[实用新型]一种从混合气体中通过低温蒸馏制备一氧化碳的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种从混合气体中通过低温蒸馏制备一氧化碳的设备。 

背景技术

一氧化碳通常是从由天然气、石油、煤或者其它碳氢化合物为原料进行催化转化或部分氧化所产生的合成气中分离获得。除了一氧化碳外，气体中常常还有氢气、氮气、甲烷和氩气等。这些杂质组分往往限制了一氧化碳的使用，使许多含有大量的一氧化碳混合气体只能燃烧放空，造成资源的浪费。 

目前一氧化碳的分离主要有四类：第一类是采用Cosorb 法，利用络合物溶液剂选择性吸收一氧化碳，再经过加热解析获得一氧化碳产品，因原料气中的部分组成会与络合溶剂反应，使其对CO吸收能力下降甚至失效，故需要严格预处理，将有害组分去除。洗涤富液加热解析出来的CO中携带少量甲苯蒸汽及氯离子，还需要增加后续处理工序，该法投资和运行费用都较高且存在环境污染问题；第二类是采用气体膜分离，利用不同气体的溶解和扩散速率差异为原理，但一氧化碳与氮气、氩气和甲烷这几种气体的溶解和扩散速率差异较小，该法限制了一氧化碳的浓度；第三类是采用变压吸附法（PSA），利用吸附剂的吸附性能除去混合气中的杂质组分，该法在原料气中一氧化碳浓度较低时较有优势，但是一氧化碳的收率不高，一般在85%左右；第四类是深冷分离法，也是目前采用较多的分离方法，利用不同物质在不同压力、不同温度下的相变化进行分离，该法处理量大、产品气质量高，收率高。 

采用深冷分离法生产一氧化碳还有一些专利报道，如CN101680713A，CN101568788B，CN101617189B，CN101688753A，CN102007358A，CN101823709A，CN102261811A等，这些专利中都采用将含有CO、H₂、CH₄、N₂、Ar的混合气通过不同程度的降温、冷凝，首先除去不凝气体H₂、N₂，然后除去除去液态的CH₄、Ar得到高浓度的CO产品，系统的冷量由压缩机加压CO产品并部分返回系统膨胀做功提供，这样造成高浓度的CO产品经过压缩机时存在泄漏的危险因素，CO属易燃、易爆、有毒气体，当空气中的CO浓度达到30mg/m³以上时将对人身造成伤害。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种从混合气体中通过低温蒸馏制备一氧化碳的设备。该设备安全性能高、节能、经济效益明显、便于工业应用推广。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种从混合气体中通过低温蒸 馏制备一氧化碳的设备，该设备包括低温精馏塔T101、纯化塔T102，所述混合气体的管线与换热器E101进行热交换，混合气体部分冷凝后通过管线依次与减压膨胀阀V1、低温精馏塔T101输入端接通，低温精馏塔T101的塔顶管线与换热器E103、换热器E101换热后通过管线与外置非冷凝相处理装置接通，低温精馏塔T101底部内设有换热器E102并且底部的冷凝相出口通过管线与纯化塔T102输入端接通，纯化塔T102的塔顶管线与换热器E105、换热器E101换热后通过管线延伸构成产品送出装置的端口，纯化塔T102底部内设有换热器E104并且底部的冷凝液相从塔底减压、与换热器E101换热后通过管线与外置处理装置接通。利用该设备制备一氧化碳时，将至少包含有氢气、一氧化碳、甲烷的混合气体，通过冷却并部分冷凝、减压膨胀后进入低温精馏塔，在低温精馏塔中的非冷凝相如氢气、氮气等不凝气体进一步减压膨胀到常压后与换热器换热至常温送装置外统一处理；冷凝液相主要为一氧化碳、甲烷、氩气等在精馏塔底进一步与液氮换热后进入纯化塔中部，在纯化塔的底部与高压的气态氮气换热，一氧化碳升温气化成气态，而换热器中的气态氮气冷凝为液态；气态的一氧化碳从纯化碳顶部换热至常温条件后作为高浓度产品送出装置；而纯化塔底部的液相主要为甲烷、氩，通过减压膨胀至常压再换热至常温后与低温精馏塔顶的气体一起送装置外统一处理。 

具体地，所述低温精馏塔输入端设置于低温精馏塔的中部。 

所述纯化塔输入端设置于纯化塔的中部。 

所述混合气体为包括氢气、一氧化碳、甲烷的混合气体。该混合气体可以还包括氮气和/或氩气。