，因此仅具有单一再循环压力，在此情况下为约33 bar ο
[0116]还应注明，不仅描绘于图1，而且描绘于图2-14的压缩机系统可包括中间冷却器和/或后冷却器，即便这些特征没有明确显示在图中。
[0117]再循环流体130用于通过在换热器HEl中间接热交换而提供再沸负荷，从而至少部分再沸塔底液体流180。再循环流体通过在换热器HEl中间接热交换而进一步冷却和冷凝以产生冷凝的再循环流体流132，其随后跨过膨胀阀V2膨胀以产生膨胀的二氧化碳富集的流体流134，它具有蒸气组分和液体组分。如上所述，该流可以直接进料至塔Cl，以提供回流(例如参见图4)。然而，图1描绘的蒸馏塔系统包含所述另一分离器SI，其用于分离蒸气和液体组分。蒸气组分140用于提供一部分工作流体用于热栗循环(参见上面)，液体组分的一部分152用于提供塔Cl的回流。
[0118]使用具有吹扫的回流分离器允许通过增大所需的冷凝器温度和减小驱动中间再沸器所需的压力而减小功耗。任何经吹扫的蒸气可再压缩成二氧化碳产物流并回收，这取决于回收的二氧化碳的价值和用于再压缩的功率成本之比。
[0119]将二氧化碳富集的液体的另一部分154从蒸馏塔系统除去并在栗Pl中栗送以产生压力为约80 bar的栗送的二氧化碳富集的液体流156。栗送的液体156随后通过在换热器HEl中间接热交换而温热以产生温热的二氧化碳富集的液体流158，它在栗P2中进一步栗送以产生压力为约153 bar的液体二氧化碳产物流160。液体二氧化碳产物是实质上纯的二氧化碳(约99 mol.%)，代表约99.5%的二氧化碳回收率。二氧化碳产物160处于适合通过管道输送或用于EOR的形式。
[0120]冷却和(适当时)冷凝再循环流体130和液体进料100所需的制冷负荷通过相对于以下的间接热交换提供:二氧化碳富集的塔顶蒸气(流110和140)、栗送的二氧化碳富集的液体(流156 )、栗送的衍生自塔底液体的液体(流188 )、膨胀的流体进料(流104)和塔底液体(流180)。该方法中不使用外部制冷，因此该方法可描述为“自制冷”。
[0121]尽管流体之间的所有间接热交换表示为在单一换热器HEl(例如铝板翅式换热器)中发生，但本领域技术人员理解可将多于一个换热器用于实现特定过程流之间的必要传热。
[0122]本发明的优选实施方案描绘于图2-14。这些实施方案可视为图1描绘的比较方法的修改。举例说明的实施方案和图1描绘的比较方法以及图2-14描绘的其它实施方案具有许多共同特征。方法之间的共同特征已指定相同的附图标记。为了方便起见，不提供共同特征的进一步讨论。下面是区别特征的讨论。
[0123]在图2中，温热的二氧化碳富集的气体流114在第一压缩机系统CPl中压缩以产生处于约16 bar的压缩的二氧化碳富集的气体流116。流116分成支流118和120。支流120用作第一再循环流体。支流118在第二压缩机系统CP2中进一步压缩以提供压力为约28 bar的第二再循环流体流130。流120和130的摩尔流量比为约2: 5(即约0.4)。
[0124]再循环流体的流120和130均用于通过在换热器HEl中间接热交换而提供再沸负荷，且均经冷却和冷凝以分别形成冷凝的二氧化碳富集的流体流122和132。所述流体分别跨过膨胀阀Vl和V2膨胀至相同压力，即塔Cl的运行压力，以分别产生膨胀的流体124和134。如前所述，膨胀的流体可以直接进料至塔Cl以提供回流。然而，在此实施方案中，膨胀的流体组合形成流126，随后进料至分离器SI以分离蒸气和液体组分。
[0125]在这个实施方案中，再循环流体120通过主要相对于膨胀的进料液体104间接热交换而冷却和冷凝，而再循环流体130通过主要相对于再沸塔底液体180间接热交换而冷却和冷凝。
[0126]在图3中，将取自塔CI中间位置的液体流170从塔CI除去并在换热器HEI中至少部分再沸。再沸器描绘成外部的单程再沸器。然而，再沸器可处于塔内部和/或可以使用其他种类的再沸器比如热虹吸或下降流再沸器。
[0127]再沸中间液体的负荷再次通过再循环流体122和132提供。流122和132的摩尔流量比为约10: 1(即约10)。塔Cl的大部分沸腾负荷由这个中间再沸器提供。
[0128]在图3的流程图中产生的产物栗送至足够高的压力，使得它们不蒸发。它们在主换热器中温热，但不处于使得换热器成本受负面影响的高压下。在替代构造中，进料可以是蒸气，在此情况下，可将其一部分膨胀至塔，将其一部分冷凝和膨胀成为液体。在此情况下，栗送的来自塔的产物可在适当的压力和温度下在换热器中蒸发以冷凝进料。
[0129]尽管进料显示为在主换热器HEl中蒸发，然后进料至塔Cl，但这不是必要的，可将它仅仅部分汽化或作为液体进料。在此情况下，中间再沸器负荷会增大以提供塔内等价的沸腾。
[0130]图4描绘的流程图是图3描绘内容的修改版本，其中从蒸馏塔系统省略了分离器SI和S2。因此，再沸的塔底液体182和膨胀的二氧化碳富集的流体126直接进料至塔Cl。
[0131]图5描绘的流程图是图3描绘内容的修改版本，其中蒸馏塔系统包括分离塔Cl，所述塔的两部分具有相同的运行压力。蒸气进料106进料至塔Cl上部。来自塔Cl上部的塔底液体不仅用作“中间”液体170(它在换热器HEl中再沸)而且用于提供塔Cl下部的回流。来自塔Cl下部的塔顶蒸气连同进料蒸气106进料至塔Cl上部。
[0132]图6描绘的流程图是图5描绘内容的修改版本，其中中间再沸器的装置不同。就此而论，来自塔CI上部的塔底液体通过在换热器HE I中间接热交换而部分再沸。因此流172具有液体组分和蒸气组分，所述组分在第三蒸气/液体分离器S3中分离。液体组分进料至塔Cl下部作为回流，而蒸气组分进料至塔Cl上部。来自塔Cl下部的塔顶蒸气进料至塔Cl上部。
[0133]图7描绘的流程图是图3描绘内容的修改版本，其中省略了吹扫流146。来自分离器SI的塔顶蒸气和来自塔Cl的塔顶蒸气组合形成二氧化碳富集的塔顶蒸气流140。
[0134]图8描绘的流程图是图3描绘内容的修改版本，其中方法的进料100为饱和蒸气形式。进料100在膨胀器El中膨胀而不首先通过在换热器HEl中间接热交换而冷却进料。塔Cl的膨胀的进料106为约13%冷凝物。来自塔Cl的塔顶蒸气用作热栗循环的工作流体，像在图3中一样。然而，所有再循环的二氧化碳富集的液体作为回流进料至塔Cl，且无一从蒸馏塔系统除去以形成液体二氧化碳产物。相比之下，来自塔Cl的塔顶蒸气的一部分111和在分离器SI中分离得到的蒸气组分组合以形成二氧化碳富集的蒸气流156，它通过在换热器HEl中间接热交换而温热以产生温热的二氧化碳富集的气体流158。该气体在压缩机系统CP3中压缩并在栗P2中栗送以形成压力为约110 bar的气态二氧化碳产物流160。
[0135]图9描绘的流程图是图8描绘内容的修改版本，其中方法的蒸气进料100通过在换热器HEl中间接热交换而冷却，然后膨胀，膨胀的流104随后通过在换热器HEl中间接热交换而温热，然后进料至塔Cl。
[0136]图10描绘的流程图是图9描绘内容的修改版本，其中膨胀的流104直接进料至塔Cl而不首先在换热器HEl中温热。
[0137]图11描绘的流程图是图3描绘内容的修改版本，其中蒸馏塔系统包含双塔装置，第一塔Cl在比第二塔C2更高的压力下运行。进料106处于第一塔Cl的运行压力下。将进料分离，第一部分直接进料至第一塔Cl，而第二部分跨过膨胀阀V6减压然后进料至第二塔C2。
[0138]第一塔Cl的进料分离成中间塔顶蒸气和塔底液体。中间塔顶蒸气用于再沸第二塔C2中的塔底液体，结果自身冷凝。冷凝的流跨过膨胀阀V3减压，随后用于提供第二塔C2的回流。
[0139]第二塔C2的进料分离成二氧化碳富集的塔顶蒸气和中间塔底液体，后者进料至第一塔Cl ο第二塔C2相对于第一塔Cl升高。因此，中间塔底液体的压力通过静压头提高。然而，可用栗(未显示)提高中间塔底液体的压力。
[0140]图12描绘的流程图类似于图6描绘的内容，不过，不同于图6的分离塔Cl，图12的流程图包括双塔，第一塔Cl在比第二塔C2更高的压力下运行。另外，不同于像图6那样产生两个再循环流体的单一热栗循环，图12的流程图包括两个单独的热栗循环，各自产生单一再循环流体。
[0141]第一热栗循环的工作流体是来自第一塔Cl的二氧化碳富集的塔顶蒸气，它通过在换热器HEl中间接热交换而温热，然后在第一压缩机系统CPl中压缩以产生第一再循环流体120。
[0142]来自第二塔C2的中间塔顶蒸气不像图6那样进料至第一塔Cl。相比之下，第二热栗循环的工作流体是取自第二塔C2的中间塔顶蒸气200，它通过在换热器HEl中间接热交换而温热，然后在第二压缩机系统CP4中压缩以产生处于第一塔Cl的运行压力下的第二再循环流体。
[0143]再沸负荷通过来自蒸馏塔系统两个塔的再循环流体和塔底液体之间在换热器HEl中的间接热交换提供。
[0144]再循环流体通过在换热器HEl中间接热交换而进一步冷却。来自第一再循环流的二氧化碳富集的液体122跨过膨胀阀Vl膨胀，在蒸气/液体分离后，液体组分156进料至第一塔Cl作为回流。第二再循环流体的粗二氧化碳流体206在冷却后进料至第一塔。
[0145]来自分离器S3的液体组分176的压力跨过膨胀阀V7下降，然后将液体作为回流进料至第二塔C2。
[0146]图13描绘的流程图是图3描绘内容的修改版本。在图3中，热栗循环的工作流体是二氧化碳富集的塔顶蒸气。在图13中，使用粗二氧化碳流体。就此而论，将粗二氧化碳液体流210从塔Cl的中间位置除去并和再循环流236(见下文)组合以形成组合流212，它跨过膨胀阀V4减压以产生膨胀的流214。膨胀的流214通过在换热器HEl中间接热交换而温热和蒸发以产生粗二氧化碳气体流216，它和温热的二氧化碳富集的塔顶蒸气144(见下文)组合以产生富含二氧化碳的气体流218。
[0147]富含二氧化碳的气体218在第一压缩机系统CP4中压缩以产生压缩气体220，它分成第一再循环流222和第二部分230。第二部分在第二压缩机系统CP5中进一步压缩以产生第二再循环流232。
[0148]塔Cl的再沸负荷通过在换热器HEl中相对于这两个再循环流间接热交换而提供，这两个再循环流随后通过间接热交换进一步冷却。进一步冷却的第一再循环流224和粗二氧化碳进料106组合以提供塔Cl的组合进料226。进一步冷却的第二再循环流234跨过膨胀阀V5膨胀，且膨胀的液体236和取自塔Cl的粗二氧化碳液体210组合。
[0149]蒸馏塔系统包含塔顶冷凝器装置，其中将塔顶蒸气110除去并通过在换热器HEl中间接热交换而部分冷凝。部分冷凝的流111进料至蒸气/液体分离器SI，其中将蒸气和液体组分分离。液体组分用于提供塔Cl的回流(流152)并提供液体二氧化碳产物(流154-160)。蒸气组分140通过在换热器HEl中间接热交换而温热以产生通向塔顶气体的流142。塔顶气体的一部分144和温热的粗二氧化碳气体216组合。另一部分146可从方法吹扫。
[0150]图14描绘的流程图是图1描绘内容的修改版本。所述流程图之间仅有的差异是，在图14中，蒸馏塔系统Cl具有中间再沸器。在这点上，将取自塔Cl中间位置的液体流170从塔Cl除去并在换热器HEl中至少部分再沸。两相再沸流172返回至塔Cl。再沸器描绘成外部的单程再沸器。然而，再沸器可处于塔内部和/或可以使用其他种类的再沸器比如热虹吸或下降流再沸器。
[0151]图15的流程图是图13描绘内容的修改版本。所述流程图之间仅有的差异是，在图
15中，热栗循环中不存在第二再循环流体。因此，压缩的中间再循环气体的整个流220作为流222在HEl中通过间接热交换冷却并和蒸馏塔系统Cl的主进料106组合。
[0152]本发明的方面包括:
#1.纯化粗二氧化碳的方法，所述粗二氧化碳包含至少一种挥发性低于二氧化碳的杂质，所述方法包含
将低于环境的温度下的粗二氧化碳进料进料至在超大气压下运行的蒸馏塔系统，分离以产生二氧化碳富集的塔顶蒸气和富含所述至少一种杂质的塔底液体；
提供二氧化碳富集的液体作为所述蒸馏塔系统的回流；
通过间接热交换至少部分再沸一部分所述塔底液体以提供蒸气用于所述蒸馏塔系统；通过间接热交换至少部分再沸一部分所述塔底液体以提供蒸气用于所述蒸馏塔系统；其中所述蒸馏塔系统的再沸负荷至少部分通过相对于来自至少一个热栗循环的再循环流体的间接热交换提供，所述热栗循环使用来自所述蒸馏塔系统的含二氧化碳流体作为工作流体，至少一个所述再循环流体具有和其它再循环流体不同的压力。
[0153]#2.根据#1的方法，所述方法包含单一热栗循环，其包含至少第一再循环流体和第二再循环流体，所述第二再循环流体的压力大于所述第一再循环流体的压力。
[0154]#3.根据#2的方法，其中所述第二再循环流体的压力比所述第一再循环流体的压力大至少10%。
[0155]#4.根据#2或#3的方法，其中所述第一再循环流体的压力为约15 bar至约30
bar ο
[0156]#5.根据#2-#4任意一项的方法，其中所述第二再循环流体的压力为约20 bar至约70 barο
[0157]#6.根据#2_#5任意一项的方法，其中所述工作流体包含通过间接热交换温热所述二氧化碳富集的塔顶蒸气而产生的二氧化碳富集的气体。
[0158]#7.根据#6的方法，其中温热所述二氧化碳富集的塔顶蒸气所需的至少一部分负荷通过相对于至少一个所述再循环流体的间接热交换提供。
[0159]#8.根据#2_#7任意一项的方法，其中在合适的减压后将所述再循环流体再循环至所述蒸馏塔系统的合适位置。
[0160]#9.根据#2_#8任意一项的方法，其中所述第一再循环流体和所述第二再循环流体的摩尔流量比为约0.1 (即1:10)至约10( S卩10:1)。
[0161]#10.根据#9的方法，其中所述比率为约3(即3:1)至约10(8卩10:1)。
[0162]#11.根据#2的方法，其中所述工作流体包含在合适的减压后通过间接热交换蒸发“中间”液体产生的粗二氧化碳气体，所述“中间”液体取自所述蒸馏塔系统的中间位置。
[0163]#12.根据#11的方法，所述方法包含通过间接热交换至少部分冷凝二氧化碳富集的塔顶蒸气以产生至少部分冷凝的二氧化碳富集的塔顶蒸气作为所述蒸馏塔系统的所述回流。
[0164]#13.根据#12的方法，其中冷却和至少部分冷凝所述二氧化碳富集的塔顶蒸气所需的至少一部分负荷通过相对于至少一个“冷”过程流的间接热交换提供。
[0165]#14.根据任意一项的方法，其中蒸发所述“中间”液体所需的至少一部分负荷通过相对于至少一个所述再循环流体的间接热交换提供。
[0166]#15.根据#11_#14任意一项的方法，其中所述“中间”液体具有至少实质上等同于所述粗二氧化碳进料的组成。
[0167]#16.根据任意一项的方法，其中所述第一再循环流体作为所述进料的一部分再循环至所述蒸馏塔系统。
[0168]#17.根据#11_#16任意一项的方法，其中所述第二再循环流体在合适的减压后作为所述热栗循环的所述工作流体的一部分而再循环。
[0169]#18.根据#1的方法，所述方法包含至少第一热栗循环和第二热栗循环，每个热栗循环包含至少一个再循环流体，所述第一热栗循环的所述再循环流体或其中第一热栗循环具有大于一个再循环流体时的至少一个所述再循环流体具有的压力大于所述第二热栗循环的再循环流体的压力。
[0170]#19.根据#18的方法，其中所述第一热栗循环的所述再循环流体的压力比所述第二热栗循环的所述再循环流体的压力大至少10%