本实用新型专利技术涉及煤化工技术领域，具体地涉及分离提纯合成气中CO和H2的装置，所述装置包括依次连通的第一变压吸附脱单元、第二变压吸附脱单元和膜分离器单元，所述第一变压吸附脱单元用于将所述合成气中的CO2脱除，得到第一净化气；所述第二变压吸附脱单元用于将所述第一净化气中的CH4脱除，得到第二净化气；所述膜分离器单元，用于对所述第二净化气进行分离，得到CO产品和富氢气体。本实用新型专利技术具有回收效率高、提纯后气体纯度高等优点，有效降低装置投资和能量消耗。投资和能量消耗。投资和能量消耗。
【技术实现步骤摘要】
分离提纯合成气中CO和H2的装置
[0001]本技术涉及煤化工
，具体地涉及分离提纯合成气中CO和H2的装置。
技术介绍
[0002]现代煤化工、天然气化工的基本产业路线是先进行气化生成合成气，合成气再进一步合成其他化学品，其中有很大一类化学品的合成涉及将合成气中CO和H2分离提纯后，分别作为进料使用，如合成气经草酸酯路线制乙二醇。因此，合成气CO/H2分离提纯在整个合成气化工中具有承前启后的重要作用。
[0003]目前，合成气制乙二醇装置普遍采用深冷分离装置和变压吸附装置组合对CO/H2的混合气进行分离，主要步骤如下：粗合成气(CO/H2混合气)首先采用低温甲醇洗脱法进行酸性气脱除，除去硫化物和CO2等酸性气体，得到脱除酸性气体杂质的合成气进入深冷分离，在低温下将合成气冷凝，未冷凝的富氢尾气送往变压吸附提纯H2，冷凝的气体利用不同组份沸点不同，通过精馏的方法依次脱除氮气、甲烷，最终在脱甲烷塔顶部得到纯度达到98％以上的CO。
[0004]但深冷分离装置和变压吸附装置组合仍存在如下缺点：(1)深冷分离需在低温条件下进行，运行能耗和设备投资较大；(2)混合气体在进入深冷前需要进行深度净化，完全脱除原料气中的H2O和CO2等易凝固组分，增加了酸性气体脱除(如低温甲醇洗)的能耗。因此，目前煤制乙二醇等化工行业中，合成气中H2和CO的分离技术仍然存在一定改进空间。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是为了克服现有技术存在的分离CO和H2的装置运行能耗和设备投资较大的问题，提供一种分离提纯合成气中CO和H2的装置。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供一种分离合成气中CO和H2的装置，所述装置包括依次连通的第一变压吸附脱单元、第二变压吸附脱单元和膜分离器单元，其中，所述第一变压吸附脱单元用于将所述合成气中的CO2脱除，得到第一净化气；所述第二变压吸附脱单元用于将所述第一净化气中的CH4脱除，得到第二净化气；所述膜分离器单元用于将所述第二净化气进行分离，得到CO产品和富氢气体。
[0007]优选地，还包括与所述膜分离器单元连通的压缩单元，用于将所述富氢气体进行压缩，得到压缩富氢气。
[0008]优选地，所述压缩单元设置以使所述压缩富氢气的压力为3
‑
5MPa。
[0009]优选地，还包括与所述压缩单元连通的第三变压吸附脱单元，用于将所述压缩富氢气中的杂质组分脱除。
[0010]优选地，所述第三变压吸附脱单元的底端与所述膜分离器单元连通，用于将所述杂质组分循环引入所述膜分离器单元中进行分离。
[0011]优选地，所述第一变压吸附脱单元包括至少两个并联的第一脱附塔。
[0012]优选地，所述第二变压吸附脱单元包括至少两个并联的第二脱附塔。
[0013]优选地，所述第三变压吸附脱单元包括至少两个并联的第三脱附塔。
[0014]通过上述技术方案，本技术采用膜分离单元与多个变压吸附脱单元结合的装置，能够对含CO2、CH4等杂质的合成气中的CO和H2进行分离和提纯，得到纯度99.9％以上的H2和纯度98.5％以上的CO产品。
[0015]本技术具有回收效率高、提纯后气体纯度高等优点，有效降低装置投资和能量消耗。
附图说明
[0016]图1是根据本技术一实施方式的分离提纯合成气中CO和H2的装置的结构示意图。
[0017]附图标记说明
[0018]100、第一变压吸附脱单元
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200、第二变压吸附脱单元
[0019]300、膜分离器单元
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400、压缩单元
[0020]500、第三变压吸附脱单元
具体实施方式
[0021]以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。
[0022]在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮廓的远近。
[0023]图1是根据本技术一实施方式的分离提纯合成气中CO和H2的装置的结构示意图，如图1所示，本技术提供一种分离合成气中CO和H2的装置，所述装置包括依次连通的第一变压吸附脱单元100、第二变压吸附脱单元200和膜分离器单元300，其中，所述第一变压吸附脱单元100用于将所述合成气中的CO2脱除，得到第一净化气；所述第二变压吸附脱单元200用于将所述第一净化气中的CH4脱除，得到第二净化气；所述膜分离器单元300用于对所述第二净化气进行分离，得到CO产品和富氢气体。
[0024]本技术中，所述第一变压吸附脱单元100能够将合成气中的CO2组分进行吸附并脱除，在第一变压吸附脱单元100的底端得到CO2组分，在所述第一变压吸附脱单元100的顶端得到脱除CO2组分的合成气，也即第一净化气；所述的第一变压吸附脱单元100的顶端与所述的第二变压吸附脱单元200连通，将第一净化气中的CH4进行吸附脱除，在第二变压吸附脱单元200的底端得到CH4组分，在所述第二变压吸附脱单元200的顶端得到脱除CH4组分的合成气，也即第二净化气；所述的第二变压吸附脱单元200的顶端与所述的膜分离器单元300连通，膜分离器单元300内设置有气体膜，能够对第二净化气内的CO和H2进行分离，H2的渗透速率相对于CO较快，优先透过所述气体膜并被富集，得到富氢气体，CO以及其它微量的渗透速率相对较慢的气体在膜的截留侧富集，得到CO产品。
[0025]进一步地，所述的装置还包括与所述膜分离器单元300的渗透气出口连通的压缩单元400，用于将所述富氢气体进行压缩，得到压缩富氢气，从而使富氢气体的压力能够满足后续的第三变压吸附脱除的要求，优选的，所述压缩单元设置以使所述压缩富氢气的压
力为3
‑
5MPa。
[0026]在本技术的一些优选实施方式中，还对所述压缩富氢气进行纯化，得到纯化的氢气，优选条件下，所述装置还包括与所述压缩单元400连通的第三变压吸附脱单元500，用于将所述压缩富氢气中的杂质组分脱除，并在所述第三变压吸附脱单元500的顶端得到氢气产品，在所述第三变压吸附脱单元500的底部得到杂质组分。
[0027]在本技术的一些优选实施方式中，为了进一步实现杂质组分中的CO和H2的分离和纯化，优选条件下，所述第三变压吸附脱单元500的底端与所述膜分离器单元300的入口连通，用于将所述杂质组分循环引入所述膜分离器单元中进行分离。
[0028]在本技术的一些优选实施方式中，为了维持装置的稳定运行，所述第一变压吸附脱单元100包括至少两组并联的第一脱附塔，每组并联的第一脱附塔包括若干个串联的吸附塔。通过设置至少两组并联的第一脱附塔，各第一吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分离提纯合成气中CO和H2的装置，其特征在于，所述装置包括依次连通的第一变压吸附脱单元(100)、第二变压吸附脱单元(200)和膜分离器单元(300)，其中，所述第一变压吸附脱单元(100)用于将所述合成气中的CO2脱除，得到第一净化气；所述第二变压吸附脱单元(200)用于将所述第一净化气中的CH4脱除，得到第二净化气；所述膜分离器单元(300)，用于将所述第二净化气进行分离，得到CO产品和富氢气体。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述膜分离器单元(300)连通的压缩单元(400)，用于将所述富氢气体进行压缩，得到压缩富氢气。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压缩单元(400)设置以使所述压缩富氢气的压力为3
‑
5MPa。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫国春，温亮，谢君，冯申，薛飞，韩科，徐晓明，夏婷婷，
申请(专利权)人：中国神华煤制油化工有限公司，
类型：新型
国别省市：
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