入回流液冷凝器31进行液化，经回流液冷凝器31液化后的二氧化碳进入回流液中间罐32，回流液采用回流栗24从蒸馏塔塔顶回注入蒸馏塔22，另一部分进入吸附塔41，脱水和吸附少量杂质，然后进入二氧化碳冷凝器51进行液化。在蒸馏塔的作用下，二氧化碳状态变为4.5MPa，9°C，水含量由0.57%下降至0.2%左右。
[0032]蒸馏塔22顶部二氧化碳进入内含分子筛和活性炭作为填料的吸附塔41，脱除气体中的异味和微量水状态变为4.3 MPa，7 0C，水含量进一步降低至0.006%。本发明设置一开一备两个吸附塔，当吸附塔I中的填料达到吸附饱和后，通过倒换闸阀1、闸阀Π，闸阀m，闸阀IV阀组，将吸附塔Π倒换至正常生产状态，将吸附塔I倒换至再生状态，在再生气加热器421内利用导热油系统的高温导热油对来自提馏塔顶的二氧化碳尾气进行加热后逆向通过吸附塔I，利用高温二氧化碳对饱和后的填料进行吹扫脱附，实现吸附塔填料的再生循环利用。
[0033]经二氧化碳冷凝器51液化后的液态二氧化碳则进入高压提馏塔52进一步分离提纯。在高压提馏塔52内，二氧化碳再次在填料层上进行精馏分离，少量含有不凝性气体的二氧化碳从塔顶排空，液态二氧化碳从塔底流入成品中间罐61，再经减压阀Π减压后进入二氧化碳储罐63。
[0034]高压的液体二氧化碳闪蒸至1.95MPa，_20°C后进入二氧化碳储罐63后，造成储罐压力上升及不凝性气体在罐内分压的增加。此时利用二氧化碳压缩机66将罐内的气相二氧化碳抽回，可使二氧化碳储罐63压力得到控制并提高产品质量。二氧化碳储罐63内的气态二氧化碳在进入入口缓冲罐65前先进入压缩机入口换热器64，气体二氧化碳和壳层的液氨进行热交换，二氧化碳气体的温度升高，压缩后的二氧化碳得到较高的温升，经过出口缓冲罐67后进入二氧化碳汽化器23的管程，与壳程的油水二氧化碳进行换热后进入吸附塔41入
□ O
[0035]采用本发明一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统所制备的工业液体二氧化碳经国家精细化学品质量监督检验中心泰州市产品质量监督检验所检测分析，共检测样品4件，检测结果:
数据:二氧化碳含量(体积分数):99.93%，
油分:检验合格，
一氧化碳、硫化氢磷化氢及有机还原物:检验合格，
气味:无异味，
水分露点:_68°C(4.635ppm)
检验结论:样品经检测，所检项目符合GB/T 6052-2011标准规定的要求。
[0036]综上所述，本发明主要采用原料气粗分离、蒸馏、冷凝液化、吸附再生、高压提馏、储存增压提纯技术，集吸附法、低温分离法及高压提馏技术于一体。该系统结构设计、连接、布局合理，成本低，充分利用本系统能源，节能降耗，实现气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳规模化生产。所制备工业液体二氧化碳纯度高于99.9%，符合国家规定标准和行业标准，可广泛应用于焊接、化工、油田驱油及工程科技等领域。
【主权项】
1.一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，主要由井口分离单元(I)、再沸蒸馏单元(2)、冷凝液化单元(3)、吸附再生单元(4)、高压提馏单元(5)及储存增压单元(6)组成，所述井口分离单元(I)的气液出口与蒸馏再沸器(21)的气液入口管线连接，蒸馏再沸器(21)的气相出口与蒸馏塔(22 )的中下部气相入口、蒸馏塔(22 )的顶部气相出口与吸附塔(41)的气相入口、吸附塔(41)的下部气相出口与二氧化碳冷凝器(51)的中部气相入口、二氧化碳冷凝器(51)的液相出口与高压提馏塔(52)的液相入口通过管线依次首尾连接，高压提馏塔(52)的下部液相出口经成品中间罐(61)与二氧化碳储罐(63)管线连接。2.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，所述井口分离单元(I)是由井口(11)、井口分离器(12)、污水处理池(13)及减压阀1(14)组成的，所述井口(11)的原料出口与井口分离器(12)入口、井口分离器(12)的中下部气液出口与减压阀1(14)的入口通过管线依次首尾连接，井口分离器(12)下部污水出口与污水处理池(13)管线连接。3.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，所述再沸蒸馏单元(2)是由蒸馏再沸器(21)，氨螺杆压缩机(212)，蒸馏塔(22)，二氧化碳汽化器(23)，回流栗(24)及油水分离器(25)组成的，所述蒸馏再沸器(21)分别与减压阀1(14)的气液出口、氨螺杆压缩机(212)输出端、蒸馏塔(22)的中下部气相入口、蒸馏塔(22)底部液相二氧化碳出口及二氧化碳汽化器(23)中部的液相入口管线连接，所述二氧化碳汽化器(23)还分别与油水分离器(25)入口、二氧化碳压缩机出口缓冲罐(67)出口及再生气换热器(42)入口管线连接。4.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，所述冷凝液化单元(3)是由回流液冷凝器(31)、回流液中间罐(32)组成的，蒸馏塔(22)顶端其中一路气相出口回流液与回流液冷凝器(31)入口连接，回流液冷凝器(31)的液相出口依次与回流液中间罐(32)、回流栗(24)及蒸馏塔(22)上部入口首尾管线连接。5.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，所述吸附再生单元(4)是由吸附塔(41)、再生气换热器(42)、再生气加热器(421)及导热油冷却器(47)组成的，所述再生气换热器(42)气相出口与再生气加热器(421)上端气相入口连接，再生气加热器(421)上端气相出口与吸附塔(41)下底端连接，吸附塔(41)顶部的气相出口与导热油冷却器(47)下侧部连接。6.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，所述高压提馏单元(5)包括二氧化碳冷凝器(51)、高压提馏塔(52)及提馏塔再沸器(53)，所述二氧化碳冷凝器(51)的液相出口与高压提馏塔(52)中部的液相入口管线连接，高压提馏塔(52)的底侧部液相出口经成品中间罐(61)及减压阀Π (62)与二氧化碳储罐(63)管线连接，提馏塔再沸器(53)的底部入口与高压提馏塔(52)底部出口、提馏塔再沸器(53)的顶部出口与高压提馏塔(52)的中下部入口、提馏塔再沸器(53)的中部出、入口分别与吸附塔(41)入口和再生气换热器(42)出口管线连接。7.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，所述储存增压单元(6)包括二氧化碳储罐(63)、压缩机入口换热器(64)及二氧化碳压缩机(66)，所述二氧化碳储罐(63)的气相出口依次经压缩机入口换热器(64)、入口缓冲罐(65)、二氧化碳压缩机(66)、出口缓冲罐(67)、二氧化碳汽化器(23)与再生气换热器(42)管线连接。8.根据权利要求5所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，所述吸附塔(41)设置为一开一备双塔结构，蒸馏塔(22)通过闸阀1(43)和闸阀Π(44)分别与吸附塔I(411)和吸附塔Π (412)顶部入口连接，吸附塔I(411)和吸附塔Π (412)的下底端经闸阀ΠΚ45)和闸阀IV(46)并联连接后与二氧化碳冷凝器(51)入口连接。
【专利摘要】本发明公开了一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，主要由井口分离单元（1）、再沸蒸馏单元（2）、冷凝液化单元（3）、吸附再生单元（4）、高压提馏单元（5）及储存增压单元（6）组成。所述井口分离单元（1）的气液出口与蒸馏再沸器（21）管线连接，蒸馏再沸器（21）的气相出口与蒸馏塔（22）、吸附塔（41）的气相入口、吸附塔（41）的下部气相出口与二氧化碳冷凝器（51）的中部气相入口、二氧化碳冷凝器（51）的液相出口与高压提馏塔（52）的液相入口通过管线依次首尾连接，高压提馏塔（52）的下部液相出口经成品中间罐（61）与二氧化碳储罐（63）管线连接。该系统所制备工业液体二氧化碳纯度高于99.9%。
【IPC分类】C01B31/20
【公开号】CN105502394
【申请号】CN201510947556
【发明人】彭一宪, 丁成扬, 蔡清峰, 顾锋, 李航, 夏东航, 李有刚, 郭鑫, 张金峰, 黄岩
【申请人】江苏华扬液碳有限责任公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月17日