专利名称：节流闪蒸脱氢氮并生产液化天然气的工艺和装置的制作方法
技术领域：
本发明提供了一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺。煤基合成气、焦炉气以及焦炉气甲烷化后的气体等除含有甲烷外，还含有氮气、氢气、一氧化碳，为得到液化天然气，需将其脱除到一定程度，才能作为液化天然气(LNG)产品产出。
背景技术：
迫于环保及能源成本压力，天然气作为一次能源在社会各个领域所占比例正逐渐提升，其应用领域已逐渐扩大到发电、汽车用气、工业用气、城市居民用气、化工用气等方面，市场需求量迅速增加。传统的天然气管输供应方式仍为主流，但受原料条件及用户分布限制，有相当一部分资源无法进行管道长距离输送，需选择液化的方式，将甲烷转变为液体再采用灵活的运输方式将其送往用户终端。并且，液化天然气(LNG)体积只有同量气体体积的1/625，液化后可以降低贮存和运输成本，且可以提高单位体积的燃值。液化天然气工业的不断发展，对天然气液化方法和装置在能耗、投资和效率等方面提出了更高的要求。对于某些富含甲烷气体，例如煤基合成气和焦炉气甲烷化后得到的合成天然气等，其组成除甲烷外，还含有氮气、氢气、一氧化碳等，为得到高纯度的液化天然气，需将其中的氮气、氢气、一氧化碳脱除到一定程度，才能作为液化天然气(LNG)产品产出。目前常用的气体分离方法一般有低温液化分离、变压吸附及膜分离等，低温液化分离技术正逐渐应用于天然气这一领域。附图I所示为一采用低温液化精馏分离工艺生产LNG的流程，包括低温液化和精馏分离两部分；低温液化由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；精馏分离工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富含甲烷气体采用精馏流程脱除氢气、氮气、一氧化碳，得到合格的LNG。但这一工艺流程较为复杂，系统达到稳定所需时间较长。另外，中国发明专利申请201019087060. 0公开了一种焦炉尾气制LNG工艺方法，该方法披露，粗产品气经冷却分离掉大部分冷凝液后，进入分子筛以脱除残余水份和CO2,经压缩机升至5. OMPa、冷却和预冷后，进入两级节流闪蒸系统，以分离出非产品气。该方法包括在加压条件下常温脱油脱硫、三级催化剂加氢转化、两级干法脱硫、三级甲烷化反应、分子筛吸附脱除残余水分和C02、甲烷化气体深冷液化等多个步骤，没有具体公开节流闪蒸过程，其主要用于脱硫，所使用的原料气为焦化厂经过净化处理的焦炉气，含有微量焦油、苯、萘、氨、氰化氢、cr、h2s、不饱和烃、噻吩、硫醚、硫醇、cos和Cs2等有机硫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷气(富含甲烷的 气体)中脱除氢气、氮气、一氧化碳并将甲烷组分液化生产天然气(LNG)的方法，使本发明能在将氢气、氮气、一氧化碳脱除的同时得到合格的液化天然气，其工艺流程简单，可操作性强，且设备投资费用及系统能耗均降低。根据本发明的第一个方面，本发明提供一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺，该工艺包括低温液化工序和节流闪蒸分离工序两部分；低温液化工序包括由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；节流闪蒸分离工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气采用一级或二级节流闪蒸流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；其中含氢、氮、一氧化碳气体的富甲烷混合气体经冷箱将甲烷组分液化后，进入一级或二级节流、闪蒸工序中脱除氮气、氢气和一氧化碳，得到氢气含量< 4000ppm(优选^ 3500ppm,更优选< 3000ppm,进一步优选< 2500ppm,更进一步优选< 2000ppm,尤其优选< 1700ppm， 特别优选< 1500ppm，最优选< IOOOppm)，和氮气含量< 8% (优选< 7%,更优选< 6%,进一步优选< 5%,更进一步优选< 4%,更好< 3%,尤其优选< 2%,特别优选< I. 5%，更特别优选< 1%，最优选< 0. 5% )，一氧化碳含量< 9% (优选<8%，更优选< 7%，进一步优选< 6%，更进一步优选< 5%，更好< 4%，再更好< 3%，尤其优选(2%，特别优选彡I. 5%，更特别优选彡1%，最优选彡0.5% )的液化天然气(LNG)产品。一般情况下，在低温液化工序中，冷箱的冷量由混合冷剂提供或主要由混合冷剂提供；一股气相冷剂流股通过冷箱的一气相通道冷却至一定温度，再经节流阀节流后反向进入板翅式换热器组的一个特定级(例如末级、倒数第二级等)换热器为换热器提供冷量，该气相流股然后经过冷剂返回通道，出冷箱；一股液相混合冷剂首先进入冷箱的第一液相通道，在板翅式换热器组中被预冷至一定温度后引出冷箱，经节流阀节流后再次反向进入板翅式换热器组的一个特定级(例如为气相冷剂流股返回换热器组的换热器级数的前一级，例如第一级，或倒数第二级、或倒数第三级(当有三个以上的级时))换热器为换热器组提供冷量并且然后与从换热器组返回的混合冷剂流股即上述气相流股汇合，汇合之后经过冷剂返回通道，出冷箱。低温液化部分在冷箱中完成，冷箱的冷量主要由混合冷剂提供。优选，举例来说，一股气相冷剂流股通过冷箱的一气相通道冷却至-148°C _173°C，再经第二节流阀节流至0. 2 0. SMPaA后反向进入换热器组末级换热器为换热器提供冷量，一股液相混合冷剂首先进入冷箱的第一液相通道，在其中被预冷至约-10°C _80°C，经第一节流阀节流至0. 2 0. SMPaA后再次进入板翅式换热器组的第一级换热器为换热器组提供冷量并且与从板翅式换热器组后一级换热器返回的混合冷剂流股即上述气相流股汇合，汇合之后经过冷剂返回通道，出冷箱。优选地，所述一级节流、闪蒸分离流程采用一台节流阀和两台闪蒸罐。在优选的情况下，在所述一级节流、闪蒸分离流程中，富含甲烷的混合气经冷箱冷却至一定温度(一般至_145°C至_170°C范围，优选_147°C至_165°C范围，进一步优选-148°C至_162°C范围，更优选-150°C至_160°C范围)将其中的甲烷组分液化，之后进入冷箱出口闪蒸罐中在入口温度、压力条件下闪蒸，冷箱出口闪蒸罐顶部得到的部分富氢气返回冷箱复热后出系统，闪蒸罐底部液体经第三节流阀节流至0. 15 I. OMPaA，之后进入第一级闪蒸罐中分为气液两相，从第一级闪蒸罐顶部得到氢气、氮气、一氧化碳和甲烷的混合气体，返回冷箱回收冷量后出系统，液化天然气从第一级闪蒸罐底部引出，得到LNG产品。所得LNG产品具有以上所定义的范围内的氢气含量、氮气含量、一氧化碳含量。优选地，所述二级节流、闪蒸分离流程采用两台节流阀和三台闪蒸罐。在优选的情况下，在所述二级节流、闪蒸分离流程中，富含甲烷的混合气经冷箱冷却至一定温度(一般至_145°C至_170°C范围，优选_147°C至_165°C范围，进一步优选-148°C至_162°C范围，更优选_150°C至_160°C范围)将其中的甲烷组分液化，之后进入冷箱出口闪蒸罐中在入口温度、压力条件下闪蒸，冷箱出口闪蒸罐顶部得到的部分富氢气返回冷箱复热后出系统，冷箱出口闪蒸罐底部液体经第三节流阀节流至0. 3 I. 5MPaA，进入第一级闪蒸罐中气液分离，第一级闪蒸罐顶部得到大部分的氢气及少量氮气、一氧化碳、甲烷，返回冷箱复热后出系统，底部液体继续经第四节流阀节流至0. 15 I. OMPaA，之后进入第二级闪蒸罐中分为气液两相，第二级闪蒸罐顶部得到主要含有氮气、一氧化碳及甲烷的混合气体，返回冷箱复热后出系统，液化天然气从第二级闪蒸罐底部引出，得到LNG产品。所得LNG产品具有以上所定义的范围内的氢气含量、氮气含量、一氧化碳含量。为了更清楚地理解本发明，本发明的方法(或称作工艺)的技术方案概括如下I、一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺，该工艺包括低温液化工序和节流闪蒸分离工序两部分；低温 液化工序包括由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；节流闪蒸分离工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气采用一级或二级节流闪蒸流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；其中含氢、氮、一氧化碳气体的富甲烷混合气体经冷箱将甲烷组分液化后，进入一级或二级节流、闪蒸工序中脱除氮气、氢气和一氧化碳，得到氢气含量< 4000ppm,氮气含量< 8%,—氧化碳< 9%的液化天然气产品。2、根据以上I项所述的工艺，其特征在于含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后进入闪蒸罐中除去杂质气体组分，液相由闪蒸罐底经节流阀成为气液两相，而后再进入闪蒸罐中除去杂质气体组分，如此进行一级或二级节流、闪蒸，各闪蒸罐顶部得到的氮气、氢气、一氧化碳和甲烷返回冷箱复热后出冷箱系统，由末级闪蒸罐底部得到的液相产品即为液化天然气。3、根据以上I或2项所述的工艺，其特征在于所述一级节流、闪蒸流程采用一台节流装置和两台闪蒸罐；所述二级节流、闪蒸流程采用两台节流装置和三台闪蒸罐。4、根据以上3项所述的工艺，其特征在于当进行一级节流、闪蒸时，含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后从前一级闪蒸罐(即冷箱出口闪蒸罐)的中部进入前一级闪蒸罐中，前一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，前一级闪蒸罐底部得到的液相经过节流阀之后从后一级闪蒸罐(即第一级闪蒸罐)的中部进入后一级闪蒸罐中，后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，后一级闪蒸罐的底部液相即为液化天然气产品；或当进行二级节流、闪蒸时，含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后从前一级闪蒸罐(即冷箱出口闪蒸罐)的中部进入前一级闪蒸罐中，前一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，前一级闪蒸罐底部得到的液相经过节流阀之后从后一级闪蒸罐(即第一级闪蒸罐)的中部进入后一级闪蒸罐中，后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，后一级闪蒸罐的底部液相经过节流阀之后从再后一级闪蒸罐(即第二级闪蒸罐)的中部进入再后一级闪蒸罐中，再后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，再后一级闪蒸罐的底部液相即为液化天然气产品。5、根据以上1-4项中任何一项所述的工艺，其特征在于其低温液化工序部分中，冷箱的冷量由混合冷剂提供或主要由混合冷剂提供；一股气相冷剂流股通过冷箱的一气相通道冷却至一定温度，再经节流阀节流后反向进入板翅式换热器组的一个特定级换热器为换热器提供冷量，该气相流股然后经过冷剂返回通道，出冷箱；一股液相混合冷剂首先进入冷箱的第一液相通道，在板翅式换热器组中被预冷至一定温度后引出冷箱，经节流阀节流后再次反向进入板翅 式换热器组的另一个特定级换热器为换热器组提供冷量并且然后与从换热器组返回的混合冷剂流股即上述气相流股汇合，汇合之后经过冷剂返回通道，出冷箱。根据本发明的第二个方面，本发明提供一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置。即上述方法所使用的设备。在一个实施方式中，该装置包括一个冷箱，三个节流阀和两台闪蒸罐，其中，该冷箱包括液相混合冷剂入口，其与冷箱的第一液相通道连接，该第一液相通道从冷箱中的换热器的一个特定级(例如一级、二级、三级等)的末端引出一根管道，经由第一节流阀，与冷箱的一个冷剂返回通道连接，气相冷剂入口，其与冷箱的第一气相通道连接，该第一气相通道从换热器的另一个特定级(例如一级、二级、三级等)的末端引出一根管道，经由第二节流阀，与上述冷剂返回通道连接，与冷箱的第二气相通道连接的一个富甲烷气进口和一个富甲烷混合流股出口，该富甲烷混合流股出口与冷箱出口闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接，与冷箱的第三气相通道连接的第一混合气体进口和第一混合气体出口，该混合气体进口与冷箱出口闪蒸罐的顶部气相通道连接，与冷箱的第四气相通道连接的第二混合气体进口和第二混合气体出口，该混合气体进口与第一级闪蒸罐的顶部气相通道连接，冷箱出口闪蒸罐和第一级闪蒸罐均包括一个富甲烷混合流股入口，一个顶部气相出口，一个底部液相出口，冷箱出口闪蒸罐底部液相出口通过管道与第三节流阀一端连接，第三节流阀另一端与第一级闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接。优选地，该第一液相通道从冷箱中的一级换热器末端引出一根管道，经由第一节流阀，进入冷箱中与一个冷剂返回通道连接；该第一气相通道从末级换热器的末端引出一根管道，经由第二节流阀，进入冷箱中与上述冷剂返回通道连接。在另一个实施方式中，该装置包括一个冷箱，四个节流阀和三台闪蒸罐，其中，该冷箱包括液相混合冷剂入口，其与冷箱的第一液相通道连接，该第一液相通道从冷箱中的换热器的一个特定级(例如一级、二级、三级等)的末端引出一根管道，经由第一节流阀，与冷箱的一个冷剂返回通道连接，气相冷剂入口，其与冷箱的第一气相通道连接，该第一气相通道从换热器的另一个特定级(例如一级、二级、三级等)的末端引出一根管道，经由第二节流阀，与上述冷剂返回通道连接，与冷箱的第二气相通道连接的一个富甲烷气进口和一个富甲烷混合流股出口，该富甲烷混合流股出口与冷箱出口闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接，与冷箱的第三气相通道连接的第一混合气体进口和第一混合气体出口，该第一混合气体进口与冷箱出口闪蒸罐的顶部气相通道连接，与冷箱的第四气相通道连接的第二混合气体进口和第二混合气体出口，该第二混合气体进口与第一级闪蒸罐的顶部气相通道连接，与冷箱的第五气相通道连接的第三混合气体进口和第三混合气体出口，该第三混合气体进口与第二级闪蒸罐的顶部气相通道连接，冷箱出口闪蒸罐、第一级闪蒸罐、第二级闪蒸罐均包括一个富甲烷混合流股入口，一个顶部气相出口，一个底部液相出口，
冷箱出口闪蒸罐底部液相出口通过管道与第三节流阀一端连接，第三节流阀另一端与第一级闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接，第一级闪蒸罐底部液相出口与第四节流阀一端连接，第四节流阀另一端连接第二级闪蒸罐的富甲烷混合流股入口。优选的是，该第一液相通道从冷箱中的一级换热器末端引出一根管道，经由第一节流阀，进入冷箱中与一个冷剂返回通道连接；该第一气相通道从末级换热器的末端引出一根管道，经由第二节流阀，进入冷箱中与上述冷剂返回通道连接。另外，采用三台节流阀和四台闪蒸罐的三级节流、闪蒸分离工艺流程也属于本发明的保护范围。本发明的优点I、本发明采用全新的分离氢气、氮气、一氧化碳的工艺路线，将液化和分离同步进行，经济可靠；2、本发明所采用流程较为简单，省去了精馏塔，操作稳定性较好，降低了设备投资维护费用，且开停车操作便捷，操作简单。
图I是现有技术的工艺流程图；其中E1’为冷箱，V1’、V2’、V3’为节流阀，Tl’为
精馏塔。图2是本发明的一级节流闪蒸脱氢氮工艺流程图；其中El为冷箱，V1、V2、V3为节流阀，Tl、T2为闪蒸罐。图3是本发明的二级节流闪蒸脱氢氮工艺流程图；其中El为冷箱，VI、V2、V3、V4为节流阀，T1、T2、T3为闪蒸罐。
具体实施例方式本发明的工艺包括低温液化工序和节流闪蒸工序两部分；低温液化工序包括由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；节流闪蒸工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气采用一级或二级节流闪蒸流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；其中含氢、氮、一氧化碳气体的富甲烷混合气体经冷箱将甲烷组分液化后，进入一级或二级节流、闪蒸工序中脱除氮气、氢气和一氧化碳，得到氢气含量< 4000ppm,氮气含量< 8%，一氧化碳< 9%的液化天然气产品。低温液化部分在冷箱中完成，冷箱El的冷量主要由混合冷剂提供。参照附图2，一股气相冷剂流股通过冷箱的第一气相通道冷却至-148°C _173°C，再经第二节流阀V2节流至0. 3 0. 6MPaA后反向进入换热器组为换热器组提供冷量。一股液相混合冷剂首先进入冷箱El的第一液相通道，在其中被预冷至约-10°C -80°C，经第一节流阀Vl节流至0. 2 0. SMPaA后与从板翅式换热器组后一级换热器返回的混合冷剂流股即冷却后的上述气相流股汇合并反向进入前一级换热器为换热器组提供冷量。二级节流、闪蒸流程中的低温液化部分与一级节流、闪蒸流程相同。二级节流、闪蒸流程的低温液化部分也在冷箱El中完成。参照附图3，一股气相冷剂流股通过冷箱的第一气相通道冷却至-148°C _173°C，再经第二节流阀V2节流至0. 2 0. 8MPaA后反向进入换热器组为换热器组提供冷量。一股液相混合冷剂首先进入冷箱的第一液相通道，在其中被预冷至约-10°C _80°C，经第一节流阀Vl节流至0. 2 0. 8MPaA后与从板翅式换热器组后一级换热器返回的混合冷剂流股即上述冷却后的气相流股汇合并反向进入前一级换热器为换热器组提供冷量。参见附图2，说明一级节流、闪蒸分离流程如下富含甲烷的混合气(原料气)经冷箱El第二气相通道冷却至一定温度(一般至-145°C至_170°C范围，优选-147°C至-165°C范围，进一步优选_148°C至_162°C范围，更优选-150°C至_160°C范围)将其中的甲烷组分液化，之后进入冷箱出口闪蒸罐Tl中在入口温度、压力下闪蒸，冷箱出口闪蒸罐Tl顶部得到的部分富氢气(第一混合气)返回冷箱El第三气相通道复热后出系统，冷箱出口闪蒸罐Tl底部液体经第三节流阀V3节流至0. 15 I. OMPaA,之后进入第一级闪蒸罐T2中分为气液两相，从第一级闪蒸罐T2顶部得到氢气、氮气、一氧化碳和甲烷的混合气体(第二混合气)，返回冷箱El第四气相通道回收冷量后出系统，液化天然气从第一级闪蒸罐T2底部引出，得到LNG产品。所得LNG产品具有以上所定义的范围内的氢气含量、氮气含量、一氧化碳含量。参见附图3，说明二级节流、闪蒸分离流程如下富含甲烷的混合气(原料气)经冷箱El第二气相通道冷却至一定温度(一般至-145°C至_170°C范围，优选_147°C至_165°C范围，进一步优选_148°C至_162°C范围，更优选-150°C至_160°C范围)将其中的甲烷组分液化，之后进入冷箱出口闪蒸罐Tl中在入口温度、压力条件下闪蒸，冷箱出口闪蒸罐Tl顶部得到的部分富氢气(第一混合气)返回冷箱El第三气相通道复热后出系统，冷箱出口闪蒸罐Tl底部液体经第三节流阀V3节流至
0.3 I. 5MPaA，进入第一级闪蒸罐T2中气液分离，第一级闪蒸罐T2顶部得到大部分的氢气及少量氮气、一氧化碳、甲烷(第二混合气)，返回冷箱El第四气相通道复热后出系统，底部液体继续经第四节流阀V4节流至0. 15 I. OMPaA，之后进入第二级闪蒸罐T3中分为气 液两相，第二级闪蒸罐T3顶部得到主要含有氮气、一氧化碳及甲烷的混合气体(第三混合气)，返回冷箱El第五气相通道复热后出系统，液化天然气从第二级闪蒸罐T3底部引出，得到LNG产品。所得LNG产品具有以上所定义的范围内的氢气含量、氮气含量、一氧化碳含量。
权利要求
1.一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺，该工艺包括低温液化工序和节流闪蒸分离工序两部分；低温液化工序包括由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；节流闪蒸分离工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气采用一级或二级节流闪蒸流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；其中含氢、氮、一氧化碳气体的富甲烷混合气体经冷箱将甲烷组分液化后，进入一级或二级节流、闪蒸工序中脱除氮气、氢气和一氧化碳，得到氢气含量< 4000ppm,氮气含量< 8%,—氧化碳< 9%的液化天然气产品。
2.根据权利要求I所述的工艺，其特征在于含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后进入闪蒸罐中除去杂质气体组分，液相由闪蒸罐底经节流阀成为气液两相，而后再进入闪蒸罐中除去杂质气体组分，如此进行一级或二级节流、闪蒸，各闪蒸罐顶部得到的氮气、氢气、一氧化碳和甲烷返回冷箱复热后出冷箱系统，由末级闪蒸罐底部得到的液相产品即为液化天然气。
3.根据权利要求I或2所述的工艺，其特征在于所述一级节流、闪蒸流程采用一台节流装置和两台闪蒸罐；所述二级节流、闪蒸流程采用两台节流装置和三台闪蒸罐。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于 当进行一级节流、闪蒸时，含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后从前一级闪蒸罐的中部进入前一级闪蒸罐中，前一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，前一级闪蒸罐底部得到的液相经过节流阀之后从后一级闪蒸罐的中部进入后一级闪蒸罐中，后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，后一级闪蒸罐的底部液相即为液化天然气产品；或 当进行二级节流、闪蒸时，含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气经冷箱将甲烷组分液化，之后从前一级闪蒸罐的中部进入前一级闪蒸罐中，前一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，前一级闪蒸罐底部得到的液相经过节流阀之后从后一级闪蒸罐的中部进入后一级闪蒸罐中，后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，后一级闪蒸罐的底部液相经过节流阀之后从再后一级闪蒸罐的中部进入再后一级闪蒸罐中，再后一级闪蒸罐的顶部气相返回冷箱中复热后出冷箱，再后一级闪蒸罐的底部液相即为液化天然气女口广叩ο
5.根据权利要求1-4中任何一项所述的工艺，其特征在于其低温液化工序部分中，冷箱的冷量由混合冷剂提供或主要由混合冷剂提供；一股气相冷剂流股通过冷箱的一气相通道冷却至一定温度，再经节流阀节流后反向进入板翅式换热器组的一个特定级换热器为换热器提供冷量，该气相流股然后经过冷剂返回通道，出冷箱；一股液相混合冷剂首先进入冷箱的第一液相通道，在板翅式换热器组中被预冷至一定温度后引出冷箱，经节流阀节流后再次反向进入板翅式换热器组的另一个特定级换热器为换热器组提供冷量并且然后与从换热器组返回的混合冷剂流股即上述气相流股汇合，汇合之后经过冷剂返回通道，出冷箱。
6.根据权利要求1-4中任何一项的工艺，其中得到氢气含量<2000ppm，氮气含量^ 4%, 一氧化碳< 6%的液化天然气产品。
7.一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置，该装置包括一个冷箱，三个节流阀和两台闪蒸罐， 其中，该冷箱包括 液相混合冷剂入口，其与冷箱的第一液相通道连接，该第一液相通道从冷箱中的换热器的一个特定级的末端引出一根管道，经由第一节流阀，再次进入冷箱中与冷箱的一个冷剂返回通道连接， 气相冷剂入口，其与冷箱的第一气相通道连接，该第一气相通道从换热器的另一个特定级的末端引出一根管道，经由第二节流阀，再次进入冷箱中与上述冷剂返回通道连接， 与冷箱的第二气相通道连接的一个富甲烷气进口和一个富甲烷混合流股出口，该富甲烷混合流 股出口与冷箱出口闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接， 与冷箱的第三气相通道连接的第一混合气体进口和第一混合气体出口，该混合气体进口与冷箱出口闪蒸罐的顶部气相通道连接， 与冷箱的第四气相通道连接的第二混合气体进口和第二混合气体出口，该混合气体进口与第一级闪蒸罐的顶部气相通道连接， 冷箱出口闪蒸罐和第一级闪蒸罐均包括一个富甲烷混合流股入口，一个顶部气相出口，一个底部液相出口， 冷箱出口闪蒸罐底部液相出口通过管道与第三节流阀一端连接，第三节流阀另一端与第一级闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，该第一液相通道从冷箱中的一级换热器末端引出一根管道，经由第一节流阀，进入冷箱中与一个冷剂返回通道连接；该第一气相通道从末级换热器的末端引出一根管道，经由第二节流阀，进入冷箱中与上述冷剂返回通道连接。
9.一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的装置，该装置包括一个冷箱，四个节流阀和三台闪蒸罐， 其中，该冷箱包括 液相混合冷剂入口，其与冷箱的第一液相通道连接，该第一液相通道从冷箱中的换热器的一个特定级的末端引出一根管道，经由第一节流阀，与冷箱的一个冷剂返回通道连接，气相冷剂入口，其与冷箱的第一气相通道连接，该第一气相通道从换热器的另一个特定级的末端引出一根管道，经由第二节流阀，与上述冷剂返回通道连接， 与冷箱的第二气相通道连接的一个富甲烷气进口和一个富甲烷混合流股出口，该富甲烷混合流股出口与冷箱出口闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接， 与冷箱的第三气相通道连接的第一混合气体进口和第一混合气体出口，该第一混合气体进口与冷箱出口闪蒸罐的顶部气相通道连接， 与冷箱的第四气相通道连接的第二混合气体进口和第二混合气体出口，该第二混合气体进口与第一级闪蒸罐的顶部气相通道连接， 与冷箱的第五气相通道连接的第三混合气体进口和第三混合气体出口，该第三混合气体进口与第二级闪蒸罐的顶部气相通道连接， 冷箱出口闪蒸罐、第一级闪蒸罐、第二级闪蒸罐均包括一个富甲烷混合流股入口，一个顶部气相出口，一个底部液相出口， 冷箱出口闪蒸罐底部液相出口通过管道与第三节流阀一端连接，第三节流阀另一端与第一级闪蒸罐的富甲烷混合流股入口连接，第一级闪蒸罐底部液相出口与第四节流阀一端连接，第四节流阀另一端连接第二级闪蒸罐的富甲烷混合流股入口。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，该第一液相通道从冷箱中的一级换热器末端引出一根管道，经由第一节流阀，进入冷箱中与一个冷剂返回通道连接；该第一气相通道从末级换热器的末端引出一根管道， 经由第二节流阀，进入冷箱中与上述冷剂返回通道连接。
全文摘要
一种节流闪蒸脱氢气、氮气、一氧化碳并生产液化天然气的工艺和装置，包含低温液化工序和节流闪蒸分离工序两部分；低温液化工序包括由混合冷剂提供冷量在冷箱中实现天然气的液化；节流闪蒸分离工序包括含氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷的混合气采用一级或二级节流闪蒸流程脱除氢气、氮气、一氧化碳；其中含氢、氮、一氧化碳气体的富甲烷混合气体经冷箱将甲烷组分液化后，进入一级或二级节流、闪蒸工序中脱除氮气、氢气和一氧化碳，得到的LNG产品中氢气含量≤2000ppm，氮气含量≤4％，一氧化碳≤6％。本发明提供了一种含有氢气、氮气、一氧化碳的富甲烷气的天然气液化工艺，在将氢气、氮气、一氧化碳脱除的同时得到液化天然气，工艺路线简单，操作稳定性增强，且较原有工艺相比设备投资费用及系统的能耗均降低，且装置开停车便捷。
文档编号C10L3/10GK102620522SQ201210065878
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者付吉国, 何振勇, 郑海燕 申请人:新地能源工程技术有限公司, 新奥科技发展有限公司