СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРИОГЕННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА, ВКЛЮЧАЮЩИЕ ЭТАП ОТДЕЛЕНИЯ АЗОТА

1. Способ разделения газовой смеси, содержащей окись углерода, азот, водород и метан, отличающийся тем, что:
i) смесь охлаждают в теплообменнике (E1, E2),
ii) смесь, охлажденную в теплообменнике, разделяют посредством по меньшей мере одного этапа очистки и/или дистилляции, и/или частичной конденсации с образованием обедненной по водороду текучей среды, содержащей окись углерода и азот,
iii) обедненную по водороду текучую среду подают в денитрификационную колонну (K2), имеющую верхний конденсатор (C1) и нижний ребойлер (R2), для получения газа, обогащенного азотом, в верхней части колонны и обедненной по азоту жидкости на дне колонны,
iv) конденсатор денитрификационной колонны охлаждают посредством азотного контура, использующего азотный компрессор (V1, V2, V3), имеющий по меньшей мере первую ступень и вторую ступень, причем входное давление первой ступени ниже, чем входное давление второй ступени,
v) жидкость (21) со дна денитрификационной колонны расширяют и отправляют в верхний конденсатор денитрификационной колонны для по меньшей мере частичного испарения посредством теплообмена в теплообменнике конденсатора с газом, обогащенным азотом, который таким образом конденсируют,
vi) жидкий азот (53) из азотного контура также испаряют в теплообменнике конденсатора, и испаренный азот (55) возвращают в теплообменник на входе второй ступени (V3) азотного компрессора, и
a) жидкость (33) со дна денитрификационной колонны (K2) отправляют в колонну (K3) для разделения метана и окиси углерода, содержащую верхний конденсатор (C2), который представляет собой испаритель для ванны, расположенный в ванне жидкости, или
b) разделение на этапе ii) включает этап дистилляции в колонне (K3) для разделения метана и окиси углерода с целью отделения потока, обедненного по метану, от потока, обогащенного метаном, и при этом по меньшей мере часть потока (41), обедненного по метану, составляет текучую среду, обедненную по водороду, поступающую в денитрификационную колонну, причем колонна (K3) для разделения метана и окиси углерода содержит верхний конденсатор (C2), который представляет собой испаритель для ванны, расположенный в ванне жидкости,
причем в ванну жидкости из a) или b) подают жидкий азот (61, 63, 65) из азотного контура (59).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкий азот (53) из верхнего конденсатора (C2) колонны для разделения метана и окиси углерода отправляют для испарения в верхнем конденсаторе (C1) денитрификационной колонны.
3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смесь, охлажденную в теплообменнике (E1, E2), разделяют посредством по меньшей мере одного этапа частичной конденсации с целью образования газа (5), обедненного по водороду, этот газ, обедненный по водороду, отправляют в промежуточный уровень отпарной колонны (K1), содержащей нижний ребойлер (R1), и жидкость (19) со дна отпарной колонны отправляют в денитрификационную колонну (K2) в случае a) или в колонну (K3) для разделения метана и окиси углерода в случае b).
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ребойлер (R1) отпарной колонны (K1) и/или ребойлер (R3) колонны (K2) для разделения метана и окиси углерода повторно нагревают с помощью по меньшей мере части газовой смеси (1).
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что рабочее давление денитрификационной колонны (K2) составляет по меньшей мере 7 бар абс. или даже 8 бар абс. и/или рабочее давление колонны (K3) для разделения метана и окиси углерода составляет по меньшей мере 5 бар абс. или даже 6 бар абс.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что верхний конденсатор (C2) колонны (K3) CO/CH4 охлаждают только посредством азота из контура.
7. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ребойлер (R2) денитрификационной колонны (K2) повторно нагревают посредством азота из контура.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что азот, используемый для повторного нагревания ребойлера (R2) денитрификационной колонны (K2), находится под максимальным давлением азотного контура.
9. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что азот, отправленный в ванну конденсатора (C2) колонны (K3) CO/CH4, конденсируют под максимальным давлением азотного контура.
10. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что рабочее давление колонны для разделения метана и окиси углерода составляет по меньшей мере 5 бар абс. или даже 6 бар абс.
11. Устройство для разделения газовой смеси, содержащей окись углерода, азот, водород и метан, содержащее теплообменник (E1, E2) для охлаждения смеси; средство для разделения смеси, охлажденной в теплообменнике, посредством по меньшей мере одного этапа очистки и/или дистилляции, и/или частичной конденсации с образованием обедненной по водороду текучей среды, содержащей окись углерода и азот; денитрификационную колонну (K2), содержащую верхний конденсатор (C1) и необязательно нижний ребойлер (R2); трубу для отправки обедненной по водороду текучей среды в денитрификационную колонну с целью получения газа, обогащенного азотом, в верхней части колонны и жидкости, обедненной по азоту, на дне колонны; азотный контур, использующий азотный компрессор (V1, V2, V3), имеющий по меньшей мере первую ступень и вторую ступень, причем входное давление первой ступени ниже, чем входное давление второй ступени; средство для отправки жидкости азотного контура в конденсатор (C1) денитрификационной колонны; средство для расширения жидкости (21) со дна денитрификационной колонны; средство для отправки расширенной жидкости в верхний конденсатор денитрификационной колонны для по меньшей мере частичного испарения посредством теплообмена в теплообменнике конденсатора с газом, обогащенным азотом, который тем самым конденсируется; средство для отправки азота (55), испаренного в теплообменнике конденсатора, на вход второй ступени (V3) азотного компрессора; колонну (K3) для разделения метана и окиси углерода, содержащую верхний конденсатор (C2), который представляет собой испаритель для ванны, расположенный в ванне жидкости,
a) средство для отправки жидкости (33) со дна денитрификационной колонны в колонну для разделения метана и окиси углерода или
b) средство для колонны для разделения метана и окиси углерода, образующее часть средства для разделения смеси, охлажденной в теплообменнике, посредством по меньшей мере одного этапа дистилляции,
причем устройство дополнительно содержит средство для отправки жидкого азота (61, 63, 65) из азотного контура в верхний конденсатор колонны для разделения метана и окиси углерода.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что содержит средство для отправки жидкого азота (53) из верхнего конденсатора (C2) колонны (K3) для разделения метана и окиси углерода в верхний конденсатор (C1) денитрификационной колонны (K2).
13. Устройство по любому из пп. 11 и 12, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере один фазовый разделитель (S1, S3) для разделения смеси, охлажденной в теплообменнике, посредством этапа частичной конденсации с образованием газа, обедненного по водороду, отпарную колонну (K1) и средство для отправки газа, обедненного по водороду, в промежуточный уровень отпарной колонны.