[發明專利]用于使富CO2氣體液化的方法和設備

有效

• 申請號: 201280028472.7
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN104136870A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: B·德莫利安;H·勒比昂;X·特拉維薩
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02;F25J3/06;F25J3/08;F25J1/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 管瑩;吳鵬

1.一種用于使包含至少60mol%的CO₂和至少一種比二氧化碳輕的雜質的氣體液化以生產至少一種液態產品的方法，其中，使處于供給壓力下的、包含至少60mol%的CO₂和至少一種輕雜質的第一原料氣體可能地在已在循環壓縮機中被壓縮之后冷卻而形成液體或超臨界流，在熱交換器（E1）中冷卻所述液體或超臨界流的至少一部分以形成具有循環壓力的循環流體，將所述循環流體分成包括附屬分份的至少兩份分份，所述分份中的一份在閥（43）中膨脹而下降到第一壓力以形成兩相混合物并被輸送到分相器（35），使所述分相器的液體分份在所述交換器中氣化而形成氣化氣體，所述氣化氣體然后在膨脹裝置（45）中從所述第一壓力膨脹到第二壓力且然后在一個/所述循環壓縮機（C1）中被壓縮并與所述第一原料氣體混合，所述附屬分份包括所述液態產品或一種所述液態產品，或者在至少一個分離裝置中在低于環境溫度下通過分離而被處理以形成所述液態產品或一種所述液態產品，其中所述第一壓力根據富二氧化碳氣體中包含的比二氧化碳輕的雜質的量變化，所述方法的特征在于，所述第一壓力變化，使得輕雜質的濃度越高，所述第一壓力就越高。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述第一原料氣體在已在循環壓縮機（C3，C4）中被壓縮之后冷卻而形成液體或超臨界流。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述第二壓力大致恒定并且獨立于所述富二氧化碳氣體的組分。

4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述第二壓力等于所述循環壓縮機（C1）的入口壓力并且將在所述膨脹裝置中膨脹的氣體從所述膨脹裝置（45）直接輸送到所述循環壓縮機的入口。

5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，將所述第一壓力選擇成低于所述富二氧化碳氣體能夠在所述分相器（35）或所述閥（43）中凝固的壓力。

6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，根據待在所述膨脹裝置中膨脹的氣體的組分和/或根據在所述膨脹閥（43）中膨脹的流體的組分來調節所述膨脹裝置（45，46）中的膨脹率。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，根據待在所述膨脹裝置中膨脹的氣體中的輕雜質的量和/或根據在所述膨脹閥（43）中膨脹的流體的組分來調節所述膨脹裝置（45）中的膨脹率。

8.一種使包含至少60mol%的CO₂和至少一種比二氧化碳輕的雜質的氣體液化以生產至少一種液態產品的設備，所述設備包括：熱交換器（E1），循環壓縮機（C1），冷卻裝置（E4），用于將包含至少60mol%的CO₂和至少一種輕雜質的原料氣體輸送到所述冷卻裝置以形成液體或超臨界流體的導管，用于將所述液體或超臨界流體輸送到所述交換器以形成經冷卻流體的導管，用于將所述經冷卻流體的一部分作為附屬分份輸送到客戶或處理設施的導管，膨脹閥（43），用于將所述經冷卻流體的一部分輸送到所述膨脹閥的導管，分相器（35），用于將在所述膨脹閥中膨脹的流體輸送到所述分相器的導管，用于將來自所述分相器的液體輸送到所述交換器的導管，膨脹裝置（45），用于將在所述交換器中氣化的液體輸送到所述膨脹裝置以形成膨脹氣體的導管，用于將所述膨脹氣體輸送到循環壓縮機的導管，用于使所述膨脹氣體在所述循環壓縮機的上游、下游或其中與包含至少60mol%的CO₂的氣體混合的裝置，以及用于根據所述原料氣體的組分而改變所述膨脹閥的出口壓力的裝置（TIC，TSLL），所述設備的特征在于，所述膨脹裝置為渦輪（45）。

9.根據權利要求8所述的設備，所述設備包括處理單元（P1，P2，P3），所述處理單元連接到用于將所述經冷卻流體的一部分作為附屬分份輸送到處理設施的導管，所述處理單元是處于低于環境的溫度的液化單元或分離單元。

10.根據權利要求8或9所述的設備，其中，所述渦輪（45）聯接到所述循環壓縮機（C1）。

11.根據權利要求8或9所述的設備，其中，所述處理單元包括壓縮機（C5C6）所述渦輪聯接到所述處理單元的所述壓縮機

12.根據權利要求8至11中任一項所述的設備，所述設備包括用于檢測輸送到所述膨脹裝置的氣體和/或輸送到所述膨脹閥的流體的濃度的裝置和用于根據該濃度而改變所述膨脹裝置的膨脹率的裝置。