CN109437200A - 一种粗一氧化碳提纯的装置及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粗一氧化碳提纯的装置及工艺方法，利用粗一氧化碳(RCO)生产精一氧化碳(PCO)，包括依次连接的变温吸附单元(1)、冷箱(2)，冷箱(2)出口分别连接CO压缩机(3)、变压吸附单元(4)和解吸气压缩机(5)，变压吸附单元(4)出口连接氢气产品管路(9)，CO产品管路(7)引出CO循环管路(8)，并与解吸气压缩机(5)相连接，冷箱(2)与变压吸附单元(4)之间引出氢气循环管路(10)，并与解吸气压缩机(5)相连接。与现有技术相比，本发明利用合成气分离装置中现有的CO压缩机和解吸气压缩机的富余能力，将RCO提纯净化为PCO，装置简单，流程方便，分离效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种粗一氧化碳的提纯，尤其是涉及一种粗一氧化碳提纯的装置及工艺方法。
背景技术
工业生产的粗一氧化碳的CO含量只有98％，杂质H2的含量可高达1％，不能满足大多数化工行业对于一氧化碳产品的纯度要求(CO>98.9％，H2<100ppm)。下文中分别称之为RCO和PCO。
中国专利CN200480028427.7公开的一种通过低温蒸馏生产一氧化碳的方法，所述的方法包括下列步骤：含有一氧化碳、氢和氮的气体混合物经冷却和部分冷凝得到冷却且部分冷凝的气体混合物；分离该冷却且部分冷凝的气体混合物产生富含氢的气体和富含一氧化碳的液体；将富含一氧化碳的液体流送到产物汽提塔以产生贫氢的液体一氧化碳和富含氢的气体一氧化碳；将贫氢的一氧化碳液体流送入蒸馏塔的第一中间点；与进入蒸馏塔的液体流相比富含甲烷的液体流从蒸馏塔的底部分离；富含一氧化碳的液流从高于第一中间点的第二中间点分离；与进入蒸馏塔的液流相比，富含氮和任选氢的液流从蒸馏塔的顶部分离。该方法用于处理一氧化碳、氢和氮气的混合气，不能处理氢气含量很低的粗一氧化碳。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种粗一氧化碳提纯的装置及工艺方法。
本发明利用原合成气分离装置进行改进，从而实现RCO提纯到PCO的操作。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种粗一氧化碳提纯的装置，包括通过管路依次连接的变温吸附单元、冷箱，所述冷箱的一个出口连接CO压缩机，并与CO压缩机形成循环，所述冷箱的另一出口依次连接有变压吸附单元和解吸气压缩机，所述解吸气压缩机出口连接所述变温吸附单元形成循环，所述CO压缩机出口连接CO产品管路，所述变压吸附单元出口连接氢气产品管路，所述CO产品管路引出CO循环管路，并与解吸气压缩机的入口相连接，所述冷箱与变压吸附单元之间引出氢气循环管路，并与解吸气压缩机的入口相连接。
进一步的，所述变温吸附单元入口处增加氢气补充管路，所述氢气补充管路上还布置有调节氢气流量的氢气调节阀。
进一步的，所述CO产品管路上布置有CO产品调节阀，所述CO循环管路上布置有CO循环调节阀。
更进一步的，所述CO循环管路布置于CO产品调节阀之前。
进一步的，所述氢气循环管路上设置有调节循环氢气流量的氢气循环调节阀。
进一步的，所述冷箱出口还设有尾气排放管路，所述尾气排放管路上布置有尾气调节阀。
一种粗一氧化碳提纯的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)粗一氧化碳原料进入变温吸附单元去除二氧化碳和水，然后进入冷箱进行干燥分离形成三股物料，分别为CO、粗H2和CH4等尾气；
2)粗H2经过氢气循环管路进入解吸气压缩机，解吸气压缩机排出的气体再次进入变温吸附单元形成循环；
3)CO进入CO压缩机(3)，排出后的CO一部分作为产品外送，另一部分进入解吸气压缩机(5)，解吸气压缩机(5)排出的气体再次进入变温吸附单元(1)形成循环；
4)CH4等尾气直接排出。
进一步的，循环的CO和粗H2经解吸气压缩机压缩后排出的气体与原料混合后的组分浓度为：CO含量40-60％，N2、Ar、CH4根据原料含量而定，其余为H2。
在原来的合成气分离装置上新增:1)CO产品返回至合成气原料管道和调节阀；2)H2产品返回至合成气原来管道和调节阀；3)为补充装置中的H2损耗，增加H2补充管道。该方法利用合成气装置中现有的CO压缩机和解吸气压缩机的富余压缩能力，将CO产品和H2产品循环至原料中，从而实现利用合成气分离装置将RCO进一步纯化成PCO。当该装置作为合成气分离装置使用时，关闭氢气循环调节阀和CO循环调节阀，CO经CO压缩机处理后直接得到CO产品，粗H2经过变压吸附单元分离为纯氢气产品和解吸气，解吸气经解吸气压缩机回到原料管道进行循环。
与现有技术相比，本发明利用合成气分离(合成气：CO含量40-60％，N2+Ar0-0.2％，CH4 0-1％，其余为H2)装置，通过CO压缩机将CO产品循环至冷箱入口并且连续性补充氢气的工艺方法，实现将RCO(RCO：H2 0-1％，CH4 0-1％，N2+Ar 0-0.5％，其余为CO)提纯为PCO(PCO：CO>98.9％，H2<100ppm)的操作，利用装置中现有的CO压缩机和解吸气压缩机的富余压缩能力，提纯一氧化碳，装置改造方便，流程简单，节约能耗，提高了分离效果。
附图说明
图1为本发明粗一氧化碳提纯工艺流程图。
图中标号所示：
1、变温吸附单元，2、冷箱，3、CO压缩机，4、变压吸附单元，5、解吸气压缩机，6、氢气补充管路，7、CO产品管路，8、CO循环管路，9、氢气产品管路，10、氢气循环管路，11、氢气调节阀，12、CO产品调节阀，13、CO循环调节阀，14、尾气排放管路，15、尾气调节阀，16、氢气循环调节阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种粗一氧化碳提纯的装置，如图1所示，包括通过管路依次连接的变温吸附单元1、冷箱2，冷箱2的一个出口连接CO压缩机3，并与CO压缩机3形成循环，冷箱2的另一出口依次连接有变压吸附单元4和解吸气压缩机5，解吸气压缩机5出口连接变温吸附单元1形成循环，CO压缩机3出口连接CO产品管路7，变压吸附单元4出口连接氢气产品管路9，CO产品管路7引出CO循环管路8，并与解吸气压缩机5的入口相连接，冷箱2与变压吸附单元4之间引出氢气循环管路10，并与解吸气压缩机5的入口相连接。变温吸附单元1入口处增加氢气补充管路6，氢气补充管路6上还布置有调节氢气流量的氢气调节阀11。CO产品管路7上布置有CO产品调节阀12，CO循环管路8上布置有CO循环调节阀13。CO循环管路8布置于CO产品调节阀12之前。氢气循环管路10上设置有调节循环氢气流量的氢气循环调节阀16。冷箱2出口还设有尾气排放管路14，尾气排放管路14上布置有尾气调节阀15。
如图1所示，一种粗一氧化碳提纯的工艺方法，包括以下步骤：
1)粗一氧化碳原料进入变温吸附单元1去除二氧化碳和水，然后进入冷箱2进行干燥分离形成三股物料，分别为CO、粗H2和CH4等尾气；
2)粗H2经过氢气循环管路10进入解吸气压缩机5，解吸气压缩机5排出的气体再次进入变温吸附单元1形成循环；
3)CO进入CO压缩机3，排出后的CO一部分作为产品外送，另一部分进入解吸气压缩机5，解吸气压缩机5排出的气体再次进入变温吸附单元1形成循环；
4)CH4等尾气直接排出。
当该装置作为合成气分离装置使用时，关闭氢气循环调节阀16和CO循环调节阀13，CO经CO压缩机3处理后直接得到CO产品，粗H2经过变压吸附单元4分离为纯氢气产品和解吸气，解吸气经解吸气压缩机5回到原料管道进行循环。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种粗一氧化碳提纯的装置，包括通过管路依次连接的变温吸附单元(1)、冷箱(2)，所述冷箱(2)的一个出口连接CO压缩机(3)，并与CO压缩机(3)形成循环，所述冷箱(2)的另一出口依次连接有变压吸附单元(4)和解吸气压缩机(5)，所述解吸气压缩机(5)出口连接所述变温吸附单元(1)形成循环，所述CO压缩机(3)出口连接CO产品管路(7)，所述变压吸附单元(4)出口连接氢气产品管路(9)，其特征在于，所述CO产品管路(7)引出CO循环管路(8)，并与解吸气压缩机(5)的入口相连接，所述冷箱(2)与变压吸附单元(4)之间引出氢气循环管路(10)，并与解吸气压缩机(5)的入口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种粗一氧化碳提纯的装置，其特征在于，所述变温吸附单元(1)入口处增加氢气补充管路(6)，所述氢气补充管路(6)上还布置有调节氢气流量的氢气调节阀(11)。
3.根据权利要求1所述的一种粗一氧化碳提纯的装置，其特征在于，所述CO产品管路(7)上布置有CO产品调节阀(12)，所述CO循环管路(8)上布置有CO循环调节阀(13)。
4.根据权利要求3所述的一种粗一氧化碳提纯的装置，其特征在于，所述CO循环管路(8)布置于CO产品调节阀(12)之前。
5.根据权利要求1所述的一种粗一氧化碳提纯的装置，其特征在于，所述氢气循环管路(10)上设置有调节循环氢气流量的氢气循环调节阀(16)。
6.根据权利要求1所述的一种粗一氧化碳提纯的装置，其特征在于，所述冷箱(2)出口还设有尾气排放管路(14)，所述尾气排放管路(14)上布置有尾气调节阀(15)。
7.一种基于权利要求1-6中任一项所述装置进行粗一氧化碳提纯的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)粗一氧化碳原料进入变温吸附单元(1)去除二氧化碳和水，然后进入冷箱(2)进行干燥分离形成三股物料，分别为CO、粗H2和尾气；
2)粗H2经过氢气循环管路(10)进入解吸气压缩机(5)，解吸气压缩机(5)排出的气体再次进入变温吸附单元(1)形成循环；
3)CO进入CO压缩机(3)，排出后的CO一部分作为产品外送，另一部分进入解吸气压缩机(5)，解吸气压缩机(5)排出的气体再次进入变温吸附单元(1)形成循环；
4)尾气直接排出。
8.根据权利要求7所述的一种粗一氧化碳提纯的工艺方法，其特征在于，循环的CO和粗H2经解吸气压缩机(5)压缩后排出的气体与原料混合后的组分浓度为：CO含量40-60％。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190308 |