[发明专利]二氧化碳的纯化

权利要求书

1.一种用于纯化含有选自氧气和一氧化碳的第一杂质的不纯的二氧化碳的方法，所述方法包括：

压缩不纯的二氧化碳气体以制备压缩后的不纯的二氧化碳气体；

将所述压缩后的不纯的二氧化碳气体的至少一部分冷凝以制备不纯的二氧化碳液体；

将所述不纯的二氧化碳液体的至少一部分膨胀以制备膨胀后的不纯的二氧化碳液体；以及

在传质分离塔系统中分离至少部分所述膨胀后的不纯的二氧化碳液体以制备富第一杂质的顶部蒸汽和二氧化碳底液。

2.根据权利要求1的方法，其中压缩后的不纯二氧化碳气体的压力是从约50巴到约90巴。

3.根据权利要求1的方法，其中塔系统的操作压力是从约二氧化碳的三相点压力到约50巴。

4.根据权利要求1的方法，其中二氧化碳底液的压力低于二氧化碳的临界压力。

5.根据权利要求1的方法，包括将所述二氧化碳底液的至少一部分泵送以制备所述加压后的二氧化碳液体。

6.根据权利要求5的方法，其中加压后的二氧化碳液体的压力高于二氧化碳的临界压力。

7.根据权利要求6的方法，包括通过与所述加压后的二氧化碳液体间接换热来预冷至少一部分所述不纯的二氧化碳气体，以制备待压缩的预冷后的不纯二氧化碳气体和经暖化的加压后的二氧化碳液体。

8.根据权利要求5的方法，其中加压后的二氧化碳液体的压力是从约100巴到约250巴。

9.根据权利要求1的方法，其中所述二氧化碳底液通过与二氧化碳粗料气体间接换热被再沸，以制备用于塔的二氧化碳蒸汽和冷却的二氧化碳粗料气体。

10.根据权利要求9的方法，其中的二氧化碳粗料气体的压力是从约15巴到约60巴。

11.根据权利要求9的方法，其中所述塔系统的操作压力约等于所述二氧化碳粗料气体的压力。

12.根据权利要求9的方法，包括：

通过间接换热暖化至少一部分的所述富第一杂质的顶部蒸汽以制备富第一杂质的气体；

将至少一部分所述富第一杂质的气体与含杂质的二氧化碳进料气体相混合以制备所述二氧化碳气体粗料。

13.根据权利要求12的方法，其中塔系统的操作压力比含杂质的二氧化碳进料气体高，高出的量等于塔系统与所述进料之间的内部压降。

14.根据权利要求9的方法，其中所述不纯的二氧化碳气体来自所述二氧化碳气体粗料。

15.根据权利要求14的方法，包括：

通过间接换热进一步冷却至少一部分所述被冷却的二氧化碳气体粗料以制备部分冷凝的二氧化碳流体粗料；

相分离至少一部分所述部分冷凝的二氧化碳流体粗料以制备第一不纯的液体二氧化碳和贫二氧化碳气；

膨胀至少一部分所述第一不纯的液体二氧化碳以制备第一压力下的膨胀后的第一不纯的液体二氧化碳；并

通过间接换热蒸发至少一部分所述膨胀后的第一不纯液体二氧化碳以提供至少一部分该方法所需要的冷冻负荷及第一不纯的气态二氧化碳，所述第一不纯的气态二氧化碳形成至少一部分所述不纯的二氧化碳气体。

16.根据权利要求15的方法，其中所述第一压力是从约10巴到约25巴。

17.根据权利要求15的方法，包括：

通过间接换热冷却至少一部分所述贫二氧化碳气以制备部分冷凝的贫二氧化碳流体；

相分离至少一部分所述部分冷凝的贫二氧化碳流体以制备第二不纯的液体二氧化碳及乏二氧化碳气；

膨胀至少一部分所述第二不纯的液体二氧化碳以制备比第一压力低的第二压力下的膨胀后的的第二不纯液体二氧化碳；

通过间接换热蒸发至少一部分所述膨胀后的的第二不纯的液体二氧化碳以提供一部分该方法所需要的冷冻负荷及第二不纯的气态二氧化碳。

18.根据权利要求17的方法，其中第二压力是从约二氧化碳的三相点压力到约15巴。

19.根据权利要求17的方法，其中在膨胀前通过间接加热暖化所述第二不纯的液体二氧化碳来防止所述第二不纯的液体二氧化碳在膨胀过程中形成固体二氧化碳。