專利名稱：一種化工尾氣的液化分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體液化分離設(shè)備，特別涉及一種將由混合氣體組 成的化工尾氣低溫液化分離設(shè)備。
背景技術(shù)：
化工工業(yè)生產(chǎn)的尾氣，例如生產(chǎn)焦炭、煤氣的焦化廠的尾氣，煤基合成 油的尾氣(或稱馳放氣)等，通常成分比較復(fù)雜，是一種混合氣體。例如有 的除含有大量氫氣以外，還含有一氧化碳、氮?dú)?、曱烷、乙烷、乙烯、丙烷?丙烯、丁烷及丁烷以上的各種烷烴。這些氣體混合物是重要的資源卻難以得 到很好的利用，現(xiàn)有的釆用變壓吸附、或膜分離的方法都存在回收率低，分 離純度不高的缺點(diǎn)。本申請(qǐng)人之前曾提出了 "一種空氣回?zé)崾降牡V井瓦斯氣
的分離液化方法及設(shè)備"的中國(guó)發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?00810093653.3，該方 法和設(shè)備主要用于礦井瓦斯氣的分離，其中的設(shè)備只包括一個(gè)分餾塔，只能 分離得到一種液體產(chǎn)品，無(wú)法分離得到多種可利用的產(chǎn)品，也不能處理含有 多種氣體的化工工業(yè)尾氣。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種化工尾氣的液化分離設(shè)備， 使用該設(shè)備能夠同時(shí)將化工尾氣中的多種成分進(jìn)行分離，得到多種可利用的 產(chǎn)品。分離純度高、工藝簡(jiǎn)單，能耗也低。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型中的化工尾氣液化分離設(shè)備，包括壓 縮凈化設(shè)備、液化分離設(shè)備及制冷設(shè)備，所述壓縮凈化設(shè)備的化工尾氣原料 氣的輸出管路與液化分離設(shè)備中換熱器的原料輸入通道連接，所述液化分離
設(shè)備包括換熱器和第 一分餾塔，所述換熱器的原料氣輸出通道與位于分餾塔 中部的原料氣輸入口相連，所述制冷設(shè)備的制冷管路與液化分離設(shè)備換熱器 的制冷通道連接，所述液化分離設(shè)備還設(shè)有第二分餾塔，該分餾塔頂部具有
冷凝器，同時(shí)其頂部還設(shè)有氣體引出管道；該分餾塔底部具有蒸發(fā)器，同時(shí)
其底部還設(shè)有液態(tài)產(chǎn)品引出管道，第二分餾塔中部的的原料氣輸入口與第一
分餾塔頂部的氣體引出管道相連。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在此液化分離設(shè)備中安裝第三分餾塔，
該第三分餾塔頂部具有冷凝器，同時(shí)其頂部還設(shè)有氣體引出管道；分餾塔底
部具有蒸發(fā)器，同時(shí)底部設(shè)有液態(tài)產(chǎn)品引出管道，第三分餾塔中部的的原料 氣輸入口與第二分餾塔頂部的氣體引出管道相連。
進(jìn)一步，所述第二分餾塔頂部的氣體引出管道與換熱器相連后再與第三 分餾塔中部的原料氣輸入口相連。
進(jìn)一步，所述第二分餾塔頂部的氣體引出管道將低溫氣體引回到換熱器 后，再連接到膨脹^L，然后再連接到換熱器。
進(jìn)一步，所述第三分餾塔頂部的氣體輸出管道與換熱器相連回收冷量。
進(jìn)一步，所述第一分餾塔頂部的氣體引出管道與換熱器相連后再與第二 分餾塔中部的原料氣輸入口相連。
進(jìn)一步，所述第一分餾塔頂部的氣體引出管道將低溫氣體引回到換熱器
后，再連接到膨脹才幾，然后再連接到換熱器。
進(jìn)一步，所述第二分餾塔頂部的氣體輸出管道與換熱器相連回收冷量。 進(jìn)一步，所述各分餾塔的蒸發(fā)器加熱管路與制冷介質(zhì)的預(yù)冷管路相連通。
進(jìn)一步，所述各分餾塔的蒸發(fā)器加熱管路也可以與原料氣預(yù)冷管路相連通。
進(jìn)一步，所述制冷設(shè)備為氣體膨脹制冷設(shè)備或混合制冷劑制冷設(shè)備。 進(jìn)一步，所述壓縮凈化設(shè)備中可以包括壓縮機(jī)和原料氣凈化器；所述原 料氣凈化器可以是分子篩吸附的凈化設(shè)備，也可以是由胺吸收塔與再生塔所
組成的凈化系統(tǒng)。
所述制冷設(shè)備可以是膨脹制冷，也可以用混合制冷劑制冷，也可以是液 氮制冷。
本實(shí)用新型的有益效果是采用該化工尾氣的液化分離設(shè)備，可以同時(shí) 將化工尾氣中含有的多種氣體成分進(jìn)行分離，能夠更有效地利用含有各種氣 體的化工尾氣，同時(shí)該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低，有利于推廣應(yīng)用。


圖1為本實(shí)用新型的一種制冷設(shè)備和液化分離設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型的另一種制冷設(shè)備和液化分離設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型中分餾塔的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所舉實(shí)例只用于解釋本
實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。 實(shí)施例1
參閱圖1,為本實(shí)用新型的一種制冷設(shè)備和液化分離設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。 液化分離設(shè)備包括三級(jí)換熱器1、 2、 3和分餾塔4、 5;分餾塔4頂部有 冷凝器6，塔底部有蒸發(fā)器7;分餾塔5頂部有冷凝器8,塔底部有蒸發(fā)器9; 冷凝器6、 8的制冷管道與制冷系統(tǒng)的管道相連；蒸發(fā)器7的加熱管道與熱 氮?dú)獾墓艿老噙B；蒸發(fā)器9的加熱管道與換熱器1的原料氣出口管道相連； 原料氣管道依次與換熱器1、蒸發(fā)器9的加熱管道相連，然后再與分餾塔4 中部連接；分餾塔4頂部的氣體管道再依次與換熱器2、 3的原料氣管道相 連；分餾塔4底部的液體管道依次與液體泵10、儲(chǔ)罐11連接；換熱器3的 原料氣管道再通過(guò)減壓閥門12與分餾塔5的中部相連；分餾塔5頂部有氣 體管道依次與換熱器3、 2、 l相連；分餾塔5底部還有液體管路與液體儲(chǔ)罐 13相連。
本實(shí)用新型實(shí)施例1的制冷設(shè)備為液氮制冷系統(tǒng)，采用了一臺(tái)液氮?dú)庖?分離器14、空氣加熱器15、熱媒加熱器16。液氮?dú)庖悍蛛x器14的液體管道
依次與冷凝器8、 6的制冷管道相連接；然后再依次通過(guò)換熱器2、 l的制冷 氣管道和液氮?dú)庖悍蛛x器14的氣體管道匯合，并依次連接到空氣加熱器15、 熱媒加熱器16，再連接到蒸發(fā)器7的加熱管道；蒸發(fā)器7的加熱管道再與熱 媒加熱器16的氣體管道相連接；然后再連接到凈化系統(tǒng)的再生氣體管路； 凈化系統(tǒng)采用了常規(guī)的分子篩吸附系統(tǒng)，這里不再敘述。 液化分離工藝步驟如下
1、 將化工尾氣凈化、干燥去除二氧化碳和水分；
2、 將干燥、凈化后的化工尾氣通入換熱器1,使其溫度冷卻到攝氏負(fù) 40度左右；
3、 將降溫后的化工尾氣通入第二分餾塔5的蒸發(fā)器9加熱管道，為其 提供熱量，同時(shí)氣體溫度進(jìn)一步冷卻至-60。C -80。C,氣體中一部分冷卻為 液體；
4、 再將冷卻后的化工尾氣通入第一分餾塔4的中部，經(jīng)分餾塔底部的 蒸發(fā)器的蒸發(fā)和頂部冷凝器的冷凝、塔內(nèi)的氣體與液體進(jìn)行充分的質(zhì)、熱交 換，在分餾塔4的頂部得到氫氣、 一氧化碳、氮?dú)?、曱烷、乙烯及少量乙?等氣體，分餾塔4的底部得到大部分乙烷和丙烷、丙烯、丁烷及以上的液化 石油氣產(chǎn)品。
5、 將液化石油氣產(chǎn)品用泵10加壓輸送到儲(chǔ)罐11中儲(chǔ)存。
6、 將從第一分餾塔4頂部分離出的氣體引入換熱器2、 3中，繼續(xù)冷卻 到-160。C以下，經(jīng)過(guò)閥門減壓溫度繼續(xù)降低后，再通入第二分餾塔5的中部。
7、 在第二分餾塔5中，經(jīng)分餾塔底部的蒸發(fā)器的蒸發(fā)和頂部冷凝器的 冷凝、塔內(nèi)的氣體與液體進(jìn)行充分的質(zhì)、熱交換，在分餾塔5的頂部得到氬 氣、 一氧化碳、氮?dú)獾葰怏w，分餾塔5的底部得到幾乎全部的液體曱烷，并 含有少量的乙烷和很少量的一氧化碳的低溫液化天然氣液體。
8、 將液化天然氣液體產(chǎn)品輸送到儲(chǔ)罐13中儲(chǔ)存。
上述液化分離過(guò)程中所需要的冷量是由液氮制冷系統(tǒng)提供的，液氮制冷 系統(tǒng)的工藝步驟如下
1、首先，液氮經(jīng)管道進(jìn)入液氮?dú)庖悍蛛x器14,液氮蒸汽從氣液分離器 14的頂部出來(lái)，進(jìn)入空氣加熱器15加熱，液體氮?jiǎng)t/人氣液分離器14的底部 出來(lái)，依次經(jīng)過(guò)冷凝器8、 6的制冷管道，為冷凝器提供冷量。
2、 液氮從冷凝器8、 6的制冷管道出來(lái)，已經(jīng)蒸發(fā)為冷氮?dú)?，再?jīng)過(guò)換 熱器2、 l回收冷量，然后與氣液分離器14的頂部出來(lái)的氮?dú)鈪R合，進(jìn)入空 氣加熱器15加熱。
3、 從空氣加熱器15出來(lái)的是常溫氮?dú)猓龠M(jìn)入熱i某加熱器16進(jìn)一步 加熱，溫度升高到7(TC至80。C，然后進(jìn)入第一分餾塔4的蒸發(fā)器7，為其提 供熱量，同時(shí)氮?dú)鉁囟认陆怠?br> 4、 然后氮?dú)庠龠M(jìn)入熱纟某加熱器16進(jìn)一步加熱，溫度升高到250。C，送 到凈化系統(tǒng)的分子篩塔，做為再生氣體。
實(shí)施例2
參見(jiàn)圖2 ，為本實(shí)用新型的另 一種制冷設(shè)備和液化分離設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
其液化分離部分的換熱器、分餾塔與實(shí)施例1中基本相同，不再重復(fù)說(shuō)明。
不同之處在于，制冷系統(tǒng)采用了混合制冷劑制冷的方法，混合制冷劑系統(tǒng)17
是成熟的現(xiàn)有技術(shù)，在這里不需要敘述。只是在設(shè)備上，分餾塔的冷凝器6、
8的制冷介質(zhì)管路是與混合制冷劑制冷設(shè)備的制冷管路連通，而不是像實(shí)施
例l那樣，與液氮管路相連通。此外，混合制冷系統(tǒng)是封閉式循環(huán)系統(tǒng)，制
冷劑從換熱器出來(lái)要重新回到制冷機(jī)。因此，蒸發(fā)器7的加熱和分子篩的再
生需要另外由其它氣體經(jīng)過(guò)加熱器16加熱后來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖3所示為該實(shí)用新型所述分餾塔的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中分鎦塔的中部設(shè) 有混合氣體引入管道17，頂部設(shè)有冷凝器18,同時(shí)還設(shè)有氣體引出管道19, 底部設(shè)有蒸發(fā)器20，同時(shí)還設(shè)有液體產(chǎn)品引出管道21。
以上所述^f又為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡 在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均 應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種化工尾氣液化分離設(shè)備，包括壓縮凈化設(shè)備、液化分離設(shè)備及制冷設(shè)備，所述壓縮凈化設(shè)備的化工尾氣原料氣的輸出管路與液化分離設(shè)備中換熱器的原料輸入通道連接，所述液化分離設(shè)備包括換熱器和第一分餾塔，所述換熱器的原料氣輸出通道與位于第一分餾塔中部的原料氣輸入口相連，所述制冷設(shè)備的制冷管路與液化分離設(shè)備換熱器的制冷通道連接，其特征在于所述液化分離設(shè)備還設(shè)有第二分餾塔，該分餾塔頂部具有冷凝器，同時(shí)其頂部還設(shè)有氣體引出管道；該分餾塔底部具有蒸發(fā)器，同時(shí)其底部還設(shè)有液態(tài)產(chǎn)品引出管道，第一分餾塔頂部的氣體引出管道與第二分餾塔中部的原料氣輸入口相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在于， 所述液化分離設(shè)備還設(shè)有第三分餾塔，該分餾塔頂部具有冷凝器，同時(shí)其頂 部還設(shè)有氣體引出管道；該分餾塔底部具有蒸發(fā)器，同時(shí)其底部還設(shè)有液態(tài) 產(chǎn)品引出管道，第二分餾塔頂部的氣體引出管道與第三分餾塔中部的原料氣 輸入口相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在于， 所述第二分餾塔頂部的氣體引出管道與換熱器相連后再與第三分餾塔中部的原料氣輸入口相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在于， 所述第二分餾塔頂部的氣體引出管道將低溫氣體引回到換熱器后，再連接到 膨脹機(jī)，然后再連接到換熱器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在于， 所述第三分餾塔頂部的氣體輸出管道與換熱器相連回收冷量。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在于， 所述第一分餾塔頂部的氣體引出管道與換熱器相連后再與第二分餾塔中部 的原料氣輸入口相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在于， 所述第一分餾Jt荅頂部的氣體引出管道將低溫氣體引回到換熱器后，再連接到 膨脹機(jī)，然后再連接到換熱器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在于， 所述第二分餾^^頂部的氣體輸出管道與換熱器相連回收冷量。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在 于，所述各分餾塔的蒸發(fā)器加熱管路與制冷介質(zhì)的預(yù)冷管路相連通。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在 于，所述壓縮凈化設(shè)備的原料氣管道與液化分離設(shè)備中的換熱器的原料氣熱 介質(zhì)通道連接，制冷設(shè)備與液化分離設(shè)備的換熱器制冷介質(zhì)通道連接。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在 于，所述壓縮凈化設(shè)備包括壓縮機(jī)和原料氣凈化器；所述原料氣凈化器是分 子篩吸附的凈化設(shè)備，或者是由胺吸收塔與再生塔所組成的凈化系統(tǒng)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在 于，所述各分餾i荅的冷凝器的制冷介質(zhì)管路與換熱器的制冷介質(zhì)管路連通； 分餾塔底部的液體管路可將液體S1入到液體儲(chǔ)槽中。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化工尾氣液化分離設(shè)備，其特征在 于，所述制冷設(shè)備可以是氮?dú)馀蛎浿评浠蛘叩?、曱烷膨脹制冷，也可以用?合制冷劑制冷，也可用液氮制冷。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種化工尾氣的液化分離設(shè)備，該液化分離設(shè)備中存在第二分餾塔，該分餾塔頂部具有冷凝器，同時(shí)其頂部還設(shè)有氣體引出管道；該分餾塔底部具有蒸發(fā)器，同時(shí)其底部還設(shè)有液態(tài)產(chǎn)品引出管道。使用這種設(shè)備可以將化工尾氣中的多種成分進(jìn)行分離，能夠更有效地利用含有各種氣體的化工尾氣，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低，適于推廣。
文檔編號(hào)F25J3/02GK201212765SQ20082010846
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者楊克劍 申請(qǐng)人:北京國(guó)能時(shí)代能源科技發(fā)展有限公司;楊克劍