При парциальной конден­сации более высококипящий оксид углерода из инертной среды водорода, кипящего при более низкой температуре, конденсиру­ется на «холодных стенках» теплообменника, а в газовой фазе остается столько оксида углерода, сколько соответствует парци­альному давлению его паров при данной температуре. «Холодная стенка» создается за счет сконденсированного из газовой фазы (а затем испаряющегося при уменьшении давления до минимума) жидкого оксида углерода, движущегося противотоком к газу. Этим определяется самое холодное место в процессе парциальной конденсации — зона, имеющая температуру, при которой в усло­виях минимального давления испаряется жидкий оксид углерода [91, 92].
Если в конденсат переходит недопустимо большая часть мета­на, его следует отделять дистилляцией. Уже из основного прин­ципа, примененного для разделения газов, следует, что в этом процессе не может быть достигнут высокий выход товарного оксида углерода; степень его извлечения из синтез-газа составляет всего 75—80%. Часть несконденсированного оксида углерода, содержащегося в конечном потоке водорода, теряется с уходящим метаном.

Рис.  93.   Схема   низкотемпературной парциальной конденсации:

1 — ступень предварительной очистки; 2—теплообменники; 3, За—сепараторы; 4 — колонна для разделения СО и СН₄; 5, 5а — газоотделители; 6 — детандер.

Иногда, однако, выделяют только часть оксида углерода, так как для некоторых процессов необходим водород в смеси с оксидом углерода. Схема такого процесса приведена на рис. 93. После то­го как в ступени предварительной очистки все загрязнения, ко­торые могут замерзать и соответственно затруднять транспорти­рование потоков, из газа удалены, охлаждают газовую смесь в теплообменнике 2, направляя ее противотоком к холодному про­дуктовому потоку, выходящему с установки. При этом оксид уг­лерода и метан конденсируются. Газ и жидкость разделяются в сепараторе 3. Водород, содержащий оксид углерода, снова подо­гревают. Жидкость, содержащая небольшое количество растворен­ных водорода и метана, испаряется при низком давлении. При этом водород улетучивается в газообразном состоянии и отделя­ется в газоотделителе 5. Жидкость, не загрязненная водородом, поступает в колонну 4; там смесь СО и СН₄ разделяется на чи­стый оксид углерода (головной продукт) и метановую фракцию с примесью оксида углерода. Все холодные продукты испаряются при атмосферном давлении и нагреваются исходной газовой смесью, поступающей противотоком.

При модифицировании процесса можно повысить выход окси­да углерода. По описанному выше процессу вырабатываемый во­дород находится при повышенном давлении, однако в случае по­лучения СО это не всегда необходимо. Поэтому поток водорода можно подвергнуть расширению с получением холода в детанде­ре 6. Этим приемом можно понизить температуру от 20 до —200 °С, и, таким образом, значительно уменьшить содержание оксида углерода в газовой фазе [91]. В табл. 24 представлены типичные данные этого процесса.

Таблица 24. Состав газов при низкотемпературной парциальной конденсации