[實用新型]一種深冷分離CO、H2的氮循環(huán)甲烷洗滌系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721018363.3
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN207113411U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹衛(wèi)華;文向南
• 申請（專利權(quán)）人: 成都深冷液化設(shè)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(wù)所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及深冷氣體分離領(lǐng)域，特別是一種深冷分離CO、H₂的氮循環(huán)甲烷洗滌系統(tǒng)。

背景技術(shù)

CO是重要的羰基合成原料氣，由CO出發(fā)可以制取幾乎所有的有機化學(xué)品。目前制取CO的合成氣主要來自于煤加壓氣化、天然氣/石腦油蒸汽轉(zhuǎn)化或焦?fàn)t煤氣，在合成氣中除了含CO、H₂外，還含有少量的甲烷、氮氣和氬氣，鑒于生產(chǎn)乙二醇、醋酸和二甲基二酰胺等化工產(chǎn)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(shù)工藝成熟，操作穩(wěn)定、處理量大、產(chǎn)品純度高、收率高，是目前CO分離的首選技術(shù)。

在乙二醇、乙醇合成裝置中，生產(chǎn)CO的同時需要聯(lián)產(chǎn)高純度的H₂（H₂純度≥99.9%），通常的做法是將CO深冷分離裝置生產(chǎn)的富氫氣送入PSA制氫裝置中進一步提純，富氫氣中氫的含量越高，H₂的回收率就越高、能耗越低。CO深冷分離裝置中分離氫的方法主要有冷凝分離法和甲烷洗滌法，當(dāng)合成氣中甲烷含量超過2.5%時，就可采用甲烷洗滌法將富氫氣中的氫含量提高至97~99%，從而提高CO和H₂的回收率，同時降低裝置的能耗。

中國實用新型專利授權(quán)號CN 101680713 B“通過低溫蒸餾分離包含一氧化碳、甲烷、氫和可選的氮的混合物的方法”和美國專利US 6578377 B1‘Recovery of hydrogen and carbon monoxide from mixtures including methane and hydrocarbons heavier than methane’均采用純CO壓縮、制冷循環(huán)，鑒于CO壓縮機和膨脹機的效率較低、技術(shù)要求高，采用該種工藝的能耗和投資較大，同時因循環(huán)制冷劑CO的純度問題導(dǎo)致裝置啟動、提純的時間長，啟動階段的放空量大。

中國實用新型專利申請?zhí)朇N 201510014944.9 “一種高效分離合成氣制取氫氣及一氧化碳的方法及裝置”的精餾塔均采用常規(guī)的蒸發(fā)器和冷凝器，其中蒸發(fā)器采用氮氣和原料氣做熱源、冷凝器采用液氮做冷源，該種工藝要求循環(huán)氮氣的壓力高、流量大，存在能耗偏高的缺點，且CO產(chǎn)品的壓力偏低。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種深冷分離CO、H₂的氮循環(huán)甲烷洗滌系統(tǒng)。

本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種深冷分離CO、H₂的氮循環(huán)甲烷洗滌系統(tǒng)，它包括主換熱器、甲烷洗滌塔、側(cè)凝器、氫汽提塔、氫汽提塔塔底蒸發(fā)器、脫甲烷塔、脫氮塔、冷凝蒸發(fā)器、脫甲烷塔塔頂分離器、脫氮塔塔頂冷凝器、脫氮塔塔頂分離器、甲烷液體泵、CO產(chǎn)品壓縮機和循環(huán)氮氣壓縮機，所述主換熱器內(nèi)設(shè)置有流道Ia、流道Ib、流道II、流道III、流道IV、流道V、流道VI、流道VII和流道VIII，脫氮塔塔頂冷凝器內(nèi)設(shè)置有流道I、流道II和流道III，冷凝蒸發(fā)器設(shè)置于脫甲烷塔和脫氮塔之間，氫汽提塔塔底蒸發(fā)器設(shè)置于氫汽提塔內(nèi)且位于其底部，主換熱器內(nèi)流道V的出口與甲烷洗滌塔底部的入口端連接，甲烷洗滌塔的氣相出口與主換熱器內(nèi)流道IV的入口端相連，甲烷洗滌塔的液相出口經(jīng)閥門A與氫汽提塔的中部入口端相連，位于甲烷洗滌塔中部的進出口分別與側(cè)凝器的端口D和端口C連接；

所述氫汽提塔的氣相出口與主換熱器內(nèi)流道III的入口端相連，氫汽提塔的液相出口經(jīng)閥門D與位于脫甲烷塔中部的入口端相連；

所述脫甲烷塔的液相出口與甲烷液體泵的入口相連，甲烷液體泵的出口與主換熱器內(nèi)流道VIII的入口端相連，主換熱器內(nèi)流道VIII的上部出口經(jīng)閥門E與位于脫甲烷塔的底部入口端連接，主換熱器內(nèi)流道VIII的下部出口包括三個支路，第一支路經(jīng)閥門L連通外部，第二支路經(jīng)閥門B與位于甲烷洗滌塔頂部的入口端連接，第三支路經(jīng)閥門C與位于氫汽提塔頂部的入口端連接，脫甲烷塔的氣相出口與冷凝蒸發(fā)器的入口端相連，冷凝蒸發(fā)器的出口端與脫甲烷塔塔頂分離器的入口相連，脫甲烷塔塔頂分離器的液相出口與位于脫甲烷塔頂部的入口端連接，脫甲烷塔塔頂分離器的氣相出口經(jīng)閥門F與脫氮塔的中部入口端連接；