[其他]一种制造高纯二氧化碳的方法

说明书

本发明是对制造高纯Co₂生产方法的改进。

传统生产高纯CO₂的方法，一般设有多级冷凝分离系统，脱水器、脱硫器、脱油器以及冷却系统，压缩器储罐等。有些生产方法，需要许多泵。如昭57-11809专利，用液体吸收法生产高纯CO₂，其净化过程主要是在液态下进行，因此在各段不但要用特殊的吸附剂，而且对设备要求苛刻，流程长。又如昭57-142471专利，不但程序复杂，设备多，并且需要在各段设置液体泵和液位计，能量消耗大。

本发明旨在用简单设备，简化流程，节约能耗，从而生产出纯度为99.99%的液态CO₂。

为了实现上述目的，本发明采用气固相吸附法，使CO₂净化达到精制CO₂的过程。直至储罐装瓶的前段一水冷却器前，均在气态下基本完成。为了保证能在气态中进行净化。第一次压缩的压力范围控制在30-35kg/cm²G。经第一次压缩后的气体co₂在脱水、脱油、脱硫后，对其再次进行压缩，压缩后的气体co₂压力范围达80-100kg/cm²G。高压所得的气态CO₂进行水冷却，使之发生相变，成为液态co₂。采用高压法，保证了在冷却时可用方便易得的自来水和构造简单的套管水冷却器实现冷却。本生产方法将套管水冷却器设在备有夹套的储罐前，使得液态co₂直接存入储罐并进一步分离，提高纯度，去除液态co₂中的不凝性气体等杂质。这样节省了设备，缩短了生产流程，并使液态co₂纯度达99.99%然后装瓶。

如图一所示，本发明的详细内容是将常规方法制取的纯度为98%左右的气体CO₂（1）通过气液分离器（2）和粗脱水器（3），使其中部分水份冷凝粗脱。粗脱水份后的气体CO₂进入气体压缩机（4），使之压缩到30-35kg/cm²G。经压缩后，在脱硫器（5）中脱硫。脱硫器中添加（1-2）%KMnO₄+2%KClO₄+3%ZnCl₂和活性炭。可使脱除后的硫化物含量低于1PPm。然后在混装有硅胶和活性炭+Al₂O₃的脱油、脱水槽（6）中进行精脱水份和油份，使油份含量脱至5PPm以下，水分含量脱至100PPm以下，这时经过上述净化装置精制，基本上使co₂中的杂质脱除，但还未达到99.99%的纯度。

以上净化过程是在气态下进行，为了给气体co₂发生相变提供条件，本发明将脱硫后的气体CO₂又返入气体压缩器（4）使之压力范围为80-100kg/cm²G。

经过净化并进行了二次压缩和水冷却的气体co₂的温度为40℃此时，将其通入套管水冷却器（7）进行冷却，使co₂气体冷却至25℃，从而使气态转化为液态。但这时液态的CO₂中残留的惰性气体仍呈气态，为了使惰性气体得到进一步分离去掉，于是将其导入设有夹套（11）的储罐（8）中，储罐和夹套为一体，夹套包着储罐。液态CO₂一进入储罐，惰性气体便被分离而进入夹套，在夹套中，它即使储罐保持恒温即低温状态，可使CO₂进一步纯化而达99.99%的纯度即可装瓶（10），而惰性气体却连续地被排空（9）。

本发明采用气固相吸附法，在气态CO₂发生相变前的净化过程一直是在气态下进行。因此省去泵和一些设备，使流程缩短，程序简化，能耗降低。传统生产高纯CO₂的液态吸附法，在脱水、脱油、脱硫时需要特殊的吸附剂，脱硫时所用脱硫剂价格较高，功能单一，所以经济上不合算。而本发明脱硫剂价格低廉，脱硫效果好，不仅能脱除无机硫化物，而且能脱除有机硫化物。脱水、脱油仅用易得的吸附剂即可实现。本发明将冷却器设置在储罐前，采用高压法，可使冷却装置简化，改变了一般的一边冷却一边装瓶的复杂操作程序，更方便地是可用水直接进行冷却。本发明使用了冷却器和设有夹套的储罐这一简单设备，分离出惰性气体，从而提高了生产率，降低了成本。