Для выделения оксида углерода газовую смесь промывают жидким метаном под давлением и при температуре несколько выше температуры затвердевания метана (примерно —180 °С) [93, 94]. Весь оксид углерода, введенный с потоком водорода, растворяется в метане (метан-поглотитель), вследствие этого водород, удаляемый с верха аппарата, уже не содержит оксида углерода [95, 96]. Поглотитель регенерируют дистилляцией, а с верха колонны отводят оксид углерода.
Оксид углерода в этом процессе выполняет функции циркулирующего теплоносителя, который работает по принципу теплового насоса и с помощью детандера, производящего холод, используется для поддержания постоянного режима регенерации поглотителя и холода и для выравнивания баланса по холоду (рис. 94).
Предварительно очищенный синтез-газ охлаждают до температуры промывки (—180 °С). Тяжелые компоненты конденсируются, и только остающийся в газообразном состоянии оксид углерода вымывается из водорода в колонне 5 метаном. Промывной метан, метан из синтез-газа и конденсируемый или вымываемый оксид углерода поступают в колонну 3. С верхней части колонны уходит оксид углерода, снизу в жидком состоянии уходит промывной метан. Насосом 7 жидкий метан перекачивают через низкотемпературный холодильник 6 в верхнюю часть колонны 5. С верха колонны уходит водород, очищенный от СО. Противотоком к исходному газу, который требуется охладить, в теплообменнике 3 нагревают отдельные потоки (оксид углерода, водород и остаточный метан), которые одновременно отдают свой холод. Циркуляцию оксида углерода осуществляют компрессором 2 для получения холода в детандере 4 и для регулирования режима
Рнс. 94. Схема низкотемпературной промывки газа жидким метаном:
1 — ступень предварительной очистки; 2 — компрессор; 3 — теплообменник; 4 — детандер для циркулирующего СО; 5 — колонна промывки жидким метаном; 6 — низкотемпературный холодильник для метана; 7—насос для жидкого метана; 8 — колонна для разделения СО и СН4.
дистилляции. Этот компрессор можно применять одновременно и для компримирования оксида.
Типичные данные по составу продуктов приведены ниже (% мольн.):
Поток | H2 | CO | CH4 |
Исходный газ | 70,0 | 27,0 | 3,0 |
Н2 - фракция | 98,5 | - | 1,5 |
Оксид углерода | 1,7 | 98,2 | 0,1 |
Остаточный газ | - | - | 100 |