JP2013534504A - 液体二酸化炭素を使用して二酸化炭素を精製するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
p汚染物質に富む液体流<p汚染物質に乏しい気体流
である。
a)上部、底部、および中間セクションを有するカラム内での精製工程であり、カラムの上部セクションから出た汚染物質に乏しい気体流(g2)と、カラムの任意に底部セクションから出た汚染物質に富む液体流(l2)とを提供する精製工程に供する工程を含み、カラムの上部セクションから出た汚染物質に乏しい気体流(g2)を、
1:
b1)汚染物質に乏しい気体流(g2)を圧縮して、圧縮気体流(g4)を提供すること;
c1)圧縮気体流(g4)をリボイラーにおいて冷却して、少なくとも生成物流(p)および気体流(g3)を提供すること;および
d1)気体流(g3)を、カラムの底部セクションにおいて精製カラムに供給すること、
または
2:
b2)汚染物質に乏しい気体流(g2)をリボイラーにおいて冷却して、少なくとも生成物流(p)および気体流(g3)を提供すること;および
c2)気体流(g3)を圧縮して、冷却された圧縮気体流(g4’)を提供すること;
d2)冷却された圧縮気体流(g4’)を、カラムの底部セクションにおいてカラムに供給すること;および、
カラムの底部セクションから出た汚染物質に富む液体流(l2)をリボイラーに入る前に減圧すること
から選択される工程にさらに供する方法により解決される。
汚染物質に富む液体の流出(l2)は、廃液流出(l3)、生成物流出(p)、圧縮気体流入(g4)、および気体流出(g3)をさらに有するリボイラー(A3)に接続され、この気体流出(g3)は精製カラム(A1)に接続され、圧縮手段(A2)が、汚染物質に乏しい気体の精製カラム流出(g2)と圧縮気体流入(g4)との間の位置においてリボイラー(A3)と精製カラム(A1)との間に挿入され;または
汚染物質に富む液体の流出(l2)は、廃液流出(l3)、生成物流出(p)、汚染物質に乏しい気体の精製カラム流出(g2)、および気体流出(g3)をさらに有するリボイラー(A3)に接続され、この気体流出(g3)は、気体流出(g3)と冷却された圧縮気体流入(g4’)との間の位置においてリボイラー(A3)と精製カラム(A1)との間に挿入された圧縮手段(A2)に接続され、弁(A4)が、汚染物質に富む液体の流出とリボイラー(A3)との間に位置決めされている。
供給流(f);生成物流(p);汚染物質に乏しい気体流(g2);気体流(g3);第2の気体流(g3a);圧縮気体流(g4);冷却された圧縮気体流(g4’);濾過された気体流(g5);非凝縮性気体(g6);水阻害剤および/またはスカベンジャー流(l0);液体二酸化炭素流(l1);汚染物質に富む液体流(l2);第1の汚染物質に富む液体流(l2a);第2の汚染物質に富む液体流(l2”);廃液流(l3);第2の廃液流(l3a);分割された第2の液体流(l3b);二酸化炭素流(l5);凝縮/蒸留液体二酸化炭素(l6)。
精製カラム(A1);圧縮手段(A2);リボイラー(A3);弁(A4);凝縮機(A5);フィルタ(A6);凝縮機/蒸留カラム(A7);ポンプ(A8);熱交換機(A9)。
カラム内が22.8barの定圧、10.70℃の一定供給気体温度、および−18.20℃の一定液体二酸化炭素温度での、従来技術の方法による気体二酸化炭素の精製を、以下の表に示すが、液体吸収性二酸化炭素流の流量は様々である。TB(℃)の欄に与えられた数値は、1bar(a)での成分のそれぞれの沸点である。最上列に示された二酸化炭素の損失は、汚染物質に富む液体流(l2)の回収を全く行わない状態での損失である。
Claims (27)
- 二酸化炭素を実質的に含む供給流(f)から少なくとも1種の汚染物質を除去するための方法であって、前記方法は、前記供給流(f)を、
a)上部、底部、および中間セクションを有するカラムにおける精製工程であり、前記カラムの前記上部セクションから出た汚染物質に乏しい流れ(g2)と、前記カラムの任意に前記底部セクションから出た汚染物質に富む液体流(l2)とを提供する精製工程に供する工程を含み、前記カラムの前記上部セクションから出た前記汚染物質に乏しい流れを、
1:
b1)前記汚染物質に乏しい流れ(g2)を圧縮して、圧縮気体流(g4)を提供すること;
c1)前記圧縮気体流(g4)をリボイラーにおいて冷却して、少なくとも生成物流(p)および気体流(g3)を提供すること;および
d1)前記気体流(g3)を、前記カラムの前記底部セクションにおいて前記カラムに供給すること、
および
2:
b2)前記汚染物質に乏しい流れ(g2)をリボイラーにおいて冷却して、少なくとも生成物流(p)および気体流(g3)を提供すること;および
c2)前記気体流(g3)を圧縮して、冷却された圧縮気体流(g4’)を提供すること;
d2)前記冷却された圧縮気体流(g4’)を、前記カラムの前記底部セクションにおいて前記カラムに供給すること;および、前記カラムの前記底部セクションから出た前記汚染物質に富む液体流(l2)を前記リボイラーに入る前に減圧すること;
から選択される工程にさらに供する方法。 - 前記供給流が液体または気体である、請求項1に記載の方法。
- 前記供給流が気体であり、前記精製工程が吸収工程であり、吸収剤が液体二酸化炭素である、請求項2に記載の方法。
- 前記供給流が液体であり、前記精製工程が精留工程であり、液相が液体二酸化炭素である、請求項2に記載の方法。
- 前記供給流(f)が液体であり、前記さらなる工程が:
b1)前記汚染物質に乏しい流れ(g2)を圧縮して、圧縮気体流(g4)を提供すること、
c1)前記圧縮気体流(g4)をリボイラーにおいて冷却して、少なくとも生成物流(p)および気体流(g3)を提供すること、および
d1)前記気体流(g3)を、前記カラムの前記底部セクションにおいて前記カラムに供給すること
である、請求項2および4に記載の方法。 - 前記供給流(f)が気体である、請求項2および3に記載の方法。
- 前記さらなる工程が:
b2)前記汚染物質に乏しい流れ(g2)をリボイラーにおいて冷却して、少なくとも生成物流(p)および気体流(g3)を提供すること;および
c2)前記気体流(g3)を圧縮して、冷却された圧縮気体流(g4’)を提供すること;
d2)前記冷却された圧縮気体流(g4’)を、前記カラムの前記底部セクションにおいて前記カラムに供給すること;および、前記カラムの前記底部セクションから出た前記汚染物質に富む液体流(l2)を前記リボイラーに入る前に減圧すること
である、請求項6に記載の方法。 - 前記少なくとも1種の汚染物質が、一般的な条件で二酸化炭素の沸点よりも高い沸点を有する化合物、および非極性化合物の中から選択される、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも1種の汚染物質が、硫化水素、硫化カルボニル、および硫化ジメチルなどの硫化物;N2、アンモニア、および二酸化窒素などの窒素含有化合物;および、メタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素、および、ジメチルエーテル、アセトアルデヒド、酢酸エチル、アセトン、メタノール、エタノール、イソブタノールおよびn−プロパノールなどの酸素含有炭化水素からなる群から選択される、請求項8に記載の方法。
- 液体二酸化炭素と前記供給流との比が1:3から10:1、好ましくは1:3から3:1である、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 前記精製工程が、組み込まれた水阻害剤および/またはスカベンジャー工程をさらに含む、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 前記精製工程において使用される前記水阻害剤および/またはスカベンジャーをプロセス内で再循環する、請求項11に記載の方法。
- 前記水阻害剤および/またはスカベンジャーを、前記精製カラムの前記中間セクションに供給する、請求項11または12のいずれかに記載の方法。
- 前記水阻害剤および/またはスカベンジャーを、前記カラムに供給する前に前記供給流(f)または吸収性液体(l1)に混合する、請求項11または12のいずれかに記載の方法。
- 液体二酸化炭素流(l5)が、前記水阻害剤および/またはスカベンジャーの入口よりも上方の位置で前記精製カラムから部分的に引き出される、請求項11〜14のいずれかに記載の方法。
- 前記組み込まれた阻害剤工程が、メタノール、エタノール、モノエチレングリコール、およびトリエチレングリコールなどの、前記供給流中の水分活性を低下させる水阻害剤を使用する脱水工程である、請求項11〜15のいずれかに記載の方法。
- − 前記リボイラーから出た前記生成物流を加熱または冷却する工程、および/または
− 吸着および/または吸収により前記生成物流を精製する工程;および/または
− 前記生成物流を凝縮および/または蒸留して、高純度の液体二酸化炭素流を提供する工程;および/または
− 凝縮および/または還流された二酸化炭素の一部を前記精製カラムに供給する工程
の少なくとも1つをさらに含む、請求項1〜16のいずれかに記載の方法。 - 前記精製工程に先行して:
− 圧縮工程、
− 吸着および/または吸収工程;および
− 例えば凝縮または蒸留による液化工程
の少なくとも1つ以上を行う、請求項1〜17のいずれかに記載の方法。 - 上部と、底部と、前記上部と前記底部の中間セクションとを有する精製カラム(A1)を含み、前記精製カラムが、供給流流入(f)、前記カラムの前記上部に位置する汚染物質に乏しい気体の流出(g2)、前記カラムの前記上部に位置する液体二酸化炭素流入(l1)、および任意に前記精製カラムの前記底部に位置する、汚染物質に富む液体の流出(l2)を有する二酸化炭素精製ユニットであって、
前記汚染物質に富む液体の流出(l2)は、廃液流出(l3)、生成物流出(p)、圧縮気体流入(g4)、および気体流出(g3)をさらに有するリボイラー(A3)に接続され、前記気体流出(g3)は前記精製カラム(A1)に接続され、圧縮手段(A2)が、汚染物質に乏しい気体の精製カラム流出(g2)と前記圧縮気体流入(g4)との間の位置において前記リボイラー(A3)と前記精製カラム(A1)との間に挿入されるか、
または
前記汚染物質に富む液体の流出(l2)は、廃液流出(l3)、生成物流出(p)、汚染物質に乏しい気体の精製カラム流出(g2)、および気体流出(g3)をさらに有するリボイラー(A3)に接続され、前記気体流出(g3)は、前記気体流出(g3)と冷却された圧縮気体流入(g4’)との間の位置において前記リボイラー(A3)と前記精製カラム(A1)との間に挿入された圧縮手段(A2)に接続され、弁(A4)が、前記汚染物質に富む液体の流出(l2)上に位置されるユニット。 - 前記供給流入(f)が前記精製カラム(A1)の前記底部セクションに位置し、前記汚染物質に富む液体の流出(l2)が、廃液流出(l3)、生成物流出(p)、圧縮気体流入(g4)、および気体流出(g3)をさらに有するリボイラー(A3)に接続され、前記気体流出(g3)は前記精製カラム(A1)に接続され、圧縮手段(A2)が、前記汚染物質に乏しい気体の精製カラム流出(g2)と前記圧縮気体流入(g4)との間の位置において前記リボイラー(A3)と前記精製カラム(A1)との間に挿入され、前記精製カラムが吸収カラムである、請求項19に記載のユニット。
- 前記供給流入(f)が前記精製カラム(A1)の前記上部セクションに位置し、前記汚染物質に富む液体の流出(l2)が、廃液流出(l3)、生成物流出(p)、汚染物質に乏しい気体の精製カラム流出(g2)、および気体流出(g3)をさらに有するリボイラー(A3)に接続され、前記気体流出(g3)は、前記気体流出(g3)と前記冷却された圧縮気体流入(g4’)との間の位置において前記リボイラー(A3)と前記精製カラム(A1)との間に挿入された圧縮手段(A2)に接続され、弁(A4)が前記汚染物質に富む液体の流出(l2)上に位置され、前記精製カラムが精留カラムである、請求項19に記載のユニット。
- 前記精製カラムが、前記カラムの前記中間セクションに位置する水阻害剤および/またはスカベンジャー流入(l0)をさらに含む、請求項19〜21のいずれかに記載のユニット。
- 前記カラムの前記底部セクションに位置する前記汚染物質に富む液体の流出(l2)が、前記カラムの外側の位置で2つに分けられ、第1の液体流出(l2’)は前記水阻害剤および/またはスカベンジャー流入(l0)に接続され、第2の液体流出(l2”)は前記リボイラー(A3)に接続される、請求項19〜22のいずれかに記載のユニット。
- 前記精製カラムは、前記水および/またはスカベンジャー阻害剤流入(l0)と前記液体二酸化炭素流入(l1)との間の前記精製カラムの位置に置かれた二酸化炭素流出(l5)をさらに提供される、請求項19〜23のいずれかに記載のユニット。
- 前記供給流入(f)が、供給気体供給源、好ましくは部分的に精製された二酸化炭素に接続され;および/または
前記生成物流出(p)が、熱交換機および/またはフィルタおよび/または蒸留カラムなどの二酸化炭素処理ユニットに接続され;および/または
前記液体二酸化炭素流入(l1)が、液体二酸化炭素貯蔵器、例えば前記生成物気体出口に接続された蒸留カラムに接続され;および/または
前記廃液流出(l3)が廃棄物貯蔵器に接続され;および/または
前記水阻害剤および/またはスカベンジャー流入(l0)が前記水阻害剤/スカベンジャー貯蔵器に接続される、
請求項19〜24のいずれかに記載のユニット。 - 前記供給流入(f)の上流が、乾燥フィルタに任意に接続され、該任意の乾燥フィルタが圧縮機に接続される、請求項19〜25のいずれかに記載のユニット。
- 前記二酸化炭素流出(l5)が前記供給流入(f)に接続される、請求項19〜26のいずれかに記載のユニット。
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