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權(quán)利要求
1.一種粗一氧化碳提純的裝置，包括通過管路依次連接的變溫吸附單元(1)、冷箱(2)，所述冷箱(2)的一個(gè)出口連接CO壓縮機(jī)(3)，并與CO壓縮機(jī)(3)形成循環(huán)，所述冷箱(2)的另一出口依次連接有變壓吸附單元(4)和解吸氣壓縮機(jī)(5)，所述解吸氣壓縮機(jī)(5)出口連接所述變溫吸附單元(1)形成循環(huán)，所述CO壓縮機(jī)(3)出口連接CO產(chǎn)品管路(7)，所述變壓吸附單元(4)出口連接氫氣產(chǎn)品管路(9)，其特征在于，所述CO產(chǎn)品管路(7)引出CO循環(huán)管路(8)，并與解吸氣壓縮機(jī)(5)的入口相連接，所述冷箱(2)與變壓吸附單元(4)之間引出氫氣循環(huán)管路(10)，并與解吸氣壓縮機(jī)(5)的入口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗一氧化碳提純的裝置，其特征在于，所述變溫吸附單元(1)入口處增加氫氣補(bǔ)充管路(6)，所述氫氣補(bǔ)充管路(6)上還布置有調(diào)節(jié)氫氣流量的氫氣調(diào)節(jié)閥(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗一氧化碳提純的裝置，其特征在于，所述CO產(chǎn)品管路(7)上布置有CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥(12)，所述CO循環(huán)管路(8)上布置有CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種粗一氧化碳提純的裝置，其特征在于，所述CO循環(huán)管路(8)布置于CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥(12)之前。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗一氧化碳提純的裝置，其特征在于，所述氫氣循環(huán)管路(10)上設(shè)置有調(diào)節(jié)循環(huán)氫氣流量的氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粗一氧化碳提純的裝置，其特征在于，所述冷箱(2)出口還設(shè)有尾氣排放管路(14)，所述尾氣排放管路(14)上布置有尾氣調(diào)節(jié)閥(15)。
7.一種基于權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述裝置進(jìn)行粗一氧化碳提純的工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)粗一氧化碳原料進(jìn)入變溫吸附單元(1)去除二氧化碳和水，然后進(jìn)入冷箱(2)進(jìn)行干燥分離形成三股物料，分別為CO、粗H2和尾氣；
2)粗H2經(jīng)過氫氣循環(huán)管路(10)進(jìn)入解吸氣壓縮機(jī)(5)，解吸氣壓縮機(jī)(5)排出的氣體再次進(jìn)入變溫吸附單元(1)形成循環(huán)；
3)CO進(jìn)入CO壓縮機(jī)(3)，排出后的CO一部分作為產(chǎn)品外送，另一部分進(jìn)入解吸氣壓縮機(jī)(5)，解吸氣壓縮機(jī)(5)排出的氣體再次進(jìn)入變溫吸附單元(1)形成循環(huán)；
4)尾氣直接排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種粗一氧化碳提純的工藝方法，其特征在于，循環(huán)的CO和粗H2經(jīng)解吸氣壓縮機(jī)(5)壓縮后排出的氣體與原料混合后的組分濃度為：CO含量40-60％。

說明書
一種粗一氧化碳提純的裝置及工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種粗一氧化碳的提純，尤其是涉及一種粗一氧化碳提純的裝置及工藝方法。
背景技術(shù)
工業(yè)生產(chǎn)的粗一氧化碳的CO含量只有98％，雜質(zhì)H2的含量可高達(dá)1％，不能滿足大多數(shù)化工行業(yè)對(duì)于一氧化碳產(chǎn)品的純度要求(CO>98.9％，H2<100ppm)。下文中分別稱之為RCO和PCO。
中國(guó)專利CN200480028427.7公開的一種通過低溫蒸餾生產(chǎn)一氧化碳的方法，所述的方法包括下列步驟：含有一氧化碳、氫和氮的氣體混合物經(jīng)冷卻和部分冷凝得到冷卻且部分冷凝的氣體混合物；分離該冷卻且部分冷凝的氣體混合物產(chǎn)生富含氫的氣體和富含一氧化碳的液體；將富含一氧化碳的液體流送到產(chǎn)物汽提塔以產(chǎn)生貧氫的液體一氧化碳和富含氫的氣體一氧化碳；將貧氫的一氧化碳液體流送入蒸餾塔的第一中間點(diǎn)；與進(jìn)入蒸餾塔的液體流相比富含甲烷的液體流從蒸餾塔的底部分離；富含一氧化碳的液流從高于第一中間點(diǎn)的第二中間點(diǎn)分離；與進(jìn)入蒸餾塔的液流相比，富含氮和任選氫的液流從蒸餾塔的頂部分離。該方法用于處理一氧化碳、氫和氮?dú)獾幕旌蠚?，不能處理氫氣含量很低的粗一氧化碳?br />發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種粗一氧化碳提純的裝置及工藝方法。
本發(fā)明利用原合成氣分離裝置進(jìn)行改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)RCO提純到PCO的操作。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種粗一氧化碳提純的裝置，包括通過管路依次連接的變溫吸附單元、冷箱，所述冷箱的一個(gè)出口連接CO壓縮機(jī)，并與CO壓縮機(jī)形成循環(huán)，所述冷箱的另一出口依次連接有變壓吸附單元和解吸氣壓縮機(jī)，所述解吸氣壓縮機(jī)出口連接所述變溫吸附單元形成循環(huán)，所述CO壓縮機(jī)出口連接CO產(chǎn)品管路，所述變壓吸附單元出口連接氫氣產(chǎn)品管路，所述CO產(chǎn)品管路引出CO循環(huán)管路，并與解吸氣壓縮機(jī)的入口相連接，所述冷箱與變壓吸附單元之間引出氫氣循環(huán)管路，并與解吸氣壓縮機(jī)的入口相連接。
進(jìn)一步的，所述變溫吸附單元入口處增加氫氣補(bǔ)充管路，所述氫氣補(bǔ)充管路上還布置有調(diào)節(jié)氫氣流量的氫氣調(diào)節(jié)閥。
進(jìn)一步的，所述CO產(chǎn)品管路上布置有CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥，所述CO循環(huán)管路上布置有CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥。
更進(jìn)一步的，所述CO循環(huán)管路布置于CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥之前。
進(jìn)一步的，所述氫氣循環(huán)管路上設(shè)置有調(diào)節(jié)循環(huán)氫氣流量的氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥。
進(jìn)一步的，所述冷箱出口還設(shè)有尾氣排放管路，所述尾氣排放管路上布置有尾氣調(diào)節(jié)閥。
一種粗一氧化碳提純的工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)粗一氧化碳原料進(jìn)入變溫吸附單元去除二氧化碳和水，然后進(jìn)入冷箱進(jìn)行干燥分離形成三股物料，分別為CO、粗H2和CH4等尾氣；
2)粗H2經(jīng)過氫氣循環(huán)管路進(jìn)入解吸氣壓縮機(jī)，解吸氣壓縮機(jī)排出的氣體再次進(jìn)入變溫吸附單元形成循環(huán)；
3)CO進(jìn)入CO壓縮機(jī)(3)，排出后的CO一部分作為產(chǎn)品外送，另一部分進(jìn)入解吸氣壓縮機(jī)(5)，解吸氣壓縮機(jī)(5)排出的氣體再次進(jìn)入變溫吸附單元(1)形成循環(huán)；
4)CH4等尾氣直接排出。
進(jìn)一步的，循環(huán)的CO和粗H2經(jīng)解吸氣壓縮機(jī)壓縮后排出的氣體與原料混合后的組分濃度為：CO含量40-60％，N2、Ar、CH4根據(jù)原料含量而定，其余為H2。
在原來(lái)的合成氣分離裝置上新增:1)CO產(chǎn)品返回至合成氣原料管道和調(diào)節(jié)閥；2)H2產(chǎn)品返回至合成氣原來(lái)管道和調(diào)節(jié)閥；3)為補(bǔ)充裝置中的H2損耗，增加H2補(bǔ)充管道。該方法利用合成氣裝置中現(xiàn)有的CO壓縮機(jī)和解吸氣壓縮機(jī)的富余壓縮能力，將CO產(chǎn)品和H2產(chǎn)品循環(huán)至原料中，從而實(shí)現(xiàn)利用合成氣分離裝置將RCO進(jìn)一步純化成PCO。當(dāng)該裝置作為合成氣分離裝置使用時(shí)，關(guān)閉氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥和CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥，CO經(jīng)CO壓縮機(jī)處理后直接得到CO產(chǎn)品，粗H2經(jīng)過變壓吸附單元分離為純氫氣產(chǎn)品和解吸氣，解吸氣經(jīng)解吸氣壓縮機(jī)回到原料管道進(jìn)行循環(huán)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用合成氣分離(合成氣：CO含量40-60％，N2+Ar0-0.2％，CH4 0-1％，其余為H2)裝置，通過CO壓縮機(jī)將CO產(chǎn)品循環(huán)至冷箱入口并且連續(xù)性補(bǔ)充氫氣的工藝方法，實(shí)現(xiàn)將RCO(RCO：H2 0-1％，CH4 0-1％，N2+Ar 0-0.5％，其余為CO)提純?yōu)镻CO(PCO：CO>98.9％，H2<100ppm)的操作，利用裝置中現(xiàn)有的CO壓縮機(jī)和解吸氣壓縮機(jī)的富余壓縮能力，提純一氧化碳，裝置改造方便，流程簡(jiǎn)單，節(jié)約能耗，提高了分離效果。
附圖說明
圖1為本發(fā)明粗一氧化碳提純工藝流程圖。
圖中標(biāo)號(hào)所示：
1、變溫吸附單元，2、冷箱，3、CO壓縮機(jī)，4、變壓吸附單元，5、解吸氣壓縮機(jī)，6、氫氣補(bǔ)充管路，7、CO產(chǎn)品管路，8、CO循環(huán)管路，9、氫氣產(chǎn)品管路，10、氫氣循環(huán)管路，11、氫氣調(diào)節(jié)閥，12、CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥，13、CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥，14、尾氣排放管路，15、尾氣調(diào)節(jié)閥，16、氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例
一種粗一氧化碳提純的裝置，如圖1所示，包括通過管路依次連接的變溫吸附單元1、冷箱2，冷箱2的一個(gè)出口連接CO壓縮機(jī)3，并與CO壓縮機(jī)3形成循環(huán)，冷箱2的另一出口依次連接有變壓吸附單元4和解吸氣壓縮機(jī)5，解吸氣壓縮機(jī)5出口連接變溫吸附單元1形成循環(huán)，CO壓縮機(jī)3出口連接CO產(chǎn)品管路7，變壓吸附單元4出口連接氫氣產(chǎn)品管路9，CO產(chǎn)品管路7引出CO循環(huán)管路8，并與解吸氣壓縮機(jī)5的入口相連接，冷箱2與變壓吸附單元4之間引出氫氣循環(huán)管路10，并與解吸氣壓縮機(jī)5的入口相連接。變溫吸附單元1入口處增加氫氣補(bǔ)充管路6，氫氣補(bǔ)充管路6上還布置有調(diào)節(jié)氫氣流量的氫氣調(diào)節(jié)閥11。CO產(chǎn)品管路7上布置有CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12，CO循環(huán)管路8上布置有CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥13。CO循環(huán)管路8布置于CO產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥12之前。氫氣循環(huán)管路10上設(shè)置有調(diào)節(jié)循環(huán)氫氣流量的氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥16。冷箱2出口還設(shè)有尾氣排放管路14，尾氣排放管路14上布置有尾氣調(diào)節(jié)閥15。
如圖1所示，一種粗一氧化碳提純的工藝方法，包括以下步驟：
1)粗一氧化碳原料進(jìn)入變溫吸附單元1去除二氧化碳和水，然后進(jìn)入冷箱2進(jìn)行干燥分離形成三股物料，分別為CO、粗H2和CH4等尾氣；
2)粗H2經(jīng)過氫氣循環(huán)管路10進(jìn)入解吸氣壓縮機(jī)5，解吸氣壓縮機(jī)5排出的氣體再次進(jìn)入變溫吸附單元1形成循環(huán)；
3)CO進(jìn)入CO壓縮機(jī)3，排出后的CO一部分作為產(chǎn)品外送，另一部分進(jìn)入解吸氣壓縮機(jī)5，解吸氣壓縮機(jī)5排出的氣體再次進(jìn)入變溫吸附單元1形成循環(huán)；
4)CH4等尾氣直接排出。
當(dāng)該裝置作為合成氣分離裝置使用時(shí)，關(guān)閉氫氣循環(huán)調(diào)節(jié)閥16和CO循環(huán)調(diào)節(jié)閥13，CO經(jīng)CO壓縮機(jī)3處理后直接得到CO產(chǎn)品，粗H2經(jīng)過變壓吸附單元4分離為純氫氣產(chǎn)品和解吸氣，解吸氣經(jīng)解吸氣壓縮機(jī)5回到原料管道進(jìn)行循環(huán)。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。