氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统和方法技术方案

本发明专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统和方法，其中本发明专利技术的系统包括：换热装置；液氮洗装置；脱甲烷装置；粗氩装置；精氩装置；甲烷精馏装置。本发明专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的方法包括：对原料气冷却；脱除原料气中的高沸点组分；脱除原料气中的甲烷；脱除原料气中的高沸点物质；将原料气提纯为高纯液氩产品；将原料气中分离出的富甲烷气提纯为高纯甲烷产品。本发明专利技术的技术可以在不降低氢氮气压力的前提下使氢气回收率达到99％以上，同时还可以生产高纯液氩、LNG以及高纯甲烷产品。本发明专利技术的技术具有回收率高、投资少、节省能耗的优点。点。点。

System and method for recovering argon and high purity methane in hydrogen system

【技术实现步骤摘要】
氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统和方法


[0001]本专利技术涉及气体的液化与回收利用，特别是涉及一种氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统和方法。

技术介绍

[0002]在合成氨过程中会有惰性气体在反应系统中循环集聚，需要持续排放。在排放惰性气体的同时会有大量的氢气和氮气被排放。常规技术方案是采用膜分离回收氢气，这样会使氢气变成低压，造成重复压缩的能耗损失，同时回收率不高。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种使氢气回收率达到99％以上的，同时还可以生产高纯液氩、LNG以及高纯甲烷产品的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统和方法。
[0004]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，包括：
[0005]换热装置，用于两股或多股冷热流股换热；
[0006]液氮洗装置，用于脱除原料气中的高沸点组分，与所述换热装置通过管路连接；
[0007]脱甲烷装置，用于脱除液氮洗装置抽出的高沸点组分中的甲烷，与所述液氮洗装置通过管路连接；
[0008]粗氩装置，与脱甲烷装置连接，用于脱除脱甲烷装置排出的富氩气体中的高沸点物质，与所述脱甲烷装置通过管路连接；
[0009]精氩装置，与所述粗氩装置通过管路连接，用于将粗氩装置排出的富氩流股提纯为高纯液氩产品；
[0010]甲烷精馏装置，用于提纯甲烷产品，与所述脱甲烷装置通过管路连接。
[0011]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，还包括：用于脱除原料气中的氨的水洗装置以及用于脱除原料气中的水分及其他高凝固点组分的吸附装置，水洗装置与吸附装置通过管路连接，吸附装置与换热装置通过管路连接。
[0012]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，还包括甲烷精制装置，与甲烷精馏装置通过第一管路连接，所述第一管路经过换热装置。
[0013]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，液氮洗装置的气相出口与第二管路连接，所述第二管路经过换热装置，以使第二管路中的气相复温；脱甲烷装置的尾气出口与第三管路连接，所述第三管路经过换热装置，以使第三管路中的气相复温；粗氩装置的底部液相出口通过第四管路连接脱甲烷装置的一个进口，所述第四管路上安装有增压泵。
[0014]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，水洗装置包括一台或多台塔器，所述塔器是压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种；吸附装置包括一台或多台压力容器，每台压力容器中填充一定量的吸附剂用于吸附原料气中的水以及其他高沸点物质，吸附剂是分子筛、活性炭、活性氧化铝、瓷球中的一种或多种；换热装置包括一台或多台
换热器，每台换热器至少包括两个用于流体换热的流道，换热器为管壳式、板式、板翅式、绕管式中的一种或多种；液氮洗装置是压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种；脱甲烷装置是压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种；粗氩装置是压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种；精氩装置是压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种；甲烷精馏装置是压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种；甲烷精制装置包括一台或多台压力容器，每台压力容器中填充一定量的吸附剂用于吸附原料气中的杂质，吸附剂是分子筛、活性炭、活性氧化铝、催化剂、瓷球中的一种或多种。
[0015]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，还包括制冷装置，所述制冷装置与换热装置连接，用于向换热装置提供冷量，制冷装置是膨胀制冷装置或液体节流制冷装置。
[0016]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，第一甲烷精馏装置的气相出口与第五管路连接，所述第五管路经过换热装置，以使第五管路中的气相复温。
[0017]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的方法，包括：
[0018]对原料气冷却；
[0019]脱除原料气中的高沸点组分；
[0020]脱除原料气中的甲烷；
[0021]脱除原料气中的高沸点物质；
[0022]将原料气提纯为高纯液氩产品；
[0023]将原料气中分离出的富甲烷气提纯为高纯甲烷产品。
[0024]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的方法，其中，在对原料气冷却之前还包括：脱除原料气中的氨以及脱除原料气中的水分及其他高凝固点组分。
[0025]采用本专利技术的技术方案可以在不降低氢氮气压力的前提下使氢气回收率达到99％以上的，同时还可以生产高纯液氩、LNG以及高纯甲烷产品。本专利技术的技术具有回收率高、投资少、节省能耗的优点。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统的原理示意图；
[0027]图2为本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统的结构示意图；
[0028]图3为第一制冷装置的结构示意图；
[0029]图4为第二制冷装置的结构示意图。
具体实施方式
[0030]如图1、图2、图3、图4所示，本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，包括：
[0031]换热装置201，用于两股或多股冷热流股换热；
[0032]液氮洗装置202，用于脱除原料气中的高沸点组分，与所述换热装置通过管路连接；
[0033]脱甲烷装置203，用于脱除液氮洗装置202抽出的高沸点组分中的甲烷，与所述液氮洗装置通过管路连接；
[0034]粗氩装置204，与脱甲烷装置203连接，用于脱除脱甲烷装置203排出的富氩气体中
的高沸点物质，与所述脱甲烷装置203通过管路连接；
[0035]精氩装置205，与所述粗氩装置204通过管路连接，用于将粗氩装置204排出的富氩流股提纯为高纯液氩产品；
[0036]甲烷精馏装置206，用于提纯甲烷产品，与所述脱甲烷装置203通过管路连接。
[0037]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，还包括：用于脱除原料气中的氨的氨水洗装置101以及用于脱除原料气中的水分及其他高凝固点组分的吸附装置102，氨水洗装置101与吸附装置102通过管路连接，吸附装置102与换热装置201通过管路连接。
[0038]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，还包括甲烷精制装置207，与甲烷精馏装置206通过第一管路连接，所述第一管路经过换热装置201。
[0039]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，液氮洗装置202的气相出口与第二管路连接，所述第二管路经过换热装置201，以使第二管路中的气相复温；脱甲烷装置203的尾气出口与第三管路连接，所述第三管路经过换热装置201，以使第三管路中的气相复温；粗氩装置204的底部液相出口通过第四管路连接脱甲烷装置203的一个进口，所述第四管路上安装有增压泵。
[0040]本专利技术的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其中，水洗装置101包括一台或多台塔器，所述塔器是压力容器、板式塔、填料塔中的一种或多种；吸附装置102包括一台或多台压力容器，每台压力容器中填充一定量的吸附剂用于吸附原料气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其特征在于，包括：换热装置(201)，用于两股或多股冷热流股换热；液氮洗装置(202)，用于脱除原料气中的高沸点组分，与所述换热装置通过管路连接；脱甲烷装置(203)，用于脱除液氮洗装置(202)抽出的高沸点组分中的甲烷，与所述液氮洗装置通过管路连接；粗氩装置(204)，与脱甲烷装置(203)连接，用于脱除脱甲烷装置(203)排出的富氩气体中的高沸点物质，与所述脱甲烷装置(203)通过管路连接；精氩装置(205)，与所述粗氩装置(204)通过管路连接，用于将粗氩装置(204)排出的富氩流股提纯为高纯液氩产品；甲烷精馏装置(206)，用于提纯甲烷产品，与所述脱甲烷装置(203)通过管路连接。2.如权利要求1所述的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其特征在于，还包括：用于脱除原料气中的氨的水洗装置(101)以及用于脱除原料气中的水分及其他高凝固点组分的吸附装置(102)，水洗装置(101)与吸附装置(102)通过管路连接，吸附装置(102)与换热装置(201)通过管路连接。3.如权利要求2所述的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其特征在于，还包括甲烷精制装置(207)，与甲烷精馏装置(206)通过第一管路连接，所述第一管路经过换热装置(201)。4.如权利要求3所述的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其特征在于，液氮洗装置(202)的气相出口与第二管路连接，所述第二管路经过换热装置(201)，以使第二管路中的气相复温；脱甲烷装置(203)的尾气出口与第三管路连接，所述第三管路经过换热装置(201)，以使第三管路中的气相复温；粗氩装置(204)的底部液相出口通过第四管路连接脱甲烷装置(203)的一个进口，所述第四管路上安装有增压泵。5.如权利要求4所述的氢体系中回收氩气和高纯甲烷的系统，其特征在于，水洗装置(101)包括一台或多台...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武，丁胜军，
申请(专利权)人：中科瑞奥能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：