[发明专利]一种低温精馏分离氨和二氧化碳的方法

权利要求书

1.一种低温精馏分离氨和二氧化碳的方法，其中，以氨和二氧化碳混合气体作为原料，将氨和二氧化碳混合气体冷却后进行精馏分离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将冷却后的氨和二氧化碳混合气体加入精馏塔中进行精馏分离，在精馏塔顶部得到二氧化碳气体，在精馏塔底部得到氨；

优选地，向所述精馏塔中加入回流液，所述回流液包含作为必要组分的液体二氧化碳以及作为选择组分的氨和二氧化碳混合液；更优选地，所述液体二氧化碳从精馏塔的顶部加入；

优选地，所述精馏塔底部有上升气，所述上升气为氨气；

优选地，将冷却后的氨和二氧化碳混合气体从所述精馏塔的中部加入。

3.根据权利要求2所述的方法，该方法包括以下步骤：

(1)将氨和二氧化碳混合气体加入换热器中进行冷却，然后将其全部或其一部分加入精馏塔中；

(2)将二氧化碳气体加入换热器中进行冷却；

(3)当步骤(1)中将经过换热器冷却后的氨和二氧化碳混合气体全部加入精馏塔中时，使步骤(2)中经换热器冷却后的二氧化碳气体进入设置在精馏塔底部的冷凝器中进行冷却，得到液体二氧化碳，将其作为回流液加入精馏塔中；

当在步骤(1)中将经过换热器冷却后的氨和二氧化碳混合气体的一部分加入精馏塔中时，使步骤(1)中经换热器冷却后的另一部分氨和二氧化碳混合气体和步骤(2)中经换热器冷却后的二氧化碳气体进入设置在精馏塔底部的冷凝器进行冷却，得到氨和二氧化碳混合液以及液体二氧化碳，将它们作为回流液加入精馏塔中；

(4)在精馏塔中，将氨和二氧化碳混合气体精馏分离，在精馏塔顶部得到二氧化碳气体，在精馏塔底部得到液氨；

其中，在所述精馏塔底部得到的液氨经冷凝器换热后，液氨气化产生氨气，将其中一部分氨气作为所述上升气，而将另一部分氨气和从精馏塔顶部得到的二氧化碳气体加入步骤(1)和(2)所述的换热器中，从而实现对步骤(1)中所述的氨和二氧化碳混合气体以及步骤(2)中所述的二氧化碳气体的冷却，然后将它们分别作为产品引出；

优选地，步骤(2)中所述二氧化碳气体的压力为1.5-5.0MPa；

优选地，所述精馏塔为单级精馏塔或双级精馏塔，更优选为单级精馏塔。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤(1)中所述氨和二氧化碳混合气体经换热器冷却后，将其全部或其中一部分加入膨胀机中进行膨胀制冷，膨胀后的混合气体进入精馏塔。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在步骤(3)中，将经换热器冷却后的二氧化碳气体加入膨胀机中进行膨胀制冷，然后使其进入设置在精馏塔底部的冷凝器进行冷却。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其中，将液体二氧化碳或液氨，优选液体二氧化碳，依次通入所述换热器和所述冷凝器中进行热交换以补充冷损。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的方法，其中，所述精馏塔中的压力为0.1-2.0MPa，优选为0.1-0.6MPa，更优选为0.1-0.15MPa。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的方法，其中，在步骤(3)中将所述回流液加入精馏塔中之前，先将其通入液体二氧化碳过冷器中与步骤(4)中从精馏塔顶部得到的二氧化碳气体进行热交换，使其进一步冷却；将经过液体二氧化碳过冷器热交换后的二氧化碳气体加入步骤(1)和(2)所述的换热器中，从而实现步骤(1)中所述的氨和二氧化碳混合气体以及步骤(2)中所述的二氧化碳气体的冷却，然后将该二氧化碳气体作为产品引出。

9.根据权利要求3-8中任一项所述的方法，其中，步骤(1)中还包括对氨和二氧化碳混合气体进行压缩的步骤，将压缩后的氨和二氧化碳混合气体加入换热器中进行冷却，然后将其全部或其一部分加入精馏塔中。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述氨和二氧化碳混合气体为生产尿素或三聚氰胺产生的尾气。