[發明專利]一種降低氮循環能耗的CO深冷分離系統及方法

在審

• 申請號: 201910806535.0
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110553464A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 章有虎;廖江芬;雷昊;陳環琴;俞澤科;姚玉田;馮鈺
• 申請（專利權）人: 杭州中泰深冷技術股份有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種降低氮循環能耗的CO深冷分離系統及方法。它包括冷卻器、塔底蒸發器、汽提塔、脫氮塔、脫氮塔頂冷凝器、脫甲烷塔、脫甲烷塔冷凝器、閃蒸罐、液氮分離罐、循環氮氣壓縮機；該分離方法采用了兩種物流作為冷源，分別布置在冷凝器的上部和下部，根據液氮和脫氮塔底液體兩股冷源的溫度區間的不同，分別對熱流體進行降溫及部分冷凝，目的在于增加脫氮塔底液體作為冷源之一，減少氮氣循環壓縮機的功耗，降低成本，提高脫氮塔精餾操作的穩定性，同時也提高了系統調節的靈活性。

技術領域

本發明涉及一種降低氮循環能耗的CO深冷分離系統及方法，特別是優化配置兩種溫度區間不同的物流作為冷源的CO深冷分離系統方法。

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，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。

一種低功耗CO深冷分離系統，包括脫碳氣凈化單元、深冷分離單元、PSA制氫單元、解析氣壓縮機單元和循環壓縮機單元。本發明的有益效果是：采用富氫尾氣或凈化氣做再生氣，確保PSA制氫單元的解析氣不含水和CO2；通過單獨設置解析氣換熱通道和低溫分離器，大幅降低解析氣壓縮機的功耗；采用氮氣循環壓縮機代替效率較低的CO循環壓縮機，降低循環壓縮機的功耗，還能夠縮短裝置的啟動時間、減少啟動階段的放空量；能耗低、啟動快、投資省、排放少，具有良好的經濟效益和環保效益。

一種深冷分離CO、H2的雙循環甲烷洗滌系統，它包括主換熱器、甲烷洗滌塔、氫汽提塔、脫甲烷塔、塔頂冷凝器、脫氮塔、甲烷液體泵、循環氮氣壓縮機和CO壓縮機，它還公開了方法，它具有換熱、甲烷洗滌、脫氫、脫甲烷、脫氮、氮氣壓縮制冷循環和CO壓縮循環等步驟。本發明的有益效果是：大幅降低生產H2的能耗和投資，還可以提高CO和H2的回收率；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；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。

丙烷脫氫產品氣深冷分離裝置和方法，包括產品氣壓縮干燥系統、冷箱換熱器、脫炔烴二烯烴系統、脫乙烷系統和丙烯精餾塔，產品氣壓縮干燥系統與冷箱換熱器連接，丙烷脫氫產品氣壓縮干燥后送入到冷箱換熱器進行分級冷凝形成冷凝液和低溫冷凝液，冷凝液進入脫炔烴二烯烴系統脫除炔烴和二烯烴后送入脫乙烷系統，脫乙烷系統可接收低溫冷凝液并向冷箱換熱器輸送氣相輕組分，脫乙烷系統的液相組分輸出到丙烯精餾塔精餾得到丙烯產品。本發明的丙烷脫氫產品氣深冷分離工藝采用混合冷劑壓縮制冷，可提供更廣的制冷溫度范圍和更多的冷劑溫度級別，減少了動設備數量，比常規的制冷分離工藝減少大量的設備投資及操作維護費用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種利用兩種溫度區間不同的物流作為冷源的降低氮循環能耗的CO深冷分離系統和方法。

本發明的降低氮循環能耗的CO深冷分離系統包括冷卻器、一級塔底蒸發器、二級塔底蒸發器、三級塔底蒸發器、汽提塔、脫氮塔、脫氮塔頂冷凝器、脫甲烷塔、脫甲烷塔冷凝器、閃蒸罐和氮氣循環系統；所述的一級塔底蒸發器、二級塔底蒸發器、三級塔底蒸發器分別為汽提塔、脫氮塔、脫氮塔頂冷凝器的塔底蒸發器；

所述氮氣循環系統包括液氮分離罐、循環氮氣壓縮機和氮氣循環管路；

原料氣管路依次穿過冷卻器、一級塔底蒸發器、二級塔底蒸發器)、三級塔底蒸發器，然后再次穿過冷卻器的LY-1b管道并連接至閃蒸罐；