[發明專利]用于分離富含二氧化碳的氣體的方法和設備

有效

• 申請號: 201380036398.8
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN105378410B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: B·達維迪安;M·萊克勒克
• 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: F25J5/00
• 分類號: F25J5/00;F25J3/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

1.一種用于在低溫下凈化富含二氧化碳的氣體以生產富含二氧化碳的流體的方法，在該方法中：

i)富含二氧化碳的氣體在第一交換器(9)中被冷卻，該第一交換器是由通過板分隔開的波紋層構成的釬焊鋁板式熱交換器，

ii)冷卻的氣體或從該冷卻的氣體獲取的至少一種流體被送至包括蒸餾步驟和/或至少兩個連續的部分冷凝步驟的凈化步驟，

iii)凈化步驟產生貧含二氧化碳的氣體，其在第一交換器中被加熱，

iv)凈化步驟產生富含二氧化碳的液體(33)，其被冷卻，然后膨脹，然后被送至第二交換器(35)，在第二交換器中借助于工藝流體被加熱，所述工藝流體是從在第一交換器中冷卻的氣體(7)獲取的氣體，所述第二交換器僅在富含二氧化碳的液體與工藝流體之間進行間接熱交換，以及

v)富含二氧化碳的液體在第二交換器中至少部分地蒸發并且所形成的蒸發氣體在第一交換器中被加熱以形成富含二氧化碳的氣體，該富含二氧化碳的氣體是所述方法的最終產物，

其特征在于，冷卻的氣體在第一交換器(9)中至少部分地冷凝并被送至第一相分離器(11)，來自第一相分離器的氣體被送至第二交換器(35)，在第二交換器中冷凝以形成冷凝液體(43)，所述第二交換器(35)是管殼式交換器，富含二氧化碳的液體被傳送以在殼中加熱，工藝流體被傳送以在管中冷卻，所述富含二氧化碳的液體(33)在膨脹之前在熱交換器中通過與貧含二氧化碳的氣體的間接熱交換而被冷卻，所述貧含二氧化碳的氣體在第一交換器中被加熱，并且在第二交換器(35)中蒸發的氣體被送至第三交換器(109)以在第一交換器的上游被加熱。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，富含二氧化碳的氣體被壓縮和冷凝以形成富含二氧化碳的液體，該富含二氧化碳的液體是所述方法的最終產物。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，來自第一相分離器的液體膨脹并被送至第二相分離器(17)或被送至蒸餾塔(23)。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述冷凝液體被送至第二相分離器(17)，來自所述第二相分離器的液體被送至蒸餾塔(23)的頂部以供給該蒸餾塔。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，來自所述第二相分離器(17)的氣體(24)在第一交換器中被加熱。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述富含二氧化碳的液體(33)在膨脹裝置的上游在第三交換器(109)或第一交換器(9)中被冷卻。

7.一種用于在低溫下凈化含有二氧化碳的氣體以產生富含二氧化碳的流體的設備，所述設備包括：第一交換器(9)，該第一交換器是由通過板隔開的波紋層構成的釬焊鋁板式熱交換器；管殼式的能夠容許僅在兩種流體之間進行間接熱交換的第二交換器(35)；第三交換器(109)；包括至少一個蒸餾塔(23)和/或至少兩個串聯聯接的相分離器的凈化單元；用于傳送富含二氧化碳的氣體(5)以在第一交換器中冷卻的管道；用于將冷卻的氣體或從該冷卻的氣體中獲取的至少一種流體送至凈化單元的管道；用于從凈化單元提取貧含二氧化碳的氣體并連接至第一交換器的管道；用于從凈化單元提取富含二氧化碳的液體(33)并連接至第三交換器(109)用于冷卻該富含二氧化碳的液體的管道；用于膨脹所述冷卻的液體的閥(31)，所述閥連接至第二交換器；和用于將工藝流體從第一交換器送至第二交換器以便使所述富含二氧化碳的液體在殼中蒸發的管道，所述工藝流體是從在第一交換器中冷卻的氣體(7)獲取的氣體；和用于將通過富含二氧化碳的液體在第二交換器中的蒸發產生的氣體送至第一交換器以便加熱的管道，其特征在于，所述設備包括第一相分離器(11)，用于將至少部分冷凝的冷卻氣體從第一交換器(9)送至第一相分離器(11)的裝置，用于將氣體從第一相分離器(11)送至第二交換器(35)的裝置，和用于將蒸餾塔(23)的塔頂氣體(26)和在第二交換器(35)中蒸發的氣體送至第三交換器(109)以在第一交換器的上游加熱的裝置。

8.根據權利要求7所述的設備，包括用于將從工藝流體中獲取的氣體送至第三交換器(109)以在第一交換器的上游加熱的裝置。