专利名称：煤制气来原料气的一氧化碳提取方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明属于气体深冷分离技术领域，更具体的说，属于煤制气的深冷分离领域。
背景技术：
一氧化碳作为还原剂，高温时能将许多金属氧化物还原成金属单质，因此常用于金属的冶炼，而且一氧化碳的其它用途还在大量推广。目前许多煤气化工厂希望从煤制气装置来原料气(主要组分含CO，CH4, H2)中获得一氧化碳气体或液态一氧化碳产品。但是， 现有的生产工艺均存在生产效率和/或产量上的不足。中国专利(ZL200910058219. 6)——“一种煤气化装置来原料气的分离方法和装置”记载了一种将煤气化装置来原料气中的甲烷分离出去的工艺方法和装置，本发明通过与该专利方法结合，能产生更好的经济效益，在此将该专利说明书的内容全部引用。
发明内容
本发明将CH4和CO/ H2在洗涤塔内分离，大部分合成气(主要组分含CO，H2)在洗涤塔顶取出，洗涤塔顶出来的合成气再进入CO精馏塔，在塔底就可以获得用户所需的液态一氧化碳产品，如果需要一氧化碳气体则只需进入换热器复热即可，同时塔顶获得的合成气经换热器复热后进入后续化工工艺系统。为了达到既环保又节能的目的，本发明同时生产LNG清洁能源和一氧化碳，满足了煤化工厂对一氧化碳产品的需求。为了达到上述目的， 本发明采用如下的方法
一种煤制气装置来原料气的一氧化碳提取方法，其包括以下步骤
A、经净化后的原料气经过换热器进行预冷；
B、预冷后的原料气通过CH4-CO精馏塔底部的第一蒸发器被进一步冷却；
C、进一步冷却后的原料气送入洗涤塔中，在洗涤塔顶引出H2-CO混合气，在洗涤塔塔底引出CH4-CO混合液；
D、上述H2-CO混合气的一部分被引入CO精馏塔，在CO精馏塔中精馏后于塔底引出CO 液体；
E、上述CO液体的一部分经上述换热器进一步过冷后送入CO液体贮槽，另一部分经复热后形成CO气体。该方法进一步包括
F、在上述CH4-CO精馏塔塔顶部分气体经第一冷凝器冷凝后进行气液分离，未冷凝的气体经上述换热器复热后送往闪蒸气管网；
G、在上述CO精馏塔顶部的气体经第二冷凝器冷凝后进行气液分离，分离出的气体与来自洗涤塔顶部的H2-CO混合气的另一部分汇合后送往上述换热器复热后输出。该方法进一步包括
H、在上述C步骤之后，洗涤塔塔顶引出的CO-H2合成气的至少一部分经换热器复热后输出；I、洗涤塔塔底引出的CH4-CO混合液被送入CH4-CO精馏塔中精馏，并于CH4-CO精馏塔塔底获得LNG产品，该LNG产品经换热器过冷后送往LNG贮槽。该方法进一步包括
J、在上述CH4-CO精馏塔塔顶部分气体经第一冷凝器冷凝后进行气液分离，分离出的液体经CO低温液体泵加压后一部分作为CH4-CO精馏塔的回流液，另一部分作为上述洗涤塔的回流液。该方法进一步包括
K、在上述CO精馏塔顶部的气体经第二冷凝器冷凝后进行气液分离，分离出的液体作为CO精馏塔的回流液。该方法进一步包括
L、从洗涤塔塔顶引出的H2-CO混合气经上述换热器复热后输出。该方法进一步包括在上述B步骤中原料气进入换热器被进一步冷却后的温度为-165°C -160°C。
另一种煤制气装置来原料气的一氧化碳提取的方法，其包括以下步骤
A、经净化后的原料气经过换热器进行预冷；
B、预冷后的原料气通过CH4-CO精馏塔底部的第一蒸发器被进一步冷却；
C、进一步冷却后的原料气送入洗涤塔中，在洗涤塔顶引出H2-CO混合气，在洗涤塔塔底引出CH4-CO混合液；
D、上述CH4-CO混合液被送入CH4-CO精馏塔中精馏，塔顶部分气体送入第一冷凝器冷凝，未冷凝成液态的气体送入CO精馏塔，在CO精馏塔中精馏后于塔底引出CO液体；
E、上述CO液体的一部分经上述换热器进一步过冷后送入CO液体贮槽，另一部分经复热后形成CO气体。该方法进一步包括
H、在上述C步骤之后，洗涤塔塔顶引出的CO-H2合成气经换热器复热后输出；
I、洗涤塔塔底引出的CH4-CO混合液被送入CH4-CO精馏塔中精馏，并于CH4-CO精馏塔塔底获得LNG产品，该LNG产品经换热器过冷后送往LNG贮槽。该方法进一步包括
J、在上述CH4-CO精馏塔塔顶部分气体经第一冷凝器冷凝后进行气液分离，分离出的液体经CO低温液体泵加压后一部分作为CH4-CO精馏塔的回流液，另一部分作为上述洗涤塔的回流液。该方法进一步包括
K、在上述CO精馏塔顶部的气体经第二冷凝器冷凝后进行气液分离，分离出的液体作为CO精馏塔的回流液。该方法进一步包括
L、从洗涤塔塔顶引出的H2-CO混合气经上述换热器复热后输出。该方法进一 步包括在上述B步骤中原料气进入换热器被进一步冷却后的温度为-165°C -160°C。为了达到上述发明目的，本发明还采用了一种煤制气装置来原料气的一氧化碳提取设备，其主要包括 换热器；
洗涤塔，其将原料气分离为H2-CO混合气和CH4-CO混合液； CH4-CO精馏塔，其将洗涤塔输出的CH4-CO混合液分离出LNG产品； CO精馏塔，其将接收到的H2-CO混合气分离出合格的CO液体； 设置于CH4-CO精馏塔顶部的第一冷凝器，设置于CH4-CO精馏塔底部的第一蒸发器； 设置于CO精馏塔顶部的第二冷凝器，设置于CO精馏塔底部的第二蒸发器； 第一气液分离器，其将上述CH4-CO精馏塔顶部的经第一冷凝器冷凝后的气体进行气液分离，分离出的液体作为上述洗涤塔和CH4-CO精馏塔的回流液；
第二气液分离器，其将CO精馏塔顶部的经第二冷凝器冷凝后的气体进行气液分离，分离出的液体作为CO精馏塔的回流液。该设备还包括
CO低温液体泵，其将第一气液分离器分离出的液体进行加压。
附图1为本发明第一种制备方法的流程图附图2为本发明第二种制备方法的流程图
E601 换热器V601 第一汽液分离器V602 第二汽液分离器
V603:第三气液分离器 K603:第二冷凝器K604:第二蒸发器
CB601:冷箱 T601:洗涤塔 T602: CH4-C0精馏塔 T603: CO精馏塔 C0P601/2:C0低温液体泵 K602:第一蒸发器K601:第一冷凝器
V701冷剂分离罐 TO701 末级冷却器 MRC701 混合冷剂压缩机
具体实施例方式如图1所示，从上游净化系统来的原料气物流1 (主要组分C0、CH4和H2)进入冷箱 CB601内的换热器E601，冷却到一定温度抽出原料气物流2，原料气物流2经过第一蒸发器 K602进一步冷却后形成原料气物流3，物流3进入换热系统E601的原料气通道冷却并部分冷凝到约_165°C _160°C引出原料气物流4到洗涤塔T601。洗涤塔T601顶的回流液6B 来自一氧化碳低温泵C0P601/2，洗涤塔T601塔顶引出的合成气9 (主要组分H2和CO)的一部分9A与CO精馏塔T603塔顶的合成气10 (主要组分H2和CO)汇合形成物流11，并经过换热器E601复热后形成物流12 (主要组分H2和CO)输出至合成气输出管网。洗涤塔T601 底引出的CH4 - CO混合液5送至CH4 - CO精馏塔T602，从洗涤塔T601塔顶引出的合成气的另一部分9B送入CO精馏塔T603。来自洗涤塔T601的物流5在CH4 — CO精馏塔T602 内进行传热传质，在塔底获得合格的LNG产品14，经换热器E601过冷后的LNG产品14A送入LNG贮槽；在塔顶部分气体(主要组分CO)经第一冷凝器K601冷凝后的液体经CO低温液体泵0P601加压后作为CH4 - CO精馏塔T602的回流液6A和洗涤塔的回流液6B，未冷凝的气体7 (主要组分CO和H2)经换热器复热后形成物流8输往用户的闪蒸气管网。 送入CO精馏塔T603的物流9B (主要组分CO和H2),在CO精馏塔T603内进行传热传质；在塔底获得合格的CO液体产品15，C0液体产品既可以经过冷后16送入液态CO贮槽，也可以在换热器复热后以气态18供用户使用；在精馏塔T603塔顶部分气体经第二冷凝器K603冷凝后送入第二气液分离器V602，分离出的液体作为CO精馏塔的回流液，分离出的未冷凝的气体10与洗涤塔T601塔顶引出的合成气的一部分9A汇合后经过换热器E601复热后至合成气输出管网。第一冷凝器K601和第二冷凝器K603的冷源采用独立氮循环的液氮作为冷凝器的冷源，蒸发后的氮气复热后并入循环氮气压缩机入口。氮气经循环氮压机NC601压缩后并经冷却后物流19进换热器E601冷却到一定温度抽出物流20作为第二蒸发器K604的热源，氮气在其中冷却后物流21再进入换热器E601液化、过冷后形成物流21A，过冷后的液氮一部分2 4作为第一冷凝器K601的冷源，另一部分液氮22作为第二冷凝器K603的冷源；液氮在冷凝器内蒸发。由于蒸发压力不同，从第一冷凝器K601蒸发出来的氮气25复热后出冷箱，氮气26进循环氮气压缩机中间级入口 ；从第二冷凝器K603蒸发出来的氮气23复热后出冷箱27进循环氮气压缩机入口。该系统的冷量大部分由闭式混合冷剂制冷循环获得冷剂由冷剂压缩机压缩，在换热器中冷却并冷凝，通过混合冷剂节流阀(J-T阀)膨胀以及在换热器E601内复热从而提供冷量。冷剂是由氮气、和Cl至C5的碳氢化合物组成的混合物。混合冷剂从换热器E601中复热出来(压力2 4bar)与冷剂补充系统来的冷剂混合后进混合冷剂压缩机压缩后(压力约为40Bar)，再经冷却器TO701冷却进汽液分离罐 V701 (如果压缩机段间有冷却器则需增设段间汽液分离罐和段间冷剂液体泵)，分离后的气相进主换热器E601，液相进冷剂泵P701加压后进主换热器，汽、液分别从不同的通道进入主换热器E601在换热器内部入口处一个特殊分配结构中使汽液均勻混合后，进入主换热器的每个隔层；汽液混合后的冷剂在主换热器E601内冷却液化并过冷到 _150°C通过混合冷剂J/T阀节流膨胀到2 4bar，在经过汽液分离罐V702，混合后返回到主换热器E601 复热到进行下一个循环。在本发明中，由于进入CO精馏塔T603的合成气从洗涤塔T601顶部引出，这样可以保证CO精馏塔T603的压力和洗涤塔T601顶的压力基本相等；从而保证从CO精馏塔 T603塔顶出来的合成气(主要组分C0，H2)可以与洗涤塔顶出来的合成气(主要组分CO，H2) 汇合后进入换热器复热后出冷箱再进入后续工艺系统，而且合成气流路的阻力损失尽量小，后续的合成气压缩机功耗可以降低。CO精馏塔的第二冷凝器K603冷源采用由换热器冷端出来的过冷液氮，液氮节流后在冷凝器内蒸发，蒸发后的氮气进入换热器E601复热后再进入循环氮气压缩机的入口 ；
CO精馏塔的第二蒸发器K604热源采用由换热器E601中部抽出来的氮气，氮气在蒸发器内冷却后再进入换热器E601。合成气9B (主要组分CO，H2)送入CO精镏塔T603，从精镏塔顶出来的部分气体在精镏塔塔顶的第二冷凝器K603中被冷凝，冷凝的液体作为精镏塔的回流液，另一部分气体从塔顶引出并入洗涤塔顶出来的合成气管线经换热器复热后作为合成气送出；在CO精镏塔T603塔底液体在第二蒸发器K604内部分蒸发，上升气体和回流液在塔内进行传热传质。CO精馏塔T603可以采用填料塔或筛板塔。该冷箱内的换热器E601由几台板翅式换热单元组成。
该工艺系统的冷量还可以采用以下几种形式获得
a)氮气膨胀制冷和系统等温节流效应；
b)氮气膨胀制冷和闭式混合冷剂制冷循环组合的方式；
c)闭式混合冷剂制冷循环和氮气制冷循环组合的方式
d)外部引入液氮冷源。
另一实施例
如图2所示，从上游净化系统来的原料气物流101 (主要组分CO、CH4和H2)进入冷箱CB601内的换热器E601冷却到一定温度抽出原料气物流102，原料气102经过第一蒸发器K602进一步冷却后形成物流103送往换热器E601的原料气通道冷却并部分冷凝到约_165°C -160°C，之后引出物流104进入洗涤塔T601。洗涤塔T601顶的回流液106B 来自一氧化碳低温泵，洗涤塔T601塔顶引出的合成气109 (主要组分H2和CO)经过换热器 E601复热后形成物流112输送至合成气输出管网，洗涤塔T601底引出的CH4 — CO混合液 105送至CH4 - CO精馏塔T602，从洗涤塔T601塔顶引出的合成气的另一部分109B送入CO 精馏塔T603。来自洗涤塔的物流105 (主要组分CH4和CO)在CH4 — CO精馏塔T602内进行传热传质，在塔底获得合格的LNG产品，经换热器过冷后形成物流114送入LNG贮槽；在塔顶部分气体经第一冷凝器K601冷凝后的液体经CO低温液体泵C0P601加压后作为CH4 — CO精馏塔T602的回流液106A和洗涤塔的回流液106B，未冷凝的气体107送入CO精馏塔 T603。送入CO精馏塔T603的物流107(主要组分CO和H2),在CO精馏塔T603内进行传热传质；在塔底获得合格的CO液体产品115，CO液体产品既可以经过冷后形成物流116送入CO液体贮槽，也可以在换热器复热后以气态118供用户使用；在塔顶部分气体经第二冷凝器K603冷凝后的液体作为CO精馏塔的回流液109B，未冷凝的气体110经过换热器E601 复热后形成物流108作为闪蒸气去用户。第一冷凝器K601和第二冷凝器K603的冷源采用独立氮循环的液氮作为冷凝器的冷源，蒸发后的氮气复热后并入循环氮气压缩机入口。氮气经循环氮压机NC601压缩后并经冷却后119进换热器E601冷却到一定温度抽出物流120作为第二蒸发器K604的热源， 氮气在其中冷却后121再进入换热器E601液化、过冷形成物流121A，过冷后的液氮一部分 124作为第一冷凝器K601的冷源，另一部分122作为第二冷凝器K603的冷源，液氮在冷凝器内蒸发。由于蒸发压力不同，从第一冷凝器K601蒸发出来的氮气125复热后形成物流 126，输出到循环氮气压缩机中间级入口 ；从第二冷凝器K603蒸发出来的氮气123复热后形成物流127，输出到循环氮气压缩机入口。本实施例其余部分同上一实施例。本发明的工艺方法如结合“一种煤气化装置来原料气的分离方法和装置”(专利号200910058219.6)，可以取得更好的经济收益；因为原料气的预冷组合在一起，换热器就可以合并成一套，系统的跑冷损失和复热不足损耗可以减少，这样可以降低能耗。上述的换热器E601、洗涤塔T601、CH4-CO精馏塔T602、CO精馏塔T603及汽液分离器，可以在制造厂组装成整体冷箱，结构紧凑，有利于控制安装的质量同时也将现场的安装工作量减少到最 小。
需要申明的是，本发明的说明书中的内容是为了更好的解释权利要求而非限制权利要求的保护范围，本发明所要求保护的范围以权利要求书为准，此外本领域技术人员在参考了说明书内容的基础上所做出的不必付出创造性劳动 的改动也应落入本发明所要求保护的范围。
权利要求
1.一种煤制气装置来原料气的一氧化碳提取方法，其包括以下步骤A、经净化后的原料气经过换热器进行预冷；B、预冷后的原料气通过CH4-CO精馏塔底部的第一蒸发器被进一步冷却；C、进一步冷却后的原料气送入洗涤塔中，在洗涤塔顶引出H2-CO混合气，在洗涤塔塔底引出CH4-CO混合液；D、上述H2-CO混合气的一部分被引入CO精馏塔，在CO精馏塔中精馏后于塔底引出CO 液体；E、上述CO液体的一部分经上述换热器进一步过冷后送入CO液体贮槽，另一部分经复热后形成CO气体。
2.如权利要求1所述的煤制气装置来原料气的一氧化碳提取方法，进一步包括F、在上述CH4-CO精馏塔塔顶部分气体经第一冷凝器冷凝后进行气液分离，未冷凝的气体经上述换热器复热后送往闪蒸气管网；G、在上述CO精馏塔顶部的气体经第二冷凝器冷凝后进行气液分离，分离出的气体与来自洗涤塔顶部的H2-CO混合气的另一部分汇合后送往上述换热器复热后输出。
3.一种煤制气装置来原料气的一氧化碳提取方法，其包括以下步骤A、经净化后的原料气经过换热器进行预冷；B、预冷后的原料气通过CH4-CO精馏塔底部的第一蒸发器被进一步冷却；C、进一步冷却后的原料气送入洗涤塔中，在洗涤塔顶引出H2-CO混合气，在洗涤塔塔底引出CH4-CO混合液；D、上述CH4-CO混合液被送入CH4-CO精馏塔中精馏，塔顶部分气体送入第一冷凝器冷凝，未冷凝成液态的气体送入CO精馏塔，在CO精馏塔中精馏后于塔底引出CO液体；E、上述CO液体的一部分经上述换热器进一步过冷后送入CO液体贮槽，另一部分经复热后形成CO气体。
4.如权利要求1、3所述的煤气化装置来原料气的深冷分离方法，进一步包括H、在上述C步骤之后，洗涤塔塔顶引出的CO-H2合成气的至少一部分经换热器复热后输出；I、洗涤塔塔底引出的CH4-CO混合液被送入CH4-CO精馏塔中精馏，并于CH4-CO精馏塔塔底获得LNG产品，该LNG产品经换热器过冷后送往LNG贮槽。
5.如权利要求1、3所述的煤制气装置来原料气的一氧化碳提取方法，进一步包括J、在上述CH4-CO精馏塔塔顶部分气体经第一冷凝器冷凝后进行气液分离，分离出的液体经CO低温液体泵加压后一部分作为CH4-CO精馏塔的回流液，另一部分作为上述洗涤塔的回流液。
6.如权利要求1、3所述的煤制气装置来原料气的一氧化碳提取方法，进一步包括K、在上述CO精馏塔顶部的气体经第二冷凝器冷凝后进行气液分离，分离出的液体作为CO精馏塔的回流液。
7.如权利要求3所述的煤制气装置来原料气的一氧化碳提取方法，进一步包括L、从洗涤塔塔顶引出的H2-CO混合气经上述换热器复热后输出。
8.如权利要求1-7所述的煤气化装置来原料气的深冷分离方法，进一步包括在上述B 步骤中原料气被进一步冷却后的温度为_165°C -160°C。
9.一种煤气化装置来原料气的深冷分离设备，其主要包括 换热器；洗涤塔，其将原料气分离为H2-CO混合气和CH4-CO混合液； CH4-CO精馏塔，其将洗涤塔输出的CH4-CO混合液分离出LNG产品； CO精馏塔，其将接收到的H2-CO混合气分离出合格的CO液体； 设置于CH4-CO精馏塔顶部的第一冷凝器，设置于CH4-CO精馏塔底部的第一蒸发器； 设置于CO精馏塔顶部的第二冷凝器，设置于CO精馏塔底部的第二蒸发器； 第一气液分离器，其将上述CH4-CO精馏塔顶部的经第一冷凝器冷凝后的气体进行气液分离，分离出的液体作为上述洗涤塔和CH4-CO精馏塔的回流液；第二气液分离器，其将CO精馏塔顶部的经第二冷凝器冷凝后的气体进行气液分离，分离出的液体作为CO精馏塔的回流液。
10.如权利要求9所述的煤制气装置来原料气的一氧化碳提取设备，还包括 CO低温液体泵，其将第一气液分离器分离出的液体进行加压。
全文摘要
本发明提供了一种煤制气来原料气的一氧化碳分离方法和装置，本发明的方法将CH4和CO/H2在洗涤塔内分离，大部分合成气(主要组分含CO，H2)在洗涤塔顶取出，洗涤塔顶出来的合成气再进入CO精馏塔，在塔底就可以获得用户所需的液态一氧化碳产品，如果需要一氧化碳气体则只需进入换热器复热即可，同时塔顶获得的合成气经换热器复热后进入后续化工工艺系统。为了达到既环保又节能的目的，本发明同时生产LNG清洁能源和一氧化碳，满足了煤化工厂对一氧化碳产品的需求。
文档编号C01B31/18GK102288008SQ20111022217
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者周勇, 彭正春, 王磊, 阴红兵, 黄顺泰 申请人:成都蜀远煤基能源科技有限公司