CN111397307B - 一氧化碳分离提纯装置与一氧化碳分离提纯工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的一氧化碳分离提纯装置与一氧化碳分离提纯工艺，其中一氧化碳分离提纯装置包括：第一换热器、第二换热器、第三换热器、气液分离器、第一精馏塔、第二精馏塔。本发明的一氧化碳分离提纯工艺，包括对化工尾气进行冷却；对冷却后的化工尾气进行再次冷却；对再次冷却后的化工尾气进行三次冷却；对三次冷却后的化工尾气进行液化分离，使化工尾气分离出气相物料与液相物料；对液相物料进行精馏分离，使液相物料分离出富甲烷组分与气体组分；对气体组分进行精馏，使气体组分分离出富氮气与CO产品。本发明的技术方案的优点是：可以对化工装置的尾气进行提纯，装置简单，能耗低，投资省，也提高了尾气的利用价值。

Description

一氧化碳分离提纯装置与一氧化碳分离提纯工艺
技术领域
本发明涉及能源利用领域，特别是涉及一种一氧化碳分离提纯装置与一氧化碳分离提纯工艺。
背景技术
目前煤化工生产中，会产生大量的富含CO组分的煤气，这部分气体既可以作为燃料气也可以用于合成甲醇、乙二醇等行业的原料，因此将煤化工中的富含CO气体的气源进行回收利用，将CO提纯回收，将大大增加尾气的利用价值，另外，也是甲醇等化学品的关键原料。
因此，本发明提供一种CO分离提纯的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以将煤化工中的富含CO气体的气源进行回收利用的一氧化碳分离提纯装置与一氧化碳分离提纯工艺。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，包括：
用于对化工尾气进行冷却的第一换热器；
用于对冷却后的化工尾气进行再次冷却的第二换热器，与第一换热器通过管路连接；
用于对再次冷却后的化工尾气进行三次冷却的第三换热器，与第二换热器通过管路连接；
用于对三次冷却后的化工尾气进行液化分离，使化工尾气分离出气相物料与液相物料的气液分离器，与第三换热器通过管路连接；
用于对液相物料进行精馏分离，使液相物料分离出富甲烷组分与气体组分的第一精馏塔，与气液分离器通过管路连接；
用于对气体组分进行精馏，使气体组分分离出富氮气与CO产品的第二精馏塔，与第一精馏塔通过管路连接。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，气液分离器的气相物料口与气相物料排出管连接，所述气相物料排出管依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以使所述气相物料复温为富氢气。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，第二换热器与第一换热器通过第一管路连接，所述第一管路经过第一精馏塔的塔底换热器，以使冷却后的化工尾气在第一精馏塔的塔底换热器冷却后进入第二换热器冷却。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，第二精馏塔的富氮气口与富氮气排出管连接，所述富氮气排出管依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以使所述富氮气复温后排出。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，所述第二精馏塔的塔底的CO排出口与CO输出管连接，所述CO输出管经过第二精馏塔的塔顶冷凝器，所述 CO输出管上安装有节流阀，以使CO输出管内的CO产品经节流降温降压后，为第二精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，所述CO输出管经过塔顶冷凝器后依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器与压缩机的第一进气口连接，所述压缩机的第一出气口与第二管路连接，所述第二管路依次经过第一换热器、第二换热器、第三换热器与第一节流阀的入口连接，第一节流阀的出口与第三管路连接，第三管路经过第三换热器与CO输出管连接，以使CO输出管的CO产品在第三换热器、第二换热器、第一换热器内复温后输入压缩机，在压缩机内压缩后，CO产品在第一换热器、第二换热器、第三换热器内降温冷却后被节流降温为第三换热器提供冷量。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，，所述第二管路与第四管路连接，所述第二管路与第四管路的连接点位于第三换热器与第一节流阀的入口之间，所述第四管路与第三节流阀的入口连接，第三节流阀的出口与第五管路连接，第五管路经过第一精馏塔的塔顶冷凝器、第三换热器、第二换热器、第一换热器与压缩机的第二进气口连接，以使第五管路内的CO产品节流降温后为第三换热器、第二换热器、第一换热器提供冷量。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，所述第二管路与第六管路连接，所述第二管路与第六管路的连接点位于第三换热器与第一节流阀的入口之间，所述第六管路与第二节流阀的入口连接，第二节流阀的出口与第二精馏塔的塔顶冷凝器连接，以使第六管路内的CO产品节流降温后为第二精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量。
本发明的一氧化碳分离提纯工艺，包括：
对化工尾气进行冷却；
对冷却后的化工尾气进行再次冷却；
对再次冷却后的化工尾气进行三次冷却；
对三次冷却后的化工尾气进行液化分离，使化工尾气分离出气相物料与液相物料；
对液相物料进行精馏分离，使液相物料分离出富甲烷组分与气体组分；
对气体组分进行精馏，使气体组分分离出富氮气与CO产品。
本发明的一氧化碳分离提纯工艺，其中，还包括：使所述气相物料复温为富氢气，所述富氮气复温后排出，CO产品经节流降温降压后，为精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量，CO产品复温后输入压缩机，在压缩机内压缩后，CO产品被节流降温后为换热器提供冷量。
本发明的技术方案的优点是：可以对化工装置的尾气进行提纯且装置简单，能耗低，投资省，也提高了尾气的利用价值。
附图说明
图1为本发明的一氧化碳分离提纯装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一氧化碳分离提纯装置，包括：
本发明的一氧化碳分离提纯装置，包括：
用于对化工尾气进行冷却的第一换热器E1；
用于对冷却后的化工尾气进行再次冷却的第二换热器E2，与第一换热器通过管路连接；
用于对再次冷却后的化工尾气进行三次冷却的第三换热器E3，与第二换热器通过管路连接；
用于对三次冷却后的化工尾气进行液化分离，使化工尾气分离出气相物料与液相物料的气液分离器V10，与第三换热器通过管路连接；
用于对液相物料进行精馏分离，使液相物料分离出富甲烷组分与气体组分的第一精馏塔T1，与气液分离器通过管路连接；
用于对气体组分进行精馏，使气体组分分离出富氮气与CO产品的第二精馏塔T2，与第一精馏塔通过管路连接。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，气液分离器的气相物料口与气相物料排出管连接，所述气相物料排出管依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以使所述气相物料复温为富氢气。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，第二换热器与第一换热器通过第一管路1连接，所述第一管路经过第一精馏塔的塔底换热器E6，以使冷却后的化工尾气在第一精馏塔的塔底换热器冷却后进入第二换热器冷却。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，第二精馏塔T2的富氮气口与富氮气排出管连接，所述富氮气排出管依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以使所述富氮气复温后排出。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，所述第二精馏塔的塔底的CO排出口与CO输出管100连接，所述CO输出管经过第二精馏塔的塔顶冷凝器 E5，所述CO输出管上安装有节流阀，以使CO输出管内的CO产品经节流降温降压后，为第二精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，所述CO输出管100经过塔顶冷凝器E5后依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器与压缩机C1的第一进气口连接，所述压缩机的第一出气口与第二管路2连接，所述第二管路2 依次经过第一换热器、第二换热器、第三换热器与第一节流阀V1的入口连接，第一节流阀的出口与第三管路3连接，第三管路3经过第三换热器与CO输出管100连接，以使CO输出管的CO产品在第三换热器、第二换热器、第一换热器内复温后输入压缩机，在压缩机内压缩后，CO产品在第一换热器、第二换热器、第三换热器内降温冷却后被节流降温为第三换热器提供冷量。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，所述第二管路2与第四管路4 连接，所述第二管路与第四管路的连接点位于第三换热器与第一节流阀的入口之间，所述第四管路4与第三节流阀V3的入口连接，第三节流阀的出口与第五管路5连接，第五管路经过第一精馏塔的塔顶冷凝器E4、第三换热器、第二换热器、第一换热器与压缩机的第二进气口连接，以使第五管路内的CO产品节流降温后为第三换热器、第二换热器、第一换热器提供冷量。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，所述第二管路2与第六管路6 连接，所述第二管路与第六管路的连接点位于第三换热器与第一节流阀的入口之间，所述第六管路6与第二节流阀V2的入口连接，第二节流阀的出口与第二精馏塔的塔顶冷凝器E5连接，以使第六管路内的CO产品节流降温后为第二精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量。
本发明的一氧化碳分离提纯装置，其中，所述第二管路2与输入管路200 连接，所述第二管路与输入管路200的连接点位于第三换热器与第二换热器之间，所述输入管路200经过第二精馏塔的塔底换热器。
本发明的一氧化碳分离提纯工艺，包括：
对化工尾气进行冷却；
对冷却后的化工尾气进行再次冷却；
对再次冷却后的化工尾气进行三次冷却；
对三次冷却后的化工尾气进行液化分离，使化工尾气分离出气相物料与液相物料；
对液相物料进行精馏分离，使液相物料分离出富甲烷组分与气体组分；
对气体组分进行精馏，使气体组分分离出富氮气与CO产品。
本发明的一氧化碳分离提纯工艺，其中，还包括：使所述气相物料复温为富氢气，所述富氮气复温后排出，CO产品经节流降温降压后，为精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量，CO产品复温后输入压缩机，在压缩机内压缩后，CO产品被节流降温后为换热器提供冷量。
本发明的技术方案的优点是：可以对化工装置的尾气进行提纯且装置简单，能耗低，投资省，也提高了尾气的利用价值。
本发明的一氧化碳分离提纯装置在工作中，来自界区的原料气进入第一换热器E1、第一精馏塔的塔底换热器E6、第二换热器E2、第三换热器E3降温后，进入气液分离器V10，分离出气相物料和液相物料，气相物料经换热器换热复温后出本装置，为富氢气；分离出的液相物料进入第一精馏塔T1，进行精馏分离，塔底获得富甲烷组分，经换热器复温后出装置为甲烷气，塔顶获得的气体组分进入第二精馏塔T2，在塔底获得高纯度的CO产品，经节流降温降压后，为精馏塔塔顶提供冷量后，经换热器复温，进入压缩机，塔顶的气相组分主要成分为氮气，经换热器复温后出装置。
本装置具有分离效果好，能耗低，设备投资少等特点。
换热器可以是板翅式换热器，也可以是绕管式换热器。
压缩机可以是透平式、螺杆式，活塞式压缩机。
原料气组分中含有氮气、一氧化碳、甲烷、C2、C3、C4、C5的任意组分的组合。
精馏塔可以是填料式、板式、筛板式。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种一氧化碳分离提纯装置，其特征在于，包括：
用于对化工尾气进行冷却的第一换热器；
用于对冷却后的化工尾气进行再次冷却的第二换热器，与第一换热器通过管路连接；
用于对再次冷却后的化工尾气进行三次冷却的第三换热器，与第二换热器通过管路连接；
用于对三次冷却后的化工尾气进行液化分离，使化工尾气分离出气相物料与液相物料的气液分离器，与第三换热器通过管路连接；
用于对液相物料进行精馏分离，使液相物料分离出富甲烷组分与气体组分的第一精馏塔，与气液分离器通过管路连接；
用于对气体组分进行精馏，使气体组分分离出富氮气与CO产品的第二精馏塔，与第一精馏塔通过管路连接，气液分离器的气相物料口与气相物料排出管连接，所述气相物料排出管依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以使所述气相物料复温为富氢气，第二换热器与第一换热器通过第一管路连接，所述第一管路经过第一精馏塔的塔底换热器，以使冷却后的化工尾气在第一精馏塔的塔底换热器冷却后进入第二换热器冷却，第二精馏塔的富氮气口与富氮气排出管连接，所述富氮气排出管依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以使所述富氮气复温后排出，所述第二精馏塔的塔底的CO排出口与CO输出管连接，所述CO输出管经过第二精馏塔的塔顶冷凝器，所述CO输出管上安装有节流阀，以使CO输出管内的CO产品经节流降温降压后，为第二精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量，所述CO输出管经过塔顶冷凝器后依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器与压缩机的第一进气口连接，所述压缩机的第一出气口与第二管路连接，所述第二管路依次经过第一换热器、第二换热器、第三换热器与第一节流阀的入口连接，第一节流阀的出口与第三管路连接，第三管路经过第三换热器与CO输出管连接，以使CO输出管的CO产品在第三换热器、第二换热器、第一换热器内复温后输入压缩机，在压缩机内压缩后，CO产品在第一换热器、第二换热器、第三换热器内降温冷却后被节流降温为第三换热器提供冷量。
2.如权利要求1所述的一氧化碳分离提纯装置，其特征在于，所述第二管路与第四管路连接，所述第二管路与第四管路的连接点位于第三换热器与第一节流阀的入口之间，所述第四管路与第三节流阀的入口连接，第三节流阀的出口与第五管路连接，第五管路经过第一精馏塔的塔顶冷凝器、第三换热器、第二换热器、第一换热器与压缩机的第二进气口连接，以使第五管路内的CO产品节流降温后为第三换热器、第二换热器、第一换热器提供冷量。
3.如权利要求2所述的一氧化碳分离提纯装置，其特征在于，所述第二管路与第六管路连接，所述第二管路与第六管路的连接点位于第三换热器与第一节流阀的入口之间，所述第六管路与第二节流阀的入口连接，第二节流阀的出口与第二精馏塔的塔顶冷凝器连接，以使第六管路内的CO产品节流降温后为第二精馏塔的塔顶冷凝器提供冷量。
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