(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221834815.6 (22)申请日 2022.07.13 (73)专利权人 和远潜江电子特种气体有限公司 地址 433100 湖北省潜江市园林办事处章 华中路67号物探小区64栋1单 元201室 (72)发明人 曹小林　杜大艳　刘隆益　易万里　 江罗　彭晓双　夏炜　 (74)专利代理 机构 武汉天领众智专利代理事务 所(普通合伙) 42300 专利代理师 高兰 (51)Int.Cl. B01D 3/14(2006.01) B01D 3/32(2006.01) B01D 3/42(2006.01) B01D 1/00(2006.01)B01D 1/30(2006.01) B01D 53/04(2006.01) B01D 53/26(2006.01) C10L 3/10(2006.01) C07C 9/04(2006.01) C07C 9/06(2006.01) C07C 9/08(2006.01) C07C 7/04(2006.01) C07C 7/12(2006.01) C07C 7/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种由天然气制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高 纯丙烷的系统 (57)摘要 本实用新型公开了一种由天然气制备高纯 甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 包括液化天 然气原料罐、 汽化单元、 精脱硫单元、 变温吸附脱 水脱碳单元、 丙烷分离精馏单元、 乙烷分离精馏 单元和甲烷 分离精馏单元， 所述液化天然气原料 罐和所述汽化单元之间通过管道连通， 所述汽化 单元和所述精脱硫单元之间通过管道连通， 所述 精脱硫单元和所述变温吸附脱水脱碳单元之间 通过管道连通， 所述变温吸附脱水脱碳单元和所 述丙烷分离精馏单元之间通过管道连通， 所述丙 烷分离精馏单元和所述乙烷分离精馏单元之间 通过管道连通， 所述乙烷分离精馏单元和所述甲 烷分离精馏单元之间通过管道连通， 本实用新型 以液化天然气为原料， 制备出高纯甲烷、 高纯乙 烷和高纯丙烷。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 217612995 U 2022.10.21 CN 217612995 U 1.一种由天然气制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 包括液化天然气原料罐 (1)、 汽化单元(2)、 精脱硫单元(3)、 变温吸附脱水脱碳单元(4)、 丙烷分离精馏单元(5)、 乙 烷分离精馏单元(6)和甲烷分离精馏单元(7)， 其特征在于， 所述液化天然气原料罐(1)和所 述汽化单元(2)之间通过管道连通， 所述汽化单元(2)和所述精脱硫单元(3)之间通过管道 连通， 所述精脱硫单元(3)和所述变温吸附脱水脱碳单元(4)之间通过管道连通， 所述变温 吸附脱水脱碳单元(4)和所述丙烷分离精馏单元(5)之间通过管道连通， 所述丙烷分离精馏 单元(5)和所述乙烷分离精馏单元(6)之间通过管道连通， 所述乙烷分离精馏单元(6)和所 述甲烷分离精 馏单元(7)之间通过 管道连通。 2.根据权利要求1所述的由天然气制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 其特征 在于， 所述丙烷分离精馏单元(5)包括依次设置的丙烷精馏塔(51)和丙烷分离塔(52)， 所述 变温吸附脱水脱碳单元(4)和所述丙烷精馏塔(51)之间通过管道连通， 丙烷分离塔(52)底 部的工业丙烷经所述丙烷分离塔(52)底部的出口管道进行充装， 丙烷精馏塔(51)底部的高 纯丙烷经 所述丙烷精 馏塔(51)底部的出口管道进行充装。 3.根据权利要求1所述的由天然气制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 其特征 在于， 所述乙烷分离精馏单元(6)包括依次设置的乙烷精馏塔(61)和乙烷分离塔(62)， 所述 丙烷分离精馏单元(5)和所述乙烷精馏塔(61)之间通过管道连通， 乙烷分离塔(62)底部的 工业乙烷经所述乙烷分离塔(62)底部的出口管道进 行充装， 乙烷精馏塔(61)底部的高纯乙 烷经所述乙烷精馏塔(61)底部的出口管道进 行充装， 所述乙烷精馏塔(61)底部的出口管道 与所述变温吸附脱水脱碳单 元(4)之间通过 管道连通。 4.根据权利要求1所述的由天然气制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 其特征 在于， 所述甲烷分离精馏单元(7)包括依次设置的甲烷精馏塔(71)和甲烷分离塔(72)， 所述 乙烷分离精馏单元(6)和所述甲烷精馏塔(71)之间通过管道连通， 甲烷分离塔(72)底部的 工业甲烷经所述甲烷分离塔(72)底部的出口管道进 行充装， 甲烷精馏塔(71)底部的高纯甲 烷经所述甲烷精 馏塔(71)底部的出口管道进行充装。 5.根据权利要求1所述的由天然气制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 其特征 在于， 所述系统还包括主换热单元(8)、 冷箱单元(9)和天然气管道(10)， 丙烷分离精馏单元 (5)顶部的粗丙烷经所述丙烷分离精馏单元(5)顶部的出口管道与所述天然气管道(10)连 通， 乙烷分离精馏单元(6)顶部的粗乙烷经所述乙烷分离精馏单元(6)顶部的出口管道与所 述天然气管道(10)连通， 甲烷分离精馏单元(7)顶部的粗甲烷经所述甲烷分离精馏单元(7) 顶部的出口管道与所述天然气管道(10)连通， 所述变温吸附脱水脱碳单元(4)的顶部与所 述天然气管道(10)通过管道连通， 所述液化天然气原料罐(1)的顶部与所述天然气管道 (10)通过 管道连通。 6.根据权利要求5所述的由天然气制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 其特征 在于， 所述主换热单元(8)、 所述丙烷分离精馏单元(5)、 所述乙烷分离精馏单元(6)和所述 甲烷分离精馏单元(7)置于所述冷箱单元(9)内部， 所述变温吸附脱水脱碳单元(4)与所述 丙烷分离精馏单元(5)之间的管道经过所述主 换热单元(8)、 所述丙烷分离精馏单元(5)、 所 述乙烷分离精 馏单元(6)和所述甲烷分离精 馏单元的出口管道均经 过所述主换 热单元(8)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217612995 U 2一种由天然气制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的 系统 技术领域 [0001]本实用新型属于高纯电子特种 气体制备领域， 具体涉及 一种由天然气制备高纯甲 烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统。 背景技术 [0002]天然气主要用途是作燃料， 可制造炭黑、 化学药品和液化石油气， 由天然气生产的 丙烷、 丁烷是现代工业的重要原料。 天然气主要由气态低分子烃和非烃气体混合组成， 其主 要由甲烷(85％)和少量乙烷(9％)、 丙烷(3％)、 氮(2％)和丁 烷(1％)组成。 [0003]天然气是一种大宗物料， 其中的甲烷、 乙烷、 丙烷等可以作为高纯甲烷、 高纯乙烷 和高纯丙烷电子特气的来源， 其中高纯 甲烷和高纯乙烷可以作为半导体气相沉积的碳源， 高纯丙烷可以作为第三代半导体的碳化硅外延生长气体。 但是目前， 我国绝大多数高纯气 体都是进口 的， 缺少由天然气直接制备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的装置 。 [0004]有鉴于此， 有必要提供一种由天然气直接制 备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的 系统来解决上述 技术问题。 实用新型内容 [0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种由天然气制 备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 所述系统以液化 天然气为原料， 经过纯化、 多级精馏制备出高 纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷， 同时， 提纯后的副产 物也可以加以利用， 本系统 能耗更低， 装 置经济效益更 大。 [0006]为解决现有技 术中存在的上述问题， 本实用新型 是通过如下技 术方案来实现的： [0007]一种由天然气制 备高纯甲烷、 高纯乙烷和高纯丙烷的系统， 包括液化天然气原料 罐、 汽化单元、 精脱硫单元、 变温吸附脱 水脱碳单元、 丙烷分离精馏单元、 乙烷分离精馏单元 和甲烷分离精馏单元， 所述液化天然气原料罐和所述汽化单元之间通过管道连通， 所述汽 化单元和所述精脱硫单元之 间通过管道连通， 所述精脱硫单元和所述变温吸附脱 水脱碳单 元之间通过管道 连通， 所述变温吸附脱水脱碳单元和所述丙烷分离精馏单元之 间通过管道 连通， 所述丙烷分离精馏单元和所述乙烷分离精馏单元之间通过管道连通， 所述乙烷分离 精馏单元和所述甲烷分离精 馏单元之间通过 管道连通。 [0008]进一步地， 所述丙烷分离精馏单元包括依次设置 的丙烷精馏塔和丙烷分离塔， 所 述变温吸附脱 水脱碳单元和所述丙烷精馏塔之 间通过管道连通， 丙烷分离塔底部的工业丙 烷经所述丙烷分离塔底部的出口管道进行充装， 丙烷精馏塔底部的高纯丙烷经所述丙烷精 馏塔底部的出口管道进行充装。 [0009]进一步地， 所述 乙烷分离精馏单元包括依次设置 的乙烷精馏塔和乙烷分离塔， 所 述丙烷分离精馏单元和所述乙烷精馏塔之 间通过管道连通， 乙烷分离塔底部的工业乙烷经 所述乙烷分离塔底部的出口管道进行充装， 乙烷精馏塔底部的高纯乙烷经所述乙烷精馏塔 底部的出口管道进行充装， 所述乙烷精馏塔底部的出口管道与所述变温吸附脱水脱碳单元说　明　书 1/4 页 3 CN 217612995 U 3