[发明专利]通过低温蒸馏生产一氧化碳的方法和装备

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过低温蒸馏生产一氧化碳的方法和装备。

背景技术

在通过低温蒸馏生产一氧化碳和/或氢气的方法中，必须净化待分离的气体混合物，以除去易于在低温下冻结并因此堵塞冷箱的热交换器的湿气和残存的二氧化碳。

湿气和二氧化碳通常是通过使供给气体通过容纳有多种吸附剂的干燥单元包括分子筛来截留。

事实上，分子筛具有吸附大量一氧化碳的特性。只要分子筛对一氧化碳的吸附未饱和，这一特性就会严重影响每个吸附周期起始的(一氧化碳)生产率。这些生产波动可能对下游单元不利。

WO 03/049839中所述的一种解决办法是，在每个吸附周期前进行所谓的洗脱程序(洗提程序，séquence d′élution)，在该洗脱程序中，吸附床吸附一氧化碳而逐渐达到饱和，从而在一定程度上消除生产中一氧化碳的减少。洗脱阶段是指，在该阶段期间吸附剂之一仅接收待净化流的一小部分，例如待净化流的2-10mol％。

冷箱中的另一种解决办法在EP-A-1497989中进行了说明：例如，将液态一氧化碳的容器用作一缓冲容积，从而使在洗脱阶段外积聚的一氧化碳在洗脱期间在热交换管路中再蒸发，以补偿干燥器中的损耗。不幸的是，为此所作的测试表明，由于冷平衡失调而难以实施。

发明内容

本发明在于，使用位于洗涤器(colonne de lavage)底部的缓冲容器。在冷箱的这一高度，一氧化碳作为经液化的合成气体的一部分而存在，并在洗脱阶段外积聚。当在干燥器中发生洗脱时，将缓冲容器排空，从而使一氧化碳的生产率得以稳定。

在经液化的合成气体在洗涤器底部积聚阶段期间，在一氧化碳和甲烷分离器底部液态甲烷的滞留量不断减小。相反，在洗脱阶段期间，经液化的合成气体的消耗通过液态甲烷滞留量的增加得以补偿。必要时，也可调节汽提塔(colonne d′épuisement)的液位和在热交换器中蒸发的甲烷的流速。

本发明的主要优点在于，由于总体维持了通过冷箱的低温液体的总量，因此使得冷平衡状况得以保持平衡。可调整一氧化碳透平以确保冷平衡的精确性。

本发明的第二优点在于，本发明用于使闪蒸塔及一氧化碳和甲烷分离器中部分一氧化碳的流速维持恒定。这有利于稳定运行。但是，也可通过调节CO容器(例如CO/CH₄分离器顶部的一氧化碳容器)代替对合成气体在洗涤器底部的滞留量的调节。

本发明的主要目的在于，提供一种通过分离气体混合物来生产一氧化碳、可选地生产氢气的方法，该方法包括吸附分离步骤，该吸附分离步骤之后进行低温分离步骤，其中：

i)在吸附步骤期间，使用N个吸附器，N等于或大于2，各吸附器按交错序列以相同的时间周期T工作，在该时间周期中相继发生吸附阶段和再生阶段；在吸附阶段开始时，将各吸附器置于洗脱阶段；在洗脱阶段期间，仅混合物名义流量的一部分被送至吸附器，直到该吸附器对一氧化碳基本达到饱和，同时使其它吸附器中的至少一个维持在吸附阶段，

ii)其特征在于，在整个周期中，将净化后的气体混合物部分液化，以生成经液化的气体混合物，所述混合物存储在一容器中，将经液化的气体混合物从该容器送至至少一个用于分离出富含一氧化碳的产品的塔；在吸附器洗脱阶段的至少一段时间内，所述容器中的液位下降，在周期中除洗脱阶段外的至少一段时间内，所述液位上升。

根据本发明的其它可选方面：

-所述容器为低温分离塔的底部；

-所述容器中经液化的气体混合物的液位在整个周期中除洗脱阶段外上升，和/或所述容器中经液化的气体混合物的液位仅在洗脱阶段期间下降；

-所述气体混合物至少包含一氧化碳、氢气和甲烷，将净化后的气体混合物的一部分送至甲烷洗涤器，富含氢气的气体在甲烷洗涤器顶部流出，将富含一氧化碳的液体从甲烷洗涤器送至汽提塔的顶部，富含一氧化碳的液体在该汽提塔的底部流出并将其送至一氧化碳和甲烷分离器，富含甲烷的液体在该一氧化碳和甲烷分离器的底部流出并将其至少一部分送至甲烷洗涤器的顶部，并且富含一氧化碳的气流在该一氧化碳和甲烷分离器的顶部流出；

-将气体混合物从所述容器送至所述汽提塔；

-在一氧化碳和甲烷分离器底部富含甲烷的液体的体积在周期中除洗脱阶段外的至少一段时间内减少，并且该体积在洗脱阶段的至少一段时间内增加；

-在汽提塔底部的富含一氧化碳的液体体积在周期中除洗脱阶段外的至少一段时间内减少，和/或该体积在洗脱阶段的至少一段时间内增加。