[實(shí)用新型]用于分離二氧化碳與揮發(fā)性較低組分的氣體混合物的設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820409983.8
• 申請(qǐng)日: 2018-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN208361896U
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·格萊納多斯;A·蓋特納;B·普拉薩德;J·E·托瓦爾拉莫斯;J-P·特拉尼耶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/50
• 分類號(hào): C01B32/50;B01D3/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

本實(shí)用新型涉及用于分離二氧化碳與揮發(fā)性較低組分的氣體混合物的設(shè)備，該揮發(fā)性較低組分的揮發(fā)性低于二氧化碳，該設(shè)備包括：用于冷卻待分離的氣體混合物的裝置；用于使冷卻后的氣體混合物膨脹以形成膨脹流的閥(7)；容器(9)；用于將膨脹流輸送到容器的裝置；用于從容器提取第一液體(11)的第一管線；與第一管線連接的蒸餾塔(15)；經(jīng)由其從塔的頂部提取增濃了二氧化碳的第二氣體(27)的管線；經(jīng)由其從塔的槽提取增濃了揮發(fā)性較低的組分的第二液體(17)的管線；用于冷凝增濃了二氧化碳的第一氣體的和/或第二氣體的至少一部分的冷凝器(31，41)；和用于將在冷凝器中冷凝的氣體的至少一部分(43，45)輸送到容器上游的部位的裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于蒸餾二氧化碳與揮發(fā)性較低的組分的混合物的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

包括二氧化碳和至少一種揮發(fā)性比二氧化碳低的組分(例如，溶劑) 作為主要組分的混合物可以通過化學(xué)過程來生產(chǎn)。在此情況下，有利的是分離揮發(fā)性較低的組分和二氧化碳。

溶劑是在其使用溫度下為液體或超臨界的物質(zhì)，具有溶解、稀釋或提取其它物質(zhì)而不改變其化學(xué)性質(zhì)且本身不發(fā)生任何變化的特性。在本實(shí)用新型的上下文中，所考慮的溶劑可以是例如丙酮、水、二甲基乙酰胺 (DMAc)或二甲基亞砜(DMSO)。

混合物的組成可以相對(duì)于一種或多種揮發(fā)性較低的組分(例如丙酮) 變化約1mol％(摩爾百分比)至30mol％，氣體混合物的其余部分基本上是CO₂。

在某些化學(xué)過程中，CO₂可以被用作丙酮溶劑(以及一些其它等效分子)。回收這種CO₂以最大限度地減少消耗的“新鮮”CO₂的量有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

如果壓力升高，則溶劑和二氧化碳的分離變得更加困難。然而，本實(shí)用新型建議在20與25巴(絕對(duì)壓力)之間操作蒸餾塔，以節(jié)省用于對(duì)二氧化碳加壓的機(jī)器的費(fèi)用。

從CO₂與揮發(fā)性較低的混合物中回收CO₂使其可以回收再利用，從而減少對(duì)新鮮CO₂的需求。工藝改進(jìn)可以提高CO₂產(chǎn)率并設(shè)想溶劑的回收。

在CO₂/揮發(fā)性較低的組分分離的背景中，在預(yù)期的CO₂純度不超過 97mol％時(shí)，使CO₂回收率最大化的一種方式是從CO₂/揮發(fā)性較低的組分的超臨界混合物開始(壓力高于73bara(巴，絕對(duì)壓力))并使其膨脹到低于30bara且高于6bara的壓力。

為了使CO₂的回收最大化，在超臨界CO₂的膨脹之前使用冷卻器。所選擇的溫度盡可能低。

所使用的系統(tǒng)包括：

-用于將混合物調(diào)節(jié)到最佳溫度的進(jìn)料冷卻器(例如使用水)，

-膨脹閥，

-分離罐，其允許回收“純”氣態(tài)CO₂和液態(tài)的CO₂/溶劑混合物。

使CAPEX最小化的該設(shè)備以60％與90％之間的產(chǎn)率生產(chǎn)純度＞97 mol％的氣態(tài)CO₂。另外的CO₂以及溶劑被輸送至流出物。

實(shí)用新型內(nèi)容

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)目的，提供了一種用于分離二氧化碳與揮發(fā)性低于二氧化碳的揮發(fā)性較低的組分的氣體混合物的方法，其中：

i)冷卻并膨脹要分離的氣體混合物，以形成膨脹流，任選地兩相的膨脹流，