[发明专利]高炉气同时回收二氧化碳和一氧化碳变压吸附工艺

说明书

一、技术领域

本发明涉及气体分离领域，是一种使用变压吸附技术分离气体混 合物中部分组分的方法。

二、背景技术

对于高炉气回收利用一氧化碳和二氧化碳组分，惯常使用的方法 为湿法回收一氧化碳或直接用于燃烧，也有使用二段法分离二氧化碳 与一氧化碳组分的变压吸附工艺。由于需要庞大的设备和较多的操作 能耗，因此，变压吸附分离工艺技术推广比较困难。

变压吸附技术用于单独回收二氧化碳和一氧化碳技术在很多的 使用环境都有应用，但是，同时回收一氧化碳与二氧化碳的装置与技 术很少有人去尝试。这是由于原料气中二氧化碳和一氧化碳同时回收 回来需要特别的吸附剂与工艺。同时，由于高炉气回收纯一氧化碳价 值不大，而且投资较大，如果将高炉气变换回收分离氢气，投资也很 不经济，如果不回收利用，势必造成浪费能源。

三、发明内容

为了同时回收高炉气中有效气体成分一氧化碳和二氧化碳，本发 明其特征在于，将原料气压缩到压力0.1～0.4MPa；使用变压吸附气 体分离工艺，并且经过以下的步骤：(1)吸附，(2)顶部均压降压， (3)底部均压降压，(4)顺向放压(5)逆向放压(6)抽空(7)底 部均压升压(8)顶部均压升压(9)最终升压；(5)(6)步骤获得的 气体为产品气体，用于补充甲醇或其它羰基合成的碳源气体。

为了减少能耗，可以使用较低的吸附压力。在使用变压吸附方法 回收低浓度有效气体之前，必须保证原料气压力0.1～0.4MPa(表)， 经过预处理，除去沸点高于水和有效气体的组分。

将有效气体混合气在压力0.1～0.4MPa下送入吸附塔，原料气中 的二氧化碳在第一层吸附剂中吸附(1)，一氧化碳和部分二氧化碳在 第二层吸附剂中吸附，当吸附到预定的量时，停止吸附。将完成吸附 的吸附塔顶部与待完成顶部升压的吸附塔或空罐顶部均压(2)，将完 成顶部降压的吸附塔与待完成底部均压升压的吸附塔或空罐均压 (3)，将完成底部降压的吸附塔顺向放压(4)，将完成顺向放压的吸 附塔逆向放压(5)，将完成逆向放压的吸附塔抽空(6)，将完成抽空 的吸附塔与待完成底部均压降压的吸附塔底部均压(7)，将完成底部 升压的吸附塔与待完成底部均压降压的吸附塔顶部均压(8)，将完成 顶部升压的吸附塔最终升压(9)，循环(1)～(9)，由此，连续分离 混合气体中有效气体组分。(5)(6)步骤获得的气体为有效气体，用 于补充甲醇或其它羰基合成的碳源气体

本发明所称的均压降压过程采用不完全均压，是指吸附塔均压 降完成时比接受均压降气体的吸附塔或空罐压力高而不是压力相等， 不完全均压降压时，压力差可以达到0.02～0.10MPa。

本发明所称的底部均压升压过程采用压缩前的原料气或顺向放 压流出气体。

本发明所称的吸附过程可以采用稳定压力和非稳定压力。

四、具体实施方式

实施例1：一氧化碳22％，二氧化碳浓度3％的高炉气，分离回 收一氧化碳与二氧化碳。压缩原料气压力到0.2MPa(表)，经过预处 理，除去沸点高于水和有效气体的组分。

变压吸附采用四塔三均工艺，参见图1。

以A塔为例叙述过程，BCD塔步骤与A塔相同，只是时间彼此 是错开的。

将原料气在压力0.2MPa下送入吸附塔A，原料气中的二氧化碳 在第一层吸附剂中吸附，一氧化碳和部分二氧化碳在第二层吸附剂中 吸附(1)，当吸附到预定的量时，停止吸附。将A塔与C塔顶部均 压(2)，将A塔二均空罐底部均压(3)，将A塔顺向放压(4)，将 A塔逆向放压(5)，将A塔抽空(6)，将A塔底部与顺放缓冲罐均 压，将A塔底部与二均空罐均压(7)，将A塔与C塔顶部均压，将 A塔最终升压(9)，循环(1)～(9)，由此，连续分离混合气体中有 效气体组分。(5)(6)步骤获得的气体为有效气体，用于补充甲醇或 其它羰基合成的碳源气体。

A塔一均降压过程采用不完全均压，A塔均压降完成时比接受 均压降气体的C塔压力高0.02MPa。

A塔底部均压升压过程使用了顺向放压流出气体。

本发明所称的吸附过程可以采用稳定压力。

实施例2：一氧化碳28％，二氧化碳浓度7％的高炉气，分离回 收一氧化碳与二氧化碳。压缩原料气压力到0.15MPa(表)，经过预 处理，除去沸点高于水和有效气体的组分。