CN1418936A - 一种从混合气中提纯一氧化碳的方法 - Google Patents
一种从混合气中提纯一氧化碳的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1418936A CN1418936A CN 01129058 CN01129058A CN1418936A CN 1418936 A CN1418936 A CN 1418936A CN 01129058 CN01129058 CN 01129058 CN 01129058 A CN01129058 A CN 01129058A CN 1418936 A CN1418936 A CN 1418936A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- carbon monoxide
- absorption
- fraction
- adsorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
一种从混合气中提纯一氧化碳的方法，其特征在于，通过吸收过程(A)，最好是通过化学或物理的吸收过程，将混合气中的二氧化碳气体馏份从混合气中分离出去；通过吸附过程(C)，最好是变压吸附将不含二氧化碳的混合气分离成一股一氧化碳馏份(5)和一股富集有氮和/或氢等的气体馏份(6)。
Description
本发明涉及一种从混合气中提纯一氧化碳的方法。
一氧化碳是许多有机合成的原料，如二甲基甲酰胺(DMF)、甲酸、甲酸甲脂、羰基合成、醋酸等。一氧化碳气体通常从半水煤气、水煤气、铜洗再生气、高炉气等通过深冷分离法、Cosorb法、吸附法或膜分离等方法获得。
深冷分离法是一种传统的气体分离方法，它利用各种气体组份的沸点差异，通过低温精馏来实现气体混合物的分离。它用在CO的分离提纯存在一些缺陷，为了防止混和气体中CO2，H2O等高沸点组份在低温下固化，堵塞管道，需要将CO2、H2O等组分深度脱除，在产品一氧化碳对这些组分没有特殊要求时，存在投资和能耗的浪费；对于同时含有一氧化碳(沸点为-191.5℃)和N2(沸点为-195.8℃)的多组份气源来说，从中分离得到纯净的一氧化碳产品气更加困难；为了降低能耗，不得不采用复杂的热交换系统，整个装置操作要求严格，操作费用高。由于上述原因，深冷分离法一般用在较特殊的气源和大规模分离提纯一氧化碳的场合。
COSORB法是美国TENNECO公司70年代开发的一氧化碳分离技术，是将氯化亚铜和氯化铝按一定配比溶于甲苯溶液中形成黑褐色溶液，该溶液可吸收原料气中的CO，再经加热解吸获得CO产品气。由于COSORB法是络合物化学吸收原理，它不可避免的与杂质组份会发生一些副反应，该法存在一些明显不足，原料气中的H2O、硫化物和氨等杂质成在会与CuAlCl4发生反应，使其分解为CuCl、HCl和CuAlCl4(OH)等，要消耗CuAlCl4及腐蚀设备同时产品CO中伴随有HCl，此法对原料气要求十分严格(H2O＜1PPm，硫化物＜1PPm，O2＜1PPm)；烯烃和炔等不饱和烃要与CuAlCl4发生不可逆反应而生成沉淀，所以要补充CuAlCl4；加热解吸出来的CO气中带有甲苯蒸汽和氯离子，还要增设后处理工序。吸收器和再生塔顶部设置压缩、冷冻和活性炭回收甲苯设备。如果后续过程对HCl杂质敏感，还需对产品CO作进一步纯化处理。上述不足导致COSORB法投资大，操作费用高和设备腐蚀等缺点。
在DE19519197.8专利中描述了从醋酸合成气的排放气中回收一氧化碳的方法，此方法是用甲醇作为洗涤液，在低温状况下吸收二氧化碳、醋酸、甲基碘，而且甲醇作为合成醋酸的原料，取料方便，在醋酸合成工艺中较为适用，但是此方法的缺点是甲醇消耗较高，二氧化碳的脱除精度受到限制。
在国内常用提纯一氧化碳的方法是采用两段变压吸附法，先通过第一段变压吸附单元脱除混合气的二氧化碳，然后再用第二段变压吸附单元从不含二氧化碳的混合气中提纯一氧化碳。此方法的优点是流程简单，易操作，缺点是一氧化碳的回收率较低，一般在50～65％，而且对二氧化碳的脱除精度不高，二氧化碳含量在一氧化碳中一般为100PPM。
现在国内正在新开发一种一段变压吸附法，这种方法是研制一种新型的化学吸附剂，这种方法的优点是流程简单、能耗最低、收率也较高，缺点是这种吸附剂对氧气和水要求非常严格，氧气和水都能使吸附剂中毒，而且这种吸附剂较为昂贵，即使在原料气中把氧气和水去除得非常干净，但是设备任何一点泄漏都会引起吸附剂中毒，这对于工业装置的稳定运行是不利的。
本发明目的是提供一种从混合气中提取一氧化碳的方法，此方法的优点是一氧化碳的回收率较高，二氧化碳的脱除精度高，装置运行稳定。
按本发明，上述目的是通过以下方式来实现的，含有一氧化碳、二氧化碳、氮和/或氢的混合气通过吸收过程(A)，最好是通过化学或物理的吸收过程，将混合气中的二氧化碳气体馏份(3)从混合气中分离出去；通过吸附过程(C)，最好是变压吸附将不含二氧化碳的混合气分离成一股一氧化碳馏份(5)和一股富集有氮和/或氢等的气体馏份(6)。
籍助于本发明，能够从混合气中获得一氧化碳气体的能耗低于专利DE19519197.8和二段变压吸附法提纯一氧化碳的能耗，回收率高于二段变压吸附提纯一氧化碳的方法。
本发明采用胺类和/或碱类溶剂法吸收二氧化碳，二氧化碳的脱除精度在净化气中可达1PPM以下，而且对其它气体组分例如一氧化碳、氢气、氮气等气体损失很小。溶剂吸收二氧化碳的同时还可以脱除硫化物，这在许多化工文献上有叙述。胺类溶剂法吸收二氧化碳后再生较容易，二氧化碳再生后浓度可达99.7mol％，稍加处理可得食品级二氧化碳的副产品。
按本发明溶剂法吸收二氧化碳后的净化气通过吸附过程，最好是通过变压吸附过程提纯得到富集有一氧化碳得气体馏份，一氧化碳的含量至少为98mol％，优选为99mol％，特别是99.9mol％。
通过图示对本发明及进一步安排作更详细的解释。下面的解释是依据说明书附图来阐述的。
由图1所示，混合气(1)通过管道输向吸收单元(A)，按照化学和物理吸收原理工作的吸收方法是已知的，化学和/或物理吸收剂，最好是胺类如乙醇胺类，在吸收塔中将混合气中的二氧化碳组分吸收掉，未被吸收的脱碳气(2)从吸收塔的上部排出到干燥过程(B)。吸收塔底部吸收了二氧化碳的吸收剂，经过一系列换热升温，在汽提塔中被加热再生。二氧化碳气体从吸收剂中解吸出来，经过换热冷却、冷凝，二氧化碳气体(3)经过管道输送到界外。冷凝液返回到汽提塔，汽提塔中部和/或底部的吸收剂经过一系列换热并降温后，重新进入吸收塔的上部和/或中部进行吸收过程。再生后的吸收液可以是一股从吸收塔的上部进入，也可以分成几股从吸收塔的不同高度进入。吸收塔底部的吸收液可以是一股从汽提塔的上部进入，也可以分成几股从汽提塔的不同高度进入。
脱碳气(2)经过管道输向干燥过程(B)，干燥过程(B)最好是变温吸附吸附，经过干燥过程(B)的净化气(4)通过管道输向吸附过程(C)，藉助于变压吸附过程，将净化气(4)分离成为一股一氧化碳馏份(5)和一股富集有氢气或/和氮气等的气体馏份(6)。
吸附过程(C)的吸附塔根据净化气(4)的流量，可以有2台或2台以上的组合，每台吸附塔在一次循环中需要经历吸附、顺向降压、清洗、逆向降压、升压等步骤。专业人员当然明白，在吸附塔的一次循环中，还可以包括有其他步骤，如隔离步骤等。
吸附步骤是富集有一氧化碳、氢或/和氮的净化气(4)在本过程的最高压力下从进料端进入吸附塔，不易吸附的氢气等组分大部分通过整个吸附塔，并从吸附塔排出。易吸附的一氧化碳气体组分被停留在吸附塔内。富集有一氧化碳、氢或/和氮的气体馏份可以从吸附塔的顶部或底部进入吸附塔。
顺向降压步骤是降低吸附塔的压力到本过程的吸附压力和最低压力中间的某一个压力，最好是降低到略高于环境压力，降压过程中气体的流动方向和吸附过程时气体的流动方向一致。通过顺向降压过程，吸附塔内的易吸附组份被进一步浓缩。顺向降压过程可以是吸附塔之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，还可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵)之间的过程导致的压力降低。
通过吸附塔的顺向降压步骤，少部分氢气等组分从吸附剂上解吸出来，易吸附的一氧化碳组分继续停留在吸附剂上。
清洗步骤是通过浓缩后的易吸附组份一氧化碳对吸附塔进行清洗，将部分已经解吸的一氧化碳导入完成顺向降压步骤的吸附塔，清洗气体流动的方向和吸附过程时气体的流动方向一致。通过清洗步骤，吸附塔内的氢等气体组份被赶出，一氧化碳浓度进一步提高。
逆向降压步骤是降低吸附塔的压力到本过程的最低压力，最好是降低到低于环境压力，降压过程中气体的流动方向和吸附过程时气体的流动方向相反。通过逆向降压过程，吸附塔内的易吸附组份(5)一氧化碳从吸附剂上解吸出来，解吸出的易吸附组份一氧化碳(5)输出界外。逆向降压过程可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力降低，也可以是吸附塔和外部环境或外部设备(如真空泵之间的过程导致的压力降低。
升压步骤是提高吸附塔的压力到接近于本过程的吸附压力，它可以是吸附塔之间的过程导致的压力升高，也可以是吸附塔和中间缓冲罐之间的过程导致的压力升高，还可以是通过导入富集一氧化碳、有氢、氮的净化气气体馏份(4)和/或不易吸附组份(6)和/或装置内部的气体来提高吸附塔的压力。
由图2所示，在对产品一氧化碳中二氧化碳要求较严格时，在进入变压吸附单元之前，可以增加碱吸收过程(D)。
以下的说明和表格作为本发明的实施例。
实例1
本实例是以半水煤气为原料的生产1000Nm3/h一氧化碳装置，产品一氧化碳中对二氧化碳的要求在3ppm，水含量≤3ppm，采用图1的工艺流程。表1举例给出部分气体组成。
按照本发明的安排，原料气的流量3984Nm3/h，在吸收过程中，胺类溶液作为吸收液。在本发明中，一氧化碳的收率可以提高到82％以上而在常用的两段变压吸附法提纯一氧化碳，生产1000Nm3/h一氧化碳，需用6100Nm3/h(低温与特气，1996，2，70～74)，一氧化碳的收率在60％左右。
实例2
本实例是也以半水煤气为原料的生产1000Nm3/h一氧化碳装置，产品一氧化碳中对二氧化碳的要求在0.3ppm，水含量≤0.3ppm，采用图2的工艺流程。表2举例给出部分气体组成。
按照本发明的安排，原料气的流量3984Nm3/h，在吸收过程A中，胺类溶液作为吸收液，在吸收过程D中，碱液作为吸收液。在本发明中，一氧化碳的收率可以提高到82％以上，同样高于两段变压吸附法。两段变压吸附提纯一氧化碳法中的二氧化碳最少也在30ppm以上。
表1 气流组分
| 气流 | 单位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| CO | Mol-％ | 30 | 33.33 | 0.31 | 33.33 | 98.00 | 8.29 | |
| CO2 | Mol-％ | 10 | 10ppm | 99.07 | 1ppm | 3ppm | -- | |
| H2 | Mol-％ | 41.5 | 46.11 | 0 42 | 46.11 | 0.10 | 63.93 | |
| CH4 | Mol-％ | 0.5 | 0.56 | 0.01 | 0.56 | 1.20 | 0.30 | |
| N2 | Mol-％ | 18 | 20 | 0.18 | 20 | 0.68 | 27.48 | |
| H2O | Mol-％ | 饱和 | 饱和 | 饱和 | 0.1ppm | 0.3ppm | -- | |
| 流量 | Nm3/h | 3984 | 3581.86 | 402.14 | 3581.86 | 1000 | 2581.86 | |
| 压力 | MPa | 0.6 | 0.58 | 0.02 | 0.3 | 0.02 | 0.25 | |
| 温度 | ℃ | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
表2 气流组分
| 气流 | 单位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| CO | Mol-％ | 30 | 33.33 | 0.31 | 33.33 | 98.00 | 8.29 | 33.33 |
| CO2 | Mol-％ | 10 | 100ppm | 99.07 | 0.1ppm | 0.3ppm | -- | 1ppm |
| H2 | Mol-％ | 41.5 | 46.11 | 0.42 | 46.11 | 0.10 | 63.93 | 46.11 |
| CH4 | Mol％ | 0.5 | 0.56 | 0.01 | 0.56 | 1.20 | 0.30 | 0.56 |
| N2 | Mol％ | 18 | 20 | 0.18 | 20 | 0.68 | 27.48 | 20 |
| H2O | Mol-％ | 饱和 | 饱和 | 饱和 | 0.1ppm | 0.3ppm | -- | 饱和 |
| 流量 | Nm3/h | 3984 | 3581.86 | 402.14 | 3581.86 | 1000 | 2581.86 | 3581.86 |
| 压力 | MPa | 0.6 | 0.58 | 0.02 | 0.3 | 0.02 | 0.25 | 0.01 |
| 温度 | ℃ | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
Claims (5)
1.一种从混合气中提纯一氧化碳的方法，其特征在于，通过吸收过程(A)，最好是通过化学或物理的吸收过程，将混合气中的二氧化碳气体馏份从混合气中分离出去；通过吸附过程(C)，最好是变压吸附将不含二氧化碳的混合气分离成一股一氧化碳馏份(5)和一股富集有氮和/或氢等的气体馏份(6)。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，一氧化碳馏份中至少含有95.0mol％的一氧化碳，优选为99mol％的一氧化碳，特别是99.9mol％的一氧化碳。
3.按权利要求1的方法，其特征在于，吸附过程(C)不希望有的组份如二氧化碳和硫化物等，通过吸收过程(A)分离掉。
4.按权力要求1和3的方法，其特征在于，化学和/或物理吸收剂，最好是胺类和/或碱类溶液作为洗涤液送到吸收过程(A)中。
5.按权利要求1的方法，其特征在于，吸附过程(C)不希望有的组分如水等，通过干燥过程(B)分离掉。干燥过程(B)可以是吸附法或吸收法或冷冻法，最好是变温吸附法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01129058 CN1418936A (zh) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 一种从混合气中提纯一氧化碳的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 01129058 CN1418936A (zh) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 一种从混合气中提纯一氧化碳的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1418936A true CN1418936A (zh) | 2003-05-21 |
Family
ID=4668859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 01129058 Pending CN1418936A (zh) | 2001-11-13 | 2001-11-13 | 一种从混合气中提纯一氧化碳的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1418936A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016073209A1 (en) | 2014-11-03 | 2016-05-12 | Anellotech, Inc. | Improved process for recovering carbon monoxide from catalytic fast pyrolysis product |
| CN112023619A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-04 | 杨皓 | 一种高炉气提浓一氧化碳的工艺 |
-
2001
- 2001-11-13 CN CN 01129058 patent/CN1418936A/zh active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016073209A1 (en) | 2014-11-03 | 2016-05-12 | Anellotech, Inc. | Improved process for recovering carbon monoxide from catalytic fast pyrolysis product |
| CN107206302A (zh) * | 2014-11-03 | 2017-09-26 | 安耐罗技术股份有限公司 | 从催化快速热解产物中回收一氧化碳的改进的方法 |
| EP3215254A4 (en) * | 2014-11-03 | 2018-08-01 | Anellotech, Inc. | Improved process for recovering carbon monoxide from catalytic fast pyrolysis product |
| CN107206302B (zh) * | 2014-11-03 | 2020-06-09 | 安耐罗技术股份有限公司 | 从催化快速热解产物中回收一氧化碳的改进的方法 |
| CN112023619A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-04 | 杨皓 | 一种高炉气提浓一氧化碳的工艺 |
| CN112023619B (zh) * | 2020-08-28 | 2024-05-24 | 杨皓 | 一种高炉气提浓一氧化碳的工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63501549A (ja) | アンモニア処理法及び装置 | |
| CN103521033B (zh) | 一种火驱采油中次生气的净化回收方法 | |
| CN1025952C (zh) | 低温甲醇洗装置 | |
| CN101850209A (zh) | 一种弛放气的处理方法及处理装置 | |
| CN107285279A (zh) | 一种采用全温程变压吸附的合成气净化与分离的方法 | |
| CN110228792B (zh) | 一种合成气深度脱碳工艺 | |
| JPH06234511A (ja) | 圧縮熱を使用する精製方法及び装置 | |
| CN113247862A (zh) | 一种高纯度电子级氯化氢生产装置及其工艺 | |
| CN1465523A (zh) | 从至少含有一氧化碳、二氧化碳、氮和氢的混合气中提纯一氧化碳的方法 | |
| CN1162203C (zh) | 一种物理溶剂脱硫脱碳新技术 | |
| CN211513994U (zh) | 一种含杂质的二氧化碳酸气净化系统 | |
| CN219050829U (zh) | 一种改良的变压吸附沼气净化提纯装置 | |
| CN101015761A (zh) | 不带真空泵变压吸附吹扫再生方法 | |
| CN1418936A (zh) | 一种从混合气中提纯一氧化碳的方法 | |
| CN212024774U (zh) | 一种制备4n纯度硫化氢气体的系统 | |
| CN201701861U (zh) | 一种弛放气的处理装置 | |
| CN1704336A (zh) | 氨纯化处理方法及装置 | |
| CN114917723A (zh) | 一种从烟道气中回收co2的全温程变压吸附工艺 | |
| CN113735080B (zh) | 一种含氦天然气常温梯级提取超纯氦气的方法及生产装置 | |
| CN111333037B (zh) | 一种制备高纯度硫化氢气体的系统及方法 | |
| CN100384512C (zh) | 用于从甲醇中脱除二氧化碳的装置单元 | |
| CN105597518B (zh) | 低温甲醇洗单元co2尾气与co2产品气联合处理工艺 | |
| CN210030042U (zh) | 一种脱碳气提氢系统 | |
| CN216171201U (zh) | 一种变压吸附解析气回收利用装置 | |
| CN1341586A (zh) | 天然气为原料的甲醇合成装置扩产的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |