[发明专利]一氧化碳混合气提纯装置及提纯方法

说明书

技术领域

    本发明涉及空气分离领域，具体涉及一种一氧化碳混合气提纯装置及提纯方法。

背景技术

空气分离设备就是将空气液化、精馏、最终分离成为氧、氮和其他有用气体的气体分离设备，简称空分设备。它的最低工作温度为77K。空气曾被称为“永久气体”到19世纪末,人们发现在深低温下空气也能液化，并因氧、氮沸点不同，可以从液化空气中分离出氧气和氮气。第一台商品化的制氧机于1903年制成，它最初只是用于金属的气焊和切割。30年代末，氮肥工业需要氮气，制氧机发展到能同时生产氧气和氮气，改称空气分离设备。

“煤制乙二醇”即以煤代替石油乙烯生产乙二醇。煤制乙二醇工艺装置分由以下几个部分组成：气化装置、净化装置、包括变压吸咐制H2和CO单元的H2/CO分离装置、脱甲烷单元、草酸酯合成装置、乙二醇合成装置、空分装置、配套的公用工程和辅助设施。其中现有技术中H2/CO分离装置中变压吸咐制取H2和CO，产品CO中甲烷含量在0.12～0.2%，对草酸酯的合成有影响，需将该杂质控制在100×10^-6以内，而用变压吸附法进行处理已难以达到目标，需寻求其他方法。

因此，提供一种结构简单、操作方便、工艺简便、节能环保、运行平稳、安全可靠、自动化程度高、产品纯度高、设备少、投资低的一氧化碳混合气提纯装置及提纯方法，具有广阔的市场前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、操作方便、工艺简便、节能环保、运行平稳、安全可靠、自动化程度高、产品纯度高、设备少、投资低的一氧化碳混合气提纯装置及提纯方法。

本发明的技术方案是这样实现：一种一氧化碳混合气提纯装置，包括一氧化碳原料气体1、中压饱和氮气4、外部液氮12、主换热器E1、精馏塔C、安装在精馏塔C内的蒸发器E2和冷凝器E3，所述的原料气体1通过穿过主换热器E1的原料气体输送管道2与精馏塔C的中部相连通，中压饱和氮气4通过通过穿过主换热器E1的中压饱和氮气管道5与蒸发器E2相连接，蒸发器E2通过液氮管道6与精馏塔C顶部相连通，在精馏塔C中上部设置有产品气输出管道3，产品气输出管道3穿过主换热器E1与产品收集装置15相连接，在产品气输出管道3上连接有产品气分支管道17，产品气分支管道17与冷凝器E3相连接，冷凝器E3通过氧化氮冷凝管道16与精馏塔C中上部相连通，在精馏塔C顶部设置有饱和氮蒸汽输出管道9，饱和氮蒸汽输出管道9与氮压机管道10相连通，氮压机管道10穿过主换热器E1与氮压机装置11相连通，在精馏塔C底部设置有杂质输出管道7，杂质输出管道7穿过主换热器E1与火炬气装置8相连通；所述的外部液氮12通过穿过主换热器E1的外部液氮管道13与放空装置14相连通。

一种利用上述一氧化碳混合气提纯装置提纯一氧化碳混合气的方法，其方法如下：

1）一氧化碳原料气体1通过原料气体输送管道2进入主换热器E1与返流气换热，被冷却至饱和点后进入精馏塔C的中下部，连同蒸发器E2来的蒸气一同上升，与被塔顶冷凝器E3冷凝下来的一氧化碳回流液体，在精馏塔C内直接接触，进行精馏，在精馏塔顶部得到含CH4为100×10^-6以内的较纯净的一氧化碳产品，并通过产品气输出管道3从精馏塔C顶抽出，进入主换热器E1复热到常温送出到产品收集装置15，浓缩在精馏塔C内的CH4杂质通过杂质输出管道7进入主换热器E1复热后去火炬气装置8燃烧或排出塔外； 

2）中压饱和氮气4通过通过穿过主换热器E1的中压饱和氮气管道5与蒸发器E2相连接，中压饱和氮气4被冷凝成液氮，该液氮通过液氮管道6输送至精馏塔C顶部，作为塔顶冷凝器E3的冷源用于冷凝来自精馏塔C顶的一氧化碳蒸汽，为精馏塔C提供回流液，产品气通过产品气分支管道17进冷凝器E3冷凝，并通过氧化氮冷凝管道16与精馏塔C中上部相连通，为精馏塔C提供回流液，中压饱和氮气4被蒸发后通过饱和蒸汽，并通过饱和氮蒸汽输出管道9在主换热器E1热交换，被复热后的低压氮气通过氮压机管道10进入氮压机装置11中被压缩，经冷凝后，返回主换热器E1；

3）部液氮12通过穿过主换热器E1的外部液氮管道13与放空装置14相连通，用来补充冷损。