CN110579080A - 一种co和h2深冷分离系统的快速冷却装置及冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置及冷却方法。它包括液氮储罐以及与液氮储罐连接的液氮气化装置，液氮气化装置连接有气路管线和液路管线，气路管线具有两路气体输出线路，其中一条气体输出线路与冷箱连接，另外一条气体输出线路与火炬连接，液路管线具有三路液体输出线路，其中一条液体输出线路与冷箱连接，另外一条液体输出线路与火炬连接，还有一条液体输出线路与换热器连接。其优点是：通过获得的实时温度改变氮气的状态来实现温度的调节，使其达到可以实现CO和H2分离的温度，其气路和液路管线之间的有效切换，大大加快了CO和H2分离过程中降温冷却过程，缩短达到CO和H2分离条件的时间，从而提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种CO和H2深冷分离技术，具体地说是一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置及冷却方法。
背景技术
现有技术中，CO和H2深冷分离的冷却过程是采用板式换热器、精馏塔、分离罐及节流阀组成的冷却系统来实现的，在进行冷却时，直接利用压缩机循环氮气来节流降温，使其达到可以实现CO和H2分离的温度，现有的这种直接利用氮气循环降温的方式，其达到可以实现CO和H2分离的温度所需的时间至少是5天，该降温过程十分缓慢，整个周期较长，不利于生产效率的提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够加快CO和H2分离过程中降温冷却速度，缩短达到分离条件的时间，从而提高生产效率的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置及冷却方法。
为了解决上述技术问题，本发明的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置，包括液氮储罐以及与液氮储罐连接的液氮气化装置，液氮气化装置连接有一条气路管线和一条液路管线，气路管线具有两路气体输出线路，其中一条气体输出线路经过一号阀门V1、二号阀门V2及三号阀门V3后与冷却系统的冷箱连接，另外一条气体输出线路经过四号阀门V4、五号阀门V5与冷却系统的火炬连接，液路管线具有三路液体输出线路，其中一条液体输出线路经过一号调节阀和三号阀门V3后与冷却系统的冷箱连接，另外一条液体输出线路经过六号阀门V6、五号阀门V5与冷却系统的火炬连接，还有一条液体输出线路经过二号调节阀与换热器连接。
所述气路管线和液路管线能够汇入到一条总管线上，所述三号阀门V3安装在总管线上。
所述总管线为LLP-CO管线。
所述液氮储罐上设置有压力表，所述火炬的进线管路上设置有安全阀。
所述换热器为板式换热器。
所述液氮储罐与液氮气化装置之间设置有七号阀门V7。
一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、氮气补充，打开五号阀门V5，同时利用四号阀门V4控制液氮气化装置上的压力表PI的压力为0.1-0.2MPa，打开一号阀门V1、二号阀门V2及三号阀门V3通入冷氮气至冷箱内，补入的氮气通过冷箱的出口进行放空，补入冷氮气时控制换热器温差0～20℃；
B、当冷箱端面的温度为-78～-100℃时，关闭冷氮气的气路管线，打开一号调节阀及三号阀门V3通入液氮至冷箱内，整个过程控制换热器温差0～20℃；
C、当冷箱端面的温度为-130～-150℃时，关闭一号调节阀，打开二号调节阀向换热器补入液氮，控制冷箱端面温差0～50℃。
本发明的优点在于：
由于在冷却系统之前设置有液氮储罐、液氮气化装置以及连接在液氮气化装置上的气路管线和液路管线，与此同时在气路管线和液路管线上设置有多个相互配合的阀门，由此通过获得的实时温度改变氮气的状态来实现温度的调节，最终使其达到可以实现CO和H2分离的温度，调节过程中，气路和液路管线之间的有效切换，大大加快了CO和H2分离过程中降温冷却过程，缩短达到CO和H2分离条件的时间，从而提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置的工艺流程图。
图中1为液氮储罐；2为液氮气化装置；3为气路管线；4为液路管线；5为一号调节阀；6为二号调节阀；7为安全阀；V1为一号阀门；V2为二号阀门；V3为三号阀门；V4为四号阀门；V5为五号阀门；V6为六号阀门；V7为七号阀门。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置及冷却方法作进一步详细说明。
实施例一：
如图所示，本发明的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置，包括液氮储罐1以及与液氮储罐1连接的液氮气化装置2，液氮气化装置2连接有一条气路管线3和一条液路管线4，气路管线3和液路管线4能够汇入到一条总管线上，总管线上安装三号阀门V3，气路管线3具有两路气体输出线路，其中一条气体输出线路经过一号阀门V1、二号阀门V2及三号阀门V3后与冷却系统的冷箱连接，另外一条气体输出线路经过四号阀门V4、五号阀门V5与冷却系统的火炬连接，液路管线4具有三路液体输出线路，其中一条液体输出线路经过一号调节阀5和三号阀门V3后与冷却系统的冷箱连接，另外一条液体输出线路经过六号阀门V6、五号阀门V5与冷却系统的火炬连接，还有一条液体输出线路经过二号调节阀6与换热器连接，需要指出的是换热器优选为板式换热器。
进一步地，所说的总管线为LLP-CO管线，所说的液氮储罐1上设置有压力表，火炬的进线管路上设置有安全阀7，液氮储罐1与液氮气化装置2之间还设置有七号阀门V7。
实施例二：
一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却方法，包括以下步骤：
A、氮气补充，打开五号阀门V5，同时利用四号阀门V4控制液氮气化装置上的压力表PI显示的压力为0.1MPa，打开一号阀门V1、二号阀门V2及三号阀门V3通入冷氮气至冷箱内，补入的氮气通过冷箱的出口进行放空，补入冷氮气时控制换热器温差为0℃，其中，在冷氮气补入时，降温速度必然加快，但是在此过程中，应当控制降温加快速度（新增速度）不应当超过1℃/小时。
B、当冷箱端面的温度达到-78℃时，关闭冷氮气的气路管线，打开一号调节阀5及三号阀门V3通入液氮至冷箱内，整个过程控制换热器温差0℃；
C、当冷箱端面的温度达到-130℃时，关闭一号调节阀5，打开二号调节阀6向换热器补入液氮，控制冷箱端面温差0℃。
实施例三：
一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却方法，包括以下步骤：
A、氮气补充，打开五号阀门V5，同时利用四号阀门V4控制液氮气化装置上的压力表PI显示的压力为0.1MPa，打开一号阀门V1、二号阀门V2及三号阀门V3通入冷氮气至冷箱内，补入的氮气通过冷箱的出口进行放空，补入冷氮气时控制换热器温差为15℃，其中，在冷氮气补入时，降温速度必然加快，但是在此过程中，应当控制降温加快速度（新增速度）不应当超过1.2℃/小时。
B、当冷箱端面的温度达到-80℃时，关闭冷氮气的气路管线，打开一号调节阀5及三号阀门V3通入液氮至冷箱内，整个过程控制换热器温差15℃；
C、当冷箱端面的温度达到-140℃时，关闭一号调节阀5，打开二号调节阀6向换热器补入液氮，控制冷箱端面温差25℃。
实施例四：
一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却方法，包括以下步骤：
A、氮气补充，打开五号阀门V5，同时利用四号阀门V4控制液氮气化装置上的压力表PI显示的压力为0.2MPa，打开一号阀门V1、二号阀门V2及三号阀门V3通入冷氮气至冷箱内，补入的氮气通过冷箱的出口进行放空，补入冷氮气时控制换热器温差为20℃，其中，在冷氮气补入时，降温速度必然加快，但是在此过程中，应当控制降温加快速度（新增速度）不应当超过1.5℃/小时。
B、当冷箱端面的温度达到-100℃时，关闭冷氮气的气路管线，打开一号调节阀5及三号阀门V3通入液氮至冷箱内，整个过程控制换热器温差20℃；
C、当冷箱端面的温度达到-150℃时，关闭一号调节阀5，打开二号调节阀6向换热器补入液氮，控制冷箱端面温差50℃。
经过实践证明，通过本发明的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置及冷却方法对CO和H2分离，达到分离条件缩短为3-4天，在实际应用中创造效益，其冷箱（CO和H2分离装置）开车时间按照缩短1-2天计算，工作所使用的压缩机氮气循环时间节约1-2天。
Claims (7)
1.一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置，其特征在于：包括液氮储罐（1）以及与液氮储罐（1）连接的液氮气化装置（2），所述液氮气化装置（2）连接有一条气路管线（3）和一条液路管线（4），所述气路管线（3）具有两路气体输出线路，其中一条气体输出线路经过一号阀门（V1）、二号阀门（V2）及三号阀门（V3）后与冷却系统的冷箱连接，另外一条气体输出线路经过四号阀门（V4）、五号阀门（V5）与冷却系统的火炬连接，所述液路管线（4）具有三路液体输出线路，其中一条液体输出线路经过一号调节阀（5）和三号阀门（V3）后与冷却系统的冷箱连接，另外一条液体输出线路经过六号阀门（V6）、五号阀门（V5）与冷却系统的火炬连接，还有一条液体输出线路经过二号调节阀（6）与换热器连接。
2.按照权利要求1所述的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置，其特征在于：所述气路管线（3）和液路管线（4）能够汇入到一条总管线上，所述三号阀门（V3）安装在总管线上。
3.按照权利要求2所述的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置，其特征在于：所述总管线为LLP-CO管线。
4.按照权利要求1-3之一所述的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置，其特征在于：所述液氮储罐（1）上设置有压力表，所述火炬的进线管路上设置有安全阀（7）。
5.按照权利要求4所述的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置，其特征在于：所述换热器为板式换热器。
6.按照权利要求5所述的CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置，其特征在于：所述液氮储罐（1）与液氮气化装置（2）之间设置有七号阀门（V7）。
7.一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、氮气补充，打开五号阀门（V5），同时利用四号阀门（V4）控制液氮气化装置上的压力表的压力为0.1～0.2MPa，打开一号阀门（V1）、二号阀门（V2）及三号阀门（V3）通入冷氮气至冷箱内，补入的氮气通过冷箱的出口进行放空，补入冷氮气时控制换热器温差0～20℃；
B、当冷箱端面的温度为-78～-100℃时，关闭冷氮气的气路管线，打开一号调节阀（5）及三号阀门（V3）通入液氮至冷箱内，整个过程控制换热器温差0～20℃；
C、当冷箱端面的温度为-130～-150℃时，关闭一号调节阀（5），打开二号调节阀（6）向换热器补入液氮，控制冷箱端面温差0～50℃。
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