一氧化碳和氫氣生產(chǎn)單元可以分成兩部分：

-產(chǎn)生合成氣(主要含有H₂、CO、CH₄、CO₂、Ar和N₂的混合物)。在不同的工業(yè)合成氣生產(chǎn)工藝中，基于煤氣化的生產(chǎn)工藝似乎是變得越來越廣泛，特別是在煤礦藏豐富的國家例如中國。對于單獨(dú)或者在低的H₂/CO生產(chǎn)比率下生產(chǎn)CO，部分氧化天然氣的工藝也可以證明是有利的。另一種工藝是蒸氣重整。

-凈化合成氣。其中設(shè)有：

-具有液體溶劑的洗滌單元，用于去除該合成氣中包含的大部分酸性氣體；

-用于在吸附床上凈化的單元；

-用于生產(chǎn)CO、被稱為冷箱的深冷分離單元。

在其中該合成氣是由氣流床或流化床煤氣化生產(chǎn)的情況下，該冷箱工藝是部分冷凝。對于其中將蒸餾產(chǎn)物送至生產(chǎn)MEG(單乙二醇)、TDI/MDI(甲苯二異氰酸酯和/或二苯甲烷二異氰酸酯)或PC(聚碳酸酯)的應(yīng)用，必須在該冷箱中包括CH₄分離柱。如在FR 2 780 391中描述的由循環(huán)壓縮機(jī)提供分離能。在對應(yīng)于該壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力的壓力下面對低壓循環(huán)的蒸發(fā)，冷卻該合成氣。CO/CH₄柱頂冷凝能由該循環(huán)的蒸發(fā)提供。

本實(shí)用新型使用冷箱(其中部分冷凝該合成氣)，其中該合成氣在對應(yīng)于直接在應(yīng)用(例如生產(chǎn)單乙二醇、聚碳酸酯、甲苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯)要求的壓力下產(chǎn)生的CO的壓力的壓力下面對汽提柱底部的蒸發(fā)而冷卻，此壓力總體上是在5與9巴之間。

因此不存在對于用于將該CO朝向CO的消費(fèi)者壓縮的壓縮機(jī)或泵的需求。

本實(shí)用新型的合成氣的冷卻與在現(xiàn)有技術(shù)中相比是較不實(shí)質(zhì)性的(溫度不一樣冷)，這導(dǎo)致獲得與現(xiàn)有技術(shù)中相比更低的CO產(chǎn)率。在某些情況下，例如當(dāng)該富含氫氣的氣體被送至甲醇生產(chǎn)單元時(shí)，該富含氫氣的氣體中包含的一氧化碳也用于該甲醇生產(chǎn)單元。

CO/CH₄柱的頂部的回流通過在該柱的頂部注射來自該汽提柱底部的液體的一部分來提供。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了用于分離含有氫氣、一氧化碳和任選地甲烷和/或氮?dú)夂?或氬氣的合成氣的設(shè)備，所述設(shè)備包括熱交換器；第一分相器；汽提柱；用于將該合成氣送去在該熱交換器中冷卻的裝置；用于將該部分冷凝的合成氣送至該第一分相器以便產(chǎn)生富含氫氣的氣體和貧氫氣的液體的裝置；用于在該熱交換器中再加熱后從該設(shè)備中去除該富含氫氣的氣體并且不使其膨脹、分離或與該合成氣一起再循環(huán)的裝置；用于將該貧氫氣液體在閥中膨脹后至少部分地送至該汽提柱的頂部的裝置；用于在該熱交換器中再加熱后從該設(shè)備的汽提柱的頂部去除氣體并且不使其膨脹、分離或與該合成氣一起再循環(huán)的裝置；用于傳送該汽提柱底部液體的至少一部分以便至少部分地在該熱交換器中蒸發(fā)并且任選地再加熱直到該熱交換器的熱端以便形成氣體的裝置以及用于從該汽提柱底部液體的至少一部分得到富含一氧化碳的產(chǎn)物的裝置，這些裝置既不連接到泵上也不連接到壓縮機(jī)上。

根據(jù)其他任選的方面，該設(shè)備包括：

-用于將全部該汽提柱底部液體送至該熱交換器使得該液體在其中蒸發(fā)的裝置，而在該汽提柱底部與該熱交換器之間沒有加壓裝置；

-用于將該汽提柱底部液體的一部分送至分離柱用于產(chǎn)生富含一氧化碳的氣體和富含甲烷的液體的裝置；

-用于產(chǎn)生富含一氧化碳的氣體和富含甲烷的液體的分離柱；

-用于將全部該富含一氧化碳的氣體送去在該熱交換器中再加熱以便用作產(chǎn)物的裝置；

-用于將該富含氫氣的氣體、優(yōu)選全部該富含氫氣的氣體作為進(jìn)料氣體送至甲醇生產(chǎn)單元的裝置；

-沒有用于壓縮流體的裝置，任選地除了在該熱交換器上游的合成氣壓縮機(jī)之外；

-該汽提柱底部含有再沸器；

-該分離柱底部含有再沸器；

-用于將該合成氣送至該汽提柱的再沸器以及，適當(dāng)時(shí)，送至在該第一分相器上游的分離柱的再沸器裝置；

-沒有用于經(jīng)由源于外部源的液體提供冷量的裝置。

任選地，該設(shè)備不包括渦輪機(jī)。

將參考代表根據(jù)本實(shí)用新型工藝的附圖更詳細(xì)地說明本實(shí)用新型。

在圖1中，部分冷凝步驟之后是在6與20巴絕對值之間運(yùn)行的柱13中的汽提步驟。將含有氫和一氧化碳以及還有任選地甲烷和/或氮?dú)夂?或氬氣的合成氣1在凈化單元3中凈化以便去除水和/或甲醇和/或二氧化碳。將形成的氣體5在熱交換器E中部分冷卻并且然后用于加熱汽提柱13的底部21的再沸器的液體23。如此冷卻的氣體進(jìn)一步冷卻直到熱交換器E的冷端同時(shí)部分地冷凝并且被送至分相器9，在該分相器中進(jìn)行形成的液體和氣體的分離。該汽提柱是在6巴與20巴絕對值之間的壓力下運(yùn)行。

將富含氫氣的氣體7從分相器9的頂部取出并且在不膨脹或分離下送至甲醇生產(chǎn)單元，在該甲醇生產(chǎn)單元中一氧化碳和氫氣通過催化反應(yīng)以便形成甲醇。使貧氫液體11膨脹并且將其送至汽提柱13的頂部。在汽提柱13的頂部形成的氣體15在交換器E中再加熱而不使其膨脹或分離。使液體17在閥中膨脹并且在熱交換器E中蒸發(fā)以便形成所生產(chǎn)的CO，而不加壓。

根據(jù)圖2中示出的圖1的一個(gè)變體，汽提柱底部的液體17被送去在熱交換器E中冷卻、離開冷端、并且在閥19中膨脹并且在第二分相器27中分離。該分相器的液體31在熱交換器E中再加熱并且與分相器27的氣體29結(jié)合以便形成由該設(shè)備生產(chǎn)的一氧化碳33。

在該圖2中，加熱再沸器21的合成氣5的冷卻沒有示為從交換器E的中間溫度開始進(jìn)行以便簡化該圖。氣體5的冷卻以與圖1中相同的方式進(jìn)行。

在其中該合成氣含有甲烷的情況下，將圖1的含有甲烷和一氧化碳的汽提柱13的底部液體17通過穿過位于該CO/CH₄柱頂部的室39送至CO/CH₄分離柱37。一部分底部液體17在該室中蒸發(fā)并且作為氣體43從該室離開。剩余部分45離開該室并且分成兩部分。一部分49在閥中膨脹并且作為進(jìn)料送至該CO/CH₄柱37的頂部。因此，CO/CH₄柱37的頂部的回流通過在該柱的頂部注射來自汽提柱13的底部的液體17的一部分49來提供。

剩余部分47在閥中膨脹以便產(chǎn)生部分冷凝的流。在分相器55中分離該部分冷凝的流，將液相59和氣相57混合以便形成流53，該流被再加熱至熱交換器E的中間溫度并且作為進(jìn)料送至CO/CH₄柱37。將富含甲烷的液體42從CO/CH₄柱37的底部中取出并且然后在熱交換器E中蒸發(fā)。一氧化碳41作為氣體產(chǎn)物從CO/CH₄柱37的頂部離開并且在熱交換器E中再加熱。

可以將該蒸餾的產(chǎn)物送至生產(chǎn)MEG(單乙二醇)、TDI/MDI(甲苯二異氰酸酯和/或二苯甲烷二異氰酸酯)或PC(聚碳酸酯)。

該工藝的其余部分如對于圖1所描述的來進(jìn)行。

圖4中示出的圖3的替代方案不在CO/CH₄柱37的頂部使用室39。汽提柱13的底部液體17被分成兩部分。一部分61作為液體被送至該CO/CH₄柱的頂部。剩余部分63在閥中膨脹，形成的部分蒸發(fā)的流在分相器65中分離，液相69和氣相67被混合、再加熱至熱交換器E的中間溫度并且作為流71作為進(jìn)料送至CO/CH₄柱37。將富含甲烷的液體42從CO/CH₄柱37的底部中取出并且在熱交換器E中蒸發(fā)。一氧化碳41作為氣體產(chǎn)物從CO/CH₄柱的頂部離開并且在熱交換器E中再加熱。

圖3和4的合成氣5首先加熱冷凝器-再沸器21中的汽提柱底部液體并且然后加熱冷凝器-再沸器81中的CO/CH₄柱底部液體，之后被冷卻以便進(jìn)料分相器9。這兩個(gè)冷凝器-再沸器可以由該合成氣并行進(jìn)料。

在所有的實(shí)例中，有待分離的合成氣利用來自該汽提柱底部的富含一氧化碳的液體的蒸發(fā)冷卻并且富含一氧化碳的氣體產(chǎn)物(在汽提柱底部液體CO蒸發(fā)后直接地亦或在CO/CH₄柱出口)被作為產(chǎn)物不經(jīng)壓縮傳送。

一氧化碳產(chǎn)率是典型地約從60％至75％，而對于現(xiàn)有技術(shù)，該一氧化碳產(chǎn)率是75％-90％。

本實(shí)用新型使得有可能無需必要的CO壓縮機(jī)并且在其中在第一分相器的出口處通過部分冷凝產(chǎn)生的富含氫氣的氣體用于產(chǎn)生甲醇(其需要H₂和CO)的情況下，產(chǎn)率的損失不是有害的。與現(xiàn)有技術(shù)的10-15mol％相比，在這種氣體中的CO含量可以是至少20mol％、或甚至至少25mol％。此CO用于甲醇生產(chǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，CO純度在本實(shí)用新型中是相同的。對于所有這些圖，可以將該蒸餾的產(chǎn)物送至生產(chǎn)MEG(單乙二醇)、TDI/MDI(甲苯二異氰酸酯和/或二苯甲烷二異氰酸酯)或PC(聚碳酸酯)。

該工藝不使用渦輪機(jī)并且優(yōu)選地不使用由來自外部源的低溫液體提供的冷量。在這些圖的每一個(gè)中，用于部分冷凝該合成氣的冷量由該汽提柱底部液體的至少部分蒸發(fā)來提供。該蒸發(fā)是在單壓下進(jìn)行的。