[发明专利]一种深冷分离CO、H2

摘要

本发明公开了一种深冷分离CO、H2的双循环甲烷洗涤系统，它包括主换热器、甲烷洗涤塔、氢汽提塔、脱甲烷塔、塔顶冷凝器、脱氮塔、甲烷液体泵、循环氮气压缩机和CO压缩机，它还公开了方法，它具有换热、甲烷洗涤、脱氢、脱甲烷、脱氮、氮气压缩制冷循环和CO压缩循环等步骤。本发明的有益效果是：大幅降低生产H2的能耗和投资，还可以提高CO和H2的回收率；发挥CO压缩循环的精馏能耗低及氮气循环的压缩能耗和投资低的双重优势；精馏负荷的控制可靠、稳定；还可以缩短装置的启动和提纯时间、减少启动阶段的放空量；能耗低、启动快、投资省、排放少，符合节能降耗的大趋势，具有良好的经济效益和环保效益。

主权项

一种深冷分离CO、H2的双循环甲烷洗涤系统，其特征在于：它包括主换热器（1）、甲烷洗涤塔（2）、侧凝器（3）、氢汽提塔（4）、氢汽提塔塔底蒸发器（5）、脱甲烷塔（6）、脱氮塔（7）、脱甲烷塔塔顶冷凝器（8）、脱甲烷塔塔顶分离器（9）、脱氮塔塔顶冷凝器（10）、脱氮塔塔顶分离器（11）、甲烷液体泵（12）、CO压缩机（13）和循环氮气压缩机（14）；所述主换热器（1）内设置有流道Ia、流道Ib、流道II、流道III、流道IV、流道V、流道VI、流道VII、流道VIII和流道IX，脱氮塔塔顶冷凝器（10）内设置有流道I、流道II和流道III，氢汽提塔塔底蒸发器（5）设置于氢汽提塔（4）内且位于其底部，脱甲烷塔塔顶冷凝器（8）设置于脱甲烷塔（6）内且位于其顶部，主换热器（1）内流道IV的出口端与位于甲烷洗涤塔（2）底部的入口端连接，甲烷洗涤塔（2）的气相出口与主换热器（1）内流道III的入口端连接，甲烷洗涤塔（2）的液相出口经阀门A（18）与位于氢汽提塔（4）中部的入口端连接，甲烷洗涤塔（2）的中部进出口分别与侧凝器（3）的端口D和端口C连接；所述氢汽提塔（4）的气相出口与主换热器（1）内流道V的入口端连接，氢汽提塔（4）的液相出口经阀门D（21）与位于脱甲烷塔（6）中部的入口端连接；所述脱甲烷塔（6）的液相出口与甲烷液体泵（12）的入口相连，甲烷液体泵（12）的出口与主换热器（1）内流道IX的入口端相连，流道IX的上部出口经阀门E（22）与位于脱甲烷塔（6）底部的入口端连接，流道IX的下部出口分成三个支路，第一个支路经阀门L（29）与外部连通，第二个支路经阀门B（19）与位于甲烷洗涤塔（2）顶部的入口端连接，第三个支路经阀门C（20）与位于氢汽提塔（4）顶部的入口端连接，脱甲烷塔（6）的气相出口与脱甲烷塔塔顶冷凝器（8）的接口E相连，脱甲烷塔塔顶冷凝器（8）的接口F与脱甲烷塔塔顶分离器（9）的入口相连，脱甲烷塔塔顶分离器（9）的液相出口与位于脱甲烷塔（6）顶部的入口端相连，脱甲烷塔塔顶分离器（9）的气相出口经阀门F（23）与位于脱氮塔（7）中部的入口端相连；所述脱氮塔（7）的液相出口经阀门G（24）与脱氮塔塔顶冷凝器（10）内流道II的入口端连接，脱氮塔塔顶冷凝器（10）内流道II的出口端与主换热器（1）内流道VIII的入口相连，流道VIII的出口与CO压缩机（13）的入口相连，CO压缩机（13）的出口分成两个支路，第一个支路作为CO产品出界区，第二个支路作为CO循环气与主换热器（1）内流道VI的入口相连，主换热器（1）内流道VI的出口经阀门M（30）与位于脱氮塔（7）底部的入口端连接，脱氮塔（7）的气相出口与脱氮塔塔顶冷凝器（10）内流道I的入口端连接，脱氮塔塔顶冷凝器（10）内流道I的出口与脱氮塔塔顶分离器（11）的入口相连，脱氮塔塔顶分离器（11）的液相出口与位于脱氮塔（7）顶部的入口端连接，脱氮塔塔顶分离器（11）的气相出口与流道VII的入口相连；所述循环氮气压缩机（14）的出口与主换热器（1）内流道Ia的入口相连，流道Ia的出口连接有两个支路，一个支路与氢汽提塔塔底蒸发器（5）的入口相连，另一个支路经阀门I（26）与氢汽提塔塔底蒸发器（5）的出口连接，氢汽提塔塔底蒸发器（5）的出口与流道Ib的入口连接，流道Ib的出口连接有三个支路，第一个支路经阀门H（25）与脱氮塔塔顶冷凝器（10）内流道III的入口端连接，第二个支路经阀门J（27）与侧凝器（3）的接口B相连，第三个支路经阀门Y（31）减压后与脱甲烷塔塔顶冷凝器（8）的接口G相连，脱氮塔塔顶冷凝器（10）内流道III的出口、侧凝器（3）的接口A、脱甲烷塔塔顶冷凝器（8）的接口H均与主换热器（1）内流道II的入口相连，主换热器（1）内流道II的出口与循环氮气压缩机（14）的入口相连，主换热器（1）内流道II的入口处还连接有阀门K（28）。