CN1907849A - 从合成气获得产品的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过分离主要由氢和二氧化碳组成的且含有少量CH4的进料流而获得一氧化碳和氢的方法，该方法是利用一步实施的部分冷凝作用及随后在分离器内的相分离过程以及在分离塔中对在分离器中分离出的液体馏分进行的低温分馏过程而实施的，其中将液态CO从分离塔的塔底取出并进行级联式减压。在每次部分减压之后，将两相的CO流分离成液体馏分和气体馏分，并将一部分液体馏分进一步送至下一个级联阶段，同时引导其他部分的液体馏分和全部气体成分通过热交换器，在此进行加热并以气体形式导入CO压缩器对应的压力汇流排。

Description

从合成气获得产品的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种通过在低温气体分离单元中分离主要由氢(H2)和一氧化碳(CO)组成的进料流而获得气态一氧化碳产品流的方法，该方法是通过以下步骤实施的：通过逆向于待加热的处理流的间接热交换进行冷却，并进行一步部分冷凝过程，接着在分离塔中对在该部分冷凝过程中形成的及在分离器中从富含H2且含有CO的气体馏分中分离出的富含CO且含有H2的浓缩物进行低温分馏，蒸发和/或加热冷的分离产物，并利用优选具有多于一个压缩段的CO压缩器压缩气态CO至产品压力，以及本发明还涉及一种用于实施该方法的装置。
背景技术
通过不同的生产方法，如催化蒸汽重整或部分氧化，从含有烃类的原料，如天然气、液化气、石脑油、重油或碳中制得所谓的合成气，该合成气绝大部分由H2和CO组成，但是还含有甲烷(CH4)、水(H2O)、二氧化碳(CO2)和其他成分，如氮和氩。在提纯和分离之后，主要从该合成气得到CO和H2作为产品，它们在工业中具有多方面的应用。
为分离和提纯两种合成气成分H2和CO，在工业设备中主要采用低温法。应用该方法的前提是，导入低温气体分离单元的进料流不含水、CO2以及在产生的低温下形成固体并由此导致需要安装热交换器的其他化合物。因此，对合成气实施由多个步骤组成的提纯过程，于其中将绝大多数非期望的物质在CO2洗涤器中去除。在随后的吸附器工位，对合成气清除残余部分。
根据待分离的进料流的组成和所需的产品纯度，所用的低温方法在其方式(冷凝过程或甲烷洗涤)和复杂性上是不同的。利用部分氧化反应通过重油汽化得到进料流，并且在干燥和分离二氧化碳之后进料流由最多约50％的CO或H2以及最多0.2％的甲烷组成，若应例如从该进料流制得满足醋酸生产要求的CO产品，则使用一步冷凝法并随后进行H2的分离是足够的，这是因为仅通过从气体混合物中去除氢即可实现大于99％的CO产品纯度。因此无需额外的CH4分离过程。
在该方法中将进料流导入低温气体分离单元(通常将低温气体分离单元的设备设置在绝热的箱体(低温试验箱)中)，并且在逆流中在与待加热的处理流方向相反的间接热交换作用中使其冷却，从而产生部分冷凝，于其中形成富含CO的液体馏分和富含H2的气体馏分，随后在分离器中进行分离。然后，将其中仍溶解有H2的富含CO的液体导入分离塔(例如H2汽提塔)，于其中基本上将H2除去，从而在塔底存在具有所需产品纯度的液态CO。
为了在分离器上达到部分冷凝所需的温度，从H2汽提塔的塔底提取液态CO，并在制冷的情况下减压。通过减压，部分液态CO转变为气相，使温度充分下降，从而在间接热交换过程中(连同其他待加热的处理流)使进料流冷却至所需的温度。经减压的液态CO被待冷却的处理流完全蒸发并加热。随后，压缩器将CO压缩至所需的产品压力，然后在设备边界处作为CO产品释放出。在争取以尽可能经济的方式借助于冷凝过程分离进料流时，将液态CO流分成至少两股支流，并且还需使用可能具有多段的CO压缩器。对每股支流在制冷的情况下实施减压，并在蒸发和加热之后以气态形式导入压缩器另一段的吸气侧。若容许压力比，则可将其中一股支流减压至CO产品的压力，并直接送入其中。通过将尽可能大部分的CO以气态形式导入处于尽可能高的压力水平的压缩器内以达到压缩器功率最小的要求来确定支流的大小。同时必须提供充足的处于低压力水平的液态CO，以实现将进料流冷却至期望的温度。
发明内容
本发明的目的在于，提供上述种类的方法，使得与现有技术相比，根据上述原理提高获得CO的经济性。
根据本发明的方法，通过以下方式实现该目的，将液态CO从分离塔的塔底提取出，并以级联的方式进行减压，其中在每次部分减压之后将CO流分成液体馏分和气体馏分，并将一部分液体馏分进一步导入下一个级联阶段中，并在那里减压至更低的压力水平，同时在至少一个热交换器中通过与待冷却的处理流方向相反的间接热交换作用而将其他部分的液体馏分和所有的气体馏分蒸发及加热或仅加热，并以气态形式传输到CO压缩器或直接传输到CO产品流中。
本发明方法的一个优选具体实施方案是，将每股来自级联阶段的CO流以气态形式输送至CO压缩器各自不相同的段的吸气侧，同时每股输送到CO压缩器的一个段的吸气侧的气态CO流从各自不相同的级联阶段导出。
在第一级联阶段中对所有来自分离塔塔底的液态CO流减压。在此情况下形成的液气混合物由于Joule-Thomson效应而被冷却，并在分离器中分离成液体馏分和气体馏分。与待冷却的处理流方向相反地加热气体馏分和至少一部分液体馏分(其中液体馏分蒸发)，并导入CO压缩器的一个段的吸气侧。若要求CO产品的输出压低，即在来自分离塔塔底的CO和CO产品之间存在压降，则本发明方法的另一个具体实施方案是，优选将第一减压过程进行至一个压力水平，选择该压力水平使得CO在蒸发和/或加热之后可以气态形式送入CO产品中，而无需进一步压缩。前提是可在高压下与待冷却的处理流方向相反地进行蒸发，并且有足够的液态CO用于后序的级联过程，从而使合成气可被冷却至期望的温度。
若分离塔在低压下工作，则根据本发明方法的一个具体实施方案，将液态CO的一股支流直接提取出而不减压，使其蒸发，对其加热开导入CO压缩器，或直接送入CO产品流中。
适当地进行级联方式的减压过程，直至在前个级联阶段中减压到的压力水平符合CO压缩器第一段的吸气压力水平值(包括热交换器通道和管路中的压力损失)。在该前个阶段中，达到减压级联装置中的最低温度。
为了对分别以液态和气态形式从每个级联阶段中提取出并导入CO压缩器的CO馏分进行蒸发和加热，优选将它们分别导入适当地设计成板式热交换器的热交换器中，并将它们在内部混合，以避免分散缺陷。蒸发和加热过程在一个与待冷却的处理流方向相反的共同的通道中进行；气体馏分和液体馏分的蒸发和/或加热同样也可在单独的通道中进行，但设备成本较为昂贵。
从减压级联装置的一个段传输到下一个段的液态CO流的大小通过进料流所期望的冷却程度预先给定。根据进料流的冷却曲线，处于更低压力水平上的液态CO的量恰好使分离器处达到所期望的温度。该方法的主要优点在于，与必须蒸发的液体馏分相比，在减压过程中形成的气体馏分仅对进料流的冷却做出很小的贡献，总是以尽可能高的压力水平导入压缩器，由此使压缩器的能量需求最小化。
为提高CO产率，根据本发明方法的另一个具体实施方案，将在部分冷凝过程中形成的富含H2且含有CO的气体馏分从分离器导出，与待冷却的处理流方向相反地进行加热，并将其导入本领域技术人员熟知的不属于低温气体分离单元的膜单元内，在那里氢作为所谓的渗透物从气体混合物中充分地分离出。将其余的CO/H2混合物(渗余物Retentat)送回低温气体分离单元中，以提高CO产率。
在低温气体分离单元中，优选与待加热的处理流方向相反地冷却渗余物，并将其直接输送到优选被设计为H2汽提塔的分离塔中，在那里分离氢之后于塔底接收该渗余物，并且在那里使具有产品纯度的液态CO的量扩大。可省去如DE 43 25 513 A1中所述的额外的分离器。
若在吸附器中通过提纯而从合成气获得进料流，则根据本发明方法的另一个具体实施方案，将至少一部分的渗透物用于使吸附器中的吸附剂再生。为生产纯氢，优选在一个连接在其后的压力交替吸附设备(DWA)中提纯渗透物流，然后再将其作为产品释放到设备边界处。
在分离塔的塔顶提取富含H2且含有CO的气体(闪蒸气体)，其纯度不符合通常对于氢气产品所提出的要求。因此根据本发明，与待冷却的处理流方向相反地加热该闪蒸气体，优选将其送入来自膜单元的渗透物中，并在后序的压力交替吸附设备中提纯达到产品特性，从而提高H2产率。
若闪蒸气体的压力不足以送入渗透物中，则适当地利用压缩器将压力提高至适当高的数值。
为使吸附器中的吸附剂再生，与待提纯的原料气体的流动方向相反地引导再生气通过该吸附剂。此时在提纯期间从原料气体混合物中吸附出的物质被解吸，并与再生气一起从吸附器中排出。随后，经过再生的吸附剂可再次预备对原料气体进行提纯。
虽然所用吸附剂的选择性高，但除了非期望的物质以外，即使以更少的量，还共吸附出CO，并且从原料气中去除。若一氧化碳在再生气中的分压小于在原料气中的分压，则一部分被吸附的CO在再生过程中被解吸。因为在下一个吸附期间(提纯原料气)再次将CO从原料气中吸附出，所以如此进行的吸附剂再生过程会导致进入低温气体分离单元中的进料流的组成产生波动，因此还会导致在设备边缘处释放的产品的量产生波动。
若原料气体是合成气，则在该方法过程中出现上述的不利现象，这是因为约1.5摩尔％的来自膜单元的渗透物中的CO含量明显低于合成气的CO含量。根据本发明方法的一个具体实施方案，推荐在将含有CO的闪蒸气体(CO含量约为20摩尔％)送入用于预载吸附剂的渗透物中之前，先与CO一起使用，从而在转换吸附器中的吸附剂时减少进料流中的CO渗入量。
在进料流具有高压力和高CO含量的情况下，达到由Joule-Thomson效应产生的冷却度，以满足低温气体分离单元的冷却度要求。在原料气体压力低和/或CO含量低的情况下，需要在过程中额外引入冷却量。
本发明方法的另一个具体实施方案是，为了满足低温气体分离单元的冷却度要求，从设备边缘的对面充入液氮(N2)，与待冷却的处理流方向相反地使其蒸发，加热并将其释放到空气中。优选使用氮气清洗所谓的低温试验箱，低温气体分离单元安装在该低温试验箱中，然后将氮气释放到空气中。
在低温气体分离单元的冷却度要求远远超过了由Joule-Thomson效应所能达到的冷却功率的情况下，即对于设备边缘对面的液氮的需求非常大，则优选引导液氮通过位于分离器内的热交换器，于该分离器内液气混合物在一步实施的进料流的部分冷凝过程之后被分离。与液氮方向相反地将富含H2且含有CO的气体馏分进一步冷却，并且冷凝出一部分所含的CO，由此提高了一步冷凝过程的CO产率。
若从合成气中获得进料流，则存在CO2洗涤器，于其中对合成气实施初步净化过程。若从合成气获得的H2产品所具有的压力无法为膜单元的工作提供压降，则在本发明方法的另一个具体实施方案中，在与待冷却的处理流方向相反地将来自分离器的H2馏分加热之后，将其用于使吸附剂再生，于该分离器中在进料流进行部分冷凝之后分离液气混合物，随后将该H2馏分直接在压力交替吸附设备中净化达到产品特性。利用压缩器(循环压缩器)在CO2洗涤器之前将来自压力交替吸附设备的含有CO的剩余气体送回，并送入合成气中。在该方式中，优选还可将来自分离塔的闪蒸气体在与待冷却的处理流方向相反地进行加热之后，在CO2洗涤器之前送回。因为闪蒸气体的压力通常明显高于DWA剩余气体的压力，所以优选经过位于循环压缩器(若其被设计成多步)上的中间输送装置实施该送回过程。以此方式将该方法的H2和CO产率提高至接近100％。
此外，本发明还涉及用于通过分离主要由氢(H2)和一氧化碳(CO)组成的进料流而获得气态一氧化碳产品的装置，该装置由低温气体分离单元以及优选具有多于一个压缩段的用于将气态CO压缩至产品压力的CO压缩器组成，所述低温气体分离单元除了用以传送处理流的导管以外还包括至少一个热交换器和一个分离塔，在该热交换器中与待加热的处理流方向相反地冷却原料气体混合物并实施部分冷凝，而在该分离塔中对在该部分冷凝过程中形成的及在分离器中从富含H2且含有CO的气体馏分中分离出的富含CO且含有H2的冷凝物实施低温分馏过程。
在装置方面，根据本发明通过如下方式解决所提出的目的，在优选被设计为H2汽提塔的分离塔的塔底与热交换器的冷却侧之间设置用于对来自分离塔塔底的液态CO进行级联式减压的装置，其中级联结构的阶段均具有可调节的节流元件和用于在液态CO减压过程中分离经过该节流元件形成的液气混合物的分离器，并且连接这些阶段，从而可将一部分液体馏分从分离器进一步导入下一个级联阶段中，同时优选可将剩余部分的液体馏分和所有的气体馏分在一个合适的温度水平上导入热交换器的冷却侧，在那里使其与待冷却的处理流方向相反地进行蒸发和加热，然后以气态形式导入CO压缩器中，或者直接导入CO产品流中。
减压级联结构优选由至少两个且最多n+1个级联阶段组成，其中n为CO压缩器的段的数目。至少对于n+1个级联阶段的具体实施方案，由第一个级联阶段取出的CO可以气态形式导入CO产品流中，而无需进一步实施压缩。
根据本发明，经过节流元件可调节液态CO在级联阶段上的分配情况，使得进料流达到预期的冷却状态，并同时使压缩器功率最小化。
若在进料流的部分冷凝过程中得到的富含H2且含有CO的气体馏分与氢气产品之间存在足够高的压降，则根据本发明用于提高CO产率的装置优选具有设置在低温气体分离单元外部的膜单元，在该膜单元中基本上分离出来自于在部分冷凝过程中得到的富含H2且含有CO并且与待冷却的处理流方向相反地加热的气体馏分中的氢气。为了提高低温分离单元中的CO产率，可将残留的CO/H2混合物(渗余物)送回。若为了制备进料流(例如从合成气中)而存在吸附器，则优选继续输送在膜单元中被分离出的氢(渗透物)，从而可利用其再生吸附器的吸附剂。
根据本发明装置的另一个具体实施方案，利用压缩器可提高与待冷却的处理流方向相反地加热并且从分离塔的塔顶取出的富含H2且含有CO的所谓闪蒸气体的压力，从而将其送入渗透物中。
若在部分冷凝过程中得到的富含H2且含有CO的气体馏分与氢气产品之间不存在足够高的压降，并且除了CO以外还应生产纯氢气作为产品，则该装置优选具有压力交替吸附设备(DWA)，在该设备中可对来自低温气体分离单元的H2馏分进行净化。若在作为进料流导入低温分离单元中之前使待分离的气体流经CO2洗涤器，则优选可将来自DWA的含有CO的剩余气体以及富含H2且含有CO的闪蒸气体在CO2洗涤器之前送回原料气中。为此，根据本发明的装置设置有压缩器，利用该压缩器可将DWA剩余气体和闪蒸气体的压力提高至实施送回过程所需的压力值。
附图说明
附图所示为根据本发明的一个具体实施方案。
具体实施方式
下面根据附图中所示的实施例更详细地阐述本发明：
本实施例涉及从合成气流低温获得CO和H2产品的方法，其中使用具有三个段的CO压缩器以产生CO产品压力。合成气的CH4含量很小，从而可省略从CO产品中去除CH4的过程。
合成气经管道1从气体发生器G流至CO2洗涤器W中，在此洗去绝大部分的CO2、水和其他非期望的物质。预净化的合成气经管道2导入吸附器A中，并在此除去仍然残存的水和CO2。随后将净化过的合成气作为进料流经管道3输送至安装在低温试验盒CB中的低温气体分离单元中，在此首先将合成气在热交换器E1中冷却，随后经管道4输送到热交换器E2中实施冷却。在热交换器E2中由进料流通过冷凝作用形成相混合物，将其经管道5输送至分离器D1，并在此分离成主要由CO组成的液体馏分和富含H2且含有CO的气体馏分。由于从热交换器E3中的气体馏分冷凝出的CO而使D1中液体馏分的量增大。热交换器E3集成在分离器D1中，并利用液氮进行冷却，而液氮经管道6从设备边缘的对面送入。经管道7和8将氮输送至热交换器E2和E1中，并且与待冷却的处理流方向相反地进行加热，然后经管道9离开设备而释放到空气中。
富含CO的液体馏分从分离器D1出来经导管10和阀门d输送到H2汽提塔T的塔顶，在此将绝大部分仍然溶于其中的氢汽提出。于H2汽提塔T的塔底收集已具有产品特性的富含CO的液体，并在此经管道11输送到减压级联结构中。H2汽提塔T经过集成在热交换器E2内的再沸器而被加热，H2汽提塔T经管道12和13与该再沸器相连。
所有的液态CO流均经节流位置a减压至CO压缩器C1的中压阶段的入口压力值(包括热交换器E1和E2以及管路的压力损失)，其中使该流冷却并使其一部分形成气态。液气混合物经管道14送至分离器D2，并在此被分离成液体馏分和气体馏分。将一部分液体馏分和所有气体馏分经管道15和16从分离器D2取出，并输送到热交换器E2的冷却侧，在此使液体馏分15蒸发并与气体馏分16一起加热。此时完全呈气态的CO流经管道17送至热交换器E1，在此处进一步加热，经管道18输送至CO压缩器C1的中压汇流排(Mitteldruckschiene)上，与来自CO压缩器C1的最初两个段的CO混合，并压缩至产品压力，经管道19作为CO产品排出。
来自分离器D2的液体馏分的其他部分经管道20送至节流位置b处并减压至CO压缩器C1的低压阶段的进口压力值(包括热交换器E1和E2以及管路的压力损失)，其中也使该流冷却并使其一部分形成气态。液气混合物经管道21导入分离器D3，并在此被分离成液体馏分和气体馏分。将一部分液体馏分和所有气体馏分经管道22和23从分离器D3抽出，并输送到热交换器E2的冷却侧，在此使液体馏分22蒸发并与气体馏分23一起加热。此时完全呈气态的CO流经管道24送至热交换器E1，在此处进一步加热，经管道25输送至CO压缩器C1的低压汇流排上，与来自第一压缩段的CO混合，并压缩至中压水平，最后与气态CO流18一起在最后的压缩段中被压缩至产品压力，并使它们一起经管道19作为CO产品排出。
在减压级联结构的最后阶段中将来自分离器D3的剩余液体馏分经管道26输送至节流位置c处，并减压至CO压缩器C1的吸入压值(包括热交换器E1和E2以及管路的压力损失)，其中产生热交换器E2的冷却端的极端冷却度。将液气混合物经管道27导入分离器D4中，并在此处被分离成液体馏分和气体馏分。所有的液体馏分和气体馏分经管道28和29从分离器D4取出，并输送到热交换器E2的冷却侧，在此处使液体馏分28蒸发并与气体馏分29一起加热。此时完全呈气态的CO流经管道30输送到热交换器E1中，在此处进一步加热，经管道31输送到CO压缩器C1的抽吸侧上，压缩至低压水平，与两股其他的CO流25和18一起在两个后序的压缩段中被压缩至产品压力，并经管道19作为CO产品排出。
将液体进一步送至两个下部的压力阶段中的量仅在E2中实现进料流5的期望的冷却。由于液体CO流11的级联式减压过程，在级联阶段中产生的气体馏分总以尽可能高的压力水平导入CO压缩器C1中。与现有技术相比，由此显著降低CO压缩器的能量需求。
将在进料流的部分冷凝过程中形成的富含H2且含有CO的气体馏分从分离器D1取出，经管道32和33送入两个热交换器E2和E1中进行加热，并经管道34输送至吸附器A中的吸附剂的再生过程。在吸附剂再生过程之后，气体经管道35送至压力交替吸附设备DA中，在此处被净化，并经管道36作为H2产品排出。
来自压力交替吸附设备DA的含有CO的剩余气体经管道37导入压缩器C2中，在此被压缩并经管道38在CO2洗涤器W之前导入合成气1中。
从H2汽提塔T的塔顶取出的所谓闪蒸气体的主要部分由氢组成；但由于其含有一氧化碳，所以不具有产品纯度。经管道39和40将其相继输送至两个热交换器E2和E1中，在此处对其加热。随后经管道41输送到作为中间输送装置的压缩器C2中，并与来自压力交替吸附设备DA的剩余气体37一起经管道38导入合成气1中。

Claims (21)

1、通过在低温气体分离单元中分离主要由氢(H2)和一氧化碳(CO)组成的进料流而获得气态一氧化碳产品流的方法，该方法是通过以下步骤实施的：通过与待加热的处理流方向相反地进行间接热交换实施冷却并进行一步实施的部分冷凝过程，随后在分离塔中对在该部分冷凝过程中形成的及在分离器中从富含H2且含有CO的气体馏分中分离出的富含CO且含有H2的浓缩物进行低温分馏，蒸发和/或加热冷的分离产物，并利用优选具有多于一个压缩段的CO压缩器来压缩气态CO至产品压力，其特征在于，将液态CO从分离塔的塔底取出并以级联方式进行减压，其中在每次部分减压之后将CO流分离成液体馏分和气体馏分，将一部分液体馏分进一步导入下一个级联阶段中，并在此减压至更低的压力水平，同时在至少一个热交换器中通过与待冷却的处理流方向相反地进行间接热交换而使剩余部分的液体馏分和所有的气体馏分蒸发并加热或仅加热，并且以气态形式输送至CO压缩器或直接传输至CO产品流。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，将液态CO导入具有更低压力水平的级联阶段的量应使得进料流达到预期的冷却度。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将每股来自级联阶段的CO流以气态形式输送至CO压缩器的各个不同段的吸气侧，同时将每股输送至CO压缩器的一个段的吸气侧的气态CO流从各个不同的级联阶段传输出。
4、如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，将从气态CO馏分中分离出的液态CO馏分从减压级联结构的每个阶段输送至热交换器的冷却端，并在该热交换器中与气态CO馏分混合，然后使两股CO馏分在一个公共的通道内蒸发和/或加热。
5、如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，通过与待冷却的处理流方向相反的间接热交换作用对在该部分冷凝过程中形成的及从富含CO且含有H2的液体馏分中分离出的富含H2且含有CO的气体馏分进行加热。
6、如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，通过与待冷却的处理流方向相反的间接热交换作用对从分离塔的塔顶取出的富含H2且含有CO的气体馏分(闪蒸气体)进行加热。
7、如权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，用于低温气体分离单元的进料流是通过在CO2洗涤器和吸附器中进行提纯而由合成气获得的。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，将至少一部分在一步实施的部分冷凝过程中形成的以及来自分离器的从富含CO且含有H2的液体馏分中分离出的富含H2且含有CO的气体馏分在加热后用于再生吸附器中的吸附剂。
9、如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，来自分离器的所有气体馏分在加热之后于膜单元内分离成氢馏分和CO/H2混合物(渗余物)，然后将至少一部分氢馏分用于再生吸附器中的吸附剂，并将该渗余物在与待加热的处理流方向相反地进行冷却之后输送到分离塔中以获得其中所含的一氧化碳。
10、如权利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，在压力交替吸附设备中净化用于再生吸附器中的吸附剂并因此而被污染的气体，随后作为氢产品在设备边缘取出。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，将来自该压力交替吸附设备的剩余气体在CO2洗涤器之前送回合成气中。
12、如权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，为了满足该方法的至少一部分冷却度要求，从设备边缘的对面导入液氮，并使其与待冷却的处理流方向相反地进行蒸发，加热，随后释放到大气中。
13、如权利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，在热交换器中使液氮蒸发，所述热交换器集成在用于分离在合成气的部分冷凝过程中形成的液气混合物的分离器中，由此将气体馏分中所含的一部分CO冷凝出。
14、用于通过分离主要由氢(H2)和一氧化碳(CO)组成的进料流而获得气态一氧化碳产品的装置，该装置由低温气体分离单元以及优选具有多于一个压缩段且用于将气态CO压缩至产品压力的CO压缩器组成，该低温气体分离单元除了包括用于输送处理流的管道以外还包括至少一个热交换器和一个分离塔，在该热交换器中与待加热的处理流方向相反地冷却原料气体混合物并实施部分冷凝，在该分离塔中对在该部分冷凝过程中形成的及在分离器中从富含H2且含有CO的气体馏分中分离出的富含CO且含有H2的冷凝物实施低温分馏过程，其特征在于，在优选被设计为H2汽提塔的分离塔的塔底与热交换器的冷却侧之间设置用于对来自分离塔塔底的液态CO进行级联式减压的装置，其中级联结构的阶段均具有可调节的节流元件和用于分离在液态CO的减压过程中经该节流元件形成的液气混合物的分离器，并且连接这些阶段，从而可将一部分液体馏分从分离器进一步导入下一个级联阶段中，同时优选可将剩余部分的液体馏分和所有的气体馏分在一个合适的温度水平上导入热交换器的冷却侧，在那里与待冷却的处理流方向相反地进行蒸发和加热，然后以气态形式导入CO压缩器中，或者直接导入CO产品流中。
15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述减压级联结构由至少两个且最多n+1个级联阶段组成，其中n为CO压缩器的段的数目。
16、如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，将该热交换器设计成板式热交换器。
17、如权利要求14至16之一所述的装置，其特征在于，构造该装置以利用不是低温气体分离单元的一部分的膜单元从在部分冷凝过程中形成的富含H2且含有CO的气体混合物中分离出氢。
18、如权利要求14至16之一所述的装置，其特征在于，设计该装置以利用不是低温气体分离单元的一部分的压力交替吸附设备而获得氢产品。
19、如权利要求14至18之一所述的装置，其特征在于，用于分离在一步实施的部分冷凝过程中形成的液气混合物的分离器设置有利用来自设备边缘的对面的液氮进行冷却的热交换器。
20、如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述热交换器是经包裹的热交换器。
21、如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述热交换器是板式热交换器。
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