甲烷生产装置的制作方法

1.本实用新型涉及气体生产技术领域，具体涉及一种甲烷的生产装置。


背景技术：

2.现有的利用精馏lng生产甲烷的方案中，由于能够提供给精馏的冷量限制，使得生产出的甲烷纯度较低，方案整体能耗较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种能够生产纯度较高的甲烷，且能耗较低的甲烷生产装置。
4.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种甲烷生产装置，包括用于精馏lng的精馏塔、设置于所述精馏塔底部而用于为所述精馏塔提供热量的塔底蒸发器、设置于所述精馏塔顶部而用于为所述精馏塔提供冷量的塔顶冷凝器，所述甲烷生产装置还包括至少一套第一类冷剂循环系统和至少一套第二类冷剂循环系统；所述第一类冷剂循环系统经过所述塔底蒸发器而利用第一类冷剂的液化为所述精馏塔提供部分热量，所述第二类冷剂循环系统经过所述塔底蒸发器而利用第二类冷剂的液化为所述精馏塔提供部分热量、经过所述塔顶冷凝器而利用所述第二类冷剂的汽化为所述精馏塔提供冷量；所述塔底蒸发器具有第一类冷剂入口、第一类冷剂出口、第二类冷剂入口和第二类冷剂出口，所述第一类冷剂入口与所述第一类冷剂出口相对应，所述第二类冷剂入口和所述第二类冷剂出口相对应；所述第一类冷剂循环系统接入所述第一类冷剂入口和所述第一类冷剂出口，所述第二类冷剂循环系统接入所述第二类冷剂入口和所述第二类冷剂出口；所述塔顶冷凝器具有相对应的液体入口和气体出口，所述第二类冷剂循环系统接入所述液体入口和所述气体出口。
6.所述第一类冷剂循环系统包括第一类冷剂压缩机、第一类冷剂换热器和第一类冷剂汽化器，所述第一类冷剂压缩机的出口经所述第一类冷剂换热器连接至所述塔底蒸发器的第一类冷剂入口，所述塔底蒸发器的第一类冷剂出口经所述第一类冷剂换热器、所述第一类冷剂汽化器连接至所述第一类冷剂压缩机的入口。
7.所述第一类冷剂压缩机的出口与所述第一类冷剂换热器之间设置有第一类冷剂冷却器。
8.所述第一类冷剂汽化器为空温式汽化器。
9.所述第二类冷剂循环系统包括第二类冷剂压缩机、第二类冷剂换热器，所述第二类冷剂压缩机的出口经所述第二类冷剂换热器连接至所述塔底蒸发器的第二类冷剂入口，所述塔底蒸发器的第二类冷剂出口连接至所述塔顶冷凝器的液体入口，所述塔顶冷凝器的气体出口经所述第二类冷剂换热器连接至所述第二类冷剂压缩机的入口。
10.所述第二类冷剂压缩机的出口与所述第二类冷剂换热器之间设置有第二类冷剂冷却器。
11.所述塔顶冷凝器的气体出口与所述第二类冷剂换热器之间设置有过冷器。
12.所述精馏塔顶部的甲烷气体出口经产品汽化器连接至用户。
13.所述产品汽化器为空温式汽化器。
14.所述甲烷生产装置包括用于存储lng的lng储槽，所述lng储槽经lng输送泵连接至所述精馏塔。
15.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型通过两类冷剂循环系统为精馏lng提供能量，使得生产出的甲烷纯度较高，且装置整体能耗较低。
附图说明
16.附图1为本实用新型的甲烷生产装置的示意图。
17.以上附图中：1、第二类冷剂换热器；2、第二类冷剂压缩机；3、第一类冷剂压缩机；4、第一类冷剂汽化器；5、产品汽化器；6、塔顶冷凝器；7、精馏塔；8、过冷器；9、lng储槽；10、lng输送泵；11、塔底蒸发器；12、第一类冷剂换热器；13、第一类冷剂冷却器；14、第二类冷剂冷却器。
具体实施方式
18.下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
19.实施例一：如附图1所示，一种甲烷生产装置，包括lng储槽9、精馏塔7、塔底蒸发器11、塔顶冷凝器6以及第一类冷剂循环系统和第二类冷剂循环系统。
20.lng储槽9用于存储lng，其出口经lng输送泵10连接至精馏塔7。精馏塔7用于精馏lng。塔底蒸发器11设置于精馏塔7底部，并位于精馏塔7内部，其用于为精馏塔7提供热量。塔顶冷凝器6设置于精馏塔7顶部，并位于精馏塔7外，其用于为精馏塔7提供冷量。第一类冷剂循环系统设置至少一套，其经过塔底蒸发器11而利用第一类冷剂的液化为精馏塔7提供部分热量。第二类冷剂循环系统设置至少一套，其经过塔底蒸发器11而利用第二类冷剂的液化为精馏塔7提供部分热量、经过塔顶冷凝器6而利用第二类冷剂的汽化为精馏塔7提供冷量。塔底蒸发器11具有第一类冷剂入口、第一类冷剂出口、第二类冷剂入口和第二类冷剂出口，第一类冷剂入口与第一类冷剂出口相对应，第二类冷剂入口和第二类冷剂出口相对应；第一类冷剂循环系统接入第一类冷剂入口和第一类冷剂出口，第二类冷剂循环系统接入第二类冷剂入口和第二类冷剂出口；塔顶冷凝器6具有相对应的液体入口和气体出口，第二类冷剂循环系统接入液体入口和气体出口。本实施例以设置一套第一类冷剂循环系统和一套第二类冷剂循环系统为例。
21.第一类冷剂循环系统包括第一类冷剂压缩机3、第一类冷剂换热器12和第一类冷剂汽化器4，第一类冷剂压缩机3的出口经第一类冷剂换热器12连接至塔底蒸发器11的第一类冷剂入口，塔底蒸发器11的第一类冷剂出口经第一类冷剂换热器12、第一类冷剂汽化器4连接至第一类冷剂压缩机3的入口。第一类冷剂压缩机3的出口与第一类冷剂换热器12之间设置有第一类冷剂冷却器13。其中第一类冷剂汽化器4为空温式汽化器。第一类冷剂可以选用c
2-c4。
22.第二类冷剂循环系统包括第二类冷剂压缩机2、第二类冷剂换热器1，第二类冷剂
压缩机2的出口经第二类冷剂换热器1连接至塔底蒸发器11的第二类冷剂入口，塔底蒸发器11的第二类冷剂出口连接至塔顶冷凝器6的液体入口，塔顶冷凝器6的气体出口经第二类冷剂换热器1连接至第二类冷剂压缩机2的入口。第二类冷剂压缩机2的出口与第二类冷剂换热器1之间设置有第二类冷剂冷却器14。塔顶冷凝器6的气体出口与第二类冷剂换热器1之间设置有过冷器8。精馏塔7底部的液体出口经过冷器8后送出。第二类冷剂可以选用c
1、c2、n2、
h2。
23.精馏塔7顶部的甲烷气体出口经产品汽化器5连接至用户，产品汽化器5为空温式汽化器。
24.上述甲烷生产装置的生产流程如下：
25.第一类冷剂经第一类冷剂压缩机3压缩后，进入第一类冷剂换热器12中冷却，继而在塔底蒸发器11内液化，经阀门节流后在第一类冷剂换热器12和第一类冷剂汽化器4复热后，进入第一类冷剂压缩机3压缩再次循环。
26.第二类冷剂经第二类冷剂压缩机2压缩后，进入第二类冷剂换热器1中冷却，继而在塔底蒸发器11内液化，经阀门节流后送入塔顶冷凝器6，在塔顶冷凝器6内汽化后经过冷器8、第二类冷剂换热器1复热后，进入第二类冷剂压缩机2压缩再次循环。
27.lng经lng输送泵10从lng储槽9内输送至精馏塔7，塔底蒸发器11提供热量，使精馏塔7塔底的液体汽化并作为上升蒸汽参与精馏，塔顶冷凝器6提供冷量，使精馏塔7内上升蒸汽冷凝作为回流液参与精馏。在精馏塔7顶部抽取纯甲烷经产品汽化器5加温后，送用户使用。
28.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。