專(zhuān)利名稱(chēng)：采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷氣體的凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷氣體的凈化裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型提供了采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的用于含有氫氣和氮?dú)馇腋缓淄榈臍怏w的凈化的一種裝置。某些富甲烷氣(例如開(kāi)采的天然氣)，焦?fàn)t氣、以及煤基合成氣和焦?fàn)t氣甲烷化后的合成氣中，除含有主要的甲烷(富含甲烷)外，還含有氫氣、氮?dú)庖约捌渌喾N雜質(zhì)氣體，為保證后序液化工序正常進(jìn)行，得到液化天然氣(LNG)，需將C02、H2S,甲醇、二甲醚、水分等雜質(zhì)脫除至液化所需精度，才能保證液化分離工藝及設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
背景技術(shù)：
[0002]迫于環(huán)保及能源成本壓力，天然氣作為一次能源在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域所占比例正逐漸提升，其市場(chǎng)需求量也正迅速增加。傳統(tǒng)的管輸供應(yīng)方式仍為主流，但受原料條件及用戶(hù)分布限制，有相當(dāng)一部分資源無(wú)法進(jìn)行管道長(zhǎng)距離輸送，需選擇液化的方式，將甲烷轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w再采用靈活的運(yùn)輸方式將其送往用戶(hù)終端。液化天然氣(LNG)體積只有同量氣體體積的 1/625，液化后可以降低貯存和運(yùn)輸成本，且可以提高單位體積的燃值。[0003]將富含甲烷的混合氣體中的甲烷組分液化以獲得液化天然氣(LNG)，其核心技術(shù)通常分為混合氣的凈化工序及后序液化工序。就傳統(tǒng)裝置來(lái)看，其吸附凈化主要存在以下問(wèn)題其一，混合氣體直接進(jìn)吸附凈化塔，混合氣含水量較高時(shí)會(huì)造成吸附凈化塔負(fù)荷較大，迫使系統(tǒng)降低負(fù)荷，使整套液化裝置的產(chǎn)能下降而能耗增加；其二，再生過(guò)程再生氣采用工藝氣，由于再生氣氣量很大，會(huì)降低氣體的液化率。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型提供了一種采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的、含有氫氮?dú)馇腋缓淄榈幕旌蠚怏w凈化裝置，采用特殊的配置，使本實(shí)用新型的裝置與傳統(tǒng)裝置相比能顯著降低凈化過(guò)程能耗，充分利用系統(tǒng)冷量的同時(shí)，降低吸附凈化部分的負(fù)荷，且凈化分離效果好。[0005]本實(shí)用新型的采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷氣體的凈化裝置包括[0006]采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷的氣體的凈化裝置，它包括[0007]原料氣預(yù)冷器，其具有原料氣引入管，并且具有與氣液分離器連接的第一引出管， 并且具有第二引出管，該第二引出管經(jīng)由第一閥門(mén)與第一吸附塔的底部引出管連接，經(jīng)由第二閥門(mén)與第二吸附塔的底部引出管連接，經(jīng)由第三閥門(mén)與第三吸附塔的底部引出管連接，并且經(jīng)由第四閥門(mén)和加熱器的上部引入管與加熱器連接；[0008]氣液分離器，其具有與原料預(yù)冷器的第一引出管連接的引入管和底部放料閥，并且具有引出管，該引出管經(jīng)由第五閥門(mén)與第一吸附塔的上部引入管連接，經(jīng)由第六閥門(mén)與第二吸附塔的上部引入管連接，經(jīng)由第七閥門(mén)與第三吸附塔的上部引入管連接；[0009]第一吸附塔，其具有上部引入管和底部引出管；[0010]第二吸附塔，其具有上部引入管和底部引出管；和，任選地，[0011]第三吸附塔，其具有上部引入管和底部引出管；[0012]加熱器，其具有上部引入管和下部引出管，加熱器的上部引入管經(jīng)由第八閥門(mén)、第九閥門(mén)、第十閥門(mén)分別連接于第一吸附塔的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管，加熱器的下部引出管分別經(jīng)由第十一閥門(mén)、第十二閥門(mén)、第十三閥門(mén)連接于第一吸附塔的底部引出管、第二吸附塔的底部引出管、第三吸附塔的底部引出管；[0013]冷箱，其具有氣體引入管、液化氣引出管、富氫氮?dú)庖龉埽摎怏w引入管經(jīng)由第十四閥門(mén)、第十五閥門(mén)、第十六閥門(mén)分別連接于第一吸附塔的底部引出管、第二吸附塔的底部引出管、第三吸附塔的底部引出管，該富氫氮?dú)庖龉芘c原料氣預(yù)冷器連接；[0014]混合冷劑壓縮機(jī)，其具有冷劑弓I入管和冷劑弓I出管分別與冷箱連接。[0015]再生氣排出管道，其經(jīng)由第十七閥門(mén)、第十八閥門(mén)、第十九閥門(mén)分別連接于第一吸附塔的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管；[0016]卸壓尾氣管道，其經(jīng)由第二十閥門(mén)、第二十一閥門(mén)、第二十二閥門(mén)分別連接于第一吸附塔的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管。[0017]優(yōu)選，第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔并聯(lián)，各自在一個(gè)循環(huán)周期中依次經(jīng)歷吸附、卸壓、加熱、冷吹、卸壓、升壓六個(gè)工藝步驟，其中一臺(tái)吸附塔處于吸附過(guò)程，另兩臺(tái)處于再生過(guò)程。[0018]第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔中各吸附劑復(fù)合床層獨(dú)立地裝填選自3A 分子篩、4A分子篩、13X分子篩、活性氧化鋁、活性炭和耐水硅膠中的一種或兩種或多種吸附劑。一般情況下，脫水用活性氧化鋁、3A分子篩、4A分子篩或13X分子篩，脫C02、H2S用 13X分子篩，脫重?zé)N、甲醇、二甲醚用活性炭和/或耐水硅膠。[0019]富含甲烷且含有氮?dú)?、氫氣的原料氣首先?jīng)一原料氣預(yù)冷器預(yù)脫水后去吸附凈化；經(jīng)吸附凈化的氣體去冷箱分離出氫、氮?dú)獠⒓淄榻M分液化得到LNG，分離出來(lái)的富氫氮?dú)夥祷卦蠚忸A(yù)冷器預(yù)冷原料氣；吸附凈化塔中，采用分子篩復(fù)合床層經(jīng)變溫變壓吸附 (PTSA)脫除酸性氣體(0)2、貼等)、水以及重?zé)N等雜質(zhì)，將其中的CO2降至彡70ppm(優(yōu)選彡60ppm,更優(yōu)選彡50ppm,進(jìn)一步優(yōu)選彡40ppm)，H2S含量彡4ppm(優(yōu)選彡3ppm,更優(yōu)選彡2ppm，最優(yōu)選彡Ippm)，甲醇彡30ppm(優(yōu)選彡25ppm，更優(yōu)選彡20ppm，進(jìn)一步優(yōu)選 (15ppm)，二甲醚彡70ppm(優(yōu)選彡60ppm，更優(yōu)選彡50ppm，進(jìn)一步優(yōu)選彡40ppm)，水分脫除至常壓露點(diǎn)彡-76°C, C6和C6以上重?zé)N組分脫除至彡217ppm(優(yōu)選彡200ppm,更優(yōu)選彡lOOppm，進(jìn)一步優(yōu)選彡50ppm，最優(yōu)選彡IOppm)。[0020]按照天然氣純化領(lǐng)域中一般的意義來(lái)理解，在本申請(qǐng)中“富氫氮?dú)狻笔侵父缓瑲錃夂偷獨(dú)獾囊环N氣流或一種混合氣體，“富甲烷氣”是指富含甲烷的一種氣流或一種混合氣體或氣體混合物?！霸偕鷼狻笔侵冈偕脷怏w。“任選地”表示有或沒(méi)有。[0021]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)[0022]1、原料氣去吸附凈化前首先利用在冷箱中分離得到的富氫氮?dú)忸A(yù)冷，這一過(guò)程可脫除原料氣中約23%的水，一方面利用了富氫氮?dú)獾睦淞?，可降低系統(tǒng)能耗，同時(shí)還可降低吸附塔中吸附劑的負(fù)荷；[0023]2、在原料氣吸附凈化部分，吸附塔采用富氫氮?dú)庾鳛樵偕鷼?，相比以工藝氣體作再生氣的傳統(tǒng)工藝，減少了工藝氣體的損耗，從而可以提高凈化過(guò)程氣體的產(chǎn)率。


[0024]圖1是本實(shí)用新型的裝置配置圖。
具體實(shí)施方式
[0025]
以下結(jié)合附圖1來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的裝置。[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施方案，提供采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷的氣體的凈化裝置，它包括[0027]原料氣預(yù)冷器E1，其具有原料氣引入管，并且具有與氣液分離器Vl連接的第一引出管，并且具有第二引出管，該第二引出管經(jīng)由第一閥門(mén)V5A與第一吸附塔Tl的底部引出管連接，經(jīng)由第二閥門(mén)V5B與第二吸附塔T2的底部引出管連接，經(jīng)由第三閥門(mén)V5C與第三吸附塔T3的底部引出管連接，并且經(jīng)由第四閥門(mén)V9和加熱器E2的上部引入管與加熱器E2 連接；[0028]氣液分離器VI，其具有與原料預(yù)冷器El的第一引出管連接的引入管和底部放料閥，并且具有引出管，該引出管經(jīng)由第五閥門(mén)VlA與第一吸附塔的上部引入管連接，經(jīng)由第六閥門(mén)VlB與第二吸附塔的上部引入管連接，經(jīng)由第七閥門(mén)VlC與第三吸附塔的上部引入管連接；[0029]第一吸附塔Tl，其具有上部引入管和底部引出管；[0030]第二吸附塔T2，其具有上部引入管和底部引出管；和，任選地，[0031]第三吸附塔T3，其具有上部引入管和底部引出管；以及[0032]加熱器E2，其具有上部引入管和下部引出管，加熱器E2的上部引入管經(jīng)由第八閥門(mén)V4A、第九閥門(mén)V4B、第十閥門(mén)V4C分別連接于第一吸附塔的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管，加熱器E2的下部引出管分別經(jīng)由第十一閥門(mén)V6A、 第十二閥門(mén)V6B、第十三閥門(mén)V6C連接于第一吸附塔的底部引出管、第二吸附塔的底部引出管、第三吸附塔的底部引出管；[0033]冷箱，其具有氣體引入管、液化氣引出管、富氫氮?dú)庖龉?，該氣體引入管經(jīng)由第十四閥門(mén)V7A、第十五閥門(mén)V7B、第十六閥門(mén)V7C分別連接于第一吸附塔的底部引出管、第二吸附塔的底部引出管、第三吸附塔的底部引出管，該富氫氮?dú)庖龉芘c原料氣預(yù)冷器El連接；[0034]混合冷劑壓縮機(jī)，其具有冷劑引入管和冷劑引出管分別與冷箱連接。[0035]再生氣排出管道，其經(jīng)由第十七閥門(mén)V2A、第十八閥門(mén)V2B、第十九閥門(mén)V2C分別連接于第一吸附塔的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管；[0036]卸壓尾氣管道，其經(jīng)由第二十閥門(mén)V3A、第二十一閥門(mén)V3B、第二十二閥門(mén)V3C分別連接于第一吸附塔的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管。[0037]使用本實(shí)用新型的裝置的工藝包含原料氣預(yù)冷和吸附凈化兩部分；其原料氣預(yù)冷的工藝過(guò)程為含有氮、氫氣且富含甲烷的原料氣首先經(jīng)過(guò)原料氣預(yù)冷器El預(yù)冷，原料氣溫度由33-48 V (優(yōu)選35-45 V，更優(yōu)選37-43 V，例如40 V )冷卻至觀_40 V (優(yōu)選 30-38°C，更優(yōu)選32-36°C，例如約34°C )后進(jìn)入氣液分離器Vl中分液，液相由分離器Vl 的底部引出，未被分離下來(lái)的氣相自分離器Vl頂部引出去吸附凈化塔，這一過(guò)程可脫去原料氣中約15-35wt%的水分；原料氣預(yù)冷器El的冷量由冷箱系統(tǒng)中分離出的富氫氮?dú)馓峁?，?jīng)換熱后富氫氮?dú)鉁囟扔?-ll°C (優(yōu)選6-10°C，更優(yōu)選7-9°C，例如8°C)升高至 28-430C (優(yōu)選30-40°C，更優(yōu)選34_38°C，例如約36°C )；富氫氮?dú)獬鲈蠚忸A(yù)冷器El后，可以進(jìn)入處于再生過(guò)程的吸附凈化塔中作為再生過(guò)程的再生氣。[0038]吸附凈化部分，采用復(fù)合床層經(jīng)變溫變壓吸附(PTSA)脫除酸性氣體(CO2W2S等)、 水以及重?zé)N等。吸附劑復(fù)合床層內(nèi)可裝填3A、4A、13X分子篩，活性氧化鋁，活性炭以及耐水硅膠等中的一種或兩種或多種(脫水用活性氧化鋁、3A分子篩、4A分子篩或13X分子篩，脫 CO2, H2S用13X分子篩，脫重?zé)N、甲醇、二甲醚用活性炭和/或耐水硅膠)。[0039]經(jīng)吸附凈化后，從吸附凈化塔中流出的氣體中CO2含量降至彡70ppm(優(yōu)選 (60ppm,更優(yōu)選彡50ppm,進(jìn)一步優(yōu)選彡40ppm)，H2S含量彡4ppm(優(yōu)選彡3ppm,更優(yōu)選彡2ppm，進(jìn)一步優(yōu)選彡Ippm)，甲醇彡30ppm(優(yōu)選彡25ppm，更優(yōu)選彡20ppm，進(jìn)一步優(yōu)選 (15ppm)，二甲醚彡70ppm(優(yōu)選彡60ppm，更優(yōu)選彡50ppm，進(jìn)一步優(yōu)選彡40ppm)，水分脫除至常壓露點(diǎn)彡-76°C, C6和C6以上重?zé)N組分脫除至彡217ppm(優(yōu)選彡200ppm，更優(yōu)選 ^ lOOppm，進(jìn)一步優(yōu)選；^ 50ppm，最優(yōu)選< IOppm)。[0040]吸附凈化裝置例如采用三塔并聯(lián)模式，其中一臺(tái)塔處于吸附過(guò)程而另兩塔處于再生的不同過(guò)程，也就是說(shuō)，一臺(tái)塔處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其它兩個(gè)塔處于再生過(guò)程。[0041]需要強(qiáng)調(diào)的是，在本申請(qǐng)的第一個(gè)實(shí)施方案即三塔并聯(lián)模式的基礎(chǔ)上省去第三吸附塔或增加類(lèi)似的第四吸附塔，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。[0042]下面以吸附塔Tl為例，參照附圖1說(shuō)明其吸附及再生流程如下[0043]a、吸附過(guò)程預(yù)冷后的富甲烷氣，經(jīng)閥VlA自吸附塔Tl頂部進(jìn)入正處于吸附狀態(tài)的吸附塔Tl。在吸附劑的選擇吸附下，其中的酸性組分、水及重?zé)N等被吸附下來(lái)，未被吸附的氣體從塔底經(jīng)閥V7A流出，得到合格的凈化氣體去冷箱系統(tǒng)。當(dāng)被吸附雜質(zhì)的傳質(zhì)區(qū)前沿(稱(chēng)為吸附前沿)到達(dá)床層出口預(yù)留段時(shí)，關(guān)掉該吸附塔Tl的原料氣進(jìn)料閥VlA和凈化氣出口閥V7A，停止吸附，吸附床開(kāi)始轉(zhuǎn)入再生過(guò)程。當(dāng)吸附塔Tl處于吸附過(guò)程時(shí)，吸附塔 T2和吸附塔T3均處于再生過(guò)程，例如吸附塔T2可依次進(jìn)行熱吹、冷吹、卸壓、升壓過(guò)程，吸附塔T3依次進(jìn)行卸壓、熱吹過(guò)程。[0044]b、卸壓過(guò)程吸附過(guò)程結(jié)束后，打開(kāi)閥V3A逆著吸附方向?qū)ξ剿l進(jìn)行卸壓，將壓力降至足夠低，以保證后序過(guò)程中再生氣能順利進(jìn)入吸附塔Tl中對(duì)其復(fù)合床層進(jìn)行再生；同時(shí)也使部分被吸附的氣體卸壓釋放出來(lái)，釋放出來(lái)的氣體經(jīng)閥V3A后出系統(tǒng)。[0045]C、加熱過(guò)程卸壓過(guò)程結(jié)束后，以富氫氮?dú)庾鳛樵偕鷼饧訜嵛剿l，再生氣的走向依據(jù)此時(shí)吸附塔T3所進(jìn)行的過(guò)程確定；當(dāng)吸附塔T3處于冷吹過(guò)程時(shí)，再生氣出原料氣預(yù)冷器El后，依次經(jīng)由閥V5C、吸附塔T3、閥V4C進(jìn)入加熱器E2中被升溫至230_250°C (例如240°C )，然后經(jīng)由閥V6A進(jìn)入處于加熱過(guò)程的吸附塔Tl，逆向吹掃吸附劑床層，使吸附在吸附劑上的雜質(zhì)完全解吸出來(lái)，使Tl中的吸附劑得到再生；而當(dāng)吸附塔T3處于除冷吹外的其它過(guò)程時(shí)，再生氣則經(jīng)閥V9直接進(jìn)入加熱器E2升溫至230-250°C (例如240°C )，然后經(jīng)閥V6A進(jìn)入處于加熱過(guò)程的吸附塔Tl，逆向吹掃吸附劑床層，使Tl中的吸附劑得到再生。吸附塔Tl處于加熱過(guò)程時(shí)，吸附塔T2依次經(jīng)歷吸附、卸壓過(guò)程。[0046]d、冷吹過(guò)程當(dāng)加熱過(guò)程結(jié)束后，打開(kāi)閥V5A，再生氣經(jīng)閥V5A進(jìn)入處于冷吹過(guò)程的吸附塔Tl，逆向吹掃吸附劑床層，使床層溫度降至35-43°C (例如約40°C)；出吸附塔Tl 的再生氣經(jīng)閥V2A進(jìn)入再生氣處理系統(tǒng)，冷吹過(guò)程結(jié)束。吸附塔Tl處于冷吹過(guò)程時(shí)，吸附塔T2處于加熱過(guò)程，吸附塔T3處于吸附過(guò)程。[0047]e、卸壓過(guò)程吸附過(guò)程結(jié)束后，打開(kāi)閥V3A逆著吸附方向進(jìn)行卸壓，將冷吹過(guò)程中6存留在塔內(nèi)的再生氣充分釋放出來(lái)，釋放出來(lái)的氣體經(jīng)閥V3A后出系統(tǒng)。吸附塔Tl處于卸壓過(guò)程時(shí)，吸附塔T2處于熱吹過(guò)程，吸附塔T3處于吸附過(guò)程。[0048]f、升壓過(guò)程在冷吹過(guò)程結(jié)束后，打開(kāi)閥VlA通入富甲烷氣對(duì)吸附塔Tl進(jìn)行升壓。 優(yōu)選地，為了使吸附塔可以平穩(wěn)地切換至下一次吸附并保證產(chǎn)品純度在這一過(guò)程中不發(fā)生波動(dòng)，需要通過(guò)升壓調(diào)節(jié)閥緩慢而平穩(wěn)地用富甲烷氣將吸附塔壓力升至吸附壓力，以保證升壓過(guò)程的平穩(wěn)并減少升壓過(guò)程中壓力的波動(dòng)對(duì)吸附塔產(chǎn)生的影響。[0049]經(jīng)這一過(guò)程后吸附塔Tl便完成了一個(gè)完整的“吸附-再生”循環(huán)，為下一次吸附做好了準(zhǔn)備。三臺(tái)吸附塔的吸附及再生過(guò)程完全相同，只是需要?jiǎng)幼鞯拈y門(mén)編號(hào)不同，三塔輪流操作，達(dá)到連續(xù)凈化氣體的目的。[0050]經(jīng)吸附凈化后的天然氣中仍含有氫氣、氮?dú)?，需在冷箱系統(tǒng)中經(jīng)精餾分離脫除氫、 氮?dú)庖缘玫絃NG產(chǎn)品；來(lái)自冷劑壓縮機(jī)的混合冷劑為冷箱提供冷量后，返回冷劑壓縮機(jī)；在現(xiàn)有技術(shù)中，冷箱中脫氫、氮?dú)獾墓に囃ǔＳ袉嗡鞒毯碗p塔流程兩種，單塔流程以氫氮混合氣的形式脫除氫、氮?dú)猓p塔流程則分別分離出富氫氣及富氮?dú)?；視所采用的精餾流程及氫、氮?dú)獾牟沙隽?也即原料氣中氫氣、氮?dú)獾暮?來(lái)確定采用富氫氣、富氮?dú)猓只蚴歉粴涞幕旌蠚?，出冷箱返回原料氣預(yù)冷器中用于預(yù)冷原料氣，并可以作為吸附凈化塔的再生氣。
權(quán)利要求1.采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷的氣體的凈化裝置，它包括原料氣預(yù)冷器(El)，其具有原料氣引入管，并且具有與氣液分離器(Vl)連接的第一引出管，和具有第二引出管，該第二引出管經(jīng)由第一閥門(mén)(V5A)與第一吸附塔(Tl)的底部引出管連接，經(jīng)由第二閥門(mén)(V5B)與第二吸附塔(T2)的底部引出管連接，經(jīng)由第三閥門(mén)(V5C) 與第三吸附塔(T3)的底部引出管連接，并且經(jīng)由第四閥門(mén)(V9)和加熱器(E2)的上部引入管與加熱器(E》連接；氣液分離器(VI)，其具有與原料預(yù)冷器(El)的第一引出管連接的引入管和底部放料閥，并且具有引出管，該引出管經(jīng)由第五閥門(mén)(VIA)與第一吸附塔的上部引入管連接，經(jīng)由第六閥門(mén)(VlB)與第二吸附塔的上部引入管連接，經(jīng)由第七閥門(mén)(VlC)與第三吸附塔的上部引入管連接；第一吸附塔(Tl)，其具有上部引入管和底部引出管； 第二吸附塔(T2)，其具有上部引入管和底部引出管；和，任選地， 第三吸附塔CH)，其具有上部引入管和底部引出管；以及加熱器(E2)，其具有上部引入管和下部引出管，加熱器(E》的上部引入管經(jīng)由第八閥門(mén)(V4A)、第九閥門(mén)(V4B)、第十閥門(mén)(V4C)分別連接于第一吸附塔(Tl)的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管，加熱器(E》的下部引出管分別經(jīng)由第十一閥門(mén)(V6A)、第十二閥門(mén)(V6B)、第十三閥門(mén)(V6C)連接于第一吸附塔的底部引出管、第二吸附塔的底部引出管、第三吸附塔的底部引出管；冷箱，其具有氣體引入管、液化氣引出管、富氫氮?dú)庖龉埽摎怏w引入管經(jīng)由第十四閥門(mén)(V7A)、第十五閥門(mén)(V7B)、第十六閥門(mén)(V7C)分別連接于第一吸附塔的底部引出管、 第二吸附塔的底部引出管、第三吸附塔的底部引出管，該富氫氮?dú)庖龉芘c原料氣預(yù)冷器 (El)連接；混合冷劑壓縮機(jī)，其具有冷劑引入管和冷劑引出管分別與冷箱連接； 再生氣排出管道，其經(jīng)由第十七閥門(mén)(V2A)、第十八閥門(mén)(V2B)、第十九閥門(mén)(V2C)分別連接于第一吸附塔的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管；卸壓尾氣管道，其經(jīng)由第二十閥門(mén)(V3A)、第二十一閥門(mén)(V;3B)、第二十二閥門(mén)(V3C)分別連接于第一吸附塔的上部引入管、第二吸附塔的上部引入管、第三吸附塔的上部引入管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷氣體的凈化裝置，其特征在于第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔并聯(lián)，各自在一個(gè)循環(huán)周期中依次經(jīng)歷吸附、卸壓、加熱、冷吹、卸壓、升壓六個(gè)工藝步驟，其中一臺(tái)吸附塔處于吸附過(guò)程，另兩臺(tái)處于再生過(guò)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷氣體的凈化裝置，其特征在于第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔中各吸附劑復(fù)合床層獨(dú)立地裝填選自3A分子篩、4A分子篩、13X分子篩、活性氧化鋁、活性炭和耐水硅膠中的一種或兩種或多種吸附劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷氣體的凈化裝置，其特征在于脫水使用活性氧化鋁、3A分子篩、4A分子篩或13X分子篩，脫CO2A2S使用13X分子篩， 脫重?zé)N、甲醇、二甲醚使用活性炭和/或耐水硅膠。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種采用富氫氮?dú)忸A(yù)冷的富含甲烷氣體的凈化裝置，它包括原料氣預(yù)冷器E1，氣液分離器V1，第一吸附塔T1，第二吸附塔T2，第三吸附塔T3，加熱器E2，冷箱，混合冷劑壓縮機(jī)，再生氣排出管道和卸壓尾氣管道。采用本實(shí)用新型的裝置，其工藝流程為原料氣經(jīng)一原料氣預(yù)冷器預(yù)脫水后去吸附凈化；經(jīng)吸附凈化的氣體去冷箱分離出氫、氮?dú)夂蟮玫絃NG，分離出來(lái)的富氫氮?dú)夥祷卦蠚忸A(yù)冷器為其提供冷量；吸附凈化部分，采用復(fù)合床層經(jīng)變溫變壓吸附脫除氣體中的雜質(zhì)，將其中的CO2降至≤70ppm，H2S含量≤4ppm，甲醇≤30ppm，二甲醚≤70ppm，水分脫除至常壓露點(diǎn)≤-76℃，C6和C6以上重?zé)N組分脫除至≤217ppm。本實(shí)用新型的裝置與傳統(tǒng)裝置相比能顯著降低系統(tǒng)能耗，在充分回收系統(tǒng)冷量的同時(shí)，降低了吸附凈化過(guò)程負(fù)荷，且能有效脫除雜質(zhì)組分。
文檔編號(hào)C10L3/10GK202297537SQ201120367299
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者何振勇, 傅建青, 張生, 范保軍, 鄭忠英, 馬云生 申請(qǐng)人:新地能源工程技術(shù)有限公司, 新奧科技發(fā)展有限公司