烷精馏塔16上部；所述预冷换热装置的高压尾气入口和低压尾气入口分别连通合成气源和驰放气源，其低压尾气出口经脱氢精馏塔再沸器17再连通脱氢精馏塔入口，其高压尾气出口依次经甲烷精馏塔再沸器18和过冷器20再连通脱氢精馏塔中部；脱氢精馏塔底部富甲烷液体经脱氢精馏塔再沸器17底部的富甲烷液体出口连通甲烷精馏塔入口，甲烷精馏塔底部液化天然气经甲烷精馏塔再沸器底部的液化天然气出口连通冷箱外的液化天然气储存槽3 ;所述脱氢精馏塔顶部富氢气出口经过冷器20再连通气液分离器14入口，气液分离器14底部的液体又连通脱氢精馏塔15上部，气液分离器14顶部的富氢气出口经过冷器20再连通预冷换热装置的富氢气入口，预冷换热装置的富氢气出口经第二冷却器9连通冷箱外的变压吸附装置4 ;所述甲烷精馏塔顶部的富氮气出口经过冷器20连通预冷换热装置的富氮气入口，预冷换热装置的富氮气出口设有两条支路，一条支路连通冷箱外的再生干燥器5，另一条支路连通循环氮压缩机入口 ；甲烷精馏塔上部连通冷箱外的液氮储槽6。
[0017]所述冷箱内还设有二氧化碳气液分离器19，所述二氧化碳预冷器19还设有二氧化碳入口，二氧化碳气液分离器19底部液体流出口连通二氧化碳预冷器1，二氧化碳气液分离器19的入口连通冷箱外的二氧化碳储槽，二氧化碳气液分离器的顶部和二氧化碳预冷器的二氧化碳出口均连通冷箱外的二氧化碳回收装置；所述二氧化碳气液分离器19上还设有溢流口 19.1，溢流口 19.1位于二氧化碳气液分离器入口的上方。
[0018]所述各装置之间通过管道连通，各段管道上设有阀门及仪控制点。
[0019]本实施例提供的回收合成氨尾气生产LNG的工艺方法，具体步骤为:
[0020]I)脱氢精馏塔精馏:低压原料气和高压原料气分别通过低压尾气入口和高压尾气入口进入，低压原料气依次经预冷换热装置、脱氢精馏塔再沸器进入到脱氢精馏塔进行精馏，与此同时高压原料气依次经预冷换热装置、甲烷精馏塔再沸器、过冷器进入到脱氢精馏塔进行精馏，精馏之后在脱氢精馏塔底部液体中74%为甲烷，其余部分为氮、氩、氢；
[0021]2)富甲烷液体进入甲烷精馏塔:从脱氢精馏塔底部流出的温度为-132.97°C富甲烷液体进入甲烷精馏塔中部；
[0022]3)甲烷精馏塔精馏:进入到甲烷精馏塔中富甲烷液体进行精馏，精馏之后塔底液体中甲烷的含量3 99.2%，该甲烷液体最终流入到冷箱外的液化天然气储存槽中；
[0023]4)步骤I)中脱氢精馏塔塔顶冷源的来源:使上述步骤I)中的脱氢精馏塔顶部气体进入过冷器冷却至_171°C后，气体部分液化，再进入气液分离器中，分离出来的液体靠液位差自动回流至脱氢精馏塔上部参与塔内精馏，所述脱氢精馏塔顶部气体的组成成份为:氢气、氮气、甲烧和氩气。
[0024]5)使上述步骤4)中的气液分离器中顶部的含氢、氮、甲烷、氩的富氢气体从气液分离器顶部排出进入过冷器复热至_140°C，经预冷换热装置复热至5°C出冷箱，再经第二冷却器进一步复热至35°C后进入到变压吸附装置中；
[0025]6)步骤3)中甲烷精馏塔塔顶冷源的来源:打开氮气源入口处的阀门，氮气进入循环氮压缩机将压力提升，阀门关闭，然后在增压透平膨胀机的增压端增压，经第二冷却器冷却进入冷箱，在预冷换热装置中经二氧化碳预冷冷却，大部分气体进入增压透平膨胀机膨胀端膨胀，膨胀后的气体温度降低到甲烷沸点以下，膨胀后的氮气依次经过冷器、预冷换热装置复热后重新回至循环氮压缩机入口，如此循环在装置内部形成返流循环氮气；从预冷换热装置冷端出来的剩余气体继续进入过冷器冷却，气体从过冷器出来后节流降压，温度降低，产生出低温液体进入甲烷精馏塔上部参与塔内精馏，并一同随塔内所生成的废气从塔顶排出，经过冷器、预冷换热装置复热出冷箱，部分与膨胀后的返流循环氮气汇合后重新被循环氮压缩机吸入压缩，多余部分作为废气进入再生干燥器；
[0026]7)从甲烷精馏塔中精馏处的液氮流入到冷箱外的液氮储槽中。
[0027]增压透平膨胀机膨胀端进口温度的调节通过在预冷换热装置冷端上部处抽取一股温度较高温气流进行调节。
【主权项】
1.一种回收合成氨尾气生产LNG的装置，其特征在于:它包括循环氮压缩机、第一冷却器、第二冷却器、第三冷却器以及设置在冷箱内的预冷换热装置、增压透平膨胀机、气液分离器、脱氢精馏塔和甲烷精馏塔，所述预冷换热装置包括二氧化碳预冷器和主换热器；所述预冷换热装置设有高压尾气入口、低压尾气入口、富氢气出口、富氮气出口、返流循环氮气出口、高压氮气入口、高压氮气出口、返流循环氮气入口、富氮气入口、富氢气入口、低压尾气出口和高压尾气出口，所述高压尾气入口、低压尾气入口、富氢气出口、富氮气出口、返流循环氮气出口和高压氮气入口分别与二氧化碳预冷器连通，所述高压氮气出口、返流循环氮气入口、富氮气入口、富氢气入口、低压尾气出口和高压尾气出口分别与主换热器连通；所述循环氮压缩机入口连通氮气源及预冷换热装置的富氮气出口，其出口经第一冷却器连通增压透平膨胀机增压端入口，增压透平膨胀机增压端出口再连通预冷换热装置的高压氮气入口，预冷换热装置的高压氮气出口处设有两条支路，一条支路连通增压透平膨胀机膨胀端入口，增压透平膨胀机膨胀端出口经过冷器再连通预冷换热装置的返流循环氮气入口，返流循环氮气出口再连通循环氮压缩机入口，另一条支路经过冷器连通甲烷精馏塔上部；所述预冷换热装置的高压尾气入口和低压尾气入口分别连通合成气源和驰放气源，其低压尾气出口经脱氢精馏塔再沸器再连通脱氢精馏塔入口，其高压尾气出口依次经甲烷精馏塔再沸器和过冷器再连通脱氢精馏塔中部；脱氢精馏塔底部富甲烷液体经脱氢精馏塔再沸器底部的富甲烷液体出口连通甲烷精馏塔入口，甲烷精馏塔底部液化天然气经甲烷精馏塔再沸器底部的液化天然气出口连通冷箱外的液化天然气储存槽；所述脱氢精馏塔顶部富氢气出口经过冷器再连通气液分离器入口，气液分离器底部的液体又连通脱氢精馏塔上部，气液分离器顶部的富氢气出口经过冷器再连通预冷换热装置的富氢气入口，预冷换热装置的富氢气出口经第二冷却器连通冷箱外的变压吸附装置；所述甲烷精馏塔顶部的富氮气出口经过冷器连通预冷换热装置的富氮气入口，预冷换热装置的富氮气出口设有两条支路，一条支路连通冷箱外的再生干燥器，另一条支路连通循环氮压缩机入口 ；甲烷精馏塔上部连通冷箱外的液氮储槽。
2.根据权利要求1所述的回收合成氨尾气生产LNG的装置，其特征在于:所述冷箱内还设有二氧化碳气液分离器，所述二氧化碳预冷器还设有二氧化碳入口，二氧化碳气液分离器底部液体流出口连通二氧化碳预冷器，二氧化碳气液分离器的入口连通冷箱外的二氧化碳储槽，二氧化碳气液分离器的顶部和二氧化碳预冷器的二氧化碳出口均连通冷箱外的二氧化碳回收装置；所述二氧化碳气液分离器上还设有溢流口，溢流口位于二氧化碳气液分离器入口的上方。
3.根据权利要求1所述的回收合成氨尾气生产LNG的装置，其特征在于:所述各装置之间通过管道连通，各段管道上设有阀门及仪控制点。
【专利摘要】本实用新型公开了回收合成氨尾气生产LNG的装置，它包括循环氮压缩机、第一冷却器、第二冷却器、第三冷却器以及设置在冷箱内的预冷换热装置、增压透平膨胀机、气液分离器、脱氢精馏塔和甲烷精馏塔，所述预冷换热装置包括二氧化碳预冷器和主换热器。具有以下优点：利用深冷分离合成氨尾气技术，对合成氨生产有用的氢气得到回收的同时又对甲烷进行了充分提取，并液化为高附加值的LNG，得以降低合成氨成本，在合成氨尾气资源充分回收利用和环境保护问题上做到一举两得。
【IPC分类】F25J3-02
【公开号】CN204404693
【申请号】CN201420855200
【发明人】蔡福梅, 夏仕屔, 薄达, 吴志会, 潘翎, 周涛, 洪英华, 陈娟, 韩岭, 黄潞艇, 王涛平, 闫明松, 闫红伟, 陈剑军
【申请人】杭州凯德空分设备有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月30日