Спосіб одержання оксиду вуглецю

Изобретение относится к способу рода, а выделяющуюся в нижней части получения окиси углерода из загрязРК в жидком виде окись углерода посненного азотом и содержащего в основле снижения ее давления применяют ном водород, окись углерода и метан для охлаждения верхней части РК. газового потока и позволяет упрос2 з.п. ф-лы, 2 ил. тить технологию. Газовый поток разде S СО СП 00 QD 1 1358794 метаном, который по трубопроводу 4 Изобретение относится к способу вводится в верхнюю часть промывочной получения окиси углерода из загрязколонны 65. Из верхней части промыненного азотом и содержащего в освочной колонны по трубопроводу 69 новном водород, окись углерода и меотбирается очищенный водород, кототан газового потока, причем газовый рый в качестве примесей содержит припоток разделяется при низкой темперамерно 1,5 мол.% метана, 0,2 мол.% туре с получением содержащей азот азота и 10 миллионных частей окиси фракции окиси углерода, причем часть углерода. Эта Фракция водорода подоокиси углерода для покрытия потреб10 гревается в теплообменнике 30, затем ности процесса Б холоде находится в расширяется в трубодетандере 37 с кругообороте, а остальная часть отвоотдачей охлаждающей энергии и после дится как продукт. повторного подогрева в теплообменниНа фиг.1 изображена установка, реалиэующая предлагаемый способ, в сое- 15 ках 30 и 29 по трубопроводу 2 отводинении с метановой промывкой; на дится как товарный водород. фиг.2 - то же, в соединении с частичПромывочный метан со всей содерной конденсацией. жащейся окисью углерода преобладаюУстановка для реализации способа щей частью азота и небольшим колисодержит трубопроводы 1-28, теплооб- 2о чеством растворенного водорода отвоменники 29-34, компрессоры 35-36, дится из нижней части промывочной турбодетандеры 37 и 38, клапаны 39колонны 65 и в клапане 39 доводится % 51, отстойники 52-54, компрессор 55, до давления примерно 4 бар. При этом резервуар 56, насосы 57 и 58, охладирастворенный в промывочном метане вотель 59, конденсаторы 60-62, обогре- 25 дород выделяется в виде газа и сователь 63, смеситель 64, промывочную ответственно условиям равновесия колонну 65, регенерационную колонну также окись углерода, азот и метан. 66, колонны 67 и 68, трубопроводы Выделившиеся в газообразном состоя69-71. нии компоненты, где приблизительно в Способ реализуют следующим об30 одинаковых количествах содержится водород и окись углерода, отделяют в разом. отстойнике 52, понижают их давление По трубопроводу 1 подводится газ, в клапане 40 и после подогрева в тепполученный с помощью парового рифорлообменниках 30 и 29 по трубопроводу минга природного газа, который со3 отводят как фракцию отопительного держит, мол.%: водород 70.54; окись 35 углерода 24.69; метан 3.49; азот газа. і 1.28. Газ, который получается рифорВ другом варианте отстойник 52 мингом природного газа, имеет содерзаменен малой ректификационной кожание азота 5 мол.%. В общем случае лонной, верхняя часть которой охлажпо предлагаемому способу могут пере- 40 дается циркулирующей окисью углерабатываться природные газы с содеррода под давлением 1,5 бар и при темжанием азота до примерно 15 мол.%. пературе 86 К. За этот счет содержаЕсли имеются газы с еще большим соние окиси углерода в этой фракции держанием азота, то экономически выотопительного газа уменьшается ниже годнее применять отделение азота до 45 40 мол.%. парового риформинга, чем применять Остающаяся в отстойнике 52 или в предлагаемый способ. соответствующей ректификационной ко. лонне жидкость разделяется на два Применяемый газ подается по тручастичных потока и в клапанах 41 и 42 бопроводу 1 при давлении 14 бар и температуре 36 С. В теплообменниках 50 ее давление снижается до 2,5 бар. Прошедший через клапан 41 частичный 29 и 30 газ охлаждается холодными поток испаряется в теплообменнике 30 продуктами разделения до 92 К, причем и после этого подается в регенерацисодержащиеся в расщепленном газе меонную колонну 66. Прошедший через тан и окись углерода в значительной клапан 42 частичный поток вводится степени конденсируются. Двухфазная 55 прямо в регенерационную колонну 66 смесь подается в нижнюю область на нескопько этажей выше предыдущего колонны 65 метановой промывки. Из осчастичного потока. Регенерационная тавшегося газа в промывочной колонне колонна 66 имеет головной конденса65 окись углерода вымывается жидким З 1 358794 4 тор 60 в верхней части, а также обограционной колонны, затем переохлаждареватель 63 нижней части, оба они ется в теплообменнике 31 нагреваемой запитызаются окисью углерода, циркуокисью углерода, Б резервуаре 56 за*лирующей в кругообороте. В нижней с пасной окиси углерода снижается ее части колонны выделяется чистый медавление до 2,5 бар. Этой жидкой окитан, давление в котором насосом 57 сью углерода питаются отдельные охдоводится до давления поступающего ладительные ступени. сырого газа. По трубопроводу 4 отПо трубопроводам 7 и 70, а также ветвляется требуемый для метановой 10 через клапан 45 частичный поток попромывки метан, охлаждается до снипадает в теплообменник 30 и там исжения в теплообменнике 30 и подаетпаряется, тогда как другой частичный ся в промывочную колонну 65. Давлепоток по трубопроводам 7 и 10, а такние метана снижается в клапане 46 и же через клапан 43 попадает в охладион примешивается с отбираемой из от- 15 тель 59 промывочной колонны. После стойника 52 фракцией отопительного испарения в теплообменнике 30 и охгаза. ладителе 59 оба частичных потока окиПродукт из верхней части регениси углерода вновь объединяются и отрационной колонны 66 является смесью, водятся по трубопроводу 9 под давлемол.%: окись углерода 95,05; азот 4,8; 20 нием 2,5 бар. Этот газ смешивается метан 0,1; водород 0,05. Этот газ с расширившимся газом, который отвовводится в среднюю часть ректифидится по трубопроводу 9 и через трукационной колонны 67, которая также бопровод 8 попадает в нижнюю часть работает под давлением 2,5 бар (есректификационной колонны 67 в кали пренебречь перепадами давления). 25 честве нагревающего пара. Из верхней части этой ректификационДавление еще одного частичного поной колонны по трубопроводу 5 отбитока, отводимого по трубопроводу 7 из рается азот, который содержит остарезервуара жидкой окиси углерода, в точный водород и примерно 35 мол.% окиси углерода и смешивается с фрак- _ п клапане 44 снижается до 1,5 бар и подается в качестве охладительного цией отопительного газа. Из нижней средства в конденсатор 60 в верхней части ректификаиионной колонны 67 части регенерационной колонны 66. отбирается чистая окись углерода, в Испарившаяся окись углерода смешиваклапане 47 снижается ее давление до ется с испарившейся в конденсаторе 1,5 бар, причем температура снижает3 5 61 ректификационной колонны товарной ся с 90,5 до 85 К и испаряется в кони циркулирующей окисью углерода, а денсаторе 61 в верхней части колонны после подогрева вновь подводится к 67. Через клапан 48 подается неболькомпрессору 35 окиси углерода. шое количество жидкой окиси углерода Предлагаемый способ (фиг.2) выгодля покрытия потерь холода при раз40 ден для обработки газовых смесей с делении азота и окиси углерода. малым содержанием метана, так как Отобранная из нижней части ректине предусмотрено метановой промывки. фикационной колонны 67 окись углерода, которая содержит как товарный По трубопроводу 12 подводится продукт, так и окись углерода круго- 45 газ с большим содержанием окиси углеоборота, после ее испарения в конденрода, который содержит, мол.%: водосаторе 61 нагревается в теплообменнирод 29,7; азот 4,2, метан 0,1; окись ке 31 переохлаждаемой жидкой окисью углерода 66. Газ в смеситепе 64 углерода и в заключение нагревается смешивается с охлажденным газом, в в теплообменнике 29. Окись углерода 50 основном содержащим водород и окись с давлением 1,1 бар подводится к комуглерода, и затем сжимается в комппрессору 35, от которого по трубопрорессоре 36. В теплообменниках 32 и 33 воду 11 отбирается товарный продукт газ охлаждается примерно до 78 К, окиси углерода от соответствующей причем образуется конденсат с высоким ступени давления. Окись углерода, 55 содержанием окиси углерода, который подлежащая подаче в кругооборот, посотделяется в отстойнике 53. Для выле сжатия до 30 бар охлаждается в деления растворенного водорода давтеплообменнике 29, конденсируется ление, выходящего по трубопроводу из в обогревателе, нижней части регенеотстойника 53 конденсата, снижается 6 1358794 в клапане 49 до примерно 1,5 бар и он отводится по трубопроводу 71. Эта подводится в еще один отстойник 54. фракция используется в теплообменни° Жидкая фаза из отстойника 54 соске 32 в качестве дополнительного хлатоит из смеси окиси углерода и газа, і дагента, и после нагревания по труЧастичный поток этой жидкости отвобопроводу 28 объединяется с нагретым дится по трубопроводу 15 и подается в теплообменнике 34 частичным потоком в открытый кругооборот хладагента. и подводится к компрессору 55 окиси Круговорот, кроме того, еще питаетуглерода. С соответствующей ступени ся через трубопровод 16, выделяющий- Ю давления по трубопроводу 25 отбирается при сниженном давлении газом из ся товарный продукт окиси углерода, отстойника 54, а также частичным потогда как часть для кругооборота оттоком стороны низкого давления турводится по трубопроводу 26, подводитбодетандера 38, в которую поступает ся к теплообменнику 34, в котором газовая фаза с высоким содержанием 15 она охлаждается перед подачей вновь водорода из отстойника 53 после ее в колонну 68, нагрева в теплообменниках 33 и 32 с П р и м е р 1. В колонну для рекохлаждением в турбодетандере. Обратификационного разделения азот—окись зованная из трубопроводов 15, 16 углерода подают смесь, содержащую,%: и 14 смесь представляет собой хлада- 20 водород 2; азот 4; окись углерода 94. гент с очень низкой температурой, Ректификацию осуществляют при давлекоторый нагревается в теплообменниках нии 1,5 бар, причем температура вер33 и 32, охлаждая потоки способа, и, ха колонны 80 К, а куба 84 К. наконец, в смесителе 64 смешивается Из верхней части колонны отводят с сырым исходным газом. 25 газовую смесь, содержащую, %: водоГлавный поток из отстойника 54 род 29, азот 33, окись углерода 38, снижается насосом 58 до давления а из куба - фракцию окиси углерода, '2,6 бари по трубопроводу 17 подводит,-, содержащую только 2% азота. ся к теплообменнику 33 и нагревается, П р и м е р 2. В ректификационную затем в теплообменнике 31 частично 30 колонну для разделения азота и окиси испаряется и по трубопроводу 18 подауглерода подают смесь, содержащую,%: ется в колонну 68 отделения азота, водород 0,03; азот 3,97 и окись углегде понижается его давление. Продукт рода 96. Ректификацию осуществляют из верхней части колонны 68 является при давлении 3,5 бар, причем темпеазотной фракцией, которая по труборе ратура верха колонны составляет 91 К, проводу 19 отводится в трубопровод 20 а куба колонны 93 К. Сверху колонны остаточного газа, который также несет отводят газовую смесь, содержащую,%: излишек газа с выхода турбодетандера водород 1; азот 41 и окись углеропо трубопроводу 13. Колонна 68 обода 58, а из куба - фракцию окиси, согревается посредством вдувания холод- 4 0 держащую 98% окиси углерода и только ного потока окиси углерода через 27о азота. трубопровод 27. Этот поток покидает колонну 68 с товарным продуктом окиФ о р м у л а и з о б р е т е н и я си углерода в жидком состоянии по трубопроводу 21. В клапане 51 давле1. Способ получения окиси углероние части этого продукта с низа кода из содержащей азот, водород, окись лонны снижается до 1,5 бар и по трууглерода и метан газовой смеси, бопроводу 22 подается в конденсатор включающий низкотемпературную рек62 в верхней части колонны 68 и там тификацию газовой смеси в колонне с испаряется. Испарившаяся окись углеполучением азотной фракции и окиси 50 углерода, подачу окиси углерода в рода под низким давлением по трубопроводу 24 подводится к теплообменникачестве хладагента на циркуляцию ку 34 и нагревается там, охлаждая с последующим отводом части окиси углерода потребителю, о т л и ч а тоокись углерода в кругообороте. Часщ и й с я тем, что, с целью упрощетичный поток испаренной окиси угле55 ния технологии, нижнюю часть ректифирода через трубопровод 23 может быть кационной колонны нагревают циркулиподмешан к остальной части продукта рующей окисью углерода и выделившуюиз нижней части колонны 68, которая ся в нижней части ректификационной после снижения давления в клапане 50 8 1358794 колонны жидкую окись углерода после части ректификационной колонны осуснижения ее давления подают на охществляют посредством теплообмена с лаждение верхней части ректификацигазообразной окисью углерода. оннй колонны, 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю 2f Способ по п.1, о т л и ч а ю •щ и й с я тем, что ректификацию осущ и й с я тем, что нагрев нижней ществляют при температуре 80-93 К. фиь. / 1358794 27 fuz.Z Редактор М.Еланар Составитель А.Никитин Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска Заказ 6012/59 Тираж 476 Подписное ЕНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,