專(zhuān)利名稱(chēng)：一種分離羰基合成原料氣的集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煤制氣、天然氣、輕油、裂解氣、焦?fàn)t氣、電石尾氣、黃磷尾氣， 及其它羰基合成氣體的凈化、處理和回收的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
羰基合成原料氣是指有效成分為CO和H2的混合氣，合成氣中CO和H2的比值隨原 料和生產(chǎn)方法的不同而異。羰基合成氣的來(lái)源是多種多樣的，例如煤制氣、重油或渣油制 氣、天然氣、輕油、裂解氣、焦?fàn)t氣、電石尾氣、黃磷尾氣等資源。利用羰基合成氣可以轉(zhuǎn)化成 液體和氣體燃料、大宗化學(xué)品和高附加值的精細(xì)有機(jī)化工產(chǎn)品。而實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的重要技 術(shù)就是碳一化工。在當(dāng)前能源緊張、化工原料短缺的情況下，碳一化工就成為了溝通煤化工、天然氣 和石油化工等的重要橋梁。而高純度CO和H2是碳一化工的重要原料。目前，分離⑶和吐 的主要方法有CO冷箱分離法、變壓吸附法或膜分離法。CO冷箱分離法是上世紀(jì)60年代開(kāi)始使用的制備高純度CO的方法。它是將氣體 冷凍成液體，利用不同氣體沸點(diǎn)不同來(lái)進(jìn)行氣體分離的。CO冷箱分離法的特點(diǎn)是可同時(shí) 制得二種以上高純度氣體，回收率高，一般可達(dá)90%左右；CO純度高，可保證98%以上的純 度；產(chǎn)品氣CO壓力損失較少，壓縮功耗少；流程簡(jiǎn)單、裝置占地面積少，操作方便簡(jiǎn)便；與低 溫甲醇洗相配合，節(jié)能，冷耗非常少(特別是與60公斤煤氣化相配合時(shí)，正常運(yùn)行的冷耗是 零)。伴隨著目前碳一化工規(guī)模愈來(lái)愈大的發(fā)展趨勢(shì)，CO冷箱分離法的優(yōu)勢(shì)將越發(fā)凸 顯，其應(yīng)用范圍也將越發(fā)廣泛。變壓吸附法是利用吸附劑在不同壓力下，對(duì)于氣體中各組分的吸附能力的變化不 同來(lái)進(jìn)行氣體分離的。變壓吸附法分離高純度CO和其它方法比較，對(duì)原料氣要求較高，常 規(guī)變壓吸附，當(dāng)原料氣中CH4+Ar達(dá)到時(shí)，一氧化碳純度只能達(dá)到96%，且原料氣中一氧 化碳濃度較低時(shí)，則CO回收率隨之降低很多。目前，國(guó)內(nèi)某些企業(yè)自行開(kāi)發(fā)的吸附劑，一定 程度上可以克服以上缺點(diǎn)。就變壓吸附法在大規(guī)模碳一化工領(lǐng)域的應(yīng)用而言，其缺點(diǎn)是吸附劑對(duì)CO的吸附 效率較低，需裝填量大；吸附劑是消耗品，其價(jià)格昂貴，將來(lái)的一次性更換代價(jià)，高達(dá)總設(shè) 備投資的一半左右；氣體回收率低，一般經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和投資下的回收率指標(biāo)僅能達(dá)到80%左 右；正常運(yùn)行時(shí)，吸附塔內(nèi)合格的CO需通過(guò)“抽真空”方式排出，且一部分CO需經(jīng)“壓縮”后 進(jìn)入置換氣緩沖罐，用于變壓吸附法-CO吸附劑的置換，而“抽真空和壓縮”的運(yùn)行電耗非 常高；變壓吸附法單套裝置的規(guī)模也受到一定限制，需要多套并聯(lián)操作占地面積巨大；變 壓吸附法裝置的閥門(mén)要求高，價(jià)格昂貴，且切換頻繁，故障率高，因而，對(duì)閥門(mén)的性能、自動(dòng) 控制的水平及可靠性要求極高。除此之外，變壓吸附法最大的缺點(diǎn)是，是其產(chǎn)品氣CO是常壓，需要被壓縮到下游 所需要的壓力，這不僅要消耗大量的壓縮功(增加了運(yùn)行費(fèi)用)，而且明顯增加了下游的設(shè)備投資。但是，對(duì)于以往的規(guī)模較小的碳一化工而言，變壓吸附法還是具有其小型化、投資 小的優(yōu)勢(shì)的。膜分離法是上世紀(jì)90年代開(kāi)始在工業(yè)上采用的氣體分離方法，膜分離技術(shù)應(yīng)用 于CO分離制取高純度C0，僅僅是近些年發(fā)展的成果。其原理主要是利用各種不同氣體分子 在特種膜中透過(guò)率的不同而將其分離，從而制得工業(yè)上所需的特定氣體。膜分離法的特點(diǎn) 是流程短、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、裝置占地較??；工藝技術(shù)先進(jìn)、用于CO分離時(shí)CO壓降小、設(shè)備 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便；投資省、能耗低、經(jīng)濟(jì)效益好。但是，膜分離法也有明顯的不足之處co純度比深冷分離法稍低；膜的壽命較低， 這是由于氣源中，不可避免的會(huì)由于各種原因，而夾帶有有機(jī)物，特別是甲醇(來(lái)自于低溫 甲醇洗)，而有機(jī)物在膜中必然會(huì)累積起來(lái)，并引起膜的溶脹等問(wèn)題，從而導(dǎo)致膜的出力下 降，并最終報(bào)廢；膜組件為易耗品，其更換成本非常高。特別是，同變壓吸附法一樣，其最大 的缺點(diǎn)是，得到的產(chǎn)品氣H2是常壓，被壓縮到下游所需要的壓力，不僅要消耗大量的壓縮 功，而且也明顯增加了下游的設(shè)備投資。此外，膜分離法在大規(guī)模碳一化工領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)間 非常短，還有一些問(wèn)題還沒(méi)有暴露出來(lái)，仍需工業(yè)運(yùn)行的長(zhǎng)期檢驗(yàn)?？傊?，需要羰基合成氣的場(chǎng)合眾多，處理的方法和設(shè)備也相當(dāng)多，不同的方法和設(shè) 備具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，但各種方法都具有相當(dāng)?shù)木窒扌裕瑧?yīng)用范圍也比較狹窄，不具有通用 性，并且很多精制設(shè)備的機(jī)理并不十分清楚。因此，開(kāi)發(fā)高效低阻，兼有多種不同技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 的多種精制技術(shù)的組合應(yīng)用，對(duì)于碳一化工中降低分離羰基合成原料氣工藝的能耗，提高 經(jīng)濟(jì)效益，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的分離羰基合成原 料氣的集成系統(tǒng)。本實(shí)用新型所提供的分離羰基合成原料氣的集成系統(tǒng)，將低溫甲醇洗凈化、CO冷 箱分離、變壓吸附和膜分離等工藝有機(jī)地結(jié)合在一起，采用了潔凈冷甲醇吸收進(jìn)料混合氣 中的酸性氣co2*H2s、cos等，以及分別采用深冷(冷箱)法制備高純度的CO氣體和變壓吸 附制備高純度的吐氣體。本實(shí)用新型的集成系統(tǒng)和工藝可以在兼顧上述多種不同工藝的優(yōu) 點(diǎn)的同時(shí)，有效地克服其各自的缺點(diǎn)，從而能節(jié)能、高效、靈活、安全地處理不同壓力、溫度、 含水量，以及組成濃度不限的羰基氣體；可以制得依凈化氣的用途而定的純度大于98%， 回收率在98. 0 98. 5%以上的CO氣體；純度大于99%，回收率在99%以上的H2氣體。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題一種分離羰基合成原料氣的集成系統(tǒng)，包括低溫甲醇洗凈化單元(1)、預(yù)吸附單元 (3)、CO分離冷箱(4)、變壓吸附制氫單元(6)和原料氣冷卻器(10)；其中，原料氣冷卻器 (10)、低溫甲醇洗凈化單元(1)、預(yù)吸附單元(3)和CO分離冷箱(4)依次連接，CO分離冷 箱(4)的H2原料氣出口與變壓吸附制氫單元(6)的入口連接；其特征在于還包括膜分離 單元(8)，膜分離單元(8)的入口與變壓吸附制氫單元(6)的解吸氣出口連接，膜分離單元 ⑶的CO富集氣出口與CO分離冷箱(4)的入口連接，膜分離單元⑶的富H2滲透氣出口 與變壓吸附制氫單元(6)的入口連接。[0017]進(jìn)一步的，膜分離單元(8)的入口通過(guò)解吸氣壓縮機(jī)(7)與變壓吸附制氫單元(6) 的解吸氣出口連接，膜分離單元(8)的富H2滲透氣出口通過(guò)滲透氣壓縮機(jī)(9)與變壓吸附 制氫單元(6)的入口連接。上述集成系統(tǒng)中，變壓吸附制氫單元(6)對(duì)常壓解吸氣的處理方式與本領(lǐng)域內(nèi)的 常規(guī)作法不同?，F(xiàn)有技術(shù)中的通常做法是將變壓吸附制氫單元(6)中的常壓解吸氣直接送 出界區(qū)，作為燃料氣被燃燒掉。而本實(shí)用新型是將常壓解吸氣送入到解吸氣壓縮機(jī)(7)，被 壓縮到2. 0 3. OMPa以后，再進(jìn)入下游的膜分離單元⑶，以回收其中的H2。本實(shí)用新型 中，H2的最終回收率可以在99%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)方法的91 93%。上述集成系統(tǒng)中的膜分離單元(8)來(lái)源于解吸氣壓縮機(jī)(7)的加壓解吸氣，經(jīng)膜 分離單元(8)分離后得到富H2的滲透氣(22)和CO富集氣(21)；富H2滲透氣經(jīng)滲透氣壓 縮機(jī)(9)增壓后，匯入到變壓吸附制氫單元(6)的原料氣(16)中，以增加H2的回收率；同 時(shí)，回收的CO富集氣(21)，進(jìn)入下游的CO分離冷箱(4)，以提高CO的回收率。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的分離羰基合成原料氣的集成系統(tǒng)中，在低溫甲醇洗凈化 單元⑴和預(yù)吸附單元⑶之間設(shè)有精密過(guò)濾器(2)。可以有效地降低低溫甲醇洗凈化單 元(1)的產(chǎn)品氣(40)中來(lái)源于洗滌冷甲醇溶液的夾帶甲醇的含量，從而達(dá)到降低預(yù)吸附單 元(3)的工作負(fù)荷的目的，使得預(yù)吸附單元(3)的分子篩的再生周期變長(zhǎng)、公用工程消耗降 低、效率提高、結(jié)垢減少、使用壽命延長(zhǎng)。即，最終達(dá)到預(yù)吸附單元(3)的設(shè)備投資和運(yùn)行成 本都明顯降低的目的。進(jìn)一步的，上述集成系統(tǒng)中，CO分離冷箱(4)的閃蒸汽出口與低溫甲醇洗凈化單 元(1)的入口連接。本實(shí)用新型中，CO分離冷箱(4)中分離出的閃蒸汽沒(méi)有采用通常的做 法(即作為燃料氣而被燃燒掉)，而是匯入到低溫甲醇洗凈化單元(1)的中壓閃蒸汽中，以 便進(jìn)一步回收其中的H2和C0，以提高系統(tǒng)中H2和CO產(chǎn)品的收率。上述集成系統(tǒng)中，羰基合成原料氣先經(jīng)原料氣冷卻器(10)冷卻后再進(jìn)入低溫甲 醇洗凈化單元(1)，低溫甲醇洗凈化單元(1)采用潔凈冷甲醇吸收進(jìn)料混合氣中的CO2和 H2SXOS等酸性氣體，被吸收的酸性氣體H2S和COS直接排放，被吸收的CO2氣體經(jīng)原料氣冷 卻器(10)回收冷量后作為尾氣排放。進(jìn)一步的，上述集成系統(tǒng)中，低溫甲醇洗凈化單元(1)的尾氣排出口通過(guò)原料氣 冷卻器(10)與外界相通；CO分離冷箱(4)的H2原料氣出口通過(guò)原料氣冷卻器(10)與變壓 吸附制氫單元(6)的入口連接；CO分離冷箱(4)的CO產(chǎn)品氣出口通過(guò)原料氣冷卻器(10) 與外界相通；CO分離冷箱(4)的閃蒸汽出口通過(guò)原料氣冷卻器(10)與低溫甲醇洗凈化單 元⑴的入口連接。本實(shí)用新型采用上述方式，使得原料氣在原料氣冷卻器(10)中被來(lái)自下游的低 溫甲醇洗凈化單元(1)的尾氣以及CO分離冷箱(4)中的H2原料氣、CO產(chǎn)品氣和閃蒸汽冷 卻。而不是采用常規(guī)的方式，即在原料氣冷卻器(10)中，用低溫甲醇洗凈化單元(1)的產(chǎn) 品氣為其原料氣的冷源。從而真正實(shí)現(xiàn)了低溫甲醇洗凈化單元(1)與CO分離冷箱(4)的 冷量耦合，進(jìn)而有效地降低了 CO分離冷箱(4)的投資。進(jìn)一步的，上述集成系統(tǒng)中，CO分離冷箱(4)包括板式換熱器(50)、低溫洗滌塔 (51)、再沸器(52)和低溫提餾塔(53)；其中，再沸器(52)的入口經(jīng)板式換熱器(50)與預(yù) 吸附單元(3)的出口連接，再沸器(52)的出口與低溫洗滌塔(51)的下部入口連接；低溫洗
5滌塔(51)的底部出口與低溫提餾塔(53)的上部入口連接，低溫洗滌塔(51)的頂部設(shè)吐原 料氣出口 ；低溫提餾塔(53)的上部液體物料出口與低溫洗滌塔(51)的上部入口連接，低溫 提餾塔(53)上部的另一入口經(jīng)板式換熱器(50)與膜分離單元(8)的CO富集氣出口連接， 低溫提餾塔(53)的底部設(shè)CO產(chǎn)品氣出口，低溫提餾塔(53)的頂部設(shè)閃蒸汽出口。本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)的CO分離冷箱(4)，來(lái)源于膜分離單元(8)的CO富集 氣體(21)進(jìn)CO冷箱(4)中，經(jīng)換熱器(50)與下游氣體換熱后，進(jìn)入到低溫提餾塔(53)的 中部以上的位置，進(jìn)一步回收其中的C0，以提高CO產(chǎn)品的收率；同時(shí)，從相同的位置，采出 一股低溫液體，送入到低溫洗滌塔(51)的頂部，洗滌H2原料氣中的C0，以進(jìn)一步提高對(duì)CO 的收率；此外，低溫提餾塔(53)塔頂閃蒸汽(27)沒(méi)有采用通常的做法(即作為燃料氣而被 燃燒掉)，而是匯入到低溫甲醇洗凈化單元(1)的中壓閃蒸汽中，以便進(jìn)一步回收其中的H2 和C0，以提高系統(tǒng)中H2和CO產(chǎn)品的收率，其中CO的回收率可以在98. 0 98. 5%以上。進(jìn)一步的，上述CO分離冷箱(4)中，低溫洗滌塔(51)的頂部吐原料氣出口依次 通過(guò)板式換熱器(50)和原料氣冷卻器(10)與變壓吸附制氫單元(6)的入口連接；低溫提 餾塔(53)的底部CO產(chǎn)品氣出口依次通過(guò)板式換熱器(50)和原料氣冷卻器(10)與外界相 通；低溫提餾塔(53)的頂部閃蒸汽出口依次通過(guò)板式換熱器(50)和原料氣冷卻器(10)與 低溫甲醇洗凈化單元(1)的入口連接。在CO分離冷箱(4)中，本實(shí)用新型采用將三股采出物料均送入板式換熱器(50) 中回收冷量的方式，優(yōu)化了 CO分離冷箱(4)的原料氣(13)與下游的吐原料氣(24)、塔 頂閃蒸汽(27)和CO產(chǎn)品氣(14)的換熱，使原料氣(13)經(jīng)由管道進(jìn)入下游的低溫洗滌塔 (51)時(shí)的終了溫度，要比常規(guī)的方法低5 12°C，即-165 -192°C。在該溫度下，H2原料 氣(24)中的CO含量可以降低35 45%，這對(duì)于下游的變壓吸附制氫(6)具有重要的意 義。因?yàn)?，CO含量的降低，意味著變壓吸附制氫(6)的工作負(fù)荷會(huì)相應(yīng)降低35 45%。進(jìn) 而，也會(huì)使得其分子篩的再生周期變長(zhǎng)、公用工程消耗降低、效率提高、使用壽命延長(zhǎng)，最終 達(dá)到其設(shè)備投資和運(yùn)行成本都明顯降低的目的，從而變壓吸附制氫(6)的設(shè)備投資將會(huì)降 低25 30%，運(yùn)行費(fèi)用降低32 43%。本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)低溫甲醇洗凈化、精密過(guò)濾、預(yù)吸附、CO冷箱分離、 CO壓縮、變壓吸附制氫、解吸氣壓縮、膜分離、滲透氣壓縮、原料氣冷卻器等手段的同時(shí)使 用，兼顧了多種不同分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，且能有效克服其各自的缺點(diǎn)，從而更加節(jié)能、高效和 靈活，使得集成工藝在不增加固定設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用的前提下，對(duì)羰基合成原料氣中的 有效氣H2和CO的濃縮能力和回收率都有了顯著的提高。本實(shí)用新型的壓縮機(jī)功耗只是完 全采用變壓吸附的35% ；占地面積不到完全采用變壓吸附的15% ；總投資不到完全采用變 壓吸附的70%。本實(shí)用新型適用于煤制氣、天然氣、輕油、裂解氣、焦?fàn)t氣、電石尾氣、黃磷尾 氣以及其它羰基合成原料氣體中⑶和吐的分離。本實(shí)用新型的推廣和應(yīng)用，必將會(huì)獲得 極大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

圖1為本實(shí)用新型的集成工藝的流程示意圖圖2為本實(shí)用新型的CO分離冷箱流程示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，一種分離羰基合成原料氣的集成系統(tǒng)，包括低溫甲醇洗凈化單元1、 預(yù)吸附單元3、CO分離冷箱4、變壓吸附制氫單元6和原料氣冷卻器10 ；其中，原料氣冷卻 器10、低溫甲醇洗凈化單元1、預(yù)吸附單元3和CO分離冷箱4依次連接，CO分離冷箱4的 H2原料氣出口與變壓吸附制氫單元6的入口連接；其特征在于還包括膜分離單元8，膜分 離單元8的入口與變壓吸附制氫單元6的解吸氣出口連接，膜分離單元8的CO富集氣出口 與CO分離冷箱4的入口連接，膜分離單元8的富H2滲透氣出口與變壓吸附制氫單元6的 入口連接。進(jìn)一步的，膜分離單元8的入口通過(guò)解吸氣壓縮機(jī)7與變壓吸附制氫單元6的解 吸氣出口連接，膜分離單元8的富H2滲透氣出口通過(guò)滲透氣壓縮機(jī)9與變壓吸附制氫單元 6的入口連接。進(jìn)一步的，上述集成系統(tǒng)中，在低溫甲醇洗凈化單元1和預(yù)吸附單元3之間設(shè)有精 密過(guò)濾器2。進(jìn)一步的，上述集成系統(tǒng)中，CO分離冷箱4的閃蒸汽出口與低溫甲醇洗凈化單元1 的入口連接。進(jìn)一步的，上述集成系統(tǒng)中，低溫甲醇洗凈化單元1的尾氣排出口通過(guò)原料氣冷 卻器10與外界相通；CO分離冷箱4的H2原料氣出口通過(guò)原料氣冷卻器10與變壓吸附制氫 單元6的入口連接；CO分離冷箱4的CO產(chǎn)品氣出口通過(guò)原料氣冷卻器10與外界相通；CO 分離冷箱4的閃蒸汽出口通過(guò)原料氣冷卻器10與低溫甲醇洗凈化單元1的入口連接。進(jìn)一步的，上述集成系統(tǒng)中，CO分離冷箱4包括板式換熱器50、低溫洗滌塔51、再 沸器52和低溫提餾塔53 ；其中，再沸器52的入口經(jīng)板式換熱器50與預(yù)吸附單元3的出口 連接，再沸器52的出口與低溫洗滌塔51的下部入口連接；低溫洗滌塔51的底部出口與低 溫提餾塔53的上部入口連接，低溫洗滌塔51的頂部設(shè)H2原料氣出口 ；低溫提餾塔53的上 部液體物料出口與低溫洗滌塔51的上部入口連接，低溫提餾塔53上部的另一入口經(jīng)板式 換熱器50與膜分離單元8的CO富集氣出口連接，低溫提餾塔53的底部設(shè)CO產(chǎn)品氣出口， 低溫提餾塔53的頂部設(shè)閃蒸汽出口。進(jìn)一步的，上述CO分離冷箱4中，低溫洗滌塔51的頂部H2原料氣出口依次通過(guò) 板式換熱器50和原料氣冷卻器10與變壓吸附制氫單元6的入口連接；低溫提餾塔53的底 部CO產(chǎn)品氣出口依次通過(guò)板式換熱器50和原料氣冷卻器10與外界相通；低溫提餾塔53 的頂部閃蒸汽出口依次通過(guò)板式換熱器50和原料氣冷卻器10與低溫甲醇洗凈化單元1的 入口連接。本實(shí)用新型系統(tǒng)采用如下步驟進(jìn)行羰基合成原料氣的分離原料氣25的溫度為40°C，壓力為5. 3MPa，流量為101594. 5Nm7hr，與來(lái)自下游 的尾氣31、H2料氣24、塔頂閃蒸汽27和CO產(chǎn)品氣14在原料冷卻氣10中換熱后，被冷卻 到-14 _28°C，再進(jìn)入低溫甲醇洗單元1，脫除進(jìn)料混合氣中的酸性氣C02(尾氣，32)和 H2S、C0S (酸性氣，30)等，進(jìn)而得到主要成分為CO和H2的混合氣40。混合氣進(jìn)入精密過(guò)濾 器2，過(guò)濾其中夾帶的甲醇液滴等，以降低預(yù)吸附單元3的工作負(fù)荷。過(guò)濾后的混合氣12進(jìn) 入預(yù)吸附單元3，將其中的微量甲醇和二氧化碳脫除，以免它們?cè)诶湎?內(nèi)凍結(jié)并引起低溫設(shè)備和管道的堵塞。之后，低溫混合氣13進(jìn)入CO分離冷箱4，利用CO與其它氣體組分冷 凝點(diǎn)的差別，使混合氣在低溫下，某一組份或幾個(gè)組份冷凝液化，而其它組份仍保持氣態(tài)， 從而將CO分離出來(lái)。經(jīng)過(guò)CO冷箱4后，混合氣被分成H2原料氣24、塔頂閃蒸汽27和CO 產(chǎn)品氣14。在原料冷卻器中回收冷量后塔頂閃蒸汽28匯入到低溫甲醇洗1的中壓閃蒸 汽中，一道被壓入到原料氣26中，進(jìn)一步回收其有效成分；CO產(chǎn)品氣29經(jīng)CO壓縮機(jī)5增 壓后，由管道15送出界區(qū)；H2原料氣16進(jìn)入變壓吸附制氫單元6，與CO等分離后，經(jīng)由管 道18送出界區(qū)。同時(shí)，來(lái)源于變壓吸附制氫單元6的常壓解吸氣19，被送入到解吸氣壓縮 機(jī)7增壓，并經(jīng)由管道20進(jìn)入到下游的膜分離單元8。在膜分離單元8中，解吸氣20中的 CO被初步富集到67 88%，經(jīng)由管道21送入到下游的CO分離冷箱單元4，以回收其中的 CO ；同時(shí)，富H2的滲透氣22，經(jīng)滲透氣壓縮機(jī)9增壓后，匯入到變壓吸附制氫單元6的原料 氣中，以回收其中的H2。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)低溫甲醇洗凈化、精密過(guò)濾、預(yù)吸附，CO冷箱，CO壓縮、變壓吸 附制氫、解吸氣壓縮、膜分離、滲透氣壓縮、原料氣冷卻器單元的有機(jī)的整合，整個(gè)系統(tǒng)只有 低溫甲醇洗單元1的尾氣32和酸性氣30兩個(gè)排放點(diǎn)，從而使得本實(shí)用新型在不增加設(shè)備 投資和運(yùn)行費(fèi)用降低的前提下，裝置對(duì)H2和CO的濃縮能力和回收率都有了顯著的提高。上述實(shí)施例僅用于闡述本發(fā)明的原理，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)該理 解，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述描述的結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的原 理及內(nèi)容，還可以產(chǎn)生各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣具有超越現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)效果， 且均被本發(fā)明的保護(hù)范圍所涵蓋。
權(quán)利要求一種分離羰基合成原料氣的集成系統(tǒng)，包括低溫甲醇洗凈化單元(1)、預(yù)吸附單元(3)、CO分離冷箱(4)、變壓吸附制氫單元(6)和原料氣冷卻器(10)；其中，原料氣冷卻器(10)、低溫甲醇洗凈化單元(1)、預(yù)吸附單元(3)和CO分離冷箱(4)依次連接，CO分離冷箱(4)的H2原料氣出口與變壓吸附制氫單元(6)的入口連接；其特征在于還包括膜分離單元(8)，膜分離單元(8)的入口與變壓吸附制氫單元(6)的解吸氣出口連接，膜分離單元(8)的CO富集氣出口與CO分離冷箱(4)的入口連接，膜分離單元(8)的富H2滲透氣出口與變壓吸附制氫單元(6)的入口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的集成系統(tǒng)，其特征在于膜分離單元(8)的入口通過(guò)解吸氣壓 縮機(jī)(7)與變壓吸附制氫單元(6)的解吸氣出口連接，膜分離單元(8)的富H2滲透氣出口 通過(guò)滲透氣壓縮機(jī)(9)與變壓吸附制氫單元(6)的入口連接
3.如權(quán)利要求1所述的集成系統(tǒng)，其特征在于低溫甲醇洗凈化單元(1)和預(yù)吸附單 元(3)之間設(shè)有精密過(guò)濾器(2)。
4.如權(quán)利要求1所述的集成系統(tǒng)，其特征在于CO分離冷箱(4)的閃蒸汽出口與低溫 甲醇洗凈化單元(1)的入口連接。
5.如權(quán)利要求4所述的集成系統(tǒng)，其特征在于CO分離冷箱(4)的閃蒸汽出口通過(guò)原 料氣冷卻器(10)與低溫甲醇洗凈化單元(1)的入口連接。
6.如權(quán)利要求1所述的集成系統(tǒng)，其特征在于低溫甲醇洗凈化單元⑴的尾氣排出 口通過(guò)原料氣冷卻器(10)與外界相通。
7.如權(quán)利要求1所述的集成系統(tǒng)，其特征在于C0分離冷箱⑷的H2原料氣出口通過(guò) 原料氣冷卻器(10)與變壓吸附制氫單元(6)的入口連接。
8.如權(quán)利要求1所述的集成系統(tǒng)，其特征在于CO分離冷箱(4)的CO產(chǎn)品氣出口通過(guò) 原料氣冷卻器(10)與外界相通。
9.如權(quán)利要求1-8中任一所述的集成系統(tǒng)，其特征在于C0分離冷箱(4)包括板式換 熱器(50)、低溫洗滌塔(51)、再沸器(52)和低溫提餾塔(53)；其中，再沸器(52)的入口經(jīng) 板式換熱器(50)與預(yù)吸附單元(3)的出口連接，再沸器(52)的出口與低溫洗滌塔(51)的 下部入口連接；低溫洗滌塔(51)的底部出口與低溫提餾塔(53)的上部入口連接，低溫洗滌 塔(51)的頂部設(shè)壓原料氣出口 ；低溫提餾塔(53)的上部液體物料出口與低溫洗滌塔(51) 的上部入口連接，低溫提餾塔(53)上部的另一入口經(jīng)板式換熱器(50)與膜分離單元(8) 的CO富集氣出口連接，低溫提餾塔(53)的底部設(shè)CO產(chǎn)品氣出口，低溫提餾塔(53)的頂部 設(shè)閃蒸汽出口。
10.如權(quán)利要求9所述的集成系統(tǒng)，其特征在于低溫洗滌塔(51)的頂部H2原料氣出 口依次通過(guò)板式換熱器(50)和原料氣冷卻器(10)與變壓吸附制氫單元(6)的入口連接； 低溫提餾塔(53)的底部CO產(chǎn)品氣出口依次通過(guò)板式換熱器(50)和原料氣冷卻器(10)與 外界相通；低溫提餾塔(53)的頂部閃蒸汽出口依次通過(guò)板式換熱器(50)和原料氣冷卻器 (10)與低溫甲醇洗凈化單元(1)的入口連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種分離羰基合成原料氣的集成系統(tǒng)，包括低溫甲醇洗凈化單元、預(yù)吸附單元、CO分離冷箱、變壓吸附制氫單元和原料氣冷卻器；其中，原料氣冷卻器、低溫甲醇洗凈化單元、預(yù)吸附單元和CO分離冷箱依次連接，CO分離冷箱的H2原料氣出口與變壓吸附制氫單元的入口連接；其特征在于還包括膜分離單元，膜分離單元的入口與變壓吸附制氫單元的解吸氣出口連接，膜分離單元的CO富集氣出口與CO分離冷箱的入口連接，膜分離單元的富H2滲透氣出口與變壓吸附制氫單元的入口連接。本實(shí)用新型兼顧了多種不同分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，且能有效克服其各自的缺點(diǎn)，從而更加節(jié)能、高效和靈活。
文檔編號(hào)B01D53/22GK201735305SQ20102022189
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者寧振強(qiáng), 張濤, 牛慶彥, 王保明, 胡暉 申請(qǐng)人:上海戊正工程技術(shù)有限公司;開(kāi)封東京空分集團(tuán)有限公司