[发明专利]一种采用双循环的CO深冷分离系统及其分离方法

说明书

本发明公开了一种采用双循环的CO深冷分离系统，它包括主换热器、低温分离器、氢汽提塔、脱氮塔、脱甲烷塔、CO压缩机和循环氮气压缩机，它还公开了一种采用双循环的CO深冷分离系统的分离方法，它具有换热、脱氢、脱氮、脱甲烷、CO压缩循环和氮气压缩制冷循环等工艺步骤。本发明的有益效果是：采用CO压缩和氮气压缩的双循环工艺，发挥CO压缩循环的精馏能耗低及氮气循环的压缩能耗和投资低的双重优势；对精馏塔蒸发器的热源和冷凝器的冷源进行优化配置，精馏负荷的控制可靠、稳定；还可以缩短装置的启动和提纯时间、减少启动阶段的放空量；能耗低、启动快、投资省、排放少，符合节能降耗的大趋势，具有良好的经济效益和环保效益。

技术领域

本发明涉及深冷气体分离领域，特别是一种采用双循环的CO深冷分离系统及其分离方法。

背景技术

CO是重要的羰基合成原料气，由CO出发可以制取几乎所有的有机化学品。目前制取CO的合成气主要来自于煤加压气化或天然气/石脑油蒸汽转化，在煤气化制取的合成气中，除了含CO、氢气外，还含有少量的甲烷、氮气和氩气，鉴于生产乙二醇、醋酸和二甲基二酰胺等化工产品过程中对原料CO的纯度要求非常高（≥98.5%），因此需要将合成气中的氢气、甲烷、氮气和氩气等脱除。深冷分离技术工艺成熟，操作稳定、处理量大、产品纯度高、收率高，是目前CO分离的首选技术。

中国发明专利CN 100427862 C“通过低温蒸馏生产一氧化碳的方法和设备”和CN101823709 B“从含有一氧化碳的气体混合物中分离一氧化碳”均采用纯CO压缩、制冷循环，鉴于CO压缩机和膨胀机的效率较低、技术要求高，采用该种工艺的能耗和投资较大，同时装置启动、提纯的时间长，启动阶段的放空量大。

中国发明专利CN 104326472 B“一种氮循环工艺制取CO的系统及其方法”采用纯氮气压缩、制冷循环，虽然氮气压缩机和膨胀机的效率较高、技术成熟，但该工艺用于需要精脱甲烷和氮气的场合时，存在精馏能耗过高的缺点

本发明提出了一种采用双循环的CO深冷分离系统及其分离方法，比较实用、完美和方便地解决了上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种启动快、耗能低、排放少、成本低的采用双循环的CO深冷分离系统及其分离方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种采用双循环的CO深冷分离系统，包括主换热器A、主换热器B、低温分离器、氢汽提塔、脱氮塔、脱甲烷塔、脱氮塔塔顶冷凝器、CO压缩机、循环氮气压缩机；

所述的主换热器A中并列设置有流道IA、流道IIA、流道ⅢA、流道ⅣA、流道ⅤA、流道ⅥA、流道ⅦA、流道ⅧA，主换热器B中并列设置有流道IB、流道IIB、流道ⅢB、流道ⅣB、流道ⅤB、流道ⅥB、流道ⅦB、流道ⅧB，脱氮塔塔顶冷凝器中并列设置有IC、流道IIC、流道ⅢC；

主换热器A的流道IIA的入口处连接有混合净化气的进气管，主换热器A的流道IIA出口与主换热器B的流道IIB入口，主换热器B的流道IIB出口与低温分离器的入口相连，低温分离器的出口包括两个液相出口和一个气相出口，低温分离器的气相出口依次与主换热器B的流道ⅢB、主换热器A的流道ⅢA和气相出气管相连，低温分离器中其中一个液相出口依次与减压阀门V1、换热器B的流道IB相连后最终连接在氢汽提塔的中部入口上，低温分离器中另一个液相出口与减压阀门V2相连后再连接在氢汽提塔的上部入口上，在氢汽提塔的顶部开有氢汽提塔气相出口，氢汽提塔气相出口与主换热器A的流道IA相连后最终连接在闪蒸气储存器上，氢汽提塔的底部开有氢汽提塔液相出口，氢汽提塔液相出口与减压阀门V3相连后再连接在脱氮塔的中部入口上；