一种制取液化天然气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及天然气液化领域，尤其涉及一种制取液化天然气装置。
【背景技术】
[0002]煤炭气化制甲烷工艺中，为了便于运输及销售，往往就地将制得的甲烷液化为LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)。
[0003]目前大型LNG液化企业普遍采用混合致冷剂循环制冷技术，该技术的制冷剂一般是由5?6种组分的混合物组成的，工作时使得混合物中重组分先冷凝，轻组分后冷凝，依次节流，蒸发制冷，最后使天然气液化。
[0004]混合制冷装置是目前LNG液化较先进的装置，但其运行中各组分的调整是保证稳定运行的关键因素，并且受季节变化气温的影响，需要随时调整制冷剂组分，其运行的复杂性和设备投入，资金投入较大。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种制取液化天然气装置，能够提高系统能效、节省投资、提高效益。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案:
[0007]一种制取液化天然气装置，包括冷箱，在所述冷箱内液氧与煤气化工艺产生的甲烧充分换热。
[0008]液化天然气闪蒸罐和液化天然气储罐中的蒸发气均从罐顶流出，流入冷箱，与煤气化工艺产生的甲烷换热后升温至常温，再流入再生加热炉以作为燃料气。
[0009]气化炉产生的荒煤气在高温换热器中与甲烷净化装置分子筛再生气换热。
[0010]所述甲烷净化装置分子筛再生气包括来自甲烷净化装置的甲烷气体的一部分。
[0011]还包括空气压缩机、空分系统、低温换热装置，从空气压缩机流出的空气进入所述低温换热装置与低温氧气换热。
[0012]升温至常温后的氧气与来自煤气净化装置产生的二氧化碳充分混合后一起进入气化炉。
[0013]本实用新型实施例提供的制取液化天然气装置，利用液氧气化过程产生的冷能，简单的采用冷箱、液氧储罐、LNG闪蒸罐等即可实现煤炭气化合成产物甲烷直接液化为LNG，流程简单，效益显著。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施例一的制取液化天然气装置示意图；
[0015]图2为本实用新型实施例二的制取液化天然气装置示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型实施例制取液化天然气装置进行详细描述。
[0017]本实用新型提供的制取液化天然气装置，包括冷箱，在所述冷箱内液氧与煤气化工艺产生的甲烷充分换热。
[0018]本实用新型实施例提供的制取液化天然气装置，利用液氧气化过程产生的冷能，简单的采用冷箱、液氧储罐、LNG闪蒸罐等即可实现煤炭气化合成产物甲烷直接液化为LNG，流程简单，效益显著。煤炭气化过程中的富氧气化工艺需要连续不间断的使用大量氧气，液氧通过汽化器转化为氧气，气化过程大量冷能被浪费。本工艺通过冷箱回收液氧冷能，将煤炭气化合成的甲烷直接液化为LNG。该工艺一举两得，不仅使液氧气化为氧气满足气化炉的富氧气化需要，同时在此过程中回收了液氧中的高品位冷能，利用这部分冷能将甲烷直接液化，节省了成本，运行简单，通过计算，富氧气化所消耗的液氧冷量，每消耗I方氧气，煤炭气化可产生0.7方甲烷，而液氧冷能回收后可制取0.88方LNG，远远满足甲烷液化需冷量。本工艺流程简单，投资少效益明显，传统LNG液化工艺通常需要采用压缩机，膨胀机，制冷剂储罐等设备，投资大，运行复杂，而本工艺流程仅通过冷箱换热就可实现LNG液化，因此本工艺有效节省了传统LNG液化的投资，收益率显著提高，经济效益明显。
[0019]实施例一
[0020]如图1所示，来自空分或外购的液氧经液氧储罐I下出液管流出，蒸发气由液氧储罐I顶部流出，进入冷箱2，在冷箱2中与甲烷充分换热，将液氧气化升温至常温后流出冷箱，进入气化剂混合装置6，与空气或二氧化碳等气化剂充分混合后一起进入气化炉7，在气化炉7中与煤炭发生反应，产生富含一氧化碳、二氧化碳，甲烷，氢气等组分的荒煤气。
[0021]来自气化炉7的荒煤气温度在100?150°C，与来自甲烷净化装置11的甲烷在高温换热器8中换热后温度降低为70?100°C进入煤气净化装置9，荒煤气经过净化后进入甲烷化反应炉10，从甲烷化反应炉10出来的气体组分甲烷含量达99%以上，再经过甲烷净化装置11脱水脱汞后，气体完全符合液化要求，常温甲烷气体进入冷箱2，与液氧充分换热后，甲烷温度降低至-150?-160°C，液化为LNG后流入LNG闪蒸罐3，进入闪蒸罐的LNG压力可能会降低，而瞬间气化蒸发一部分，为了气液分离获得合格的LNG，设置闪蒸罐是有必要的，同时也起到压力缓冲的作用。LNG经LNG闪蒸罐3下出液管流入LNG储罐4中，LNG可装车运出。
[0022]来自甲烷净化装置11的甲烷气体中约10%?15%的气体经过高温换热器8，升温至90?140°C后流入再生加热炉5，加热至280?320°C后重新流入甲烷净化装置11，作为净化装置分子筛再生气，将气化炉产生的荒煤气与甲烷净化装置分子筛再生气换热，回收荒煤气余热对分子筛再生气预热，节省燃料成本。再生过后，气体流入甲烷化反应炉10作为燃料气。
[0023]其中LNG闪蒸罐3和LNG储罐4中的蒸发气均从储罐顶部流出，流入冷箱2中升温至常温后，流入再生加热炉5作为燃料气。将LNG闪蒸汽加以回收利用，通过再生加热炉将分子筛再生气加热，有效节省燃料成本，效益显著。
[0024]实施例二
[0025]如图2所示，大气中的空气首先通过空气压缩机12加压至0.4MPa左右，进入低温换热装置13与-40?-50°C低温氧气换热。在换热器中预冷后，将常温空气温度降低至10?20°C，进入空分系统14，将空气在-180?-170°c的低温下分离液化，得到液氧，液氧流入液氧储罐I储存。液氧经液氧储罐I下出液管流出，液氧蒸发气由液氧储罐I顶部流出，流入冷箱2，在冷箱2中与甲烷充分换热，将液氧气化升温至-40?-50°C后流出冷箱进入低温换热装置13，与空气换热升温至常温，该低温换热装置13将压缩空气与低温氧气换热，降低了压缩空气的温度并提高低温氧气的温度。进入气化剂混合装置6，与来自煤气净化装置9脱碳工段产生的二氧化碳充分混合后一起进入气化炉7，在气化炉7中与煤炭发生反应，产生富含一氧化碳、二氧化碳，甲烷，氢气等组分的荒煤气。
[0026]来自气化炉7的荒煤气温度在100?150°C，与来自甲烷净化装置11的甲烷在高温换热装置8中换热后温度降低为70?100°C进入煤气净化装置9，荒煤气经过净化后进入甲烷化反应炉10，从甲烷化反应炉10出来的气体组分甲烷含量达99%以上，再经过甲烷净化装置11脱水脱汞后，气体完全符合液化要求，常温甲烷气体进入冷箱2，与液氧充分换热后，甲烷温度降低至-150?-160°C，液化为LNG后流入LNG闪蒸罐3，LNG经LNG闪蒸罐3下出液管流入LNG储罐4中，LNG可装车运出。
[0027]来自甲烷净化装置11的甲烷气体中约10%?15%的气体经过高温换热器11，升温至90?140°C后流入再生加热炉5，加热至280?320°C后重新流入甲烷净化装置11，作为净化装置分子筛再生气，将气化炉产生的荒煤气与甲烷净化装置分子筛再生气换热，回收荒煤气余热对分子筛再生气预热，节省燃料成本。再生过后，气体流入甲烷化反应炉10作为燃料气。
[0028]其中LNG闪蒸罐3和LNG储罐4中的蒸发气均从储罐顶部流出，流入冷箱2中升温至常温后，流入再生加热炉5作为燃料气。将LNG闪蒸汽加以回收利用，通过再生加热炉将分子筛再生气加热，有效节省燃料成本，效益显著。
[0029]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种制取液化天然气装置，其特征在于，包括用于使液氧与煤气化工艺产生的甲烷充分换热以将所述甲烷直接液化为液化天然气的冷箱。
2.根据权利要求1所述的制取液化天然气装置，其特征在于，还包括液化天然气闪蒸罐和液化天然气储罐，所述液化天然气闪蒸罐和液化天然气储罐的罐顶均连接至所述冷箱，所述冷箱还与再生加热炉相连。
3.根据权利要求1所述的制取液化天然气装置，其特征在于，还包括依次相连的空气压缩机、低温换热装置、空分系统和液氧储罐，所述液氧储罐的顶部及下出液管均连接至所述冷箱。
4.根据权利要求1所述的制取液化天然气装置，其特征在于，所述冷箱还与气化剂混合装置相连，所述气化剂混合装置还连接至气化炉。
5.根据权利要求4所述的制取液化天然气装置，其特征在于，所述气化炉还与高温换热器相连，所述高温换热器还与煤气净化装置相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种制取液化天然气装置，涉及天然气液化领域，为提高系统能效、节省投资、提高效益而设计。所述制取液化天然气装置包括冷箱，在所述冷箱内液氧与煤气化工艺产生的甲烷充分换热。本实用新型可用于天然气液化。
【IPC分类】F25J1-02
【公开号】CN204301411
【申请号】CN201420299991
【发明人】付伟贤, 潘霞, 姚凯
【申请人】新奥气化采煤有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年6月6日