CN210736223U - 一种高纯二氧化碳的生产装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高纯二氧化碳的生产装置，其包括依次布置的变压吸附组件，一级再生式干燥器组件、一级液化器、闪蒸罐、一级汽提塔、脱烃组件、二级再生式干燥器组件、二级液化器和二级汽提塔；用于对甲醇裂解制取氢气或天然气制氢的尾气进行压缩、脱硫、脱醇、吸附干燥、液化、闪蒸、初级精馏再汽化、加热、催化转化、吸附干燥、制冷、再次精馏提纯等操作，以提取工纯裂解尾气至高纯二氧化碳。该高纯二氧化碳的生产装置，适于大规模工业化生产，安全可靠；并且制得的高纯二氧化碳产品中CO2的纯度高达99.99％以上，满足精密电子工业等领域的苛刻标准与大规模需求，且具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体生产领域，具体涉及一种从甲醇裂解制取氢气或天然气制氢的尾气中提取高纯二氧化碳的生产装置。
背景技术
众所周知，二氧化碳主要用于碳酸饮料、气体保护焊、三次采油、超临界流体萃取、气肥、保解、烟丝膨化等，其用量及应用范围都在逐年扩大，由此可见，二氧化碳的分离提纯技术显得尤为重要。二氧化碳的分离提纯技术是CO2化学发展的基础，也是化工领域亟需发展的关键问题之一。随着电子、化工等行业的快速发展，二氧化碳在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，与此同时，对高纯二氧化碳的需求量也急剧增大。
其中，随着食品工业、超大规模集成电路的制造技术的进步，特别是在对电子元件清洗的工艺中，相应地对二氧化碳的纯度提出了更高的要求。
在常规工业级或食品级二氧化碳的制备方法中，通常采用脱硫剂以降低产品中的硫含量，并以分子筛吸附水分，部分企业还通过单塔精馏塔顶排放不凝的氧氮气体。此外，食品级二氧化碳通常需要使用贵金属催化剂以燃烧降低二氧化碳中的碳氢化合物含量，然而，这些装置所生产的二氧化碳产品均是从精馏塔的下部获得，因而具有较多的高沸点杂质，从而导致由这些现有技术制得的二氧化碳产品的纯度往往达不到电子级的纯度，同时由于原料气中含有大量氢气及一氧化碳对贵金属催化剂有毒性，无法直接通过常规方法催化反应方法去除二氧化碳中的碳氢化合物。
目前，国内对于二氧化碳产品的最高标准为GB 1886.228-2016《食品安全国家标准/食品添加剂/二氧化碳》。该标准对于食品级CO2规定了“感官要求3项、理化指标18项”，共计21项指标(折算后要求CO2纯度≥99.9％)。然而，电子行业对CO2的34项指标要求中，除了“苯、甲醇、乙醛、环氧乙烷、氯乙烯、氰化氢”6种物质外，已经覆盖了GB 1886.228-2016中的其它各项要求，且对CO2总体纯度的要求远远高于该现有标准。
因此，研发出一种适于大规模工业化生产的高纯二氧化碳的制备工艺及其相应装置，成为当今化工研发人员的研究难点与热点之一。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术中的上述问题，提出一种从甲醇裂解制取氢气或天然气制氢的尾气中提取高纯二氧化碳的生产装置。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
本实用新型第一个方面是提供了一种高纯二氧化碳的生产装置，包括：
一变压吸附组件，用于对甲醇裂解气(1)进行分离处理；
一一级再生式干燥器组件，用于接收所述变压吸附组件分离后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理；
一一级液化器(RU1)，用于对所述一级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理；
一闪蒸罐(G2)，用于接收所述一级液化器(RU1)液化处理后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳气体进行闪蒸分离处理，分离后的不凝气从所述闪蒸罐 (G2)顶部排出，分离后的粗二氧化碳液体(10)进入气化器(WE2)；
一脱烃组件，用于对所述闪蒸罐(G2)塔底排出的粗二氧化碳液体(10) 进行脱烃处理；
一二级再生式干燥器组件，用于接收所述脱烃组件脱烃后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理；
一二级液化器(RU2)，用于对所述二级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理；以及
一二级汽提塔(C2)，用于接收所述二级液化器(RU2)液化后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理，分离后的纯二氧化碳液体，一部分进入所述二级汽提塔(C2)塔底的二级塔底加热器(EH5)内进行循环蒸发，另一部分从所述二级汽提塔(C2)塔底排出得产品二氧化碳液体。
本实用新型第二个方面是一种高纯二氧化碳的生产装置，包括：
一变压吸附组件，用于对甲醇裂解气进行分离处理；
一一级再生式干燥器组件，用于接收所述变压吸附组件分离后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理；
一一级液化器，用于对所述一级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理；
一闪蒸罐，用于接收所述一级液化器液化处理后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳气体进行闪蒸分离处理，分离后的不凝气从所述闪蒸罐排出，分离后的二氧化碳液体从其底部排出作为一级汽提塔的回流液；
一一级汽提塔，用于接收所述二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理；分离后的粗二氧化碳液体，一部分进入所述一级汽提塔塔底的一级塔底加热器内进行循环蒸发，另一部分从所述一级汽提塔塔底排出；
一脱烃组件，用于对所述一级汽提塔塔底排出的粗二氧化碳液体进行脱烃处理；
一二级再生式干燥器组件，用于接收所述脱烃组件脱烃后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理；
一二级液化器，用于对所述二级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理；以及
一二级汽提塔，用于接收所述二级液化器液化后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理；分离后的纯二氧化碳液体，一部分进入所述二级汽提塔塔底的二级塔底加热器内进行循环蒸发，另一部分从所述二级汽提塔塔底排出得产品二氧化碳液体。
进一步地，所述变压吸附组件包括通过管道依次连接的变压吸附塔、裂解气尾气贮罐、二氧化碳压缩机、分离罐和脱硫罐所述变压吸附塔的底部与所述裂解气尾气贮罐的顶部连通，所述分离罐的顶部与所述一级再生式干燥器组件连通。
进一步地，所述一级再生式干燥器组件由两台并联布置的分子筛吸附器组成，所述分子筛吸附器的底部通过管道连接所述分离罐的顶部，所述分子筛吸附器的顶部通过管道经所述一级液化器与所述闪蒸罐连通。
进一步优选地，所述闪蒸罐的顶部通过管道经再生二氧化碳换热器、加热器分别与所述分子筛吸附器的顶部管道连通，以及所述闪蒸罐的顶部通过管道经原料二氧化碳换热器、回收压缩机与变压吸附塔连通。
进一步地，所述一级汽提塔的顶部通过管道经一级汽提塔冷凝器与一级塔顶分离器的顶部连通，所述一级塔顶分离器的底部通过管道连通所述一级汽提塔的顶部。
进一步地，所述脱烃组件包括通过管道依次连通的气化器、回热器(E1)、加热器、催化转化炉和水冷却器；所述催化转化炉内脱碳氢化合物后的二氧化碳气体通过管道经所述回热器换热后进入所述水冷却器进行冷却，所述水冷却器通过管道与所述二级再生式干燥器组件连通。
进一步优选地，所述脱烃组件还包括用于为脱烃处理工艺提供氧气的氧气管道，所述氧气管道与所述气化器和回热器之间的二氧化碳气体管道连通。
进一步地，所述二级再生式干燥器组件由两台并联布置的分子筛吸附器组成，所述分子筛吸附器的顶部通过管道分别与所述二级液化器和二氧化碳缓冲罐连通，所述二氧化碳缓冲罐通过管道经加热器与所述分子筛吸附器的顶部管道连通。
进一步地，所述二级汽提塔的顶部通过管道经二级汽提塔冷凝器与二级塔顶分离器的顶部连通，所述二级塔顶分离器的底部通过管道连通所述二级汽提塔的顶部。
进一步地，所述二级汽提塔的塔底通过管道经所述产品二氧化碳过冷器与高纯二氧化碳储罐连通。
本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本实用新型提供的高纯二氧化碳的生产装置，投资成本和运行成本较低，该生产装置适于大规模工业化生产，安全可靠；并且依据该生产装置制得的高纯二氧化碳产品中CO2的纯度高达99.99％以上，满足了精密电子工业等领域的苛刻标准与大规模需求；因此，本实用新型提供的高纯二氧化碳的生产装置可得到广泛应用，具有良好的市场前景。
附图说明
图1为本实用新型高纯二氧化碳的生产装置一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型高纯二氧化碳的生产装置另一实施例的结构示意图；
其中各附图标记为：
1-甲醇裂解气，2-PSA分离的氢气，3-尾气原料二氧化碳，4-压缩机后的二氧化碳，5-分离水后的二氧化碳，6-脱硫后的二氧化碳气体，7-脱水后的二氧化碳气体，8-液化状态的二氧化碳，9、34、35-气相含氢不凝气体，10、11、13、 15、16粗二氧化碳液体，12、17-粗二氧化碳气体，14-粗二氧化碳不凝气，18- 氧气，19-二氧化碳与氧气的混合气体，20-加热后的二氧化碳气体，21-脱碳氢化合物后的二氧化碳气体，22、23-冷却的二氧化碳气体，24-脱水的二氧化碳气体， 25-进储罐再生用二氧化碳气体，26-出储罐再生用二氧化碳气体，27-进液化器 RU2的二氧化碳气体，28-出液化器RU2的二氧化碳液体，29-含不凝气的粗二氧化碳，30-出冷凝器RU4的二氧化碳液体，31-冷凝器RU4的不凝气体，32-汽提塔C2的回流二氧化碳液体，33-产品二氧化碳液体，36-进回收压缩机的二氧化碳气体，37-出回收压缩机的二氧化碳气体，38-放空的二氧化碳气体，39-第一再生式干燥器再生排放的二氧化碳气体，40-第二再生式干燥器再生排放的二氧化碳气体；以及
PAS-变压吸附塔，G1-裂解气尾气贮罐，G2-闪蒸罐，G3-二氧化碳缓冲罐， G4-一级塔顶分离器，G5-二级塔顶分离器；CP1-二氧化碳压缩机，CP2-回收压缩机；F1-分离罐，F2-脱硫罐，F3-催化转化炉；MS1、MS2、MS3、MS4-分子筛吸附器，RU1-一级液化器，RU2-二级液化器，RU3-一级汽提塔冷凝器，RU4- 二级汽提塔冷凝器，RU5-产品二氧化碳过冷器；C1-一级汽提塔，C2-二级汽提塔；EH1-第一加热器，EH2-第二加热器，EH3-第三加热器，EH4-一级塔底加热器，EH5-二级塔底加热器；WE1-再生二氧化碳换热器，WE2-气化器，WE3-水冷却器，WE4-原料二氧化碳换热器；E1-回热器；CG-高纯二氧化碳储罐。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种高纯二氧化碳的生产装置，包括依次布置的变压吸附组件，一级再生式干燥器组件、一级液化器RU1、闪蒸罐G2、脱烃组件、二级再生式干燥器组件、二级液化器RU2和二级汽提塔C2。
在本实施例中，如图1所示，所述变压吸附组件用于对甲醇裂解气1进行分离处理，其包括通过管道依次连接的变压吸附塔PSA、裂解气尾气贮罐G1、二氧化碳压缩机CP1、分离罐F1和脱硫罐F2，所述变压吸附塔PSA的底部与所述裂解气尾气贮罐G1的顶部连通，所述分离罐F1的顶部与所述一级再生式干燥器组件连通。
在本实施例中，如图1所示，所述一级再生式干燥器组件，用于接收所述变压吸附组件分离后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理。所述一级再生式干燥器组件由两台并联布置的分子筛吸附器MS1、MS2组成，所述分子筛吸附器MS1、MS2的底部通过管道连接所述分离罐F1的顶部，所述分子筛吸附器MS1、MS2的顶部通过管道经所述一级液化器RU1与所述闪蒸罐G2连通。
在本实施例中，如图1所示，所述一级液化器RU1用于对所述一级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理。所述闪蒸罐G2，用于接收所述一级液化器RU1液化处理后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳气体进行闪蒸分离处理，分离后的不凝气从所述闪蒸罐G2排出，分离后的粗二氧化碳液体10进入气化器WE2。
在本实施例中，如图1所示，用于对所述闪蒸罐G2塔底排出的粗二氧化碳液体10进行脱烃处理。所述脱烃组件包括通过管道依次连通的气化器WE2、回热器E1、第三加热器EH3、催化转化炉F3和水冷却器WE3；所述催化转化炉 F3内脱碳氢化合物后的二氧化碳气体通过管道经所述回热器E1换热后进入所述水冷却器WE3进行冷却，所述水冷却器WE3通过管道与所述二级再生式干燥器组件连通。此外，如图1所示，所述脱烃组件还包括用于为脱烃处理工艺提供氧气的氧气管道，所述氧气管道与所述气化器WE2和回热器E1之间的二氧化碳气体管道连通。
在本实施例中，如图1所示，所述二级再生式干燥器组件用于接收所述脱烃组件脱烃后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理。所述二级再生式干燥器组件由两台并联布置的分子筛吸附器MS3、MS4组成，所述分子筛吸附器MS3、MS4的顶部通过管道分别与所述二级液化器RU2和二氧化碳缓冲罐G3连通，所述二氧化碳缓冲罐G3通过管道经第二加热器EH2与所述分子筛吸附器MS3、MS4的顶部管道连通。
在本实施例中，如图1所示，所述二级液化器RU2的两端分别通过管道与二级再生式干燥器组件和二级汽提塔C2连通，用于对所述二级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理。
在本实施例中，如图1所示，所述二级汽提塔C2用于接收所述二级液化器 RU2液化后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理。所述二级汽提塔C2的顶部通过管道经二级汽提塔冷凝器RU4与二级塔顶分离器G5 的顶部连通，所述二级塔顶分离器G5的底部通过管道连通所述二级汽提塔C2 的顶部。其中，从其顶部排出的含不凝气的粗二氧化碳气体经二级汽提塔冷凝器 RU4进入二级塔顶分离器G5进行分离，分离后的粗二氧化碳不凝气从所述二级塔顶分离器G5的顶部排出，分离后的粗二氧化碳液体从所述二级塔顶分离器 G5的底部输出至所述二级汽提塔C2内；分离后的纯二氧化碳液体，一部分进入所述二级汽提塔C2塔底的二级塔底加热器EH5内进行循环蒸发，另一部分从所述二级汽提塔C2塔底排出得产品二氧化碳液体。
此外，所述二级汽提塔C2的塔底通过管道经所述产品二氧化碳过冷器RU5 与高纯二氧化碳储罐CG连通，以将从所述二级汽提塔C2的塔底排出的分离后的纯二氧化碳液体的一部分经产品二氧化碳过冷器RU5冷却后储存在高纯二氧化碳储罐CG内。
实施例2
如图2所示，本实施例提供了一种高纯二氧化碳的生产装置，包括依次布置的变压吸附组件，一级再生式干燥器组件、一级液化器RU1、闪蒸罐G2、一级汽提塔C1、脱烃组件、二级再生式干燥器组件、二级液化器RU2和二级汽提塔C2。
在本实施例中，如图2所示，所述变压吸附组件用于对甲醇裂解气1进行分离处理，其包括通过管道依次连接的变压吸附塔PSA、裂解气尾气贮罐G1、二氧化碳压缩机CP1、分离罐F1和脱硫罐F2，所述变压吸附塔PSA的底部与所述裂解气尾气贮罐G1的顶部连通，所述分离罐F1的顶部与所述一级再生式干燥器组件连通。
在本实施例中，如图2所示，所述一级再生式干燥器组件，用于接收所述变压吸附组件分离后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理。所述一级再生式干燥器组件由两台并联布置的分子筛吸附器MS1、MS2组成，所述分子筛吸附器MS1、MS2的底部通过管道连接所述分离罐F1的顶部，所述分子筛吸附器MS1、MS2的顶部通过管道经所述一级液化器RU1与所述闪蒸罐G2连通。
在本实施例中，如图2所示，所述一级液化器RU1用于对所述一级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理。所述闪蒸罐G2，用于接收所述一级液化器RU1液化处理后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳气体进行闪蒸分离处理，分离后的不凝气从所述闪蒸罐G2排出，分离后的二氧化碳液体从其底部排出作为一级汽提塔C1的回流液。所述闪蒸罐G2的顶部通过管道经再生二氧化碳换热器WE1、第一加热器EH1分别与所述分子筛吸附器 MS1、MS2的顶部管道连通，以及所述闪蒸罐G2的顶部通过管道经原料二氧化碳换热器WE4、回收压缩机CP2与变压吸附塔PSA连通。
在本实施例中，如图2所示，所述一级汽提塔C1用于接收所述二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理。所述一级汽提塔C1的顶部通过管道经一级汽提塔冷凝器RU3与一级塔顶分离器G4的顶部连通，所述一级塔顶分离器G4的底部通过管道连通所述一级汽提塔C1的顶部。其中，从其顶部排出的含不凝气的粗二氧化碳气体经一级汽提塔冷凝器RU3进入一级塔顶分离器 G4进行分离，分离后的粗二氧化碳不凝气从所述一级塔顶分离器G4的顶部排出，分离后的粗二氧化碳液体从所述一级塔顶分离器G4的底部输出至所述一级汽提塔C1内；分离后的粗二氧化碳液体，一部分进入所述一级汽提塔C1塔底的一级塔底加热器EH4内进行循环蒸发，另一部分从所述一级汽提塔C1塔底排出。
在本实施例中，如图2所示，所述脱烃组件用于对所述一级汽提塔C1塔底排出的粗二氧化碳液体进行脱烃处理。所述脱烃组件包括通过管道依次连通的气化器WE2、回热器E1、第三加热器EH3、催化转化炉F3和水冷却器WE3；所述催化转化炉F3内脱碳氢化合物后的二氧化碳气体通过管道经所述回热器E1 换热后进入所述水冷却器WE3进行冷却，所述水冷却器WE3通过管道与所述二级再生式干燥器组件连通。此外，如图1所示，所述脱烃组件还包括用于为脱烃处理工艺提供氧气的氧气管道，所述氧气管道与所述气化器WE2和回热器E1之间的二氧化碳气体管道连通。
在本实施例中，如图2所示，所述二级再生式干燥器组件用于接收所述脱烃组件脱烃后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理。所述二级再生式干燥器组件由两台并联布置的分子筛吸附器MS3、MS4组成，所述分子筛吸附器MS3、MS4的顶部通过管道分别与所述二级液化器RU2和二氧化碳缓冲罐G3连通，所述二氧化碳缓冲罐G3通过管道经第二加热器EH2与所述分子筛吸附器MS3、MS4的顶部管道连通。
在本实施例中，如图2所示，所述二级液化器RU2的两端分别通过管道与二级再生式干燥器组件和二级汽提塔C2连通，用于对所述二级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理。
在本实施例中，如图2所示，所述二级汽提塔C2用于接收所述二级液化器 RU2液化后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理。所述二级汽提塔C2的顶部通过管道经二级汽提塔冷凝器RU4与二级塔顶分离器G5 的顶部连通，所述二级塔顶分离器G5的底部通过管道连通所述二级汽提塔C2 的顶部。其中，从其顶部排出的含不凝气的粗二氧化碳气体经二级汽提塔冷凝器 RU4进入二级塔顶分离器G5进行分离，分离后的粗二氧化碳不凝气从所述二级塔顶分离器G5的顶部排出，分离后的粗二氧化碳液体从所述二级塔顶分离器 G5的底部输出至所述二级汽提塔C2内；分离后的纯二氧化碳液体，一部分进入所述二级汽提塔C2塔底的二级塔底加热器EH5内进行循环蒸发，另一部分从所述二级汽提塔C2塔底排出得产品二氧化碳液体。
此外，所述二级汽提塔C2的塔底通过管道经所述产品二氧化碳过冷器RU5 与高纯二氧化碳储罐CG连通，以将从所述二级汽提塔C2的塔底排出的分离后的纯二氧化碳液体的一部分经产品二氧化碳过冷器RU5冷却后储存在高纯二氧化碳储罐CG内。
实施例3
本实施例提供了一种基于如图2所示生产装置的高纯二氧化碳生产方法，其包括如下具体步骤：
首先将570Nm3/h，0.015MPa，40℃的裂解气1PSA制氢后的含约67％(V/V) 二氧化碳及约29％(V/V)氢、约1.6％(V/V)一氧化碳、约1.5％(V/V)水及约0.3％(V/V)甲醇及等微量氧氮、硫、碳氢化合物等杂质的尾气原料二氧化碳 3进入裂解气尾气贮罐G1输入至二氧化碳压缩机CP1压缩至4MPa，进入分离罐 F1分离掉游离水份(剩余水份0.3％)，进入脱硫罐F2中，脱硫罐(F2)输出脱硫后的二氧化碳气体6，其含硫量＜0.5ppm；
所述脱硫后的二氧化碳气体6先进入第一再生式干燥器(MS1和MS2)，干燥器下部采用活性炭等吸附剂吸附甲醇，上部装填3A分子筛等吸水吸附剂，第一再生式干燥器输出脱甲醇(脱除后甲醇＜1ppm)、脱水(脱除后水＜1ppm)后的二氧化碳气体7，第一再生式干燥器MS1和MS2采用定时切换，再生采用闪蒸罐G2后的气相含氢不凝气体9加热至100℃以上再生，将吸附的甲醇、水份脱附再生；
所述脱水后的原料二氧化碳气体7 560Nm3/h，3.95MPa,45℃进入液化器RU1 被制冷剂冷却到部分液化状态的二氧化碳8，冷却温度-35℃后进入闪蒸罐G2中分离，260Nm3/h不凝气体62％(V/V)氢气及3.4％(V/V)一氧化碳)从闪蒸罐 G2顶部排出不凝气34，300Nm3/h的闪蒸罐G2液体10(98.6％(V/V)二氧化碳、 1.1％(V/V)氢气及0.25％(V/V)一氧化碳)经节流后降压至2.55MPa后11进入一级汽提塔C1；所述原料二氧化碳液体11进入一级汽提塔C1的顶部，作为一级汽提塔回流液；
一级汽提C1的塔顶输出180Nm3/h含2.3％(V/V)氢气及0.87％(V/V)一氧化碳的粗二氧化碳气体12，所述粗二氧化碳气体12先进入一级汽提塔冷凝器 RU3，再进入一级塔顶分离器G4；一级塔顶分离器G4顶部输出8Nm3/h含41.1％ (V/V)氢气及9.3％(V/V)一氧化碳的粗二氧化碳不凝气14，一级塔顶分离器 (G4)底部输出172Nm3/h含0.5％(V/V)氢气及0.475％(V/V)一氧化碳的粗二氧化碳液体15，所述粗二氧化碳液体15回流至一级汽提塔C1的塔顶；
一级汽提塔C1的塔釜输出粗二氧化碳液体，并分流为两部分：第一部分粗二氧化碳液体进入一级汽提塔C1塔底的一级加热器EH4蒸发为气体，接着返回一级汽提塔C1内；第二部分粗二氧化碳液体16 292Nm3/h含＜1ppm(V/V)氢气及＜1ppm(V/V)一氧化碳的液体，进入气化器WE2中蒸发为粗二氧化碳气体(17)；
所述气化后的粗二氧化碳气体17加入1NM3/h氧气18(99.6％O2,0.4％Ar) 后先进入回热器E1中预热至200℃，再进入第三加热器EH3加热至300～500℃，然后进入催化转化炉F3，催化转化炉F3输出脱碳氢化合物后的二氧化碳气体21，从而使得脱烃后的二氧化碳气体21中的碳氢化合物的含量＜0.5ppm；
所述脱烃后的二氧化碳气体21先进入回热器E1中回收热量，再进入水冷却器WE3，然后进入第二再生式干燥器(MS3和MS4)，第二再生式干燥器输出脱水后(水＜1ppm)的二氧化碳气体24；
所述脱水后的二氧化碳气(24进入二级液化器RU2，二级液化器RU2输出液化过冷后的原料二氧化碳液体28；所述过冷后的原料二氧化碳液体28经节流为原料二氧化碳液体进入二级汽提塔C2；
二级汽提塔C2的塔顶输出含不凝气的粗二氧化碳29，所述含不凝气的粗二氧化碳29先进入二级汽提塔冷凝器RU4，再进入一级二级塔顶分离器G5；二级塔顶分离器G5顶部输出含氧约0.2％(V/V)的不凝气的粗二氧化碳气体31，二级塔顶分离器G5底部输出粗二氧化碳液体32，所述粗二氧化碳液体32回流至二级汽提塔C2的塔顶；
二级汽提塔C2的塔釜输出纯液体CO2，并分流为两部分：第一部分液体CO2进入二级汽提塔C2塔底加热器EH5蒸发为气体，接着返回二级汽提塔C2内；第二部分液体CO2 280Nm3/h，纯度≥99.99％(V/V)CO2的进入过冷器RU5中冷却至约-20℃后进入高纯二氧化碳储罐CG中作为产品二氧化碳液体33输出。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
Claims (10)
1.一种高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，包括：
一变压吸附组件，用于对甲醇裂解气(1)进行分离处理；
一一级再生式干燥器组件，用于接收所述变压吸附组件分离后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理；
一一级液化器(RU1)，用于对所述一级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理；
一闪蒸罐(G2)，用于接收所述一级液化器(RU1)液化处理后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳气体进行闪蒸分离处理，分离后的不凝气从所述闪蒸罐(G2)顶部排出，分离后的粗二氧化碳液体(10)进入气化器(WE2)；
一脱烃组件，用于对所述闪蒸罐(G2)塔底排出的粗二氧化碳液体(10)进行脱烃处理；
一二级再生式干燥器组件，用于接收所述脱烃组件脱烃后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理；
一二级液化器(RU2)，用于对所述二级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理；以及
一二级汽提塔(C2)，用于接收所述二级液化器(RU2)液化后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理，分离后的纯二氧化碳液体，一部分进入所述二级汽提塔(C2)塔底的二级塔底加热器(EH5)内进行循环蒸发，另一部分从所述二级汽提塔(C2)塔底排出得产品二氧化碳液体。
2.一种高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，包括：
一变压吸附组件，用于对甲醇裂解气(1)进行分离处理；
一一级再生式干燥器组件，用于接收所述变压吸附组件分离后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理；
一一级液化器(RU1)，用于对所述一级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理；
一闪蒸罐(G2)，用于接收所述一级液化器(RU1)液化处理后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳气体进行闪蒸分离处理，分离后的不凝气从所述闪蒸罐(G2)排出，分离后的二氧化碳液体从其底部排出作为一级汽提塔(C1)的回流液；
一一级汽提塔(C1)，用于接收所述二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理，分离后的粗二氧化碳液体，一部分进入所述一级汽提塔(C1)塔底的一级塔底加热器(EH4)内进行循环蒸发，另一部分从所述一级汽提塔(C1)塔底排出；
一脱烃组件，用于对所述一级汽提塔(C1)塔底排出的粗二氧化碳液体进行脱烃处理；
一二级再生式干燥器组件，用于接收所述脱烃组件脱烃后的二氧化碳气体，并对接收的所述二氧化碳气体进行干燥处理；
一二级液化器(RU2)，用于对所述二级再生式干燥器组件干燥处理后的所述二氧化碳气体进行液化处理；以及
一二级汽提塔(C2)，用于接收所述二级液化器(RU2)液化后的二氧化碳液体，并对所述二氧化碳液体进行汽提分离处理，分离后的纯二氧化碳液体，一部分进入所述二级汽提塔(C2)塔底的二级塔底加热器(EH5)内进行循环蒸发，另一部分从所述二级汽提塔(C2)塔底排出得产品二氧化碳液体。
3.根据权利要求1所述的高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，所述变压吸附组件包括通过管道依次连接的变压吸附塔(PSA)、裂解气尾气贮罐(G1)、二氧化碳压缩机(CP1)、分离罐(F1)和脱硫罐(F2)，所述变压吸附塔(PSA)的底部与所述裂解气尾气贮罐(G1)的顶部连通，所述分离罐(F1)的顶部与所述一级再生式干燥器组件连通。
4.根据权利要求3所述的高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，所述一级再生式干燥器组件由两台并联布置的分子筛吸附器(MS1、MS2)组成，所述分子筛吸附器(MS1、MS2)的底部通过管道连接所述分离罐(F1)的顶部，所述分子筛吸附器(MS1、MS2)的顶部通过管道经所述一级液化器(RU1)与所述闪蒸罐(G2)连通。
5.根据权利要求4所述的高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，所述闪蒸罐(G2)的顶部通过管道经再生二氧化碳换热器(WE1)、第一加热器(EH1)分别与所述分子筛吸附器(MS1、MS2)的顶部管道连通，以及所述闪蒸罐(G2)的顶部通过管道经原料二氧化碳换热器(WE4)、回收压缩机(CP2)与变压吸附塔(PSA)连通。
6.根据权利要求2所述的高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，所述一级汽提塔(C1)的顶部通过管道经一级汽提塔冷凝器(RU3)与一级塔顶分离器(G4)的顶部连通，所述一级塔顶分离器(G4)的底部通过管道连通所述一级汽提塔(C1)的顶部。
7.根据权利要求2所述的高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，所述脱烃组件包括通过管道依次连通的气化器(WE2)、回热器(E1)、第三加热器(EH3)、催化转化炉(F3)和水冷却器(WE3)；所述催化转化炉(F3)内脱碳氢化合物后的二氧化碳气体通过管道经所述回热器(E1)换热后进入所述水冷却器(WE3)进行冷却，所述水冷却器(WE3)通过管道与所述二级再生式干燥器组件连通。
8.根据权利要求7所述的高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，所述脱烃组件还包括用于为脱烃处理工艺提供氧气的氧气管道，所述氧气管道与所述气化器(WE2)和回热器(E1)之间的二氧化碳气体管道连通。
9.根据权利要求1或2所述的高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，所述二级再生式干燥器组件由两台并联布置的分子筛吸附器(MS3、MS4)组成，所述分子筛吸附器(MS3、MS4)的顶部通过管道分别与所述二级液化器(RU2)和二氧化碳缓冲罐(G3)连通，所述二氧化碳缓冲罐(G3)通过管道经第二加热器(EH2)与所述分子筛吸附器(MS3、MS4)的顶部管道连通。
10.根据权利要求1或2所述的高纯二氧化碳的生产装置，其特征在于，所述二级汽提塔(C2)的顶部通过管道经二级汽提塔冷凝器(RU4)与二级塔顶分离器(G5)的顶部连通，所述二级塔顶分离器(G5)的底部通过管道连通所述二级汽提塔(C2)的顶部。
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