[发明专利]一种采用氮循环的CO深冷分离系统及其方法

摘要

本发明公开了一种采用氮循环的CO深冷分离系统，它包括主换热器、低温分离器、氢汽提塔、脱甲烷塔、脱氮塔、冷凝蒸发器和循环氮气压缩机，它还公开了一种采用氮循环的CO深冷分离方法，它具有换热、脱氢、脱甲烷、脱氮和氮气压缩制冷循环等工艺步骤。本发明的有益效果是：采用氮气循环压缩、制冷工艺，充分发挥氮压机的高效率和低投资；设置冷凝蒸发器将脱甲烷塔和脱氮塔巧妙地连成一体，大幅降低精馏功耗；通过提高精馏塔的操作压力或设置CO液体泵代替CO压缩机，以满足CO产品压力的要求；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

一种采用氮循环的CO深冷分离系统，其特征在于：它包括主换热器（1）、低温分离器（2）、氢汽提塔（3）、氢汽提塔塔底蒸发器（4）、脱甲烷塔（5）、脱氮塔（6）、冷凝蒸发器（7）、脱甲烷塔塔顶分离器（8）、脱氮塔塔顶冷凝器（9）、脱氮塔塔顶分离器（10）和循环氮气压缩机（11）；所述主换热器（1）内设置有流道Ia、流道Ib、流道II、流道III、流道IV、流道V、流道VI、流道VII、流道VIII和流道IX；脱氮塔塔顶冷凝器（9）内设置有流道I和流道II，氢汽提塔塔底蒸发器（4）设置于氢汽提塔（3）内且位于其底部，冷凝蒸发器（7）连接于脱甲烷塔（5）和脱氮塔（6）之间，主换热器（1）内流道VI的出口端与低温分离器（2）的入口相连，低温分离器（2）的气相出口与主换热器（1）内流道IV的入口端连接，低温分离器（2）的液相出口连接有两个支路，第一个支路经阀门a（15）与主换热器（1）内流道V的入口端相连，主换热器（1）内流道V的出口端与位于氢汽提塔（3）中部的入口端连接，第二个支路经阀门b（16）与位于氢汽提塔（3）顶部的入口端连接；所述氢汽提塔（3）的气相出口与主换热器（1）内流道III的入口端连接，氢汽提塔（3）的液相出口经阀门c（17）与位于脱甲烷塔（5）中部的入口端连接；所述脱甲烷塔（5）的液相出口分为两个支路，第一个支路与主换热器（1）内流道IX的入口端连接，流道IX的出口与位于脱甲烷塔（5）底部的入口端连接，第二个支路经阀门d（18）与阀门f（20）的一端连接，阀门f（20）的另一端与脱氮塔塔顶分离器（10）连接，阀门f（20）还与主换热器（1）内流道VII的入口端连接，脱甲烷塔（5）的气相出口与冷凝蒸发器（7）的入口相连，冷凝蒸发器（7）的出口与脱甲烷塔塔顶分离器（8）的入口相连，脱甲烷塔塔顶分离器（8）的液相出口与脱甲烷塔（5）的顶部入口相连，脱甲烷塔塔顶分离器（8）的气相出口经阀门e（19）与位于脱氮塔（6）中部的入口端连接；所述脱氮塔（6）的液相出口与主换热器（1）内流道VIII的入口端连接，脱氮塔（6）的气相出口与脱氮塔塔顶冷凝器（9）内流道I的入口端连接，脱氮塔塔顶冷凝器（9）内流道I的出口与脱氮塔塔顶分离器（10）的入口相连，脱氮塔塔顶分离器（10）的液相出口与脱氮塔（6）的顶部入口相连；所述循环氮气压缩机（11）的出口与主换热器（1）内流道Ia的入口端连接，主换热器（1）流道Ia的出口分为两个支路，第一个支路与氢汽提塔塔底蒸发器（4）的入口相连，第二个支路经阀门h（22）与氢汽提塔塔底蒸发器（4）的出口连接，阀门h（22）的另一端还与主换热器（1）内流道Ib的入口端连接，流道Ib的出口经阀门g（21）与脱氮塔塔顶冷凝器（9）内流道II的入口端连接，脱氮塔塔顶冷凝器（9）内流道II的出口端与主换热器（1）内流道II的入口端连接，主换热器（1）内流道II的入口端还与阀门i（23）连接，主换热器（1）流道II的出口与循环氮气压缩机（11）的入口端连接。