[实用新型]一种提纯合成气的设备及CO和H2的生产系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及合成气分离提纯技术领域，具体而言，涉及一种提纯合成气的设备及CO和H₂的生产系统。

背景技术

作为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，如甲醇、甲酸、甲胺、乙酸、异氰酸酯、乙二酸、乙二醇、碳酸二甲酯、光气和农药除草剂等。

工业上分离精制CO工艺主要有变压吸附(PSA)分离技术、膜分离技术和深冷分离技术。

PSA工艺优点是可在常温下进行操作，缺点包括：(1)CO产品气压力低，下游无法直接利用；(2)产品收率较低；(3)单系列规模有限，大规模装置需要平行使用多套装置；(4)程控阀需要频繁切换，因此故障率高；(5)需抽真空解吸，产品气易混入空气杂质。

膜分离过程不发生相变，能耗较低，同时膜分离装置的规模可根据处理量的要求而发生改变，具备运行可靠、设备简单、操作简易的优点，缺点包括：(1)产品收率低；(2)产品纯度低；(3)当前分离CO的专用膜性能不完善，离工业化还有一段距离。

深冷分离技术是一种高压低温技术，根据各组分沸点，将混合气深冷液化，在-210～-105℃范围内进行深冷精馏。该技术优点有：(1)工艺成熟，操作稳定；(2)使用范围广、处理量大、占地少；(3)产品纯度高、收率高，运行能耗低。

随着装置规模的日益大型化深冷分离技术成为首选的技术。

现有合成气低温分离提取CO和H₂产品的技术，多利用原料气自身压力节流降压，为原料气分离、CO提纯提供冷量，这种方法虽然无需外部冷量提供，但是得到的产品压力低，需要使用价格昂贵的CO压缩机，才能为产品CO的继续使用提供足够的压力，同时还有能耗较高、流程复杂、原料气适应范围小、过分依赖液氮等缺点。

同时，现有的合成气低温分离提取CO和H₂产品的技术提纯效果还有进一步改善、产品纯度不高，仍然含有N₂和CH₄等杂质气体，不利于后续加工生产。

基于上述缺点，开发一种流程简单、能耗低、设备投资低、且CO产品可直接根据下游客户需求生产的合成气分离装置显得尤其重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提纯合成气的设备，其工艺流程简单、能耗低、设备投资低、产品纯度高，并且制备的CO和H₂产品可直接根据下游客户需求进行生产。

本实用新型的另一目的在于提供一种CO和H₂的生产系统，其获得产品CO和H₂纯度高，能耗低、投资成本少。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种提纯合成气的设备，包括低温换热器、分离器、一级精馏塔、二级精馏塔以及与低温换热器连通的循环压缩机，其中，低温换热器包括分别用于合成气原料输入和输出的原料输入口和原料输出口，以及第一复热入口、第二复热入口、第三复热入口和第四复热入口；分离器包括第一进料口、第一气相出口和第一液相出口，第一进料口与原料输出口连通，第一气相出口与第一复热入口连通；一级精馏塔包 括第二进料口、第二气相出口和第二液相出口，第二进料口与第一液相出口连通，第二气相出口与第二复热入口连通；二级精馏塔包括第三进料口、第三气相出口和第三液相出口，第三进料口与第二液相出口连通，第三气相出口和第三液相出口分别与第三复热入口和第四复热入口连通。

在本实用新型的较佳实施例中，上述设备还包括闪蒸罐，闪蒸罐设置在分离器和一级精馏塔之间，并且闪蒸罐分别与分离器的第一液相出口和一级精馏塔的第二进料口连通。

在本实用新型的较佳实施例中，上述闪蒸罐的数量为一个或者串联的多个。

在本实用新型的较佳实施例中，上述一级精馏塔还包括用于将一级精馏塔内的物料引出以在低温换热器内进行换热的第一引流管路，第一引流管路设置在低温换热器内，并且第一引流管路的管体入口和管体出口均设置于一级精馏塔的下部。

在本实用新型的较佳实施例中，上述二级精馏塔还包括用于将二级精馏塔内的物料引出以在低温换热器内进行换热的第二引流管路，第二引流管路设置在低温换热器内，并且第二引流管路的管体入口和管体出口均设置于二精馏塔的下部。