CN110579080B - 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 (1)
1.一种CO和H2深冷分离系统的快速冷却方法,其特征在于,包括CO和H2深冷分离系统的快速冷却装置,该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),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,
该快速冷却方法,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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