[发明专利]利用液态二氧化碳来净化二氧化碳的方法和装置

说明书

本发明涉及用于从基本上包含二氧化碳的流中除去污染物的改进的方法。更具体地，该方法包括下述步骤：使流经受净化步骤，在所述净化步骤中利用液态二氧化碳且其中通过在再沸器中在两股流之间产生压力差使二氧化碳的废弃物减到最少。

发明背景

二氧化碳回收车间被广泛用于清洁和/或回收例如由烃类燃烧、发酵和气体处理所释放的二氧化碳。

当生产食品级二氧化碳或用于其它应用的二氧化碳时，如果需要高纯度，则必须在上游和/或下游装置中除去污染物以获得所需的纯度。可用于除去这种污染物的常规技术包括例如洗涤、氧化、吸附和/或蒸馏。同样，例如在WO 2007/009461中报道了在吸收塔和汽提塔之间引入闪蒸塔的步骤，其中在定位于胺吸收塔和汽提塔之间的闪蒸塔中除去NO₂。在其中二氧化碳是液体形式的净化过程中难以在下游进一步分离NO₂，因为NO₂几乎不可逆地溶解于其中。

另一种净化步骤是水洗涤；在水洗涤器中所有水溶性污染物均从气体源中除去。利用水洗涤器的缺点是使用大量的干净的水而产生废水。

用于含有二氧化碳的气体的另一种净化步骤是脱水。在脱水步骤中，存在于气体中的任何水均被吸收且从而从气体源中除去。同样，如果乙醛、挥发物和/或含氧化合物中的任何残余物存在于气体中，则根据所使用的脱水剂，这些化合物中的一些也在干燥剂中被除去。

然而，如果气体包含大量溶解于二氧化碳中的杂质(即主要是非极性有机化合物和在普通条件(prevailing condition)下具有比二氧化碳的沸点高的沸点的化合物)，则利用水洗涤器将不会有效地从流中除去这些化合物。对于这些化合物，必须使用吸附过滤器，例如活性碳。

在PCT/DK2009/050159中解决了这个问题，其中利用纯液态二氧化碳来除去上述杂质。这种方法存在以下缺点：当大多数杂质在普通条件下具有高于二氧化碳的沸点的沸点时，不得不增加纯液态二氧化碳的量以有效地除去所有杂质。增加吸收剂液态二氧化碳导致产物二氧化碳严重损失，这使该方法变得不经济。

因此，因为二氧化碳的收率是非常重要的，所以为回收二氧化碳必须采取各种措施。在现有技术中，使否则被浪费的富污染物的液态二氧化碳再沸腾并再次供给到进料流用于净化。然而，这样的现有技术措施需要供应给该过程大量的能量，这使得该过程较不经济，且对于基本上包含具有在二氧化碳的沸点以上的沸点的污染物的流来说尤其如此。另外，能耗随着所使用的液态二氧化碳的量的增加而增加，因此现有技术的目的之一是保持液态二氧化碳和能耗最低，而不牺牲回收的二氧化碳的质量。

本发明的目的是提供其中以改进的方式解决了全部以上问题的方法和装置。

发明概述

在一个方面，本发明涉及用于从基本上包含二氧化碳的气体进料流中除去至少一种污染物的方法，所述方法包括使进料流在提供富二氧化碳的气体流和富污染物的液体流的条件下经受净化步骤的步骤。

广义上说，这个问题通过以下来解决：在净化塔中净化进料流而提供至少富污染物的液体流和贫污染物的气体流，并使富污染物的液体流再沸腾而提供气体流并将气体流供给到净化塔，其中在富污染物的液体流和贫污染物的气体流进入再沸器之前在这些流之间提供压力差，其中

p_{富污染物的液体流}＜p_{贫污染物的气体流}。

在更具体的实施方案中，上述问题通过使进料流(f)经受包括以下步骤的方法来解决：

a)在具有顶部部分、底部部分和中间部分的塔中进行的净化步骤，净化步骤提供了离开所述塔的所述顶部部分的贫污染物的气体流(g2)和离开所述塔的，任选地离开所述塔的所述底部部分的富污染物的液体流(l2)，并且其中使离开塔的顶部部分的贫污染物的气体流(g2)另外经受选自以下的步骤：

1：

b1)压缩贫污染物的气体流(g2)，提供了压缩气体流(g4)；

c1)在再沸器中冷却压缩气体流(g4)，提供了至少产物流(p)和气体流(g3)；及

d1)在塔的底部部分将气体流(g3)供给到净化塔；

或者

2：

b2)在再沸器中冷却贫污染物的气体流(g2)，提供了至少产物流(p)和气体流(g3)；及

c2)压缩气体流(g3)，提供了冷却的压缩气体流(g4′)；