一种合成气的分离装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种合成气的分离装置和方法。该合成气的分离装置包括：第一洗涤塔、第二洗涤塔、闪蒸塔、第一分离塔、第二分离塔、第一分离罐和第二分离罐；第一分离罐分别与第一洗涤塔和闪蒸塔连通；第二分离罐分别与第二洗涤塔和闪蒸塔连通；第一洗涤塔与闪蒸塔连通，第二洗涤塔与闪蒸塔连通，闪蒸塔与第一分离塔连通，第一分离塔与第二分离塔连通，第二分离塔与第一洗涤塔连通，第一分离塔与第二洗涤塔连通。本发明专利技术还提供了利用上述分离装置完成的分离方法，本发明专利技术的分离装置和方法，可以同时制取OXO产品、纯H2和纯CO产品，纯H2和纯CO产品纯度均可达到99v％以上。度均可达到99v％以上。度均可达到99v％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种合成气的分离装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种分离装置和方法，尤其涉及一种合成气的分离装置和方法，属于气体分离


技术介绍

[0002]目前，广泛应用于合成气深冷分离的是部分冷凝工艺、甲烷洗工艺以及一氧化碳洗等工艺，但当原料合成气中含有H2、CO、CH4、N2等组分时，上述工艺均需要与其它工艺相结合才能同时制取OXO(H2和CO混合物)、纯H2和纯CO。
[0003]现有的处理合成气的方法主要有以下几种：
[0004]例1：部分冷凝工艺。如水煤浆或干煤粉气化，不论原料合成气中是否含有CH4、N2组分或这几种组分含量多低，该工艺均无法直接获得纯H2(99v％+)，富H2气中CO组分的分压使得直接获得纯H2(99v％+)需要冷却更低的温度，代价十分高昂，因此通常部分冷凝的复热富H2气直接送至变压吸附单元进一步提纯H2，再送往下游用户。
[0005]例2：甲烷洗工艺。如天然气蒸汽转化尾气中含有较多的CH4，为了制取纯H2和纯CO需要保持CH4不能过低，一般原料气体中CH4含量不低于2.5v％，否则无法采用甲烷洗工艺，如果直接抽取一股变换气送至甲醇合成装置，那么惰性组分CH4含量过高会直接影响甲醇合成的循环气量以及转化率等等，且该工艺无法直接从冷箱获得OXO产品。
[0006]例3：一氧化碳洗工艺。不论烃类蒸汽转化、烃类部分氧化或煤气化所产合成气均可用该工艺进行分离，但产品通常为OXO产品和纯CO产品(99v％+)，该工艺无法直接从冷箱获得纯H2产品。
[0007]针对采用天然气或烃类转化或烃类部分氧化或固定床气化技术制取合成气，再利用合成气制取乙醇的合成气分离工艺中通常含有H2、CO、CH4、N2等组分。
[0008]以烃类部分氧化中的天然气部分氧化为例，合成气中各主要组分的含量如下：
[0009]H2＝65v％、CO＝28v％、C1＝6.5v％、N2＝0.45v％、AR＝0.10v％。
[0010]由于原料合成气中含有较多的CH4，按照现有的常规深冷分离工艺无法同时获得OXO、纯H2和纯CO产品，必须设置变压吸附制H2单元才可实现。
[0011]当装置规模十分庞大时，变压吸附制H2占地面积十分巨大，在占地面积受限的厂区几乎无法布置，而且当变压吸附制H2设备、程控阀和吸附剂等因规模巨大变得投资高昂也使得整个化工厂装置的经济性不佳。
[0012]基于以上因素，有必要设计出一种合理的合成气分离工艺，在有不增加过多设备的同时，能够同时制取OXO产品、纯H2和纯CO产品。

技术实现思路

[0013]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种能够同时制取OXO产品、纯H2产品和纯CO产品，且无需增设其它进一步提纯设备的合成气分离装置。
[0014]本专利技术的另一目的在于提供一种能够同时制取OXO产品、纯H2产品和纯CO产品，且
效率高的合成气分离方法。
[0015]为了实现上述任一目的，本专利技术首先提供了一种合成气的分离装置，该合成气的分离装置包括：第一洗涤塔、第二洗涤塔、闪蒸塔、第一分离塔、第二分离塔；
[0016]第一洗涤塔与闪蒸塔连通，第二洗涤塔与闪蒸塔连通，闪蒸塔与第一分离塔连通，第一分离塔与第二分离塔连通，第二分离塔与第一洗涤塔连通，第一分离塔与第二洗涤塔连通。
[0017]本专利技术的合成气的分离装置属于合成气深冷分离双洗工艺，包括合成气深冷组分调节和分离工艺，可同时生产OXO、纯H2和纯CO产品，合成气自低温板翅式或绕管式主换热器预冷至一定温度后，进入第一洗涤塔和第二洗涤塔分别洗涤一氧化碳和甲烷。
[0018]本专利技术的合成气的分离装置设置在冷箱中。在冷箱内设置用于洗涤甲烷的第二洗涤塔的同时增设用于洗涤一氧化碳的第一洗涤塔，合成气分别进入两个洗涤塔，两个洗涤塔分别制取纯H2和OXO产品；同时，冷箱中设置闪蒸塔，闪蒸塔至少接收来自两个洗涤塔的物料，进行气液分离，设置在冷箱内后续工段的两个分离塔用于制取纯CO，复热后的上述三种气体可直接作为产品送入下游用户。
[0019]在本专利技术的一具体实施方式中，本专利技术的分离装置的冷箱所需冷量补充可由制冷压缩循环制冷提供，制冷循环可以采用氮循环工艺，也可利用一氧化碳循环工艺。
[0020]在本专利技术的一具体实施方式中，本专利技术的分离装置还包括换热器，原料合成气进入冷箱后，在换热器的热端、中部或冷段分成两股或多股物流分别进入第一洗涤塔和第二洗涤塔。其中，换热器分别与第一分离罐和第二分离罐连通。
[0021]在本专利技术的一具体实施方式中，该分离装置还包括第一分离罐和第二分离罐；其中，第一分离罐分别与第一洗涤塔和闪蒸塔连通；第二分离罐分别与第二洗涤塔和闪蒸塔连通。
[0022]当合成气含有气液两相时，可以通过第一分离罐和第二分离罐对合成气进行气液分离。其中，气相直接进入第一洗涤塔和第二洗涤塔，液相送至闪蒸塔。也可以采用直接进入第一洗涤塔和第二洗涤塔的塔釜，在塔釜内进行气液分离。
[0023]在本专利技术的分离装置中，第一洗涤塔用于洗涤(吸附)一氧化碳。在第一洗涤塔中装有低温一氧化碳液体，作为第一洗涤塔的塔顶洗涤剂，对上升气体进行洗涤，上升气体中的CH4、N2、Ar以及CO等组分逐渐被洗涤剂吸收，直至塔顶气相中OXO气体中H2与CO组分比例和杂质含量满足产品规格要求，OXO气体自冷箱换热器复热后送至产品管网。第一洗涤塔塔底的合成气经第一中冷器降温后进入闪蒸塔。
[0024]在本专利技术的分离装置中，第二洗涤塔用于洗涤(吸附)甲烷。在第二洗涤塔中装有低温甲烷液体，作为第二洗涤塔的塔顶洗涤剂，对上升气体进行洗涤，上升气体中的CO、N2、Ar及CH4等组分逐渐被吸洗涤剂吸收，直至塔顶气相中纯H2产品中杂质组分满足产品规格要求，气体自冷箱换热器复热后送至产品管网。第二洗涤塔塔底的合成气经第二中冷器降温后进入闪蒸塔。
[0025]在本专利技术的分离装置中，第一洗涤塔和第二洗涤塔的塔底的液体经部分复热后，送至闪蒸塔进行氢气脱出，便于后续分离塔塔顶温度控制稳定，氢气含量高会导致塔顶温度降低，能耗增高。
[0026]其中，第一洗涤塔的塔底液体进入闪蒸塔的入口可以位于第二洗涤塔的塔底液体
进入闪蒸塔的入口的上部，亦可位于下部。如需要提高CO收率，需要将第一洗涤塔的塔底液体进入闪蒸塔的入口设置在闪蒸塔的中下部，第二洗涤塔的塔底液体进入闪蒸塔的入口设置在闪蒸塔的中上部。
[0027]在本专利技术的一具体实施方式中，第一洗涤塔内设置第一中冷器，第二洗涤塔内设置第二中冷器，闪蒸塔内设置第一再沸器；第一分离塔内的塔顶位置设置第一冷凝器，第一分离塔内的塔底位置设置第二再沸器；第二分离塔内的塔顶位置设置第二冷凝器，第二分离塔内的塔底设置第三再沸器。
[0028]第一中冷器作为换热器，用于移走吸收热，需外加冷源提供冷量，外加冷源可以由循环CH4或循环CO液体或液氮提供。第二中冷器作为换热器，用于移走吸收热，需外加冷源提供冷量，外加冷源可以由循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成气的分离装置，该合成气的分离装置包括：第一洗涤塔、第二洗涤塔、闪蒸塔、第一分离塔、第二分离塔；第一洗涤塔与闪蒸塔连通，第二洗涤塔与闪蒸塔连通，闪蒸塔与第一分离塔连通，第一分离塔与第二分离塔连通，第二分离塔与第一洗涤塔连通，第一分离塔与第二洗涤塔连通。2.根据权利要求1所述的分离装置，其中，该分离装置还包括用于为该分离装置提供低温环境的冷箱。3.根据权利要求1所述的分离装置，其中，该分离装置还包括第一分离罐和第二分离罐；优选地，所述第一分离罐分别与第一洗涤塔和闪蒸塔连通；优选地，所述第二分离罐分别与第二洗涤塔和闪蒸塔连通。4.根据权利要求1所述的分离装置，其中，第二分离塔与第一洗涤塔的连通管路设置第一气压泵；第一分离塔与第二洗涤塔的连通管路设置第二气压泵。5.根据权利要求1所述的分离装置，其中，第一洗涤塔内设置第一中冷器，第二洗涤塔内设置第二中冷器，闪蒸塔内设置第一再沸器；优选地，第一分离塔内的塔顶位置设置第一冷凝器，第一分离塔内的塔底位置设置第二再沸器；优选地，第二分离塔内的塔顶位置设置第二冷凝器，第二分离塔内的塔底设置第三再沸器。6.一种合成气的分离方法，该分离方法是通过权利要求1-5任一项所述的合成气的分离装置完成的；该分离方法包括：将原料合成气分别送入第一洗涤塔和第二洗涤塔；在第一洗涤塔内，洗涤上升气体中的CH4、N2、Ar及CO，塔顶分离得到OXO气体，塔底的液相合成气进入闪蒸塔；在第二洗涤塔内，洗涤上升气体中的CO、N2、Ar及CH4，塔顶得到纯H2，塔底得到的液相合成气送至闪蒸塔进行闪蒸脱氢；在闪蒸塔内，第一洗涤塔和第二洗涤塔塔底...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彦泽，董永强，刘莎，樊义龙，常涵彧，蒋晓伟，卞潮渊，
申请(专利权)人：北京石油化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：