液氮出口经207管道与精馏塔顶部设有的冷凝器相连通，汽化后的氮气由精馏塔顶部出口经208管道与过冷器的氮气进口相连通，过冷器的氮气出口经209管道与主换热器的氮气进口相连通，复热后的氮气由主换热器氮气出口经210管道与201管道相连通。

2.根据权利要求1所述的氮气单级膨胀制冷回收甲醇合成尾气中甲烷制备LNG的装置，其特征在于：所述主换热器、过冷器、冷凝器和再沸器均为板翅式换热器； 所述MDEA湿法脱碳塔、再生塔和精馏塔均为填料精馏塔或筛板精馏塔。