[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

摘要

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。

主权项

一种采用双循环的CO深冷分离系统，其特征在于：包括主换热器A（1）、主换热器B（2）、低温分离器（3）、氢汽提塔（4）、脱氮塔（6）、脱甲烷塔（7）、脱氮塔塔顶冷凝器（9）、CO压缩机（10）、循环氮气压缩机（11）；所述的主换热器A（1）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（2）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和流道Ⅸ，脱氮塔塔顶冷凝器（9）中并列设置有IC、流道IIC、流道ⅢC；主换热器A（1）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（1）的流道IIA出口与主换热器B（2）的流道IIB入口，主换热器B（1）的流道IIB出口与低温分离器（3）的入口相连，低温分离器（3）的出口包括两个液相出口和一个气相出口，低温分离器（3）的气相出口依次与主换热器B（2）的流道ⅢB、主换热器A（1）的流道ⅢA和气相出气管相连，低温分离器（3）中其中一个液相出口依次与减压阀门V1、换热器B（2）的流道IB相连后最终连接在氢汽提塔（4）的中部入口上，低温分离器（3）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（4）的上部入口上，在氢汽提塔（4）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（1）的流道IA相连后最终连接在闪蒸气储存器上，氢汽提塔（4）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（6）的中部入口上；脱氮塔（6）的底部开有脱氮塔液相出口，脱氮液相出口通过管道与主换热器B（2）中的流道IX的入口相连，主换热器B（2）流道IX的出口与脱氮塔（6）的底部入口相连，在脱氮液相出口处再通过另一个根管道与减压阀门V4相连后再与脱氮塔塔顶冷凝器（9）流道IIC的入口相连，脱氮塔塔顶冷凝器（9）流道IIC的出口与脱甲烷塔（7）的中部入口相连，脱氮塔（6）的顶部还开有脱氮塔气相出口，脱氮塔气相出口与减压阀门V7相连后再依次与主换热器B（2）的流道VIB和主换热器A（1）流道VIA的入口相连，主换热器A（1）流道VIA的出口连接在燃料储存器上，脱氮塔气相出口和减压阀门V7相连的管道上设置有分支管，该分支管与脱氮塔塔顶冷凝器（9）流道IC的入口相连，脱氮塔塔顶冷凝器（9）流道IC的出口与脱氮塔（6）的上部入口相连；所述的脱甲烷塔（7）的底部开有脱甲烷塔液相出口，脱甲烷塔液相出口与减压阀门V6相连后再连接在减压阀门V7和主换热器B（2）流道VIB相连的管道上，在脱甲烷塔（7）的顶部还开有脱甲烷塔气相出口，脱甲烷塔气相出口与主换热器B（2）流道VIIIB相连后连接在主换热器A（1）的流道VIIIA的入口上，主换热器A（1）的流道VIIIA的出口与CO压缩机（10）的入口相连，CO压缩机（10）的出口与CO产品储存器相连，在CO压缩机（10）的出口与CO产品储存器相连的管道上还通过另一根管道连接在主换热器A（1）的流道VIIA的进口上，主换热器A（1）流道VIIA的出口与主换热器B（2）的流道VIIB相连，主换热器B（2）的流道VIIB与脱甲烷塔（7）的上部入口相连且在连接的管道上设置有减压阀门V5；所述的脱甲烷塔（7）内的下部位置设置有脱甲烷塔塔底蒸发器（8），循环氮气压缩机（11）的出口与主换热器A（1）流道IVA的进口相连，主换热器A（1）流道IVA的出口与主换热器B（2）的流道IVB的进口相连，主换热器B（2）的流道IVB的出口与脱甲烷塔塔底蒸发器（8）的进口相连，在主换热器B（2）的流道IVB的出口与脱甲烷塔塔底蒸发器（8）的进口相连的管道上还设置有分支管，该分支管与减压阀门V9相连后再经减压阀门V10连接在脱氮塔塔顶冷凝器（9）流道ⅢC的进口上，脱甲烷塔塔底蒸发器（8）的出口通过管道连接在减压阀门V9与减压阀门V10相连的分支管上，在脱氮塔塔顶冷凝器（9）流道ⅢC的出口处设置有液氮储存器，液氮储存器的出口处设置有减压阀门V11，脱氮塔塔顶冷凝器（9）流道ⅢC的出口与连接在液氮储存器后的减压阀门V11的出口合并，该合并处通过管道依次与主换热器B（2）的流道ⅤB、主换热器A（1）的流道ⅤA相连，主换热器A（1）的流道ⅤA的出口连接在循环氮气压缩机（11）的进口上，主换热器A（1）与循环氮气压缩机（11）的进口相连的管道上还通过分支管与放空装置相连，该分支管上设置有开关阀；所述的氢汽提塔（4）内的下部位置设置有氢汽提塔塔底蒸发器（5），在主换热器A（1）的流道IVA和主换热器B（2）流道IVB相连的管道上设置有氢汽提塔塔底蒸发器进口节点和氢汽提塔塔底蒸发器出口节点，氢汽提塔塔底蒸发器进口节点靠近主换热器A（1）流道IVA一侧，氢汽提塔塔底蒸发器出口节点靠近主换热器B（2）流道IVB一侧，氢汽提塔塔底蒸发器进口节点通过管道连接在氢汽提塔塔底蒸发器（5）的进口上，氢汽提塔塔底蒸发器出口节点通过管道连接在氢汽提塔塔底蒸发器（5）出口上，在氢汽提塔塔底蒸发器进口节点和氢汽提塔塔底蒸发器出口节点之间设置有减压阀门V8。