从富甲烷气中脱氢氮并生产液化天然气的工艺和装置

摘要

一种从富甲烷气中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺和装置，包含低温液化和前带闪蒸的精馏分离两部分；低温液化部分由混合冷剂提供冷量在冷箱中完成；前带闪蒸的精馏分离部分采用闪蒸及精馏流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；含氢氮的富甲烷混合气依次经冷箱、精馏塔底再沸器、冷箱将甲烷组分液化后，进入精馏分离系统中脱除氢气、氮气、一氧化碳，得到的LNG产品中氢气含量≤2000ppm，氮气含量≤4％，一氧化碳≤6％。本发明提供了一种含有氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷气的天然气液化工艺，在将氢气、氮气、一氧化碳脱除的同时得到液化天然气，工艺路线先进，较传统工艺相比设备投资费用及系统的能耗均显著降低。

主权项

一种从富甲烷的气体中脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺，该工艺包括低温液化工序和前带闪蒸的精馏分离工序两部分；低温液化工序包括由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；前带闪蒸的精馏分离工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气采用闪蒸及精馏流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；其中含氢、氮、一氧化碳气体的富甲烷混合气体依次经冷箱、精馏塔底再沸器、冷箱将甲烷组分液化后，进入闪蒸精馏分离系统中脱除氮气、氢气和一氧化碳，得到氢气含量≤4000ppm，氮气含量≤8%，一氧化碳≤9%的液化天然气产品；其中，在其低温液化工序部分中，冷箱的冷量由混合冷剂提供或主要由混合冷剂提供；一股液相冷剂流股通过冷箱的第一液相通道冷却至一定温度后进入节流阀节流，产生的混合流股反向进入板翅式换热器组的第一级换热器，经过冷剂返回通道为换热器提供冷量，然后出冷箱；一股气相混合冷剂首先进入冷箱的第一气相通道，在板翅式换热器组中被预冷至一定温度后引出冷箱，经节流阀节流后反向进入板翅式换热器组的末级换热器为换热器组提供冷量并且然后与从换热器组的第一级换热器返回的混合冷剂流股即上述混合流股汇合，汇合之后经过冷剂返回通道，出冷箱；所述精馏分离工序采用闪蒸罐、节流装置和精馏塔；精馏塔包括塔底的再沸器和塔顶的冷凝器；闪蒸罐顶部得到富氢气，精馏塔顶部得到富氢气、氮气、一氧化碳；其中精馏塔的塔顶冷凝器采用液氮提供冷量，来自系统外的气氮通过冷箱预冷，并经节流阀节流后产生液氮，进入精馏塔的塔顶冷凝器来冷却塔顶气相物流，气化后的液氮离开塔顶冷凝器并经冷箱回收冷量后出冷箱系统。