[发明专利]包括氮气分离步骤的低温分离合成气的方法和设备

权利要求书

1.一种用于分离包含一氧化碳、氮气、氢气和甲烷的气体混合物的方法，其中：

i)将该混合物在热交换器(E1，E2)中冷却，

ii)通过至少一个洗涤和/或蒸馏和/或部分冷凝步骤分离在该热交换器中冷却的该混合物，以形成含有一氧化碳和氮气的贫氢气流体，

iii)将该贫氢气流体送至具有顶部冷凝器(C1)和底部再沸器(R2)的脱氮柱(K2)，以在柱顶产生富氮气的气体并在柱底产生贫氮气的液体，

iv)通过氮气循环使用至少具有第一级和第二级的氮气压缩机(V1，V2，V3)冷却该脱氮柱的该冷凝器，该第一级的入口压力低于该第二级的入口压力，

v)使来自该脱氮柱的底部液体(21)膨胀并送至该脱氮柱的该顶部冷凝器，以通过在该冷凝器的热交换器中与该富氮气的气体进行热交换至少部分气化，从而使该富氮气的气体冷凝，

vi)将来自该氮气循环的液氮(53)也在该冷凝器的该热交换器中气化，并且使该气化的氮气(55)在该氮气压缩机的该第二级(V3)的入口处返回该热交换器，并且

a)将来自该脱氮柱(K2)的底部液体(33)送至甲烷和一氧化碳分离柱(K3)，该分离柱包括顶部冷凝器(C2)，该顶部冷凝器是置于液体浴中的浴气化器，或

b)步骤ii)中的分离包括在甲烷和一氧化碳分离柱(K3)中的蒸馏步骤以将贫甲烷的流体与富甲烷的流体分离，并且至少一部分该贫甲烷的流体(41)构成供应该脱氮柱的该贫氢气的流体，该甲烷和一氧化碳分离柱(K3)包括顶部冷凝器(C2)，该顶部冷凝器是置于液体浴中的浴气化器，

a)或b)的该液体浴供应有来自该氮气循环(59)的液氮(61，63，65)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，将来自该甲烷和一氧化碳分离柱的该顶部冷凝器(C2)的液氮(53)送至在该脱氮柱的该顶部冷凝器(C1)中气化。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将在该热交换器(E1，E2)中冷却的该混合物通过至少一个部分冷凝步骤分离，以便形成贫氢气的气体(5)，将该贫氢气的气体送至具有底部再沸器(R1)的汽提柱(K1)的中间水平，并且将该汽提柱的底部液体(19)在情况a)中送至脱氮柱(K2)或在情况b)中送至该甲烷和一氧化碳分离柱(K3)。

4.如前述权利要求之一所述的方法，其中，将该汽提柱(K1)的该再沸器(R1)和/或该甲烷和一氧化碳分离柱(K2)的该再沸器(R3)用至少一部分该气体混合物(1)再加热。

5.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该脱氮柱(K2)的运行压力为至少7巴绝对值或甚至8巴绝对值和/或该甲烷和一氧化碳分离柱(K3)的运行压力为至少5巴绝对值或甚至6巴绝对值。

6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该CO/CH4柱(K3)的该顶部冷凝器(C2)仅通过循环氮气冷却。

7.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该脱氮柱(K2)的该再沸器(R2)通过该循环氮气再加热。

8.如权利要求7所述的方法，其中，用于再加热该脱氮柱(K2)的该再沸器(R2)的氮气处于该氮气循环的最大压力下。

9.如前述权利要求之一所述的方法，其中，将送至该柱CO/CH4(K3)的该冷凝器(C2)的浴中的氮气在该氮气循环的最大压力下冷凝。

10.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该甲烷和一氧化碳分离柱的运行压力为至少5巴绝对值或甚至6巴绝对值。