利用变压吸附余压预冷的煤层气氮膨胀液化工艺

摘要

利用变压吸附余压预冷的煤层气氮膨胀液化工艺，属于化工与低温技术领域。本发明提供了一种高含氮量煤层气的吸附－液化一体化流程。液化前首先通过变压吸附过程脱除煤层气中大部分的氮气，并利用这部分氮气带有的吸附余压，将其膨胀后对煤层气进行预冷。之后煤层气通过氮膨胀液化过程被液化。由于带余压氮气的预冷过程，节省了氮膨胀循环所需提供的冷量，从而降低其压缩功，使得系统单位产品液化功有所降低。且煤层气原料气中的含氮量越高，吸附余压越高，节省的功耗越多。

主权项

1、 一种利用变压吸附余压预冷的煤层气氮膨胀液化工艺，其特征在于，该液化工艺包括以下步骤：1)首先将煤层气通过预净化系统(1)进行预净化，去除其中的水、酸性气体、重烃等杂质；2)将预净化后的含氮煤层气在吸附器(2)中通过变压吸附过程分离出其中的大部分氮；3)通过以上两步提浓后的浓缩煤层气经一级压缩机(4)和二级压缩机(6)压缩及第一冷却器(5)和第二冷却器(7)水冷为常温高压煤层气；4)常温高压煤层气在第一换热器(8)中预冷，预冷所需的冷量一部分由气液分离器(11)中分离出的冷气体提供，另一部分由吸附分离出的带余压氮气在余压氮气膨胀机(3)中膨胀后提供；5)预冷后的煤层气在第二换热器(9)中被冷却为低温煤层气，该换热器中的冷量由一个氮膨胀循环及气液分离器(11)中分离出的冷气体提供；上述的氮膨胀循环过程为：一定量的氮气分别在一级氮压缩机(12)和二级氮压缩机(14)中压缩并被第三冷却器(13)和第四冷却器(15)冷却至接近常温后，先经一级氮膨胀机(16)膨胀至中间压力，然后在第二换热器(9)中被预冷，再经二级氮膨胀机(17)膨胀至低压，为第二换热器(9)提供冷量后回到一级氮压缩机(12)，完成循环；6)低温煤层气通过节流阀(10)节流，最终在气液分离器(11)中分离出液体产品，分离出的冷气体则相继回到第二换热器(9)和第一换热器(8)重新利用其冷量后排出系统。