[发明专利]从焦炉煤气中制取液化天然气和富氢产品的装置及方法

权利要求书

1.一种从焦炉煤气中制取液化天然气和富氢产品的装置，其特征在于：包括混合冷剂压缩机制冷系统、预冷系统、液化冷箱系统；所述的混合冷剂压缩机制冷系统包括混合冷剂压缩机、中间冷却器、末级冷却器、中间气液分离罐；混合冷剂压缩机具有压缩一段和压缩二段；所述的预冷系统包括预冷换热器、冷剂气液分离器；所述的液化冷箱系统包括冷却换热器、液化换热器、脱氢气液分离器、设有塔底再沸器和塔顶气液分离器的脱氮精馏塔；

混合冷剂压缩机的压缩一段、中间冷却器、中间气液分离罐、混合冷剂压缩机的压缩二段、末级冷却器、预冷换热器的热流体段、冷剂气液分离器的混合料进口依次接通；冷剂气液分离器的气体出口、冷却换热器的热流体段、液化换热器的热流体段、液化换热器的冷流体段、冷却换热器的冷流体段依次接通；冷剂气液分离器的液体出口、冷却换热器的热流体段、冷却换热器的冷流体段依次接通；冷却换热器的冷流体段与混合冷剂压缩机的压缩一段接通；

预冷换热器的热流体段、冷却换热器的热流体段、液化换热器的热流体段、塔底再沸器依次接通；脱氢气液分离器的混合料进口与塔底再沸器接通，液体出口与脱氮精馏塔的进料口接通，脱氢气液分离器的气体出口、液化换热器的冷流体段、冷却换热器的冷流体段、预冷换热器的冷流体段依次接通；脱氮精馏塔的塔顶、液化换热器的热流体段、塔顶气液分离器的进料口依次接通；塔顶气液分离器的气体出口、液化换热器的冷流体段、冷却换热器的冷流体段、预冷换热器的冷流体段依次接通；塔顶气液分离器的液体出口与脱氮精馏塔的回流液入口接通；脱氮精馏塔的塔底与液化换热器的热流体段接通。

2.根据权利要求1所述的从焦炉煤气中制取液化天然气和富氢产品的装置，其特征在于：所述的预冷换热器、冷却换热器、液化换热器均为板翅式换热器。

3.一种采用权利要求1或2所述的装置从焦炉煤气中制取液化天然气和富氢产品的方法，其特征在于：包括混合冷剂循环过程和净化焦炉煤气液化及分离过程；

混合冷剂循环过程为：混合工质进入混合冷剂压缩机，经压缩一段压缩至0.8～1.3MPa后进入中间冷却器冷却至30～50℃，再进入中间气液分离罐进行气液分离；中间气液分离罐顶部分离出的气体进入混合冷剂压缩机的压缩二段，经二段压缩至2.0～4.0MPa后进入末级冷却器冷却至30～50℃，再进入预冷换热器参与换热，被冷却至5～12℃；预冷后的混合工质进入冷剂气液分离器内进行气液分离，冷剂气液分离器分离出的气体进入冷却换热器参与换热，被预冷至-45～-75℃后进入液化换热器参与换热，冷却至-155～-165℃，再节流至0.22～0.4MPa后返回液化换热器，为其提供冷量，被复热至-50～-80℃；冷剂气液分离器分离出的液体进入冷却换热器参与换热，在其中被冷却至-45～-75℃，经节流至0.20～0.38MPa后与液化换热器返回的混合工质流股汇合合并反向进入冷却换热器，为其提供冷量复热至5～12℃后再进入混合冷剂压缩机的压缩一段压缩形成混合冷剂循环；

焦炉煤气液化及分离过程为：净化后的焦炉煤气经预冷换热器预冷至5～12℃后进入冷却换热器冷却至-45～-75℃，再进入液化换热器冷却至-117～-130℃后进入脱氮精馏塔的塔底再沸器继续冷却至-130～-150℃后进入脱氢气液分离器进行气液分离，脱氢气液分离器分离出的气体节流至0.6～0.7MPa后返回液化换热器、冷却换热器、预冷换热器作为冷股为换热器提供冷量，最终复热至30～40℃作为富氢产品；脱氢气液分离器底部的液体经节流后送入脱氮精馏塔精馏，脱氮精馏塔塔顶出来的气体返回液化换热器继续冷却至-160～-168℃后进入塔顶气液分离器进行气液分离，塔顶气液分离器分离出的气体返回液化换热器、冷却换热器、预冷换热器作为冷股为换热器提供冷量，最终复热至30～40℃作为富氮产品；塔顶气液分离器分离出的液体进入脱氮精馏塔，做为脱氮精馏塔的顶部低温回流液为脱氮精馏塔精馏提供冷量；脱氮精馏塔底部的馏出液为-135～-145℃、富含甲烷的液化天然气，液化天然气返回液化换热器进行过冷至-160～-170℃，节流后送入LNG储罐储存。

4.根据权利要求3所述的从焦炉煤气中制取液化天然气和富氢产品的方法，其特征在于：以5～9℃的冷冻盐水作为预冷换热器的冷股为其提供冷量，被复热至7～12℃出预冷换热器。