CN117588904A - 一种双循环co洗涤分离co、h2联产lng及合成气装置与方法 - Google Patents

一种双循环co洗涤分离co、h2联产lng及合成气装置与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置与方法，包括主换热器、低温分离器、氢汽提塔、氢汽提塔再沸器、一氧化碳/甲烷分离塔、一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐、一氧化碳/甲烷分离塔再沸器、脱氮塔、脱氮塔冷凝器、脱氮塔回流罐、一氧化碳洗涤塔、一氧化碳洗涤塔再沸器、混合冷剂低温分离器、一氧化碳压缩系统、混合冷剂压缩机系统、PSA制氢系统、PSA尾气压缩机系统。本发明氢气纯度和收率高：采用低温分离和PSA提氢工艺可生产纯度大于99%的氢气，另外，设置了氢汽提塔，并将中压富氢气复热后进入PSA解析气压缩机循环利用，让氢气的收率大于98%。

Description

一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置与方法
技术领域
本发明涉及低温深冷液化分离技术领域，具体涉及一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置与方法。
背景技术
煤的气化过程是以煤或焦炭为原料，以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气等为气化剂，在高温下，通过化学反应把煤或焦炭中的碳、氢转化为煤气的过程，煤气的主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷、氮气等，其中一氧化碳和氢气是生产甲醇、乙醇等化工产品的重要原料。
从煤气中分离一氧化碳和氢气的方法包括深冷分离法、溶剂吸收法和固体吸附法，其中深冷分离法是煤气、焦炉气等原料气提纯氢气、一氧化碳的首选工艺。
本发明针对不同的原料气条件和不同产品需求，可以同时生产CO、H2、LNG和CO/H2合成气，具有组分提取全、产品纯度高、产品收率高、处理气量大、适应能力强等优点。其中CO/H2合成气杂质含量低，碳、氢比例可调，可直接用于甲醇等产品的合成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置与方法，以解决现有技术中的适应能力不强、流程较长等的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，包括主换热器、低温分离器、氢汽提塔、氢汽提塔再沸器、一氧化碳/甲烷分离塔、一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐、一氧化碳/甲烷分离塔再沸器、脱氮塔、脱氮塔冷凝器、脱氮塔回流罐、一氧化碳洗涤塔、一氧化碳洗涤塔再沸器、混合冷剂低温分离器、一氧化碳压缩系统、混合冷剂压缩机系统、PS制氢系统、PS尾气压缩机系统；
所述的主换热器内设置有高压富氢气通道、原料气通道I、富氮气通道I、合成气通道、高压一氧化碳通道I、低压一氧化碳通道I、高压气相冷剂通道I、返流冷剂通道、高压液相冷剂通道I、中压富氢气通道、高压一氧化碳通道II、高压气相冷剂通道II、高压液相冷剂通道II、LNG通道、低压一氧化碳通道II、原料气通道II、原料气通道III；所述低温分离器设有低温分离器进料口、低温分离器顶部气相出口、低温分离器底部液相出口，所述低温分离器顶部气相出口与高压富氢气通道连接；
所述氢汽提塔设有氢汽提塔进料口一、氢汽提塔进料口二、氢汽提塔顶部出料口、氢汽提塔底部出料口；
所述一氧化碳/甲烷分离塔设有一氧化碳/甲烷分离塔进料口一、一氧化碳/甲烷分离塔进料口二、一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口、一氧化碳/甲烷分离塔进料口三、一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口、一氧化碳/甲烷分离塔进料口四；
所述的一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器内设置有中压富一氧化碳通道和低压一氧化碳通道III；
所述一氧化碳/甲烷分离塔回流罐设有一氧化碳/甲烷分离塔回流罐进料口、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐底部液相出口、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口；
所述脱氮塔设有脱氮塔进料口一、脱氮塔顶部气相出口、脱氮塔进料口二、脱氮塔底部液相出口、脱氮塔进料口三；
所述的脱氮塔冷凝器内设置有富氮气通道II、低压一氧化碳通道IV、低压一氧化碳通道V；
所述脱氮塔回流罐设有脱氮塔回流罐进料口、脱氮塔回流罐底部液相出口、脱氮塔回流罐顶部气相出口；
所述一氧化碳洗涤塔设有一氧化碳洗涤塔进料口一、一氧化碳洗涤塔顶部气相出口、一氧化碳洗涤塔进料口二、一氧化碳洗涤塔底部液相出口；
所述混合冷剂低温分离器设有混合冷剂低温分离器进料口、混合冷剂低温分离器底部液相出口、混合冷剂低温分离器顶部气相出口；
所述的原料气通道I的进口与外界净化后的原料气管线连接，所述的原料气通道I的出口与低温分离器进料口连接；
所述的低温分离器顶部气相出口设有高压富氢气管线I和高压富氢气管线II，所述的高压富氢气管线I与高压富氢气通道入口连接，所述的高压富氢气管线II与一氧化碳洗涤塔进料口一连接；所述的高压富氢气通道出口与PS制氢系统入口连接，所述的PS制氢系统出口分为产品氢气管线和PS尾气管线，所述的产品氢气管线与外界产品氢气管线相接，所述的PS尾气管线与PS尾气压缩机系统入口连接，所述的PS尾气压缩机系统出口与原料气通道I入口连接；所述低温分离器底部液相出口设有富一氧化碳/甲烷液管线I和富一氧化碳/甲烷液管线II，所述的富一氧化碳/甲烷液管线I与原料气通道III入口相接，所述的富一氧化碳/甲烷液管线II与氢汽提塔进料口一相接，所述的原料气通道III出口与氢汽提塔进料口二相接；
所述的氢汽提塔顶部出料口与中压富氢气通道入口相接，所述的中压富氢气通道出口与PS尾气压缩机系统级间入口相接，所述的氢汽提塔底部出料口设有富一氧化碳/甲烷液管线III和富一氧化碳/甲烷液管线IV，所述的富一氧化碳/甲烷液管线III与原料气通道II入口相接，所述的富一氧化碳/甲烷液管线IV与一氧化碳/甲烷分离塔进料口一相接，所述的原料气通道II出口与一氧化碳/甲烷分离塔进料口二相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口与LNG通道入口相接，所述的LNG通道出口与外界LNG去储存单元管线相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口与一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器的中压富一氧化碳通道入口管线相接，所述的中压富一氧化碳通道出口与一氧化碳/甲烷分离塔回流罐进料口连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐底部液相出口与一氧化碳/甲烷分离塔进料口三连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口与脱氮塔进料口一相接，所述的脱氮塔顶部气相出口与脱氮塔冷凝器的富氮气通道II入口管线相接，所述的富氮气通道II出口与脱氮塔回流罐进料口连接，所述的脱氮塔回流罐底部液相出口与脱氮塔进料口二连接，所述的脱氮塔回流罐顶部气相出口与富氮气通道I入口相接，所述的富氮气通道I出口与外界富氮气管线相接，所述的脱氮塔底部液相出口与低压一氧化碳通道IV入口相接，所述的低压一氧化碳通道IV出口低压一氧化碳管线I与低压一氧化碳管线II相接，所述的低压一氧化碳管线II与低压一氧化碳通道I入口相接，所述的低压一氧化碳通道I出口与一氧化碳压缩系统入口相接，所述的一氧化碳压缩系统出口分为产品一氧化碳管线和循环一氧化碳管线，所述的产品一氧化碳管线与外界产品一氧化碳管线相接，所述的循环一氧化碳管线与高压一氧化碳通道I入口相接，所述的高压一氧化碳通道I出口与一氧化碳洗涤塔再沸器入口相接，所述的一氧化碳洗涤塔再沸器出口与高压一氧化碳通道II入口相接，所述的高压一氧化碳通道II出口分为高压一氧化碳液相管线I、高压一氧化碳液相管线II、高压一氧化碳液相管线III，所述的高压一氧化碳液相管线I与低压一氧化碳通道III入口相接，所述的低压一氧化碳通道III出口与低压一氧化碳通道II入口相接，所述的低压一氧化碳通道II出口与脱氮塔进料口三相接，所述的高压一氧化碳液相管线II与低压一氧化碳通道V入口相接，所述的低压一氧化碳通道V出口低压一氧化碳管线III与低压一氧化碳管线II相接，所述的高压一氧化碳液相管线III与一氧化碳洗涤塔进料口二相接，所述的一氧化碳洗涤塔底部液相出口与一氧化碳/甲烷分离塔进料口四相接，所述的一氧化碳洗涤塔顶部气相出口与合成气通道入口相接，所述的合成气通道出口与外界合成气管线相接；所述的混合冷剂压缩机系统高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道I入口相接，所述的高压液相冷剂通道I出口与返流冷剂通道的第一管口相接，所述的混合冷剂压缩机系统高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道I入口相接，所述的高压气相冷剂通道I出口与混合冷剂低温分离器进料口相接，所述的混合冷剂低温分离器底部液相出口与高压液相冷剂通道II入口相接，所述的高压液相冷剂通道II出口与一氧化碳/甲烷分离塔再沸器入口相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔再沸器出口与返流冷剂通道的第二管口相接，所述的混合冷剂低温分离器顶部气相出口与高压气相冷剂通道II入口相接，所述的高压气相冷剂通道II出口与氢汽提塔再沸器入口相接，所述的氢汽提塔再沸器出口与返流冷剂通道的第三管口相接，所述的返流冷剂通道出口与混合冷剂压缩机系统入口相接。
进一步的，所述的氢汽提塔、一氧化碳/甲烷分离塔、脱氮塔、一氧化碳洗涤塔为填料塔或板式塔；所述的氢汽提塔再沸器、一氧化碳/甲烷分离塔再沸器、一氧化碳洗涤塔再沸器能内置也能外置。
进一步的，所述的返流冷剂通道的第一管口入口的管线设置调节阀a，所述的返流冷剂通道的第二管口入口的管线设置调节阀b，所述的返流冷剂通道的第三管口入口的管线设置调节阀c。
进一步的，所述的富一氧化碳/甲烷液管线I设置调节阀d，用于控制低温分离器底部液位；所述的富一氧化碳/甲烷液管线II设置调节阀e，用于控制进入氢汽提塔顶部回流液的流量；所述的高压富氢气通道出口管线设置调节阀f，用于控制低温分离器气相压力；所述的高压富氢气管线II设置调节阀g，用于控制进入一氧化碳洗涤塔的富氢气流量。
进一步的，所述的氢汽提塔再沸器进口管线和出口管线之间设置调节阀h，用于控制氢汽提塔塔釜温度；所述的富一氧化碳/甲烷液管线III设置调节阀i，用于控制复热去一氧化碳/甲烷分离塔的富一氧化碳/甲烷液体流量；所述的富一氧化碳/甲烷液管线IV设置调节阀j，用于控制氢汽提塔塔釜液位；所述的中压富氢气通道出口管线设置调节阀k，用于控制氢汽提塔压力。
进一步的，所述的一氧化碳/甲烷分离塔再沸器进口管线和出口管线之间设置调节阀l，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔塔釜温度；所述的LNG通道出口管线设置调节阀m，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔塔釜液位；所述的低压一氧化碳通道III入口管线设置调节阀n，用于控制中压富一氧化碳通道出口中压富一氧化碳温度；所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口管线设置调节阀o，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔压力。
进一步的，所述的脱氮塔底部液相出口管线调节阀p，用于控制脱氮塔塔釜液位；所述的低压一氧化碳通道V入口管线设置调节阀q，用于控制富氮气通道II出口富氮气温度，所述的富氮气通道I出口管线设置调节阀r，用于控制脱氮塔压力。
进一步的，所述的一氧化碳洗涤塔再沸器进口管线和出口管线之间设置调节阀s，用于控制一氧化碳洗涤塔塔釜温度；所述的一氧化碳洗涤塔底部液相出口管线设置调节阀t，用于控制一氧化碳洗涤塔塔釜液位；所述的一氧化碳洗涤塔进料口二管线设置调节阀u，用于控制进入一氧化碳洗涤塔塔顶部的高压一氧化碳液体流量，所述的合成气通道出口管线设置调节阀v控制一氧化碳洗涤塔塔压力；所述的高压一氧化碳通道II出口管线与低压一氧化碳通道I入口管线之间设置调节阀w，用于控制LNG出LNG通道、原料气出原料气通道I和高压一氧化碳出高压一氧化碳通道II的温度。
一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气的方法，包括以下步骤：
S1、经净化含有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯和氮气等的原料气进入原料气通道I被返流的冷流股冷却，进入低温分离器进行气液分离，分离出的液体分为两股，一部分经调节阀d进入原料气通道III进行复温再进入氢汽提塔中部进料口二进行精馏，另一部分液体经调节阀e进入氢汽提塔顶部进料口一进行精馏；低温分离器分离出来的高压富氢气分为两股，一部分经调节阀g进入一氧化碳洗涤塔中部参与精馏，另一部分去进入高压富氢气通道复热至常温后出冷箱主换热器并经调节阀f调压后去PSA制氢系统，PSA制氢系统出口得到产品氢气出界区，得到的PSA尾气进入PSA尾气压缩机系统经压缩冷却后并入净化原料气管线；
S2、氢汽提塔底部设有氢汽提塔再沸器，与经过换热、降温后的高压液相冷剂做热源进行换热，在氢汽提塔内，上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中氢气的含量逐渐升高，上升过程中的CO、N2和CH4被洗涤，氢汽提塔底部的液体分为两股，一部分通过流量调节阀i调节后，进入原料气通道II复热，进入一氧化碳/甲烷分离塔中部，另一分部通过液位调节阀j进行减压后进入一氧化碳/甲烷分离塔中部参加精馏；在氢汽提塔顶部得到中压富氢气，进入中压富氢气通道复热至常温后出冷箱主换热器并经调节阀k调压后去PSA尾气压缩机系统级间进行增压冷却后并入净化原料气管线；
S3、一氧化碳/甲烷分离塔底部设有一氧化碳/甲烷分离塔再沸器，与经过换热、降温后的高压液相冷剂做热源进行换热，一氧化碳/甲烷分离塔顶部设有一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器，以节流后的一氧化碳液作为冷源；在一氧化碳/甲烷分离塔上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中甲烷含量逐渐降低，液体在下降过程中一氧化碳含量逐渐降低，在一氧化碳/甲烷分离塔底部得到液化天然气，进入LNG通道过冷至-162℃，经液位调节阀m节流降压后送至界区LNG储罐；在一氧化碳/甲烷分离塔顶部得到中压富一氧化碳气，进入中压富一氧化碳通道与经过调节阀n节流降压后的一氧化碳液换热，部分中压富一氧化碳气液化在一氧化碳/甲烷分离塔回流罐进行分离，分离的液相作为一氧化碳/甲烷分离塔的回流液，未冷凝的中压富一氧化碳气通过压力调节阀o，进入脱氮塔中部进行精馏；
S4、脱氮塔底部未设置再沸器，来自低压一氧化碳通道III出口的低压一氧化碳气经过低压一氧化碳通道II复热后进入脱氮塔底部作为上升气，脱氮塔顶部设有脱氮塔冷凝器，以节流后的一氧化碳液作为冷源，一氧化碳液一处来源为高压一氧化碳液相管线II，另一处为脱氮塔底出口一氧化碳液；在脱氮塔上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中一氧化碳含量逐渐降低，液体在下降过程中氮气含量逐渐降低，在脱氮塔底部得到一氧化碳纯度大于98.5％且氮气纯度低于1.0％的一氧化碳液，经过液位调节阀p进入低压一氧化碳通道IV被气化后并入低压一氧化碳管线II；在脱氮塔顶部得到富氮气，进入富氮气通道II与经过调节阀q节流降压后的一氧化碳液换热，部分富氮气液化在脱氮塔回流罐进行分离，分离的液相作为脱氮塔的回流液，未冷凝的富氮气进入富氮气通道I复热至常温通过压力调节阀r送至界区；
S5、一氧化碳洗涤塔底部设有一氧化碳洗涤塔再沸器，与经过换热、降温后的高压一氧化碳做热源进行换热，一氧化碳洗涤塔顶部回流液来自经过调节阀u的高压一氧化碳液，作为洗涤液；在一氧化碳洗涤塔，上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中CH4被洗涤，一氧化碳洗涤塔底部的液体通过液位调节阀t进入一氧化碳/甲烷分离塔上部进料口四参与精馏；在一氧化碳洗涤塔顶部得到甲烷含量低于5ppm且氮气含量低于1.0％的一氧化碳和氢气的合成气，进入合成气通道复热至常温后出冷箱主换热器并经调节阀v调压后送至界区；
S6、来自混合冷剂压缩机系统的高压液相冷剂在主换热器高压液相冷剂通道I中过冷到-30～-70℃，通过调节阀a节流降压后进入返流冷剂通道的第一管口，混合冷剂压缩机系统高压气相冷剂在主换热器的高压气相冷剂通道I被冷却到-30～-70℃后，进入混合冷剂低温分离器进行气液分离，底部分离的液体进入高压液相冷剂通道II中过冷到-110～-80℃后，进入一氧化碳/甲烷分离塔再沸器，为一氧化碳/甲烷分离塔塔釜提供热源，高压液相冷剂进、出一氧化碳/甲烷分离塔再沸器设置旁通调节阀l用于控制塔釜温度，进而控制一氧化碳/甲烷分离塔塔釜中LNG的CO含量低于0.5％，被一氧化碳/甲烷分离塔塔釜低温液体冷却至-130～-100℃，通过调节阀b节流降压后进入返流冷剂通道的第二管口；来自混合冷剂低温分离器顶部的高压气相冷剂进入高压气相冷剂通道II被冷却、冷凝至约-150℃，再进入氢汽提塔再沸器，为氢汽提塔塔釜提供热源，高压液相冷剂进、出氢汽提塔再沸器设置旁通调节阀h用于控制塔釜温度，控制氢汽提塔塔釜中富一氧化碳液的氢气含量低于0.1％，控制通过调节阀c节流降压后进入返流冷剂通道的第三管口，进入返流冷剂通道的混合冷剂吸热蒸发，全部蒸发成气体并复热到常温后出主换热器，然后返回混合冷剂压缩机系统完成混合冷剂制冷循环；
S7、来自一氧化碳压缩系统的高压一氧化碳气分为两股，一股一氧化碳管线作为产品一氧化碳送至界区，一股循环一氧化碳管线进入高压一氧化碳通道I被冷却至约-115～-125℃，进入一氧化碳洗涤塔再沸器作为一氧化碳洗涤塔热源被冷却，再进入高压一氧化碳通道II继续冷凝、过冷至-180～-170℃后分为高压一氧化碳液相管线I、高压一氧化碳液相管线II、高压一氧化碳液相管线III，高压一氧化碳液相管线I经调节阀n节流后为一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器提供冷量，被加热的一氧化碳进入低压一氧化碳通道II复热至-170～-150℃后进入脱氮塔底部作为上升气；高压一氧化碳液相管线II经调节阀q节流后为脱氮塔冷凝器提供冷量，被加热的低压一氧化碳管线III与低压一氧化碳管线一起并入低压一氧化碳管线；高压一氧化碳液相管线III经调节阀u进入一氧化碳洗涤塔顶部作为洗涤回流液参与精馏；低压一氧化碳经低压一氧化碳管线进入低压一氧化碳通道I复热到常温后出主换热器，然后返回一氧化碳压缩系统完成一氧化碳制冷循环；
进一步的，所述S1中原料气通道I冷却温度为-170℃，原料气通道III复温温度为-155℃；所述S2中原料气通道II复热温度为-145℃；所述S3中LNG通道中过冷温度为-162℃；所述S4中脱氮塔底部上升气来自经低压一氧化碳通道II复热至-170℃的低压一氧化碳气；所述S5中一氧化碳洗涤塔顶部洗涤液来自高压一氧化碳通道II过冷至-178℃的高压一氧化碳液；原料气和一氧化碳的冷凝和液化、以及LNG的液化和过冷是由混合冷剂制冷循环提供了冷量；原料气的深冷分离是由一氧化碳循环提供冷量。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)、氢气纯度和收率高：采用低温分离和PSA提氢工艺可生产纯度大于99％的氢气，另外，设置了氢汽提塔，并将中压富氢气复热后进入PSA解析气压缩机循环利用，让氢气的收率大于98％(与合成气合计)。
(2)、CO纯度和收率高：采用低温精馏方法脱除氢气、甲烷和氮气，使得CO纯度大于98.5％，通过控制富氮气中的CO含量，使得CO的收率大于98％(与合成气合计)。
(3)LNG产量大、纯度高和甲烷收率高：采用混合冷剂制冷和CO双循环制冷工艺，可适应生产大流量的LNG产品而不致系统冷量不足，LNG中CO+N2+H2的含量低于0.5％，甲烷收率大于98％。
(4)合成气杂质含量低：采用CO洗涤工艺，脱除富氢气中的绝大部分甲烷和部分氮气，使得合成气中的甲烷含量低于5ppm、氮气含量低于1.0％。
(5)、能耗低：原料气和CO的冷凝和液化、以及LNG的液化和过冷是由混合冷剂制冷循环提供冷量，即混合冷剂制冷循环为原料气的预冷和LNG的过冷提供-162℃温度段的温度，原料气的深冷分离是由CO循环提供冷量，即提供-183～-162℃温度段冷源，实现了不同温度段，不同冷量的提供，大大降低了深冷分离装置的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图中：1、主换热器；2、低温分离器；3、氢汽提塔；4、氢汽提塔再沸器；5、一氧化碳/甲烷分离塔；6、一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器；7、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐；8、一氧化碳/甲烷分离塔再沸器；9、脱氮塔；10、脱氮塔冷凝器；11、脱氮塔回流罐；12、一氧化碳洗涤塔；13、一氧化碳洗涤塔再沸器；14、混合冷剂低温分离器；15、一氧化碳压缩系统；16、混合冷剂压缩机系统；17、PSA制氢系统；18、PSA尾气压缩机系统；101、调节阀a；102、调节阀b；103、调节阀c；104、调节阀d；105、调节阀e；106、调节阀f；107、调节阀g；108、调节阀h；109、调节阀i；110、调节阀j；111、调节阀k；112、调节阀l；113、调节阀m；114、调节阀n；115、调节阀o；116、调节阀p；117、调节阀q；118、调节阀r；119、调节阀s；120、调节阀t；121、调节阀u；122、调节阀v；123、调节阀w；A1、高压富氢气通道；A2、原料气通道I；A3、富氮气通道I；A4、合成气通道；A5、高压一氧化碳通道I；A6、低压一氧化碳通道I；A7、高压气相冷剂通道I；A8、返流冷剂通道；A9、高压液相冷剂通道I；A10、中压富氢气通道；A11、高压一氧化碳通道II；A12、高压气相冷剂通道II；A13、高压液相冷剂通道II；A14、LNG通道；A15、低压一氧化碳通道II；A16、原料气通道II；A17、原料气通道III；B1、中压富一氧化碳通道；B2、低压一氧化碳通道III；C1、富氮气通道II；C2、低压一氧化碳通道IV；C3、低压一氧化碳通道V；2-A、低温分离器进料口；2-B、低温分离器顶部气相出口；2-C、低温分离器底部液相出口；3-A、氢汽提塔进料口一；3-B、氢汽提塔进料口二；3-C、氢汽提塔顶部出料口；3-D、氢汽提塔底部出料；5-A、一氧化碳/甲烷分离塔进料口一；5-B、一氧化碳/甲烷分离塔进料口二；5-C、一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口；5-D、一氧化碳/甲烷分离塔进料口三；5-E、一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口；5-F、一氧化碳/甲烷分离塔进料口四；7-A、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐进料口；7-B、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐底部液相出口；7-C、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口；9-A、脱氮塔进料口一；、9-B、脱氮塔顶部气相出口；9-C、脱氮塔进料口二；9-D、脱氮塔底部液相出口；9-E、脱氮塔进料口三；11-A、脱氮塔回流罐进料口；11-B、脱氮塔回流罐底部液相出口；11-C、脱氮塔回流罐顶部气相出口；12-A、一氧化碳洗涤塔进料口一；12-B、一氧化碳洗涤塔顶部气相出口；12-C、一氧化碳洗涤塔进料口二；12-D、一氧化碳洗涤塔底部液相出口；14-A、混合冷剂低温分离器进料口；14-B、混合冷剂低温分离器底部液相出口；14-C、混合冷剂低温分离器顶部气相出口；A8-A、第一管口；A8-B、第二管口；A8-C、第三管口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本发明提供了一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，包括主换热器1、低温分离器2、氢汽提塔3、氢汽提塔再沸器4、一氧化碳/甲烷分离塔5、一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器6、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐7、一氧化碳/甲烷分离塔再沸器8、脱氮塔9、脱氮塔冷凝器10、脱氮塔回流罐11、一氧化碳洗涤塔12、一氧化碳洗涤塔再沸器13、混合冷剂低温分离器14、一氧化碳压缩系统15、混合冷剂压缩机系统16、PSA制氢系统17、PSA尾气压缩机系统18；所述的主换热器1内设置有高压富氢气通道A1、原料气通道IA2、富氮气通道IA3、合成气通道A4、高压一氧化碳通道IA5、低压一氧化碳通道IA6、高压气相冷剂通道IA7、返流冷剂通道A8、高压液相冷剂通道IA9、中压富氢气通道A10、高压一氧化碳通道IIA11、高压气相冷剂通道IIA12、高压液相冷剂通道IIA13、LNG通道A14、低压一氧化碳通道IIA15、原料气通道IIA16、原料气通道IIIA17；所述低温分离器2设有低温分离器进料口2-A、低温分离器顶部气相出口2-B、低温分离器底部液相出口2-C，所述低温分离器顶部气相出口2-B与高压富氢气通道A1连接；所述氢汽提塔3设有氢汽提塔进料口一3-A、氢汽提塔进料口二3-B、氢汽提塔顶部出料口3-C、氢汽提塔底部出料口3-D；所述一氧化碳/甲烷分离塔5设有一氧化碳/甲烷分离塔进料口一5-A、一氧化碳/甲烷分离塔进料口二5-B、一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口5-C、一氧化碳/甲烷分离塔进料口三5-D、一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口5-E、一氧化碳/甲烷分离塔进料口四5-F；
所述的一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器6内设置有中压富一氧化碳通道B1和低压一氧化碳通道IIIB2；所述一氧化碳/甲烷分离塔回流罐7设有一氧化碳/甲烷分离塔回流罐进料口7-A、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐底部液相出口7-B、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口7-C；所述脱氮塔9设有脱氮塔进料口一9-A、脱氮塔顶部气相出口9-B、脱氮塔进料口二9-C、脱氮塔底部液相出口9-D、脱氮塔进料口三9-E；所述的脱氮塔冷凝器10内设置有富氮气通道IIC1、低压一氧化碳通道IVC2、低压一氧化碳通道VC3；所述脱氮塔回流罐11设有脱氮塔回流罐进料口11-A、脱氮塔回流罐底部液相出口11-B、脱氮塔回流罐顶部气相出口11-C；所述一氧化碳洗涤塔12设有一氧化碳洗涤塔进料口一12-A、一氧化碳洗涤塔顶部气相出口12-B、一氧化碳洗涤塔进料口二12-C、一氧化碳洗涤塔底部液相出口12-D；所述混合冷剂低温分离器14设有混合冷剂低温分离器进料口14-A、混合冷剂低温分离器底部液相出口14-B、混合冷剂低温分离器顶部气相出口14-C；所述的原料气通道IA2的进口与外界净化后的原料气管线连接，所述的原料气通道IA2的出口与低温分离器进料口2-A连接；所述的低温分离器顶部气相出口2-B设有高压富氢气管线I201和高压富氢气管线II202，所述的高压富氢气管线I201与高压富氢气通道A1入口连接，所述的高压富氢气管线II202与一氧化碳洗涤塔进料口一12-A连接；所述的高压富氢气通道A1出口与PSA制氢系统17入口连接，所述的PSA制氢系统17出口分为产品氢气管线209和PSA尾气管线210，所述的产品氢气管线209与外界产品氢气管线相接，所述的PSA尾气管线210与PSA尾气压缩机系统18入口连接，所述的PSA尾气压缩机系统18出口与原料气通道IA2入口连接；所述低温分离器底部液相出口2-C设有富一氧化碳/甲烷液管线I203和富一氧化碳/甲烷液管线II204，所述的富一氧化碳/甲烷液管线I203与原料气通道IIIA17入口相接，所述的富一氧化碳/甲烷液管线II204与氢汽提塔进料口一3-A相接，所述的原料气通道IIIA17出口与氢汽提塔进料口二3-B相接；所述的氢汽提塔顶部出料口3-C与中压富氢气通道A10入口相接，所述的中压富氢气通道A10出口与PSA尾气压缩机系统18级间入口相接，所述的氢汽提塔底部出料口3-D设有富一氧化碳/甲烷液管线III205和富一氧化碳/甲烷液管线IV206，所述的富一氧化碳/甲烷液管线III205与原料气通道IIA16入口相接，所述的富一氧化碳/甲烷液管线IV206与一氧化碳/甲烷分离塔进料口一5-A相接，所述的原料气通道IIA16出口与一氧化碳/甲烷分离塔5进料口二5-B相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口5-E与LNG通道A14入口相接，所述的LNG通道A14出口与外界LNG去储存单元管线相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口5-C与一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器6的中压富一氧化碳通道B1入口管线相接，所述的中压富一氧化碳通道B1出口与一氧化碳/甲烷分离塔回流罐进料口7-A连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐底部液相出口7-B与一氧化碳/甲烷分离塔进料口三5-D连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口7-C与脱氮塔进料口一9-A相接，所述的脱氮塔顶部气相出口9-B与脱氮塔冷凝器10的富氮气通道IIC1入口管线相接，所述的富氮气通道IIC1出口与脱氮塔回流罐进料口11-A连接，所述的脱氮塔回流罐底部液相出口11-B与脱氮塔进料口二9-C连接，所述的脱氮塔回流罐顶部气相出口11-C与富氮气通道IA3入口相接，所述的富氮气通道IA3出口与外界富氮气管线相接，所述的脱氮塔底部液相出口9-D与低压一氧化碳通道IVC2入口相接，所述的低压一氧化碳通道IVC2出口低压一氧化碳管线I207与低压一氧化碳管线II208相接，所述的低压一氧化碳管线II208与低压一氧化碳通道IA6入口相接，所述的低压一氧化碳通道IA6出口与一氧化碳压缩系统15入口相接，所述的一氧化碳压缩系统15出口分为产品一氧化碳管线211和循环一氧化碳管线212，所述的产品一氧化碳管线211与外界产品一氧化碳管线相接，所述的循环一氧化碳管线212与高压一氧化碳通道IA5入口相接，所述的高压一氧化碳通道IA5出口与一氧化碳洗涤塔再沸器13入口相接，所述的一氧化碳洗涤塔再沸器13出口与高压一氧化碳通道IIA11入口相接，所述的高压一氧化碳通道IIA11出口分为高压一氧化碳液相管线I213、高压一氧化碳液相管线II214、高压一氧化碳液相管线III215，所述的高压一氧化碳液相管线I213与低压一氧化碳通道IIIB2入口相接，所述的低压一氧化碳通道IIIB2出口与低压一氧化碳通道IIA15入口相接，所述的低压一氧化碳通道IIA15出口与脱氮塔进料口三9-E相接，所述的高压一氧化碳液相管线II214与低压一氧化碳通道VC3入口相接，所述的低压一氧化碳通道VC3出口低压一氧化碳管线III216与低压一氧化碳管线II208相接，所述的高压一氧化碳液相管线III215与一氧化碳洗涤塔进料口二12-C相接，所述的一氧化碳洗涤塔底部液相出口12-D与一氧化碳/甲烷分离塔进料口四5-F相接，所述的一氧化碳洗涤塔顶部气相出口12-B与合成气通道A4入口相接，所述的合成气通道A4出口与外界合成气管线相接；所述的混合冷剂压缩机系统16高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道IA9入口相接，所述的高压液相冷剂通道IA9出口与返流冷剂通道A8的第一管口A8-A相接，所述的混合冷剂压缩机系统16高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道IA7入口相接，所述的高压气相冷剂通道IA7出口与混合冷剂低温分离器14进料口14-A相接，所述的混合冷剂低温分离器底部液相出口14-B与高压液相冷剂通道IIA13入口相接，所述的高压液相冷剂通道IIA13出口与一氧化碳/甲烷分离塔再沸器8入口相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔再沸器8出口与返流冷剂通道A8的第二管口A8-B相接，所述的混合冷剂低温分离器顶部气相出口14-C与高压气相冷剂通道IIA12入口相接，所述的高压气相冷剂通道IIA12出口与氢汽提塔再沸器4入口相接，所述的氢汽提塔再沸器4出口与返流冷剂通道A8的第三管口A8-C相接，所述的返流冷剂通道A8出口与混合冷剂压缩机系统16入口相接。
所述的氢汽提塔3、一氧化碳/甲烷分离塔5、脱氮塔9、一氧化碳洗涤塔12为填料塔或板式塔；所述的氢汽提塔再沸器4、一氧化碳/甲烷分离塔再沸器8、一氧化碳洗涤塔再沸器13能内置也能外置。
所述的返流冷剂通道A8的第一管口A8-A入口的管线设置调节阀a101，所述的返流冷剂通道A8的第二管口A8-B入口的管线设置调节阀b102，所述的返流冷剂通道A8的第三管口A8-C入口的管线设置调节阀c103。
所述的富一氧化碳/甲烷液管线I203设置调节阀d104，用于控制低温分离器2底部液位；所述的富一氧化碳/甲烷液管线II204设置调节阀e105，用于控制进入氢汽提塔3顶部回流液的流量；所述的高压富氢气通道A1出口管线设置调节阀f106，用于控制低温分离器2气相压力；所述的高压富氢气管线II202设置调节阀g107，用于控制进入一氧化碳洗涤塔12的富氢气流量。
所述的氢汽提塔再沸器4进口管线和出口管线之间设置调节阀h108，用于控制氢汽提塔3塔釜温度；所述的富一氧化碳/甲烷液管线III205设置调节阀i109，用于控制复热去一氧化碳/甲烷分离塔5的富一氧化碳/甲烷液体流量；所述的富一氧化碳/甲烷液管线IV206设置调节阀j110，用于控制氢汽提塔3塔釜液位；所述的中压富氢气通道A10出口管线设置调节阀k111，用于控制氢汽提塔3压力。
所述的一氧化碳/甲烷分离塔再沸器8进口管线和出口管线之间设置调节阀l112，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔5塔釜温度；所述的LNG通道A14出口管线设置调节阀m113，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔5塔釜液位；所述的低压一氧化碳通道IIIB2入口管线设置调节阀n114，用于控制中压富一氧化碳通道B1出口中压富一氧化碳温度；所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口7-C管线设置调节阀o115，用于控制一氧化碳/甲烷分离塔5压力。所述的脱氮塔底部液相出口9-D管线调节阀p116，用于控制脱氮塔9塔釜液位；所述的低压一氧化碳通道VC3入口管线设置调节阀q117，用于控制富氮气通道IIC1出口富氮气温度，所述的富氮气通道IA3出口管线设置调节阀r118，用于控制脱氮塔9压力。
所述的一氧化碳洗涤塔再沸器13进口管线和出口管线之间设置调节阀s119，用于控制一氧化碳洗涤塔12塔釜温度；所述的一氧化碳洗涤塔底部液相出口12-D管线设置调节阀t120，用于控制一氧化碳洗涤塔12塔釜液位；所述的一氧化碳洗涤塔进料口二12-C管线设置调节阀u121，用于控制进入一氧化碳洗涤塔12塔顶部的高压一氧化碳液体流量，所述的合成气通道A4出口管线设置调节阀v122控制一氧化碳洗涤塔12塔压力；所述的高压一氧化碳通道IIA11出口管线与低压一氧化碳通道IA6入口管线之间设置调节阀w123，用于控制LNG出LNG通道A14、原料气出原料气通道IA2和高压一氧化碳出高压一氧化碳通道IIA11的温度。
实施例1
S1、经净化含有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯和氮气等的原料气进入原料气通道IA2被返流的冷流股冷却，进入低温分离器2进行气液分离，分离出的液体分为两股，一部分经调节阀d104进入原料气通道IIIA17进行复温再进入氢汽提塔进料口二3-B进行精馏，另一部分液体经调节阀e105进入氢汽提塔进料口一3-A进行精馏；低温分离器2分离出来的高压富氢气分为两股，一部分经调节阀g107进入一氧化碳洗涤塔12中部参与精馏，另一部分去进入高压富氢气通道A1复热至常温后出冷箱主换热器1并经调节阀f106调压后去PSA制氢系统17，PSA制氢系统17出口得到产品氢气出界区，得到的PSA尾气进入PSA尾气压缩机系统18经压缩冷却后并入净化原料气管线。
S2、氢汽提塔3底部设有氢汽提塔再沸器4，与经过换热、降温后的高压液相冷剂做热源进行换热，在氢汽提塔3内，上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中氢气的含量逐渐升高，上升过程中的CO、N2和CH4被洗涤，氢汽提塔3底部的液体分为两股，一部分通过流量调节阀i109调节后，进入原料气通道IIA16复热，进入一氧化碳/甲烷分离塔5中部，另一分部通过液位调节阀j110进行减压后进入一氧化碳/甲烷分离塔5中部参加精馏；在氢汽提塔3顶部得到中压富氢气，进入中压富氢气通道A10复热至常温后出冷箱主换热器1并经调节阀k111调压后去PSA尾气压缩机系统18级间进行增压冷却后并入净化原料气管线。
S3、一氧化碳/甲烷分离塔5底部设有一氧化碳/甲烷分离塔再沸器8，与经过换热、降温后的高压液相冷剂做热源进行换热，一氧化碳/甲烷分离塔5顶部设有一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器6，以节流后的一氧化碳液作为冷源；在一氧化碳/甲烷分离塔5上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中甲烷含量逐渐降低，液体在下降过程中一氧化碳含量逐渐降低，在一氧化碳/甲烷分离塔5底部得到液化天然气，进入LNG通道A14过冷至-162℃，经液位调节阀m113节流降压后送至界区LNG储罐；在一氧化碳/甲烷分离塔5顶部得到中压富一氧化碳气，进入中压富一氧化碳通道B1与经过调节阀n114节流降压后的一氧化碳液换热，部分中压富一氧化碳气液化在一氧化碳/甲烷分离塔回流罐7进行分离，分离的液相作为一氧化碳/甲烷分离塔5的回流液，未冷凝的中压富一氧化碳气通过压力调节阀o115，进入脱氮塔9中部进行精馏。
S4、脱氮塔9底部未设置再沸器，来自低压一氧化碳通道IIIB2出口的低压一氧化碳气经过低压一氧化碳通道IIA15复热后进入脱氮塔9底部作为上升气，脱氮塔9顶部设有脱氮塔冷凝器10，以节流后的一氧化碳液作为冷源，一氧化碳液一处来源为高压一氧化碳液相管线II214，另一处为脱氮塔底部液相出口9-D一氧化碳液；在脱氮塔9上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中一氧化碳含量逐渐降低，液体在下降过程中氮气含量逐渐降低，在脱氮塔9底部得到一氧化碳纯度大于98.5％且氮气纯度低于1.0％的一氧化碳液，经过液位调节阀p116进入低压一氧化碳通道IV被气化后并入低压一氧化碳管线II208；在脱氮塔9顶部得到富氮气，进入富氮气通道IIC1与经过调节阀q117节流降压后的一氧化碳液换热，部分富氮气液化在脱氮塔回流罐11进行分离，分离的液相作为脱氮塔9的回流液，未冷凝的富氮气进入富氮气通道IA3复热至常温通过压力调节阀r118送至界区。
S5、一氧化碳洗涤塔12底部设有一氧化碳洗涤塔再沸器13，与经过换热、降温后的高压一氧化碳做热源进行换热，一氧化碳洗涤塔12顶部回流液来自经过调节阀u121的高压一氧化碳液，作为洗涤液；在一氧化碳洗涤塔12，上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中CH4被洗涤，一氧化碳洗涤塔12底部的液体通过液位调节阀t120进入氧化碳/甲烷分离塔进料口四5-F参与精馏；在一氧化碳洗涤塔12顶部得到甲烷含量低于5ppm且氮气含量低于1.0％的一氧化碳和氢气的合成气，进入合成气通道A4复热至常温后出冷箱主换热器1并经调节阀v122调压后送至界区。
S6、来自混合冷剂压缩机系统16的高压液相冷剂在主换热器1高压液相冷剂通道IA9中过冷到-30～-70℃，通过调节阀a101节流降压后进入返流冷剂通道A8的第一管口A8-A，混合冷剂压缩机系统16高压气相冷剂在主换热器1的高压气相冷剂通道IA7被冷却到-30～-70℃后，进入混合冷剂低温分离器14进行气液分离，底部分离的液体进入高压液相冷剂通道IIA13中过冷到-110～-80℃后，进入一氧化碳/甲烷分离塔再沸器8，为一氧化碳/甲烷分离塔5塔釜提供热源，高压液相冷剂进、出一氧化碳/甲烷分离塔再沸器8设置旁通调节阀l112用于控制塔釜温度，进而控制一氧化碳/甲烷分离塔5塔釜中LNG的CO含量低于0.5％，被一氧化碳/甲烷分离塔5塔釜低温液体冷却至-130～-100℃，通过调节阀b102节流降压后进入返流冷剂通道A8的第二管口A8-B；来自混合冷剂低温分离器14顶部的高压气相冷剂进入高压气相冷剂通道IIA12被冷却、冷凝至约-150℃，再进入氢汽提塔再沸器4，为氢汽提塔3塔釜提供热源，高压液相冷剂进、出氢汽提塔再沸器4设置旁通调节阀h108用于控制塔釜温度，控制氢汽提塔3塔釜中富一氧化碳液的氢气含量低于0.1％，控制通过调节阀c103节流降压后进入返流冷剂通道A8的第三管口A8-C，进入返流冷剂通道A8的混合冷剂吸热蒸发，全部蒸发成气体并复热到常温后出主换热器1，然后返回混合冷剂压缩机系统16完成混合冷剂制冷循环；
S7、来自一氧化碳压缩系统15的高压一氧化碳气分为两股，一股一氧化碳管线211作为产品一氧化碳送至界区，一股循环一氧化碳管线212进入高压一氧化碳通道IA5被冷却至约-115～-125℃，进入一氧化碳洗涤塔再沸器13作为一氧化碳洗涤塔12热源被冷却，再进入高压一氧化碳通道IIA11继续冷凝、过冷至-180～-170℃后分为高压一氧化碳液相管线I213、高压一氧化碳液相管线II214、高压一氧化碳液相管线III215，高压一氧化碳液相管线I213经调节阀n114节流后为一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器6提供冷量，被加热的一氧化碳进入低压一氧化碳通道IIA15复热至-170～-150℃后进入脱氮塔9底部作为上升气；高压一氧化碳液相管线II214经调节阀q117节流后为脱氮塔冷凝器10提供冷量，被加热的低压一氧化碳管线III216与低压一氧化碳管线207一起并入低压一氧化碳管线208；高压一氧化碳液相管线III215经调节阀u121进入一氧化碳洗涤塔12顶部作为洗涤回流液参与精馏；
低压一氧化碳经低压一氧化碳管线208进入低压一氧化碳通道IA6复热到常温后出主换热器1，然后返回一氧化碳压缩系统15完成一氧化碳制冷循环。
本实施例可按下表中净化原料气参数进行实施，所得氢气、一氧化碳气、LNG、合成气和富氮气的参数和组分如下表1所示：
表1实施例1参数与组分
本文揭露的结构、功能和连接形式，可以通过其它方式实现。例如，以上所描述的实施例仅是示意性的，例如多个组件可以结合或者集成于另一个组件；另外，在本文各个实施例中的各功能组件可以集成在一个功能组件中，也可以是各个功能组件单独物理存在，也可以两个或两个以上功能组件集成为一个功能组件。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，其特征在于，包括主换热器（1）、低温分离器（2）、氢汽提塔（3）、氢汽提塔再沸器（4）、一氧化碳/甲烷分离塔（5）、一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器（6）、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐（7）、一氧化碳/甲烷分离塔再沸器（8）、脱氮塔（9）、脱氮塔冷凝器（10）、脱氮塔回流罐（11）、一氧化碳洗涤塔（12）、一氧化碳洗涤塔再沸器（13）、混合冷剂低温分离器（14）、一氧化碳压缩系统（15）、混合冷剂压缩机系统（16）、PSA制氢系统（17）、PSA尾气压缩机系统（18）；
所述的主换热器（1）内设置有高压富氢气通道（A1）、原料气通道I（A2）、富氮气通道I（A3）、合成气通道（A4）、高压一氧化碳通道I（A5）、低压一氧化碳通道I（A6）、高压气相冷剂通道I（A7）、返流冷剂通道（A8）、高压液相冷剂通道I（A9）、中压富氢气通道（A10）、高压一氧化碳通道II（A11）、高压气相冷剂通道II（A12）、高压液相冷剂通道II（A13）、LNG通道（A14）、低压一氧化碳通道II（A15）、原料气通道II（A16）、原料气通道III（A17）；所述低温分离器（2）设有低温分离器进料口（2-A）、低温分离器顶部气相出口（2-B）、低温分离器底部液相出口（2-C），所述低温分离器顶部气相出口（2-B）与高压富氢气通道（A1）连接；
所述氢汽提塔（3）设有氢汽提塔进料口一（3-A）、氢汽提塔进料口二（3-B）、氢汽提塔顶部出料口（3-C）、氢汽提塔底部出料口（3-D）；
所述一氧化碳/甲烷分离塔（5）设有一氧化碳/甲烷分离塔进料口一（5-A）、一氧化碳/甲烷分离塔进料口二（5-B）、一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口（5-C）、一氧化碳/甲烷分离塔进料口三（5-D）、一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口（5-E）、一氧化碳/甲烷分离塔进料口四（5-F）；
所述的一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器（6）内设置有中压富一氧化碳通道（B1）和低压一氧化碳通道III（B2）；
所述一氧化碳/甲烷分离塔回流罐（7）设有一氧化碳/甲烷分离塔回流罐进料口（7-A）、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐底部液相出口（7-B）、一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口（7-C）；
所述脱氮塔（9）设有脱氮塔进料口一（9-A）、脱氮塔顶部气相出口（9-B）、脱氮塔进料口二（9-C）、脱氮塔底部液相出口（9-D）、脱氮塔进料口三（9-E）；
所述的脱氮塔冷凝器（10）内设置有富氮气通道II（C1）、低压一氧化碳通道IV（C2）、低压一氧化碳通道V（C3）；
所述脱氮塔回流罐（11）设有脱氮塔回流罐进料口（11-A）、脱氮塔回流罐底部液相出口（11-B）、脱氮塔回流罐顶部气相出口（11-C）；
所述一氧化碳洗涤塔（12）设有一氧化碳洗涤塔进料口一（12-A）、一氧化碳洗涤塔顶部气相出口（12-B）、一氧化碳洗涤塔进料口二（12-C）、一氧化碳洗涤塔底部液相出口（12-D）；
所述混合冷剂低温分离器（14）设有混合冷剂低温分离器进料口（14-A）、混合冷剂低温分离器底部液相出口（14-B）、混合冷剂低温分离器顶部气相出口（14-C）；
所述的原料气通道I（A2）的进口与外界净化后的原料气管线连接，所述的原料气通道I（A2）的出口与低温分离器进料口（2-A）连接；
所述的低温分离器顶部气相出口（2-B）设有高压富氢气管线I（201）和高压富氢气管线II（202），所述的高压富氢气管线I（201）与高压富氢气通道（A1）入口连接，所述的高压富氢气管线II（202）与一氧化碳洗涤塔进料口一（12-A）连接；所述的高压富氢气通道（A1）出口与PSA制氢系统（17）入口连接，所述的PSA制氢系统（17）出口分为产品氢气管线（209）和PSA尾气管线（210），所述的产品氢气管线（209）与外界产品氢气管线相接，所述的PSA尾气管线（210）与PSA尾气压缩机系统（18）入口连接，所述的PSA尾气压缩机系统（18）出口与原料气通道I（A2）入口连接；所述低温分离器底部液相出口（2-C）设有富一氧化碳/甲烷液管线I（203）和富一氧化碳/甲烷液管线II（204），所述的富一氧化碳/甲烷液管线I（203）与原料气通道III（A17）入口相接，所述的富一氧化碳/甲烷液管线II（204）与氢汽提塔进料口一（3-A）相接，所述的原料气通道III（A17）出口与氢汽提塔进料口二（3-B）相接；
所述的氢汽提塔顶部出料口（3-C）与中压富氢气通道（A10）入口相接，所述的中压富氢气通道（A10）出口与PSA尾气压缩机系统（18）级间入口相接，所述的氢汽提塔底部出料口（3-D）设有富一氧化碳/甲烷液管线III（205）和富一氧化碳/甲烷液管线IV（206），所述的富一氧化碳/甲烷液管线III（205）与原料气通道II（A16）入口相接，所述的富一氧化碳/甲烷液管线IV（206）与一氧化碳/甲烷分离塔进料口一（5-A）相接，所述的原料气通道II（A16）出口与一氧化碳/甲烷分离塔（5）进料口二（5-B）相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔底部液相出口（5-E）与LNG通道（A14）入口相接，所述的LNG通道（A14）出口与外界LNG去储存单元管线相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔顶部气相出口（5-C）与一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器（6）的中压富一氧化碳通道（B1）入口管线相接，所述的中压富一氧化碳通道（B1）出口与一氧化碳/甲烷分离塔回流罐进料口（7-A）连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐底部液相出口（7-B）与一氧化碳/甲烷分离塔进料口三（5-D）连接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口（7-C）与脱氮塔进料口一（9-A）相接，所述的脱氮塔顶部气相出口（9-B）与脱氮塔冷凝器（10）的富氮气通道II（C1）入口管线相接，所述的富氮气通道II（C1）出口与脱氮塔回流罐进料口（11-A）连接，所述的脱氮塔回流罐底部液相出口（11-B）与脱氮塔进料口二（9-C）连接，所述的脱氮塔回流罐顶部气相出口（11-C）与富氮气通道I（A3）入口相接，所述的富氮气通道I（A3）出口与外界富氮气管线相接，所述的脱氮塔底部液相出口（9-D）与低压一氧化碳通道IV（C2）入口相接，所述的低压一氧化碳通道IV（C2）出口低压一氧化碳管线I（207）与低压一氧化碳管线II（208）相接，所述的低压一氧化碳管线II（208）与低压一氧化碳通道I（A6）入口相接，所述的低压一氧化碳通道I（A6）出口与一氧化碳压缩系统（15）入口相接，所述的一氧化碳压缩系统（15）出口分为产品一氧化碳管线（211）和循环一氧化碳管线（212），所述的产品一氧化碳管线（211）与外界产品一氧化碳管线相接，所述的循环一氧化碳管线（212）与高压一氧化碳通道I（A5）入口相接，所述的高压一氧化碳通道I（A5）出口与一氧化碳洗涤塔再沸器（13）入口相接，所述的一氧化碳洗涤塔再沸器（13）出口与高压一氧化碳通道II（A11）入口相接，所述的高压一氧化碳通道II（A11）出口分为高压一氧化碳液相管线I（213）、高压一氧化碳液相管线II（214）、高压一氧化碳液相管线III（215），所述的高压一氧化碳液相管线I（213）与低压一氧化碳通道III（B2）入口相接，所述的低压一氧化碳通道III（B2）出口与低压一氧化碳通道II（A15）入口相接，所述的低压一氧化碳通道II（A15）出口与脱氮塔进料口三（9-E）相接，所述的高压一氧化碳液相管线II（214）与低压一氧化碳通道V（C3）入口相接，所述的低压一氧化碳通道V（C3）出口低压一氧化碳管线III（216）与低压一氧化碳管线II（208）相接，所述的高压一氧化碳液相管线III（215）与一氧化碳洗涤塔进料口二（12-C）相接，所述的一氧化碳洗涤塔底部液相出口（12-D）与一氧化碳/甲烷分离塔进料口四（5-F）相接，所述的一氧化碳洗涤塔顶部气相出口（12-B）与合成气通道（A4）入口相接，所述的合成气通道（A4）出口与外界合成气管线相接；所述的混合冷剂压缩机系统（16）高压液相混合冷剂管线与高压液相冷剂通道I（A9）入口相接，所述的高压液相冷剂通道I（A9）出口与返流冷剂通道（A8）的第一管口（A8-A）相接，所述的混合冷剂压缩机系统（16）高压气相混合冷剂与高压气相冷剂通道I（A7）入口相接，所述的高压气相冷剂通道I（A7）出口与混合冷剂低温分离器（14）进料口（14-A）相接，所述的混合冷剂低温分离器底部液相出口（14-B）与高压液相冷剂通道II（A13）入口相接，所述的高压液相冷剂通道II（A13）出口与一氧化碳/甲烷分离塔再沸器（8）入口相接，所述的一氧化碳/甲烷分离塔再沸器（8）出口与返流冷剂通道（A8）的第二管口（A8-B）相接，所述的混合冷剂低温分离器顶部气相出口（14-C）与高压气相冷剂通道II（A12）入口相接，所述的高压气相冷剂通道II（A12）出口与氢汽提塔再沸器（4）入口相接，所述的氢汽提塔再沸器（4）出口与返流冷剂通道（A8）的第三管口（A8-C）相接，所述的返流冷剂通道（A8）出口与混合冷剂压缩机系统（16）入口相接。
2.根据权利要求1所述的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，其特征在于，所述的氢汽提塔（3）、一氧化碳/甲烷分离塔（5）、脱氮塔（9）、一氧化碳洗涤塔（12）为填料塔或板式塔；所述的氢汽提塔再沸器（4）、一氧化碳/甲烷分离塔再沸器（8）、一氧化碳洗涤塔再沸器（13）能内置也能外置。
3.根据权利要求1所述的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，其特征在于，所述的返流冷剂通道（A8）的第一管口（A8-A）入口的管线设置调节阀a（101），所述的返流冷剂通道（A8）的第二管口（A8-B）入口的管线设置调节阀b（102），所述的返流冷剂通道（A8）的第三管口（A8-C）入口的管线设置调节阀c（103）。
4.根据权利要求1所述的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，其特征在于，所述的富一氧化碳/甲烷液管线I（203）设置调节阀d（104），用于控制低温分离器（2）底部液位；所述的富一氧化碳/甲烷液管线II（204）设置调节阀e（105），用于控制进入氢汽提塔（3）顶部回流液的流量；所述的高压富氢气通道（A1）出口管线设置调节阀f（106），用于控制低温分离器（2）气相压力；所述的高压富氢气管线II（202）设置调节阀g（107），用于控制进入一氧化碳洗涤塔（12）的富氢气流量。
5.根据权利要求1所述的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，其特征在于，所述的氢汽提塔再沸器（4）进口管线和出口管线之间设置调节阀h（108），用于控制氢汽提塔（3）塔釜温度；所述的富一氧化碳/甲烷液管线III（205）设置调节阀i（109），用于控制复热去一氧化碳/甲烷分离塔（5）的富一氧化碳/甲烷液体流量；所述的富一氧化碳/甲烷液管线IV（206）设置调节阀j（110），用于控制氢汽提塔（3）塔釜液位；所述的中压富氢气通道（A10）出口管线设置调节阀k（111），用于控制氢汽提塔（3）压力。
6.根据权利要求1所述的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，其特征在于，所述的一氧化碳/甲烷分离塔再沸器（8）进口管线和出口管线之间设置调节阀l（112），用于控制一氧化碳/甲烷分离塔（5）塔釜温度；所述的LNG通道（A14）出口管线设置调节阀m（113），用于控制一氧化碳/甲烷分离塔（5）塔釜液位；所述的低压一氧化碳通道III（B2）入口管线设置调节阀n（114），用于控制中压富一氧化碳通道（B1）出口中压富一氧化碳温度；所述的一氧化碳/甲烷分离塔回流罐顶部气相出口（7-C）管线设置调节阀o（115），用于控制一氧化碳/甲烷分离塔（5）压力。
7.根据权利要求1所述的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，其特征在于，所述的脱氮塔底部液相出口（9-D）管线调节阀p（116），用于控制脱氮塔（9）塔釜液位；所述的低压一氧化碳通道V（C3）入口管线设置调节阀q（117），用于控制富氮气通道II（C1）出口富氮气温度，所述的富氮气通道I（A3）出口管线设置调节阀r（118），用于控制脱氮塔（9）压力。
8.根据权利要求1所述的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气装置，其特征在于，所述的一氧化碳洗涤塔再沸器（13）进口管线和出口管线之间设置调节阀s（119），用于控制一氧化碳洗涤塔（12）塔釜温度；所述的一氧化碳洗涤塔底部液相出口（12-D）管线设置调节阀t（120），用于控制一氧化碳洗涤塔（12）塔釜液位；所述的一氧化碳洗涤塔进料口二（12-C）管线设置调节阀u（121），用于控制进入一氧化碳洗涤塔（12）塔顶部的高压一氧化碳液体流量，所述的合成气通道（A4）出口管线设置调节阀v（122）控制一氧化碳洗涤塔（12）塔压力；所述的高压一氧化碳通道II（A11）出口管线与低压一氧化碳通道I（A6）入口管线之间设置调节阀w（123），用于控制LNG出LNG通道（A14）、原料气出原料气通道I（A2）和高压一氧化碳出高压一氧化碳通道II（A11）的温度。
9.一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料气进入原料气通道I（A2）冷却后，进入低温分离器（2）进行气液分离，分离的液体一部分进入原料气通道III（A17）进行复温再进入氢汽提塔进料口二（3-B）进行精馏，另一部分液体进入氢汽提塔进料口一（3-A）进行精馏；分离的气体一部分进入一氧化碳洗涤塔（12）中部参与精馏，另一部分进入高压富氢气通道（A1）复热至常温后出冷箱主换热器（1）并经调节阀f（106）调压后去PSA制氢系统（17），PSA制氢系统（17）出口得到产品氢气出界区，得到的PSA尾气进入PSA尾气压缩机系统（18）经压缩冷却后并入净化原料气管线；
S2、氢汽提塔（3）进行精馏，底部的液体一部分通过流量调节阀i（109）调节后，进入原料气通道II（A16）复热，进入一氧化碳/甲烷分离塔（5）中部，另一分部通过液位调节阀j（110）进行减压后进入一氧化碳/甲烷分离塔（5）中部参加精馏；在氢汽提塔（3）顶部得到中压富氢气，进入中压富氢气通道（A10）复热至常温后出冷箱主换热器（1）并经调节阀k（111）调压后去PSA尾气压缩机系统（18）级间进行增压冷却后并入净化原料气管线；
S3、一氧化碳/甲烷分离塔（5）精馏，一氧化碳/甲烷分离塔（5）顶部设有一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器（6），底部设有一氧化碳/甲烷分离塔再沸器（8），一氧化碳/甲烷分离塔（5）底部得到液化天然气，进入LNG通道（A14）过冷至-162℃，经液位调节阀m（113）节流降压后送至界区LNG储罐；在一氧化碳/甲烷分离塔（5）顶部得到中压富一氧化碳气，进入中压富一氧化碳通道（B1）与经过调节阀n（114）节流降压后的一氧化碳液换热，部分中压富一氧化碳气液化在一氧化碳/甲烷分离塔回流罐（7）进行分离，分离的液相作为一氧化碳/甲烷分离塔（5）的回流液，未冷凝的中压富一氧化碳气通过压力调节阀o（115），进入脱氮塔（9）中部进行精馏；
S4、脱氮塔（9）精馏，脱氮塔（9）顶部设有脱氮塔冷凝器（10），在脱氮塔（9）底部得到一氧化碳纯度大于98.5%且氮气纯度低于1.0%的一氧化碳液，经过液位调节阀p（116）进入低压一氧化碳通道IV（C2）被气化后并入低压一氧化碳管线II（208）；在脱氮塔（9）顶部得到富氮气，进入富氮气通道II（C1）与经过调节阀q（117）节流降压后的一氧化碳液换热，部分富氮气液化在脱氮塔回流罐（11）进行分离，分离的液相作为脱氮塔（9）的回流液，未冷凝的富氮气进入富氮气通道I（A3）复热至常温通过压力调节阀r（118）送至界区；
S5、一氧化碳洗涤塔（12）精馏，一氧化碳洗涤塔（12）底部设有一氧化碳洗涤塔再沸器（13），与经过换热、降温后的高压一氧化碳做热源进行换热，一氧化碳洗涤塔（12）顶部回流液来自经过调节阀u（121）的高压一氧化碳液，作为洗涤液；在一氧化碳洗涤塔（12），上升气体与下流液体在规整填料表面传热传质，气体在上升过程中CH4被洗涤，一氧化碳洗涤塔（12）底部的液体通过液位调节阀t（120）进入一氧化碳/甲烷分离塔（5）上部进料口（5-F）参与精馏；在一氧化碳洗涤塔（12）顶部得到一氧化碳和氢气的合成气，进入合成气通道（A4）复热至常温后出冷箱主换热器（1）并经调节阀v（122）调压后送至界区；
S6、混合冷剂制冷循环：来自混合冷剂压缩机系统（16）的高压液相冷剂在主换热器（1）高压液相冷剂通道I（A9）中过冷到-30~-70℃，通过调节阀a（101）节流降压后进入返流冷剂通道（A8）的第一管口（A8-A），混合冷剂压缩机系统（16）高压气相冷剂在主换热器（1）的高压气相冷剂通道I（A7）被冷却到-30~-70℃后，进入混合冷剂低温分离器（14）进行气液分离，底部分离的液体进入高压液相冷剂通道II（A13）中过冷到-110~-80℃后，进入一氧化碳/甲烷分离塔再沸器（8），控制一氧化碳/甲烷分离塔（5）塔釜中LNG的CO含量低于0.5%，被一氧化碳/甲烷分离塔（5）塔釜低温液体冷却至-130~-100℃，通过调节阀b（102）节流降压后进入返流冷剂通道（A8）的第二管口（A8-B）；来自混合冷剂低温分离器（14）顶部的高压气相冷剂进入高压气相冷剂通道II（A12）被冷却、冷凝至约-150℃，再进入氢汽提塔再沸器（4），为氢汽提塔（3）塔釜提供热源，控制氢汽提塔（3）塔釜中富一氧化碳液的氢气含量低于0.1%，控制通过调节阀c（103）节流降压后进入返流冷剂通道（A8）的第三管口（A8-C），进入返流冷剂通道（A8）的混合冷剂吸热蒸发，全部蒸发成气体并复热到常温后出主换热器（1），然后返回混合冷剂压缩机系统（16）完成混合冷剂制冷循环；
S7、来自一氧化碳压缩系统（15）的高压一氧化碳气分为两股，一股一氧化碳管线（211）
作为产品一氧化碳送至界区，一股循环一氧化碳管线（212）进入高压一氧化碳通道I（A5）被冷却至约-115~-125℃，进入一氧化碳洗涤塔再沸器（13）作为一氧化碳洗涤塔（12）热源被冷却，再进入高压一氧化碳通道II（A11）继续冷凝、过冷至-180~-170℃后分为高压一氧化碳液相管线I（213）、高压一氧化碳液相管线II（214）、高压一氧化碳液相管线III（215），高压一氧化碳液相管线I（213）经调节阀n（114）节流后为一氧化碳/甲烷分离塔冷凝器（6）提供冷量，被加热的一氧化碳进入低压一氧化碳通道II（A15）复热至-170~-150℃后进入脱氮塔（9）底部作为上升气；高压一氧化碳液相管线II（214）经调节阀q（117）节流后为脱氮塔冷凝器（10）提供冷量，被加热的低压一氧化碳管线III（216）与低压一氧化碳管线（207）一起并入低压一氧化碳管线（208）；高压一氧化碳液相管线III（215）经调节阀u（121）进入一氧化碳洗涤塔（12）顶部作为洗涤回流液参与精馏；低压一氧化碳经低压一氧化碳管线（208）进入低压一氧化碳通道I（A6）复热到常温后出主换热器（1），然后返回一氧化碳压缩系统（15）完成一氧化碳制冷循环。
10.根据权利要求9所述的一种双循环CO洗涤分离CO、H2联产LNG及合成气的方法，其特征在于，所述S1中原料气通道I（A2）冷却温度为-170℃，原料气通道III（A17）复温温度为-155℃；所述S2中原料气通道II（A16）复热温度为-145℃；所述S3中LNG通道（A14）中过冷温度为-162℃；所述S4中脱氮塔（9）底部上升气来自经低压一氧化碳通道II（A15）复热至-170℃的低压一氧化碳气；所述S5中一氧化碳洗涤塔（12）顶部洗涤液来自高压一氧化碳通道II（A11）过冷至-178℃的高压一氧化碳液。
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