[实用新型]深冷分离一氧化碳和氢气的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及分离一氧化碳（CO）和氢气（H₂）的装置，尤其是一种深冷分离一氧化碳和氢气的装置。 

背景技术

CO和H₂是重要的基础化工原料，广泛用于羰基合成等化工过程，例如甲醇羰基化制醋酸、醋酐、甲酸、草酸和二甲基甲酰胺等，以及光气合成、生产聚碳酸酯、聚氨酯、合成金属羰基化合物等。目前CO和H₂分离主要有深冷法、吸收法和变压吸附法等。深冷法是利用气体组分沸点的差异，通过低温精馏来实现气体混合物的分离。为了防止各种杂质组分在低温下固化从而堵塞换热器和管道，因此用深冷法分离CO和H₂就需要原料气在进入冷箱前进行预处理，脱除组分中含有的在低温下会凝固的组分。变压吸附法是根据产品气体的组成要求，选择合适的吸附剂和工艺过程，利用吸附剂对某些组份吸附能力强而对其它组份吸附能力弱的特性（吸附选择性），通过不断重复高压吸附和低压解吸的过程，使气体混合物分离制得所需产品。吸收法是一种溶液吸收分离法，它是利用络合物吸收溶剂选择吸收CO，再经加热解吸获得CO产品气，此法对原料气净化要求十分严格。 

CO和H₂混合气处理规模较小时，采用变压吸附法较有优势，当CO和H₂混合气处理规模较大时采用变压吸附法会造成设备投资和运行成本偏高。而吸收法一则运行成本高，再则存在环保问题，目前较少采用。因此在CO和H₂处理规模较大时通常采用深冷分离法。中国专利（公开号CN 1860338A）记载了一种分离含有CO、H₂和N₂的工艺方法。该方法存在的缺陷是：其分离CO和H₂的流程比较复杂，而且能耗较高。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种深冷分离一氧化碳和氢气的装置，当CO和H₂混合气处理量较大时，采用本装置能够简化工艺流程，降低运行成本和设备投资成本。 

为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案： 

本实用新型一种深冷分离一氧化碳和氢气的装置，包括用于脱除杂质气体的预处理单元和深冷分离冷箱，所述深冷分离冷箱包括换热器、气液分离罐和一氧化碳提纯单元，一氧化碳和氢气混合气输入管道G1与所述预处理单元的入口连通，预处理单元的脱除杂质的混合气体出口通过管道G2经所述换热器与所述气液分离罐的中部入口连通，气液分离罐的上端出口通过管道经换热器与氢气收集系统连通，气液分离罐的下端出口通过管道G5经节流减压阀J1与一氧化碳提纯单元的中部入口连通，所述一氧化碳提纯单元为精馏塔，该精馏塔包括设置于塔顶的冷凝器和设置于塔底的再沸器，其顶端出口通过管道G10经换热器与外部相应的收集系统连通，其底端出口通过管道G2依次经节流减压阀J2、换热器与一氧化碳收集系统连通。

作为优选，所述冷凝器为分凝分馏式冷凝器，所述再沸器为内部热虹吸式再沸器。

作为优选，还包括用于为所述分凝分馏式冷凝器提供所需冷量和为所述内部热虹吸式再沸器提供所需热量的氮气制冷循环系统。 

作为优选，所述精馏塔底端出口还连有管道G3，所述管道G3依次经换热器、一氧化碳膨胀机、再返回换热器，最后与所述一氧化碳收集系统连通。 

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：由于采用上述技术方案，所述一氧化碳提纯单元为精馏塔，该精馏塔包括设置于塔顶的冷凝器和设置于塔底的再沸器，其顶端出口通过管道G10经换热器与外部相应的收集系统连通，其底端出口通过管道G2依次经节流减压阀J2、换热器与一氧化碳收集系统连通，这种结构，可以在精馏塔的底部得到纯度为96-99.9%的CO产品，塔顶得到富H₂产品。 

本实用新型进一步的有益效果是：所述冷凝器为分凝分馏式冷凝器，所述再沸器为内部热虹吸式再沸器，精馏塔塔顶冷凝器和塔底再沸器分别采用分凝分馏式冷凝器和内部热虹吸式再沸器，塔顶冷凝器提高了分离效果，降低了冷箱设备的布置难度，为大规格的装置提供方便，热虹吸式蒸发器将换热器放在精馏塔的外面，降低能耗，提高换热器效率，同时也降低了冷箱设备的布置难度，为装置的大规格进展提供了方便。 

附图说明

图1是本实用新型的连接结构示意图。 

具体实施方式