[发明专利]从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的装置及方法

权利要求书

1.一种从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的装置，其特征在于：包括主换热器、混合冷剂压缩机制冷系统、脱氮精馏塔、脱氢精馏塔；主换热器设置有中温换热器、低温换热器、深低温换热器；混合冷剂压缩机制冷系统中设置有混合制冷压缩机和分离罐；脱氮精馏塔的塔底设有再沸器，塔顶设有一号分离器；脱氢精馏塔塔顶设有二号分离器；

混合制冷压缩机出口与分离罐的进料口接通；分离罐的液体出口、中温换热器的热流体段、中温换热器的冷流体段依次接通，分离罐的气体出口、中温换热器的热流体段、低温冷剂分离罐的进料口依次接通；低温冷剂分离罐的液体出口、低温换热器的热流体段、低温换热器的冷流体段依次接通，低温冷剂分离罐的气体出口、低温换热器的热流体段、深低温换热器的热流体段、深低温换热器的冷流体段、低温换热器的冷流体段、中温换热器的冷流体段依次接通；中温换热器的冷流体段与混合制冷压缩机入口接通；

中温换热器的热流体段、低温换热器的热流体段、再沸器的热介质通道、深低温换热器的热流体段、脱氢精馏塔的进料口依次接通；脱氢精馏塔的气体出口、深低温换热器的热流体段、二号分离器的进料口依次接通；二号分离器的液体出口与脱氢精馏塔的回流液入口接通，二号分离器的气体出口、深低温换热器的冷流体段、低温换热器的冷流体段、中温换热器的冷流体段依次接通；脱氢精馏塔塔底的液体出口与脱氮精馏塔的进料口接通；脱氮精馏塔塔底的液体出口与再沸器的进料口接通，再沸器的出料口与深低温换热器的冷流体段接通；脱氮精馏塔的气体出口、深低温换热器的冷流体段、一号分离器的进料口依次接通；一号分离器的液体出口与脱氮精馏塔的回流液入口接通，一号分离器的气体出口、深低温换热器的冷流体段、低温换热器的冷流体段、中温换热器的冷流体段依次接通。

2.根据权利要求1所述的从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的装置，其特征在于：所述的中温换热器、低温换热器、深低温换热器均为板翅式换热器。

3.一种采用权利要求1或2所述的装置从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的方法，其特征在于：包括混合冷剂循环过程、富甲烷气液化及分离过程；

混合冷剂循环过程：混合冷剂进入混合制冷压缩机，冷却后的混合冷剂经分离罐分成气、液两相冷剂，气、液两相冷剂分别进入中温换热器冷却；液相冷剂经中温换热器冷却后节流返回中温换热器提供冷量；气相冷剂经中温换热器冷却后进入低温冷剂分离罐，经低温冷剂分离罐分成气、液两股流体后分别进入低温换热器；其中液相流体经低温换热器冷却后节流返回低温换热器提供冷量，气相流体经低温换热器冷却后，再进入深低温换热器进一步冷却后节流依次返回深低温换热器和低温换热器为换热器提供冷量；在低温换热器和深低温换热器换热后的多股混合冷剂流体，在中温换热器前汇合成一股流体后进入中温换热器，为中温换热器再提供冷量，最终返回混合冷剂压缩机入口，再次压缩，形成混合冷剂循环；

富甲烷气液化及分离过程：净化后的富甲烷气送入主换热器，依次经过中温换热器和低温换热器，被冷却到-105～-125℃后进入脱氮精馏塔的再沸器，作为再沸器的热源，同时被再沸器进一步冷却，此后返回深低温换热器被冷却到-135～-155℃后进入脱氢精馏塔进行精馏；脱氢精馏塔塔顶气体进入深低温换热器，进一步冷却到-165～-175℃，再进入脱氢精馏塔塔顶的二号分离器进行气液分离；二号分离器分离出的液体返回脱氢精馏塔作为回流液为精馏塔的精馏提供冷量，分离出的气体节流后返回主换热器，依次经过深低温换热器、低温换热器、中温换热器被回收冷量，复温后作为富氢产品；脱氢精馏塔塔底的液体经节流后送入脱氮精馏塔精馏，精馏后脱氮精馏塔塔底馏出液为-135～-145℃的LNG，塔底馏出液返回深低温换热器进行过冷至-160～-170℃，节流后送入LNG储罐；脱氮精馏塔塔顶的气体返回深低温换热器冷却到-165～-175℃，再进入一号分离器进行气液分离，分离出的液体返回脱氮精馏塔作为回流液为精馏塔的精馏提供冷量，分离出的气体返回主换热器，依次经过深低温换热器、低温换热器、中温换热器被回收冷量，复温后返回作为富氮产品。

4.根据权利要求1所述的从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的方法，其特征在于：所述的混合冷剂由甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷、氮气混合而成。

5.根据权利要求1所述的从富甲烷气中制取LNG和富氢产品的方法，其特征在于：所述的混合冷剂由甲烷、乙烯、丙烷、异丁烷、氮气混合而成。