專利名稱：一種從合成氣中回收高純度一氧化碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從合成氣中回收高純度一氧化碳的方法，屬于化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一氧化碳(CO)是有機(jī)化工的重要原料，是碳一化學(xué)的基礎(chǔ)。通過羰基 化合成可制得一系列化工產(chǎn)品，如甲酸、醋酸、草酸、DMF、 TDI等。在羰 基化反應(yīng)中，對(duì)CO原料氣純度要求較高，因此制取高純度的CO氣體，對(duì)于 發(fā)展碳一化學(xué)及其下游產(chǎn)品有著重要的意義。
CO的制取通常有以下途徑 一是通過焦炭的部分燃燒或CCb焦炭還原方 法制得CO，再通過凈化、分離得到成品氣；另一種方法是直接從富含CO的 氣源(如水煤氣、半水煤氣等)中分離提取高純度的CO。從富含CO氣源中 提取高純度CO的方法主要有幾種林德深冷分離法、Cosorb法、變壓吸附 法。深冷分離法存在設(shè)備復(fù)雜、投資大、費(fèi)用高等缺點(diǎn)；Cosorb法原料氣中 水、硫化物、氨等組分會(huì)與絡(luò)合劑產(chǎn)生副反應(yīng)，使絡(luò)合劑吸收能力下降甚至 失效，且吸附劑與水反應(yīng)生成酸會(huì)造成設(shè)備嚴(yán)重腐蝕，同時(shí)還存在設(shè)備投資 大，操作費(fèi)用高，污染環(huán)境問題，限制了該方法的應(yīng)用推廣；變壓吸附法分 離CO工藝，具有工藝簡單，自動(dòng)化程度高，操作方便，無設(shè)備腐蝕，環(huán)境污 染小等優(yōu)點(diǎn)，但是存在裝置占地大、能耗高、需要有優(yōu)良的吸附劑等缺點(diǎn)。
為解決現(xiàn)有制取方法存在的問題，US2005005765公開了一種從混合氣中 提純H2和CO氣體的方法，第一步通過變壓吸附從混合氣體中除去雜質(zhì)組分,使雜質(zhì)組分含量低于100ppm;第二步將變壓吸附后的氣體采用膜分離裝置分 離得到H2和CO。雜質(zhì)組分可以是醋酐、硫化物、醇等。但是，該法存在但 該法投資大，占地大，并且運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)。
EP 0595100公開了一種制備高純度H2和CO的純化方法，將含有H2、 CO和C02的原料混合氣送入氨洗塔除去其中的C02，再將含有CO和H2的 混合氣送入變壓吸附過程，得到高純度H2。余下的富含CO的氣體經(jīng)過一級(jí) 或多級(jí)壓縮后送入膜分離裝置，從而得到CO。該法同樣存在投資大、生產(chǎn)成 本高的缺點(diǎn)。
CN 95117315.4專利公開了一種采用至少二級(jí)串聯(lián)膜分離得到高純度氣 體的方法，將入口混合物通過于第一操作溫度下操作的第一膜分離器，使其 自第一膜分離器的全部或部分殘留混合物通過于第二操作溫度下操作的第二 膜分離器，在第二膜分離器的殘留物出口得到高純度氣體。其中，第一膜分 離操作溫度比第二膜分離操作溫度至少高20°C。該法串聯(lián)的膜分離器操作溫 度不同，存在提純方法工藝流程復(fù)雜的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種從合成氣中回收高純度CO的方 法，以克服現(xiàn)有提純方法工藝流程復(fù)雜，投資高、占地大、建設(shè)周期長、裝 置開車啟動(dòng)時(shí)間長、生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)。
技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種從合成氣中回收高純度CO的方法，依次包
括如下步驟
a) 提供含有CO、 H2、 C02和H2S的合成氣；
b) 所說的合成氣進(jìn)入低溫甲醇洗-脫硫脫碳凈化系統(tǒng)，獲得主要包含 CO和H2的凈化氣，并經(jīng)氣液分離器后加熱至40~60°C;
c) 使所說的凈化氣與串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)形式的多級(jí)膜分離器接觸， 在非滲透側(cè)收集得到純度為98%以上的CO。
上述的從合成氣中回收高純度CO的方法的優(yōu)選方案之一為，所說的低溫 甲醇洗脫硫脫碳凈化系統(tǒng)采用規(guī)整填料塔。
上述的從合成氣中回收高純度CO的方法的優(yōu)選方案之二為，所說的方法 在滲透側(cè)得到壓力為0.1~0.5MPa的H2。
上述的從合成氣中回收高純度CO的方法的優(yōu)選方案之三為，所說的合成 氣的溫度5~50°C、壓力2.5~8.5MPa。
上述的從合成氣中回收高純度CO的方法的優(yōu)選方案之四為，所說的凈化 氣中CO和&所占體積百分比>99.2%。
上述的從合成氣中回收高純度CO的方法的優(yōu)選方案之五為，所說的多級(jí) 膜分離器優(yōu)選為并聯(lián)或串并聯(lián)形式。
有益效果
(1)將現(xiàn)有低溫甲醇洗脫硫脫碳凈化技術(shù)中常用的浮閥塔改為采用不 銹鋼規(guī)整填料塔，規(guī)整填料塔單位塔徑處理能力比浮閥塔高50%左右，塔壓 差只有浮閥塔的1/5-1/10，負(fù)荷調(diào)節(jié)余量大；(2)采用串聯(lián)/并聯(lián)/串并聯(lián)膜分離裝置實(shí)現(xiàn)在膜滲透側(cè)得到H2，在膜 非滲透側(cè)得到高純度CO，降低了投資和生產(chǎn)成本，f化了工藝流程，縮短了 裝置建設(shè)周期、縮短了裝置開車啟動(dòng)時(shí)間。


圖1為工藝過程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用 于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講 授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià) 形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實(shí)施例1
由合成氣溫度4(TC，壓力3.8MPa(G)，氣量55000NmVh (干基)、水/氣 比約1.3，合成氣的組份主要是46。/。CO、 36%112和17%C02，另含有氬、CH4、 N2、 COS和H2S雜質(zhì)。合成氣入廢熱回收冷卻裝置回收其中的熱量并冷卻到 40°C，壓力3.5MPa(G)左右進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)，其中低溫甲醇洗的吸收塔采 用規(guī)整填料。從塔頂出口凈化氣中CO2《10ppm，H2S+COS《0.1ppm。
從低溫甲醇洗塔來的溫度40°C、壓力3.2MPa(G)的凈化氣進(jìn)入膜分離裝 置，此氣體首先進(jìn)入氣液分離器，以除去氣體中夾帶的液體。從氣液分離器 出來的氣體進(jìn)入一套管式換熱器將原料氣加熱至40°C，然后進(jìn)入串并聯(lián)的膜分離組多次分離，在低壓側(cè)富集含氫的滲透氣，高壓側(cè)為富含co的未滲透氣。
產(chǎn)品CO純度在98.2。/。、壓力在2.9MPa以上，滲透氣中H2純度在75%左右、 壓力約為O.lMPa。
實(shí)施例2
由合成氣溫度5。C，壓力8.5MPa(G)，氣量35000NmVh (干基)、水/氣比 約1.25，合成氣的組份主要是44。/。CO、 37%112和16%C02，另含有氬、CH4、 N2、 COS禾BH2S雜質(zhì)。合成氣入廢熱回收冷卻裝置回收其中的熱量并冷卻到
i
40°C，壓力8.0MPa(G)左右進(jìn)入低溫甲醇洗系統(tǒng)，其中低溫甲醇洗的吸收塔采 用規(guī)整填料。從塔頂出口凈化氣中CO2《10ppm,H2S+COS《0.1ppm。
從低溫甲醇洗塔來的溫度40°C、壓力7.8MPa(G)的凈化氣進(jìn)入膜分離裝 置，此氣體首先進(jìn)入氣液分離器，以除去氣體中夾帶的液體。從氣液分離器 出來的氣體進(jìn)入一套管式換熱器將原料氣加熱至50°C，然后進(jìn)入串并聯(lián)的膜 分離組多次分離，在低壓側(cè)富集含氫的滲透氣，高壓側(cè)為富含CO的未滲透氣。 產(chǎn)品CO純度在98%以上、壓力7.5MPa，滲透氣中Hz純度在75%左右、壓力 約為0.4MPa。
權(quán)利要求
1. 一種從合成氣中回收高純度CO的方法，依次包括如下步驟a)提供含有CO、H2、CO2和H2S的合成氣；b)所說的合成氣進(jìn)入低溫甲醇洗-脫硫脫碳凈化系統(tǒng)，獲得主要包含CO和H2的凈化氣，并經(jīng)氣液分離器后加熱至40～60℃；c)使所說的凈化氣與串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)形式的多級(jí)膜分離器接觸，在非滲透側(cè)收集得到純度為98％以上的CO。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從合成氣中回收高純度CO的方法，其特征在于， 所說的低溫甲醇洗脫硫脫碳凈化系統(tǒng)采用規(guī)整填料塔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從合成氣中回收高純度CO的方法，其特征在于， 所說的方法在滲透側(cè)得到壓力為0.1~0.5MPa的H2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從合成氣中回收高純度CO的方法，其特征在于， 所說的合成氣的溫度5 50'C、壓力2.5 8.5MPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從合成氣中回收高純度CO的方法，其特征在于， 所說的凈化氣中CO和&所占體積百分比>99.2%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從合成氣中回收高純度CO的方法，其特征在于， 所說的多級(jí)膜分離器優(yōu)選為并聯(lián)或串并聯(lián)形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從合成氣中回收高純度一氧化碳的方法，依次包括如下步驟提供含有CO、H₂、CO₂和H₂S的合成氣；進(jìn)入低溫甲醇洗-脫硫脫碳凈化系統(tǒng)，獲得主要包含CO和H₂的凈化氣，并經(jīng)氣液分離器后加熱至40～60℃；使凈化氣與并聯(lián)或串并聯(lián)形式的多級(jí)膜分離器接觸，在非滲透側(cè)收集得到純度為98％以上的CO。該方法具有處理能力大、流程短、可靠性高、穩(wěn)定性好、啟動(dòng)時(shí)間短、負(fù)荷調(diào)節(jié)幅度大、建設(shè)周期短、投資省、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于工業(yè)化CO分離。
文檔編號(hào)C01B31/18GK101417799SQ200710047460
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者孟慶軍, 應(yīng)于舟, 徐念椿, 朱建寧, 沈和云, 陸文斌, 顧衛(wèi)忠 申請(qǐng)人:上海焦化有限公司