[发明专利]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

权利要求书

1.一种从富甲烷的气体中脱氢气、氮气、一氧化碳以并生产液化天然气的工艺，该工艺包括低温液化工序和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；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单塔精馏或双塔精馏流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；其中含氢、氮、一氧化碳气体的富甲烷的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。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述单塔精馏流程中，含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气首先经冷箱预冷，之后进入精馏塔的塔底再沸器为精馏塔提供热量，混合气流股出塔底再沸器后返回冷箱的后序换热器中继续冷却，之后进入精馏塔中精馏，塔顶部得到含有绝大部分的氢气和少量的氮气、一氧化碳的混合气，该氢气、氮气、一氧化碳混合气经冷箱回收冷量后出冷箱系统作他用；精馏塔底部的液相返回冷箱中过冷至一定程度后出系统。

3.根据权利要求2的工艺，其中在精馏塔中精馏过程中，从精馏塔的顶部引出的气相进入塔顶冷凝器中，经液氮冷凝后，塔顶部得到含有绝大部分的氢气和少量的氮气、一氧化碳的混合气，塔底得到LNG产品，然后返回冷箱中进行过冷操作后出冷箱系统，得到LNG产品。

4.根据权利要求3的工艺，其中精馏塔的塔顶冷凝器采用液氮提供冷量，液氮首先通过冷箱，并经节流阀节流后进入精馏塔的塔顶冷凝器来冷却塔顶气相物流，液氮出冷凝器后，以气相的形式经冷箱回收冷量后出冷箱系统。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述双塔精馏流程采用一台低压精馏塔和一台高压精馏塔；低压精馏塔包括塔底的再沸器和塔顶的冷凝器，高压精馏塔包括塔顶的冷凝器；低压精馏塔顶部得到富氮气和一氧化碳，高压精馏塔顶部得到富氢气。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于：所述双塔流程中，富甲烷的混合气首先经冷箱预冷，冷却至一定温度后出冷箱，进入低压精馏塔的塔底再沸器为低压塔提供热量，出塔底再沸器的流股返回冷箱继续冷却后，入高压精馏塔中精馏，高压精馏塔的塔顶得到气体为富氢气，经冷箱回收冷量后出冷箱系统作他用；高压精馏塔底部分离出的液体节流减压后经低压精馏塔中部进入低压塔中精馏，塔顶气体为富氮气、一氧化碳，经冷箱回收冷量后出冷箱系统作他用；低压精馏塔的底部液相返回冷箱中过冷至一定程度后作为液化天然气产品引出。

7.根据权利要求6的工艺，其中在上述双塔流程中在高压精馏塔中精馏时，从高压精馏塔的顶部引出的气相另外进入到塔顶冷凝器中冷凝，然后进入到第一气液分离器中进行气液分离，第一分离器底部的液相回流到高压精馏塔中，分离器顶部得到富氢气。

8.根据权利要求6或7的工艺，其中低压精馏塔顶部引出的气相送入该塔的顶部冷凝器中冷凝，然后经第二分离器进行气液分离，第二分离器底部的液相回流入低压精馏塔，第二分离器的顶部得到富氮气、一氧化碳。

9.根据权利要求8的工艺，其中该富氮气、一氧化碳进一步经冷箱回收冷量，复热后出冷箱系统。

10.根据权利要求7或8的工艺，其中低压精馏塔和高压精馏塔两者的塔顶冷凝器均采用液氮提供冷量，液氮经冷箱后分为两路，一路经第一个节流阀节流后进入低压精馏塔的塔顶冷凝器，另一路经第二个节流阀节流后进入高压精馏塔的塔顶冷凝器，出高压塔的塔顶冷凝器和低压塔的塔顶冷凝器的两股冷物流以气氮的形式汇合，通过冷箱复热后出系统。

11.根据权利要求1-10中任何一项所述的工艺，其特征在于：其低温液化工序部分中，冷箱的冷量由或主要由混合冷剂提供；第一股液相混合冷剂首先进入冷箱的第一液相通道，在板翅式换热器组中被预冷至一定温度后引出冷箱，经节流阀节流后与从换热器组后一级换热器返回的混合冷剂流股汇合并反向进入前一级换热器为换热器组提供冷量；第二股液相混合冷剂通过冷箱第二液相通道预冷至一定温度后出冷箱，再经节流阀节流后，与从换热器组后一级换热器返回的混合冷剂流股汇合返回换热器组前一级换热器；一股气相冷剂流股通过冷箱的一气相通道冷却至一定温度，再经节流阀节流后反向进入换热器组为换热器提供冷量。

12.根据权利要求1-11中任何一项的工艺，其中得到氢气含量≤2000ppm，氮气含量≤4％，一氧化碳≤6％的液化天然气产品。