用于生产液态二氧化碳的方法和设备.pdf

摘要
申请专利号：	CN201180026860.7	申请日：	2011.05.06
公开号：	CN102917771A	公开日：	2013.02.06
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B01D 53/14申请公布日:20130206\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B01D 53/14申请日:20110506\|\|\|公开
IPC分类号：	B01D53/14; B01D53/62	主分类号：	B01D53/14
申请人：	乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司
发明人：	A·布里格利亚; A·吉亚尔
地址：	法国巴黎
优先权：	2010.06.01 FR 1054244
专利代理机构：	北京市中咨律师事务所 11247	代理人：	牛晓玲;吴鹏
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内容摘要

本发明涉及一种用于生产富含二氧化碳的液体的设备，所述设备包括：分离单元（10），其包括使用溶剂进行物理洗涤的塔和用于冷却所述分离单元的流体的装置；用于压缩和液化来自所述分离单元的富含二氧化碳的气体（4）的单元（12），该压缩和液化单元包括：用于冷却压缩操作的上游和/或下游的气体的装置；单个制冷循环，其使用二氧化碳作为制冷剂，适用于向如下的装置提供制冷：用于冷却所述分离单元的流体的装置，和用于冷却所述压缩操作的上游和/或下游的气体的装置；以及，用于将来自所述液化单元的液体的一部分传送至所述制冷循环的装置。

权利要求书

权利要求书一种用于生产富含二氧化碳的液体作为最终产品的方法，其中：
i）在低于0℃的温度下利用溶剂通过物理洗涤分离包含二氧化碳的进料气体；
ii）冷却所述步骤i）中的物理洗涤所需的所述溶剂；
iii）通过根据步骤i）的分离而生产富含二氧化碳的气体，所述富含二氧化碳的气体被压缩和液化；
iv）在步骤iii）的压缩操作的上游和/或下游冷却所述富含二氧化碳的气体；
v）使用二氧化碳作为制冷剂的单个制冷循环为步骤iv）的冷却操作提供制冷和为步骤i）所需的冷却操作提供制冷，其中用作制冷剂的二氧化碳的至少一部分来自步骤iii）的液化操作。
如权利要求1所述的方法，其中，相同的制冷循环用于冷却洗涤操作上游的溶剂。
如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述溶剂是甲醇。
如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述富含二氧化碳的气体在步骤iii）的压缩操作之后被液化。
如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤iii）的压缩操作的上游通过所述制冷循环冷却所述富含二氧化碳的气体。
如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤iii）的压缩操作的下游通过所述制冷循环冷却所述富含二氧化碳的气体。
一种用于生产富含二氧化碳的液体作为最终产品的设备，所述设备包括：
i）分离单元（10），其包括使用溶剂进行物理洗涤的塔和用于冷却所述分离单元的流体的装置；
ii）用于压缩和液化来自所述分离单元的富含二氧化碳的气体（4）的压缩和液化单元（12，C，L），所述压缩和液化单元包括用于在压缩操作的上游和/或下游冷却所述富含二氧化碳的气体的装置（E1，E2）；
iii）使用二氧化碳作为制冷剂的单个制冷循环（103，103’），其适用于向下列装置提供制冷：用于冷却所述分离单元的流体的装置和用于在压缩操作的上游和/或下游冷却所述富含二氧化碳的气体的装置；以及
iv）用于将来自所述分离单元和液化单元的富含二氧化碳的液体的一部分传送至所述制冷循环的装置。
如权利要求7所述的设备，其中，所述制冷循环适用于在所述富含二氧化碳的气体的压缩的上游提供制冷。
如权利要求7或8所述的设备，其中，所述制冷循环适用于在所述富含二氧化碳的气体的压缩的下游提供制冷。
如权利要求7至9中的任一项所述的设备，其中，所述设备包括借助于所述制冷循环在所述洗涤操作的上游冷却溶剂的装置。

说明书

说明书用于生产液态二氧化碳的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于生产富含二氧化碳的液体的方法和设备。本发明特别适用于基于物理吸收原理的气体分离和净化工艺（该工艺需要在0℃以下操作，诸如工艺或者工艺，其中为了诸如固碳（séquestration）、EOR（提高石油采收率）等目的，必须以液态形式或者压缩的形式生产二氧化碳），或者任何其它的专门用于减少二氧化碳排放的应用。
背景技术
在基于物理吸收原理的气体分离和净化单元中——其需要在0℃以下操作，诸如工艺或者工艺，需要提供大量的制冷负荷从而工艺有效地运转。该制冷任务通常由制冷单元提供，其中该制冷单元操作诸如氨或丙烯等的工艺外部的流体。
在通过预燃烧工艺减少二氧化碳排放的情况下，必须将分离出的二氧化碳生产为用于陆运、河运或海运的液态形式或者用于管道运输的压缩形式。这些工艺也需要与待液化的流体（二氧化碳）合作的压缩机从而提供生产液态或压缩形式的二氧化碳所需的热平衡。
图1示出了现有技术中的设备。类型的气体分离和净化单元10分离包含二氧化碳的待处理的气体1，从而生产净化气体2和富含二氧化碳的气体。通过使用制冷剂3、3’的外部制冷单元11来冷却分离单元10。二氧化碳在液化器12中液化从而生产液态二氧化碳5。
发明内容
根据本发明的目的，提供了一种用于生产富含二氧化碳的液体作为最终产品的方法，其中：
i）在低于0℃的温度下利用溶剂通过物理洗涤分离包含二氧化碳的进料气体；
ii）冷却所述步骤i）中的物理洗涤所需的所述溶剂；
iii）通过根据步骤i）的分离而生产富含二氧化碳的气体，所述富含二氧化碳的气体被压缩和液化；
iv）所述富含二氧化碳的气体在步骤iii）的压缩操作的上游和/或下游被冷却；以及
v）使用二氧化碳作为制冷剂的单个制冷循环为步骤iv）的冷却操作提供制冷和为步骤i）所需的冷却操作提供制冷，其中用作制冷剂的二氧化碳的至少一部分来自步骤iii）的液化操作。
根据其它可选的方面：
‑相同的制冷循环用于冷却所述压缩操作的上游和/或下游的富含二氧化碳的气体；
‑相同的制冷循环用于冷却所述洗涤操作的上游的溶剂；
‑所述溶剂是甲醇；
‑所述富含二氧化碳的气体在步骤iii）的压缩操作之后被液化。
根据本发明的另一个目的，提供了一种用于生产富含二氧化碳的液体作为最终产品的设备，所述设备包括：
i）分离单元，其包括使用溶剂进行物理洗涤的塔和用于冷却所述分离单元的流体的装置；
ii）用于压缩和液化来自所述分离单元的富含二氧化碳的气体以便生产液态二氧化碳作为最终产品的压缩和液化单元，该压缩和液化单元包括用于在压缩操作的上游和/或下游冷却气体的装置；
iii）使用二氧化碳作为制冷剂的单个制冷循环，其适用于向如下的装置提供制冷：用于冷却所述分离单元的流体的装置和用于在压缩操作的上游和/或下游冷却富含二氧化碳的气体的装置；以及
iv）用于将来自所述液化单元的液态二氧化碳的一部分传送至所述制冷循环的装置。
可选地，所述设备包括利用所述制冷循环在洗涤操作的上游冷却溶剂的装置。
本发明在于利用单个制冷循环向例如类型的气体分离和净化单元所需的冷却提供制冷，特别是用于冷却洗涤用溶剂，以及用于冷却来自所述气体分离和净化单元的富含二氧化碳的气体流。
具体实施方式
这种方法通过组合这些功能减少投资。以下将参考图2更加详细地说明本发明。
类型的用于在低于0℃的温度下使用溶剂通过物理洗涤来分离和净化气体的单元10分离包含二氧化碳的待处理的气体1，从而生产净化气体2和富含二氧化碳的气体4。借助于使用制冷剂103、103’——来自用于处理富含二氧化碳的气体4的单元12——的循环来冷却分离单元10。二氧化碳处理单元12是压缩单元C和之后的生产液态二氧化碳5的液化单元L。由压缩单元C压缩的富含二氧化碳的气体通过单元L液化从而生产最终产品5。所形成的液体的一部分103可借助于热交换器E1、E2冷却压缩单元C的下游和/或上游的被压缩流。
特别是，被传送至单元10的制冷剂103能够用于冷却在该方法的洗涤步骤中使用的溶剂流。
相同的流体可用于冷却单元12中的压缩操作的上游和/或下游的二氧化碳。
所述的流体是二氧化碳并且来自于在单元12中被处理的气体4。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102917771 A(43)申请公布日 2013.02.06CN102917771A*CN102917771A*(21)申请号 201180026860.7(22)申请日 2011.05.061054244 2010.06.01 FRB01D 53/14(2006.01)B01D 53/62(2006.01)(71)申请人乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司地址法国巴黎(72)发明人 A布里格利亚 A吉亚尔(74)专利代理机构北京市中咨律师事务所 11247代理人牛晓玲吴鹏(54) 发明名称用于生产液态二氧化碳的方法和设备(57) 摘要本发明涉及一种用于生产富含。

2、二氧化碳的液体的设备，所述设备包括：分离单元（10），其包括使用溶剂进行物理洗涤的塔和用于冷却所述分离单元的流体的装置；用于压缩和液化来自所述分离单元的富含二氧化碳的气体（4）的单元（12），该压缩和液化单元包括：用于冷却压缩操作的上游和/或下游的气体的装置；单个制冷循环，其使用二氧化碳作为制冷剂，适用于向如下的装置提供制冷：用于冷却所述分离单元的流体的装置，和用于冷却所述压缩操作的上游和/或下游的气体的装置；以及，用于将来自所述液化单元的液体的一部分传送至所述制冷循环的装置。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.11.30(86)PCT申请的申请数据PCT/FR2011。

3、/051030 2011.05.06(87)PCT申请的公布数据WO2011/151549 FR 2011.12.08(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书2页附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 2 页附图 1 页1/1页21.一种用于生产富含二氧化碳的液体作为最终产品的方法，其中：i）在低于0的温度下利用溶剂通过物理洗涤分离包含二氧化碳的进料气体；ii）冷却所述步骤i）中的物理洗涤所需的所述溶剂；iii）通过根据步骤i）的分离而生产富含二氧化碳的气体，所述富含二氧化碳的气体被压缩和液化；iv）在步骤iii）的压缩操作的上游和/。

4、或下游冷却所述富含二氧化碳的气体；v）使用二氧化碳作为制冷剂的单个制冷循环为步骤iv）的冷却操作提供制冷和为步骤i）所需的冷却操作提供制冷，其中用作制冷剂的二氧化碳的至少一部分来自步骤iii）的液化操作。2.如权利要求1所述的方法，其中，相同的制冷循环用于冷却洗涤操作上游的溶剂。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述溶剂是甲醇。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述富含二氧化碳的气体在步骤iii）的压缩操作之后被液化。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤iii）的压缩操作的上游通过所述制冷循环冷却所述富含二氧化碳的气体。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其。

5、中，在步骤iii）的压缩操作的下游通过所述制冷循环冷却所述富含二氧化碳的气体。7.一种用于生产富含二氧化碳的液体作为最终产品的设备，所述设备包括：i）分离单元（10），其包括使用溶剂进行物理洗涤的塔和用于冷却所述分离单元的流体的装置；ii）用于压缩和液化来自所述分离单元的富含二氧化碳的气体（4）的压缩和液化单元（12，C，L），所述压缩和液化单元包括用于在压缩操作的上游和/或下游冷却所述富含二氧化碳的气体的装置（E1，E2）；iii）使用二氧化碳作为制冷剂的单个制冷循环（103，103），其适用于向下列装置提供制冷：用于冷却所述分离单元的流体的装置和用于在压缩操作的上游和/或下游冷却所述富含二。

6、氧化碳的气体的装置；以及iv）用于将来自所述分离单元和液化单元的富含二氧化碳的液体的一部分传送至所述制冷循环的装置。8.如权利要求7所述的设备，其中，所述制冷循环适用于在所述富含二氧化碳的气体的压缩的上游提供制冷。9.如权利要求7或8所述的设备，其中，所述制冷循环适用于在所述富含二氧化碳的气体的压缩的下游提供制冷。10.如权利要求7至9中的任一项所述的设备，其中，所述设备包括借助于所述制冷循环在所述洗涤操作的上游冷却溶剂的装置。权利要求书CN 102917771 A1/2页3用于生产液态二氧化碳的方法和设备技术领域0001 本发明涉及一种用于生产富含二氧化碳的液体的方法和设备。本发明特。

7、别适用于基于物理吸收原理的气体分离和净化工艺（该工艺需要在0以下操作，诸如工艺或者工艺，其中为了诸如固碳（squestration）、EOR（提高石油采收率）等目的，必须以液态形式或者压缩的形式生产二氧化碳），或者任何其它的专门用于减少二氧化碳排放的应用。背景技术0002 在基于物理吸收原理的气体分离和净化单元中其需要在0以下操作，诸如工艺或者工艺，需要提供大量的制冷负荷从而工艺有效地运转。该制冷任务通常由制冷单元提供，其中该制冷单元操作诸如氨或丙烯等的工艺外部的流体。0003 在通过预燃烧工艺减少二氧化碳排放的情况下，必须将分离出的二氧化碳生产为用于陆运、河运或海运的液态形式或者用于管道运输。

8、的压缩形式。这些工艺也需要与待液化的流体（二氧化碳）合作的压缩机从而提供生产液态或压缩形式的二氧化碳所需的热平衡。0004 图1示出了现有技术中的设备。类型的气体分离和净化单元10分离包含二氧化碳的待处理的气体1，从而生产净化气体2和富含二氧化碳的气体。通过使用制冷剂3、3的外部制冷单元11来冷却分离单元10。二氧化碳在液化器12中液化从而生产液态二氧化碳5。发明内容0005 根据本发明的目的，提供了一种用于生产富含二氧化碳的液体作为最终产品的方法，其中：0006 i）在低于0的温度下利用溶剂通过物理洗涤分离包含二氧化碳的进料气体；0007 ii）冷却所述步骤i）中的物理洗涤所需的所述溶剂；0。

9、008 iii）通过根据步骤i）的分离而生产富含二氧化碳的气体，所述富含二氧化碳的气体被压缩和液化；0009 iv）所述富含二氧化碳的气体在步骤iii）的压缩操作的上游和/或下游被冷却；以及0010 v）使用二氧化碳作为制冷剂的单个制冷循环为步骤iv）的冷却操作提供制冷和为步骤i）所需的冷却操作提供制冷，其中用作制冷剂的二氧化碳的至少一部分来自步骤iii）的液化操作。0011 根据其它可选的方面：0012 -相同的制冷循环用于冷却所述压缩操作的上游和/或下游的富含二氧化碳的气体；0013 -相同的制冷循环用于冷却所述洗涤操作的上游的溶剂；说明书CN 102917771 A2/2页40014。

10、 -所述溶剂是甲醇；0015 -所述富含二氧化碳的气体在步骤iii）的压缩操作之后被液化。0016 根据本发明的另一个目的，提供了一种用于生产富含二氧化碳的液体作为最终产品的设备，所述设备包括：0017 i）分离单元，其包括使用溶剂进行物理洗涤的塔和用于冷却所述分离单元的流体的装置；0018 ii）用于压缩和液化来自所述分离单元的富含二氧化碳的气体以便生产液态二氧化碳作为最终产品的压缩和液化单元，该压缩和液化单元包括用于在压缩操作的上游和/或下游冷却气体的装置；0019 iii）使用二氧化碳作为制冷剂的单个制冷循环，其适用于向如下的装置提供制冷：用于冷却所述分离单元的流体的装置和用于在压缩操作。

11、的上游和/或下游冷却富含二氧化碳的气体的装置；以及0020 iv）用于将来自所述液化单元的液态二氧化碳的一部分传送至所述制冷循环的装置。0021 可选地，所述设备包括利用所述制冷循环在洗涤操作的上游冷却溶剂的装置。0022 本发明在于利用单个制冷循环向例如类型的气体分离和净化单元所需的冷却提供制冷，特别是用于冷却洗涤用溶剂，以及用于冷却来自所述气体分离和净化单元的富含二氧化碳的气体流。具体实施方式0023 这种方法通过组合这些功能减少投资。以下将参考图2更加详细地说明本发明。0024 类型的用于在低于0的温度下使用溶剂通过物理洗涤来分离和净化气体的单元10分离包含二氧化碳的待处理的气体1，从而。

12、生产净化气体2和富含二氧化碳的气体4。借助于使用制冷剂103、103来自用于处理富含二氧化碳的气体4的单元12的循环来冷却分离单元10。二氧化碳处理单元12是压缩单元C和之后的生产液态二氧化碳5的液化单元L。由压缩单元C压缩的富含二氧化碳的气体通过单元L液化从而生产最终产品5。所形成的液体的一部分103可借助于热交换器E1、E2冷却压缩单元C的下游和/或上游的被压缩流。0025 特别是，被传送至单元10的制冷剂103能够用于冷却在该方法的洗涤步骤中使用的溶剂流。0026 相同的流体可用于冷却单元12中的压缩操作的上游和/或下游的二氧化碳。0027 所述的流体是二氧化碳并且来自于在单元12中被处理的气体4。说明书CN 102917771 A1/1页5图1图2说明书附图CN 102917771 A。

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