[发明专利]一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺

权利要求书

1.一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将原料混合气（16）送入氢气膜分离器（4），在氢气膜分离器（4）的塔顶一侧得到高纯氢气（14）并作为产品输出，塔釜一侧得到尾气混合物料（12）；

（b）尾气混合物料（12）经主换热器（8）换热冷却后进入脱氢塔（1），精馏分离，脱氢塔（12）塔顶得到富氢混合气（17），经主换热器（8）复温后作为富氢产品输出，脱氢塔塔釜物料输送进入脱氮塔（2）；

（c）脱氢塔塔釜物料在脱氮塔（2）内继续精馏后，富含氮气的脱氮塔塔顶物料排出并经主换热器（8）复温后进入外部管路，富含一氧化碳的脱氮塔塔釜物料输送进入一氧化碳提取塔（3）；

（d）脱氮塔塔釜物料在一氧化碳提取塔（3）内继续精馏后，提取塔塔顶物料排出并经主换热器（8）复温后，作为高纯一氧化碳（10）输出产品，提取塔塔釜物料排出经主换热器（8）复温后，作为燃料气（11）输出产品；

所述的原料混合气（16）为由合成气或焦炉气预处理脱硫脱碳后得到的包含CO、H₂、N₂、O₂、CH₄和Ar的高压混合气体，其压力为2~6MPa 。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，所述的脱氢塔（1）、脱氮塔（2）和一氧化碳提取塔（3）的塔顶冷凝器采用的冷源介质为液氮；

外部液氮输送管路分别将液氮送至脱氢塔（1）、脱氮塔（2）和一氧化碳提取塔（3）的塔顶冷凝器供冷凝使用后，再输送至主换热器（8）复温，作为低压氮气（13）输出。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，所述的低压氮气（13）的一部分直接排出至外部管路，另一部分经氮气压缩机（5）增压至中压氮气（9），并经主换热器（8）复温后，作为热源通过管路依次流经脱氢塔（1）、脱氮塔（2）和一氧化碳提取塔（3）的塔釜再沸器进行换热后，再经节流管线节流后，变成液氮并作为冷源介质输送至一氧化碳提取塔（3）的塔顶冷凝器使用。

4.根据权利要求1所述的一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，尾气混合物料（12）经主换热器（8）预冷后，进入脱氢塔（1）的塔釜；

所述的脱氢塔（1）的理论塔板数为10~40块，塔顶操作压力为0.2~0.3MPa ，塔压降为5.0~7.0KPa ，回流比为1.2~2.5，其塔顶冷凝器为分凝器，塔顶温度为-196~-190℃，塔釜温度为-188~-190℃。

5.根据权利要求1所述的一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，所述的脱氮塔（2）的理论塔板数为40~80块，塔顶操作压力为0.1~0.2MPa ，塔压降3.0~4.5KPa ，回流比为1.5~3.0，其塔顶冷凝器为分凝器，塔顶温度为-195~-190℃，塔釜温度为-188~-190℃。

6.根据权利要求1所述的一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，所述的一氧化碳提取塔（3）的理论板数为40~80块，塔顶操作压力为0.02~0.1MPa ，塔压降3.0~4.5KPa ，回流比为2.0~4.0，其塔顶冷凝器为全凝器，塔顶温度为-190~-180℃，塔釜温度为-180~-170℃。

7.根据权利要求1所述的一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，所述的脱氢塔（1）为筛板塔，所述的脱氮塔（2）和一氧化碳提取塔（3）为填料塔，填料塔中填充金属波纹规整填料，填料峰高为15~35mm。

8.根据权利要求7所述的一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，所述的脱氢塔（1）、脱氮塔（2）和一氧化碳提取塔（3）均为低温精馏塔，其塔体外表采用高真空夹套结构，并通过分子泵高真空机组对高真空夹套结构持续抽真空进行绝热保温。

9.根据权利要求1所述的一种高效节能的高纯一氧化碳和氢气的精馏工艺，其特征在于，所述的氢气膜分离器（4）内设有膜分离组件，该膜分离组件包括多层中空纤维膜组成，所述的中空纤维膜用于选择性的渗透氢气组分。