一种基于氩循环制冷的干气分离系统
本实用新型涉及一种基于氩循环制冷的干气分离系统，包括乙烯分离模块和甲烷分离模块，乙烯分离模块包括脱重分离系统和乙烯分离系统；甲烷分离模块包括甲烷分离系统和氩循环制冷系统，干气进入脱重分离系统脱除重组份后再进入乙烯分离系统中进行精馏分离，得到乙烯产品，最后再进入甲烷分离系统进行精馏，分离出的液态甲烷自甲烷精馏塔的塔底流出后进入氩循环制冷系统中，将液态甲烷的冷能传递给循环氩，循环氩用于为甲烷分离系统提供冷能，实现干气分离过程和冷能回收利用过程。本实用新型的干气分离的系统，通过乙烯分离模块和甲烷分离模块，结合变压吸附或膜分离等技术方法，即可实现干气中氢气甲烷及乙烯三种组份的回收。
实用新型
CN201820684587.6
2018-05-09
CN209024465U
2019-06-25
C10G70/04(2006.01)
天津市天地创智科技发展有限公司
毛文军;舒伟;张敏卿;张金利
300457 天津市滨海新区华苑产业区海泰华科三路1号3号楼-1-708室-1
天津市尚文知识产权代理有限公司
张东浩
1.一种基于氩循环制冷的干气分离系统，其特征是：包括乙烯分离模块和甲烷分离模块，乙烯分离模块包括脱重分离系统和乙烯分离系统；所述甲烷分离模块包括甲烷分离系统和氩循环制冷系统， 干气进入所述脱重分离系统进行精馏分离，自脱重塔塔底分离出重组份，做为塔底液排出系统，自脱重塔塔顶分出的塔顶气进入乙烯分离系统中进行精馏分离，液体乙烯产品从乙烯塔底排出系统，自乙烯塔顶分出的塔顶气进入甲烷分离系统进行精馏分离，分离的液态甲烷自甲烷精馏塔的塔底流出后进入所述氩循环制冷系统中的液态甲烷-氩气换热器中，将液态甲烷的冷能传递给循环氩，循环氩用于为甲烷分离系统中甲烷塔顶分凝器提供冷能，实现干气分离过程和冷能回收利用过程。 2.根据权利要求1所述的一种基于氩循环制冷的干气分离系统，其特征是：所述脱重分离系统包括进料换热器、脱重塔、脱重塔底再沸器、脱重塔顶分凝器、重组分节流膨胀阀、脱重冷能换热器，干气原料通过进料管道进入进料换热器换热后，进入脱重塔底再沸器与脱重塔塔底液换热，然后进入脱重塔进行精馏脱重；脱重塔塔底重组份液经过重组分节流膨胀阀进入脱重冷能换热器的吸热管路释放冷能后进入原料换热器吸热管路再次释放冷能后排出系统；分离的脱重塔塔顶气相进入脱重冷能换热器的放热管路。 3.根据权利要求2所述的一种基于氩循环制冷的干气分离系统，其特征是：所述乙烯分离系统包括乙烯塔、乙烯塔底再沸器、乙烯塔顶分凝器；所述脱重塔塔顶气相离开脱重冷能换热器的放热管路后进入乙烯塔底再沸器与乙烯塔塔底液换热，然后进入乙烯塔进行精馏分离；分离的液相乙烯从乙烯塔底排出系统；分离的乙烯塔塔顶气进入所述甲烷分离系统。 4.根据权利要求3所述的一种基于氩循环制冷的干气分离系统，其特征是：所述脱重塔顶分凝器和乙烯塔顶分凝器与制冷机组相连接。 5.根据权利要求4所述的一种基于氩循环制冷的干气分离系统，其特征是：所述甲烷分离系统包括甲烷精馏塔、甲烷塔底再沸器和甲烷塔顶分凝器；分离的乙烯塔塔顶气进入甲烷塔底再沸器与甲烷精馏塔塔底液换热相后输送至甲烷精馏塔内。 6.根据权利要求5所述的一种基于氩循环制冷的干气分离系统，其特征是：所述氩循环制冷系统包括甲烷节流膨胀阀、液态甲烷-氩气换热器、液氩节流膨胀阀、冷能回收换热器、循环氩气压缩机和第一水冷换热器，所述液态甲烷自甲烷节流膨胀阀流入液态甲烷-氩气换热器的吸热管路将冷能释放给的循环氩，循环氩通过液氩节流膨胀阀进入甲烷塔顶分凝器释放冷能后，通过低压冷氩气管道进入冷能回收换热器中再次释放冷能，然后自低压复热氩气管道进入循环氩气压缩机中压缩后，进入第一水冷换热器中降温预冷，通过高压氩气管道再次进入冷能回收换热器中降温预冷，然后进入液态甲烷-氩气换热器中再次获得冷能，实现氩循环制冷主回路。 7.根据权利要求6所述的一种基于氩循环制冷的干气分离系统，其特征是：所述甲烷分离系统中分离的气体自甲烷精馏塔的塔顶流出后进入所述冷能回收换热器中释放冷能，然后自复热塔顶气管道流入塔顶气利用或排放系统中； 所述液态甲烷-氩气换热器的吸热管路中流出的冷甲烷气，通过冷甲烷气管道进入冷能回收换热器中再次释放冷能，然后自复热甲烷气管道流入甲烷利用系统中。 8.根据权利要求6所述的一种基于氩循环制冷的干气分离系统，其特征是：所述氩循环制冷系统中还包括氩循环制冷副回路，所述氩循环制冷副回路中包括氩气膨胀机，具体为：从氩循环制冷主回路中分出的一路循环氩气进入冷能回收换热器降温预冷后直接通过膨胀机膨胀端进口管道进入膨胀机内膨胀降温，再经膨胀机膨胀端出口管道回到冷能回收换热器释放冷能并复热后，通过膨胀机压缩端进口管道进入膨胀机压缩端提高压力并经膨胀机压缩端出口管道进入第二水冷换热器降温，然后再经过循环氩气压缩机进一步提高压力后进入第一水冷换热器降温，通过高压氩气管道进入冷能回收换热器降温预冷，形成氩循环制冷副回路。