氫的分離的製作方法
2023-05-15 17:27:26
專利名稱：氫的分離的製作方法
技術領域：
本發明涉及使主要含有甲烷、氫和氮的富烴餾分液化的方法。
背景技術：
此類富烴餾分液化方法在現有技術中早已是已知的。在例如用於使天然氣液化的此類方法中，將待液化的富烴餾分在與一個或多個製冷迴路相対的間接熱交換中進行冷卻，並在此進行液化。若待液化的富烴餾分所含有的成分不應包含在待獲得的液態產物之中或者可以在液化過程的低溫部分中引起堵塞，則應將其在待液化的餾分冷卻之前和/或期間由此去除。上述非期望的成分尤其是芳烴、更高級的烴類、水、一氧化碳和ニ氧化碳。因為目前獲得液化天然氣產品(LNG)的價格比較高，所以現在要權衡或尋找用於上述液化過程的新的天然氣源。新的天然氣源例如僅是源自煤炭氣化或者甲烷化工藝的富甲烷的氣體混合物。但是該富甲烷的氣體混合物還包含相當大比例的氫，其中該比例還可以大於20體積％。此外，該富甲烷的氣體混合物通常含有大於10體積％的氮以及痕量的惰性氣體、一氧化碳和ニ氧化碳。因為液化的最終產品或LNG產品必須滿足預定的技術規範，所以應從待液化的富烴餾分去除上述的氫。氫與氦相比由於其在液化的富烴餾分或液化天然氣中良好的溶解性，所以僅通過單級或多級分離無法將其分離出來。傳統的低溫分離エ藝能耗非常大，因為氫的沸點同樣非常低，分離氫和甲烷需要非常低的溫度。但是原則上可以實現此類分離。所以需要闡述ー種對含有相當大比例的氫的富烴餾分進行液化的方法，其中可以實現氫的更低能耗分離。
發明內容
本發明的目的在幹，闡述使主要含有甲烷和氫的富烴餾分液化的方法，其避免了上述缺點。為了實現該目的，建議用於使富烴餾分液化的方法，其特徵在幹，在富烴餾分液化之前將氫滲透分離出來。在此，富氫餾分通常作為低壓流通過膜層，而排出貧氫餾分所採用的壓カ接近於將富烴餾分送入滲透分離單元所採用的壓力。根據本發明使富烴餾分液化的方法的其他有利的實施方案是從屬權利要求的主題，其特徵在幹，-在單級或多級分離過程中實現氫的滲透分離，-對分離出來的氫進行壓縮，-若臨時儲存液化的富烴餾分，並且在該臨時儲存過程中產生儲罐回氣餾分 (Tankruckgasfraktion)，則對其進行壓縮，-若在富烴餾分的液化過程中分離出富含氮的餾分，則對其進行壓縮，及-將壓縮的氫和/或壓縮的儲罐回氣餾分和/或壓縮的富含氮的餾分合井。
下面依據圖1和2中所示的實施例更詳細地闡述根據本發明的使富烴餾分液化的方法以其有利的其他實施方案。
具體實施例方式經過管路1將主要含有甲烷和氫以及任選存在的可觀量的氮的待液化的富烴餾分送至任選配置的預淨化単元R。該預淨化単元R用於分離出非期望的成分，其不應當包含在待液化的產品(LNG)中，或者在後續液化過程V中凝固並由此妨礙液化過程V。替代性地，可以將該預淨化単元R完全或部分地整合在液化過程V中。將預淨化的富烴餾分經過管路Γ送至膜分離單元Μ。由此經過管路2排出富氫滲透流，同時經過管路3排出基本上去除了氫的富烴餾分。在膜分離單元M中實現單級或多級滲透分離過程。隨後將基本上去除了氫的富烴餾分3送至任意設置的液化過程V。需強調的是，可以將根據本發明的思想即利用滲透分離出氫與各種任意的液化過程相結合。將液化的富烴餾分在閥門a中減壓，隨後經過管路4送入用於臨時儲存的儲存罐 T中。經過管路5從儲存罐T排出液化的產品或LNG。若在儲存罐T中形成儲罐回氣或閃蒸氣，則可以經過管路6將其從儲存罐T導出。根據本發明方法的ー個有利的實施方案，可以將該儲罐回氣或閃蒸氣混入待液化的富烴餾分。若富烴餾分在送入膜分離單元M之前進行壓縮，則有利的是，將回收的儲罐回氣在其壓縮之前混入富烴餾分。若待液化的富烴餾分1/1'中的氮含量低於1體積％，則通常省略掉整合在液化過程中的氮分離，這是因為LNG產品的技術規範通常允許最大1體積％的氮濃度。在待液化的富烴餾分1/1'中的氮含量大於3體積％的情況下，通常在液化過程V中實現氮分離。 由此分離出的富含氮的餾分經過管路7從液化過程V排出。在本發明方法於圖2中所示的實施方案中，將富氫餾分2、從儲存罐T排出的閃蒸氣餾分6以及任選在液化過程V中產生的富含氮的餾分7壓縮至共同的壓力，為此使用單級或多級壓縮機(単元)Vl至V3，並將它們經過管路8送至適當的殘氣網絡。取決於當地現有條件，有意義的是，前後依次連接壓縮機V2和V3，和/或在壓縮機Vl上遊或下遊連接混合物8的供應裝置。與已知的現有技術相比，根據本發明使富烴餾分液化的方法具有許多新穎之處和優點-由於在真正的液化過程之前的氫分離裝置，減少了液化エ藝的總能耗；即使必須將分離出的氫再次壓縮，這也是適用的。-由於在液化過程之前的氫分離裝置，可以採用針對各自的液化能力最優化的標準液化過程，這減少了投資成本。-因為可以根據待液化的富烴餾分中的氫含量調節用於滲透分離氫的ー種或多種薄膜，所以根據本發明的方法在氫含量方面是比較靈活的。-根據本發明在真正的液化過程上遊設置的氫分離裝置可以在已有的液化設備中容易地後期裝配，因而其可以對原料餾分的組分變化作出反應。
權利要求
1.使主要含有甲烷、氫和氮的富烴餾分(1，1')液化的方法，其特徵在幹，在液化(V) 富烴餾分(1，1')之前實施氫O)的滲透分離(M)。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在幹，在單級或多級分離過程中實施氫(2)的滲透分離(M)。
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在幹，對分離出的氫(2)進行壓縮(Vl)。
4.根據權利要求1至3之一的方法，其中臨時儲存液化的富烴餾分，並在該臨時儲存過程中產生儲罐回氣餾分，其特徵在幹，對儲罐回氣餾分(6)進行壓縮(V2)。
5.根據權利要求1至4之一的方法，其中在富烴餾分的液化過程中分離出富含氮的餾分，其特徵在於，對富含氮的餾分(7)進行壓縮(V3)。
6.根據權利要求4至5之一的方法，其特徵在幹，將壓縮的氫( 和/或壓縮的儲罐回氣餾分(6)和/或壓縮的富含氮的餾分(7)合併⑶。
全文摘要
本發明描述了使主要含有甲烷、氫和氮的富烴餾分(1，1′)液化的方法。根據本發明，在液化(V)富烴餾分(1，1′)之前實施氫(2)的滲透分離(M)。在單級或多級分離過程中實施氫(2)的滲透分離(M)。
文檔編號C01B3/56GK102556967SQ20111030003
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月30日 優先權日2010年10月5日
發明者H·施密特 申請人:林德股份公司