[发明专利]高纯度液体二氧化碳的制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体二氧化碳的制备方法及装置，尤其是一种高纯度液体二氧化碳的制备方法及装置，适用于生产食品级高纯度液体二氧化碳的场合。

背景技术

目前，工业上二氧化碳的提纯方法主要有：溶剂吸收法、变压吸附法、膜分离法、压缩冷凝法等，这些方法在具体使用中各有优缺点。例如，溶剂吸收法主要是根据气源条件选用一种或几种吸收液，吸收气源中的二氧化碳气，然后从吸收液中解析二氧化碳，适用于处理气体中二氧化碳浓度较低的气源，分离效果较好，但该工艺投资费用大，能耗高，分离回收成本高。压缩冷凝法也是工业上常用的二氧化碳提纯方法，该方法将二氧化碳原料气加压至2MPa以上，然后净化、脱硫干燥，再用制冷剂将压缩气体冷却至-25℃左右使之液化，再进行精馏提纯，此方法可以有效地除去原料气中存在的N₂、CO、H₂、CH₄等轻组分杂质，可以得到较高纯度的液体二氧化碳，但该方法较难除去原料气中存在的醇、酮、醛、芳香烃等重组分杂质。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种液体二氧化碳产品纯度高，质量稳定可靠，节能降耗的高纯度液体二氧化碳的制备方法及装置。

为实现以上发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种高纯度液体二氧化碳的制备方法，包括如下步骤：

(1)将来自界区外的二氧化碳原料气经压缩机加压后进入缓冲罐1进行压力缓冲，然后进入脱硫装置2进行脱硫处理；

(2)经脱硫处理后的二氧化碳原料气由脱硫装置2进入干燥装置3进行干燥处理；

(3)经干燥处理后的二氧化碳原料气由干燥装置3进入预冷器4进行预冷；

(4)经预冷后的二氧化碳原料气由预冷器4进入预提纯精馏塔5内，并在预提纯精馏塔5内由下往上流动，经预提纯精馏塔5顶部的冷凝器冷凝成液体二氧化碳后进入分离器6；

(5)由预提纯精馏塔5进入到分离器6中的液体二氧化碳一部分进入提纯精馏塔7内，另一部分回流入预提纯精馏塔5内；

(6)回流入预提纯精馏塔5内的液体二氧化碳由上往下流动并与塔内的二氧化碳原料气逆向接触后流入预提纯精馏塔5的底部；

(7)预提纯精馏塔5底部的液体二氧化碳进入预冷器4，一部分经预冷二氧化碳原料气后回流到预提纯精馏塔5内，另一部分由预冷器4上的液体排放口排出；

(8)由分离器6进入到提纯精馏塔7内的液体二氧化碳在塔釜内被加热后，液体二氧化碳中的微量轻组分杂质由下往上流动并由提纯精馏塔7的塔顶气体排放口排出，由提纯精馏塔7的底部出口获得高纯度的成品液体二氧化碳。

作为一种更好的实施方式，步骤4中出预冷器4后的二氧化碳原料气，一部分直接进入预提纯精馏塔5内，另一部分进入提纯精馏塔7内并在提纯精馏塔7的塔釜中加热由分离器6进入到提纯精馏塔7内的液体二氧化碳后进入预提纯精馏塔5内。

作为另一种更好的实施方式，步骤5中由预提纯精馏塔5进入到分离器6中的液体二氧化碳进行气液分离，分离出不易液化的轻组分杂质后，一部分液体二氧化碳进入提纯精馏塔7内，另一部分回流入预提纯精馏塔5内。

为实现以上方法，本发明采用以下装置：

一种高纯度液体二氧化碳的制备装置，包含缓冲罐1、脱硫装置2、干燥装置3、预冷器4、预提纯精馏塔5、分离器6、提纯精馏塔7，缓冲罐1的第一出口11与脱硫装置2的第二进口21连通，脱硫装置2的第二出口22与干燥装置3的第三进口32连通，干燥装置3的第三出口31与预冷器4的第四气体进口44连通，预冷器4的第四气体出口41与预提纯精馏塔5的第五气体进口53连通，预提纯精馏塔5的第五下部液体出口55与预冷器4的第四液体进口43连通，预冷器4的第四液体出口42与预提纯精馏塔5的第五下部液体进口54连通，预冷器4上有第四液体排放口45，预提纯精馏塔5的顶部设有冷凝器，预提纯精馏塔5的第五上部液体出口51与分离器6的第六液体进口62连通，分离器6的第六液体出口63与预提纯精馏塔5的第五上部液体进口52及提纯精馏塔7的第七液体进口72连通，提纯精馏塔7的顶部有第七气体排放口71，提纯精馏塔7的底部有第七液体排放口75。

作为一种更好的实施方式，预冷器4的第四气体出口41还与提纯精馏塔7的第七气体进口73连通，提纯精馏塔7的第七气体出口74与预提纯精馏塔5的第五气体进口53连通。

作为另一种更好的实施方式，分离器6的顶部设有第六气体排放口61。