[發明專利]氣體二氧化碳的膨脹液化方法

在審

• 申請號: 201410704406.8
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104567273A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 祝恩福;鐘建交;李大海
• 申請（專利權）人: 惠州凱美特氣體有限公司
• 主分類號: F25J1/00
• 分類號: F25J1/00;C01B31/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明一般地涉及氣體二氧化碳的液化，具體公開一種氣體二氧化碳的膨脹液化方法。

背景技術

圖2示出一種食品級液體二氧化碳產品的生產方法的流程圖，包括下述步驟：

(1)第一壓縮工序30

將來自界區外壓力約為0.02MPa、溫度為30～40℃的含有微量機械水、甲烷、乙烯、苯雜質的二氧化碳含量約為99.2％的二氧化碳原料氣體經水洗后，與經受孔板流量計1控制的調節閥2調解進入的化學反應稍微過量的氧氣混合，一起進入預冷器10預冷，經過第一水分離器20除去機械水后進入第一壓縮工序30，經一段壓縮31升壓至0.1～0.35MPa和二段壓縮32升壓至0.8～1.2MPa，從二段壓縮32出來的含有微量甲烷、乙烯、苯雜質的二氧化碳氣體和稍微過量的氧氣的溫度為125～135℃，然后送到脫烴工序50。

(2)脫烴工序50

來自第一壓縮工序30的含有微量甲烷、乙烯、苯雜質的二氧化碳氣體和稍微過量的氧氣首先進入脫烴預熱器51預熱到215～225℃，然后經過脫烴加熱器52加熱到480～520℃，最后進入脫烴反應器53。在脫烴反應器53內含有微量甲烷、乙烯、苯雜質的二氧化碳氣體中的甲烷、乙烯與稍微過量的氧氣在高溫高壓和活性組分為鉑和鈀、載體為氧化鋁的催化劑的作用下發生化學反應，生成二氧化碳和水。當脫烴預熱器51為列管式換熱器時，從脫烴反應器53出來的高溫氣體返回脫烴預熱器51的殼程，與管程的來自第一壓縮工序30的含有微量甲烷、乙烯、苯雜質的二氧化碳氣體和稍微過量的氧氣換熱后，經過水冷卻器60降溫和第二水分離器70分離機械水，進入凈化工序80。通過脫烴工序50，來自第一壓縮工序30的含有微量甲烷、乙烯、苯雜質的二氧化碳氣體和稍微過量的氧氣中的絕大部分甲烷、乙烯轉化成了二氧化碳和水，因此，進入凈化工序80的二氧化碳氣體中含有沒有進行化學反應的極微量甲烷、乙烯和苯，以及微量氧氣和新生成的但第二水分離器70不能分離的微量水蒸氣。脫烴加熱器52可為電加熱器。脫烴反應器53可具有一般催化反應器的結構。

(3)凈化工序80

采用變溫吸附工藝，多臺凈化器切換工作，當某一臺或數臺凈化器81處于吸附狀態時，另一臺或數臺凈化器82處于再生狀態，其余的一臺或數臺凈化器83則處于備用狀態，常溫吸附雜質、高溫脫附雜質，由裝填在凈化器內的氧化鋁和硅膠吸附劑對來自第二水分離器70的含有極微量甲烷、乙烯和苯以及微量氧氣和水蒸氣雜質的二氧化碳氣體中的微量水蒸氣和極微量苯雜質選擇性吸附，對來自第二水分離器70的含有極微量甲烷、乙烯和苯以及微量氧氣和水蒸氣雜質的二氧化碳氣體進行凈化。

①吸附

來自第二水分離器70的含有極微量甲烷、乙烯和苯以及微量氧氣和水蒸氣雜質的二氧化碳氣體從通常稱為吸附塔的凈化器81底部進入吸附塔，從吸附塔的頂部排出。在吸附塔中，吸附劑對微量水蒸氣和極微量苯進行有效吸附，使吸附塔出口端的氣體中的水和苯指標達到相應設計指標或規定標準，然后送到第二壓縮工序40，吸附劑吸附至一定時間后，預計吸附劑接近飽和時停止吸附。

②逆向放壓

吸附步驟結束后，將吸附塔內的含有極微量甲烷和乙烯以及微量氧氣雜質的二氧化碳氣體逆著吸附方向限流卸壓排出凈化器81外，結束后吸附塔內的壓力接近常壓。

③加熱脫附雜質

見下述的對(6)蒸餾提純工序100的描述，從下部換熱器1019殼程出來的氣體混合物經調節閥1014節流膨脹后再次降壓至0.05MPa，溫度為-18℃，與從球罐112排出的壓力為1.7MPa溫度為-24℃的閃蒸氣匯合在一起后形成的匯合氣流進入電加熱器85被加熱升溫至180～235℃，進入正處于加熱脫附雜質步驟的凈化器81即吸附塔內，逆著吸附的方向沖洗吸附劑，使吸附劑吸附的雜質被加熱解吸，吸附劑得到充分再生，然后作為廢氣排放。

④冷卻吸附劑

加熱脫附雜質步驟結束后，凈化器81中的吸附劑吸附的水和苯雜質幾乎得到完全解吸，此時，不給電加熱器85通電，使沒經電加熱的匯合氣流進入凈化器81，將凈化器81內的吸附劑冷卻降溫至≤25℃。

⑤凈化器充壓

利用來自己從再生狀態切換為吸附狀態的通常稱為吸附塔的凈化器82的一部分經過凈化處理后的含有極微量甲烷和乙烯以及微量氧氣雜質的二氧化碳氣體對凈化器81充壓至吸附壓力0.8～1.2MPa，準備進入下一次吸附。

(4)第二壓縮工序40