[發明專利]一種采用雙循環的CO深冷分離系統及其分離方法

有效

• 申請號: 201710626070.1
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107328166B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 曹衛華;文向南
• 申請（專利權）人: 成都深冷液化設備股份有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種采用雙循環的CO深冷分離系統，它包括主換熱器、低溫分離器、氫汽提塔、脫氮塔、脫甲烷塔、CO壓縮機和循環氮氣壓縮機，它還公開了一種采用雙循環的CO深冷分離系統的分離方法，它具有換熱、脫氫、脫氮、脫甲烷、CO壓縮循環和氮氣壓縮制冷循環等工藝步驟。本發明的有益效果是：采用CO壓縮和氮氣壓縮的雙循環工藝，發揮CO壓縮循環的精餾能耗低及氮氣循環的壓縮能耗和投資低的雙重優勢；對精餾塔蒸發器的熱源和冷凝器的冷源進行優化配置，精餾負荷的控制可靠、穩定；還可以縮短裝置的啟動和提純時間、減少啟動階段的放空量；能耗低、啟動快、投資省、排放少，符合節能降耗的大趨勢，具有良好的經濟效益和環保效益。

技術領域

本發明涉及深冷氣體分離領域，特別是一種采用雙循環的CO深冷分離系統及其分離方法。

背景技術

CO是重要的羰基合成原料氣，由CO出發可以制取幾乎所有的有機化學品。目前制取CO的合成氣主要來自于煤加壓氣化或天然氣/石腦油蒸汽轉化，在煤氣化制取的合成氣中，除了含CO、氫氣外，還含有少量的甲烷、氮氣和氬氣，鑒于生產乙二醇、醋酸和二甲基二酰胺等化工產品過程中對原料CO的純度要求非常高（≥98.5%），因此需要將合成氣中的氫氣、甲烷、氮氣和氬氣等脫除。深冷分離技術工藝成熟，操作穩定、處理量大、產品純度高、收率高，是目前CO分離的首選技術。

中國發明專利CN 100427862 C“通過低溫蒸餾生產一氧化碳的方法和設備”和CN101823709 B“從含有一氧化碳的氣體混合物中分離一氧化碳”均采用純CO壓縮、制冷循環，鑒于CO壓縮機和膨脹機的效率較低、技術要求高，采用該種工藝的能耗和投資較大，同時裝置啟動、提純的時間長，啟動階段的放空量大。

中國發明專利CN 104326472 B“一種氮循環工藝制取CO的系統及其方法”采用純氮氣壓縮、制冷循環，雖然氮氣壓縮機和膨脹機的效率較高、技術成熟，但該工藝用于需要精脫甲烷和氮氣的場合時，存在精餾能耗過高的缺點

本發明提出了一種采用雙循環的CO深冷分離系統及其分離方法，比較實用、完美和方便地解決了上述問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種啟動快、耗能低、排放少、成本低的采用雙循環的CO深冷分離系統及其分離方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種采用雙循環的CO深冷分離系統，包括主換熱器A、主換熱器B、低溫分離器、氫汽提塔、脫氮塔、脫甲烷塔、脫氮塔塔頂冷凝器、CO壓縮機、循環氮氣壓縮機；

所述的主換熱器A中并列設置有流道IA、流道IIA、流道ⅢA、流道ⅣA、流道ⅤA、流道ⅥA、流道ⅦA、流道ⅧA，主換熱器B中并列設置有流道IB、流道IIB、流道ⅢB、流道ⅣB、流道ⅤB、流道ⅥB、流道ⅦB、流道ⅧB，脫氮塔塔頂冷凝器中并列設置有IC、流道IIC、流道ⅢC；

主換熱器A的流道IIA的入口處連接有混合凈化氣的進氣管，主換熱器A的流道IIA出口與主換熱器B的流道IIB入口，主換熱器B的流道IIB出口與低溫分離器的入口相連，低溫分離器的出口包括兩個液相出口和一個氣相出口，低溫分離器的氣相出口依次與主換熱器B的流道ⅢB、主換熱器A的流道ⅢA和氣相出氣管相連，低溫分離器中其中一個液相出口依次與減壓閥門V1、換熱器B的流道IB相連后最終連接在氫汽提塔的中部入口上，低溫分離器中另一個液相出口與減壓閥門V2相連后再連接在氫汽提塔的上部入口上，在氫汽提塔的頂部開有氫汽提塔氣相出口，氫汽提塔氣相出口與主換熱器A的流道IA相連后最終連接在閃蒸氣儲存器上，氫汽提塔的底部開有氫汽提塔液相出口，氫汽提塔液相出口與減壓閥門V3相連后再連接在脫氮塔的中部入口上；