[发明专利]一种液体二氧化碳生产装置及其生产方法

权利要求书

1.一种液体二氧化碳生产装置，包括预冷系统、精馏系统和过冷系统，其特征在于：

所述预冷系统输入有原料气和制冷剂，通过制冷剂对原料气进行预冷分离；

所述精馏系统包括精馏塔（8）和多级精馏塔顶冷凝分离系统，所述精馏塔（8）设有精馏塔再沸器（7），所述多级精馏塔顶冷凝分离系统对精馏塔排出的气体进行冷凝和气液分离；

所述预冷系统输出的气态制冷剂流到精馏塔再沸器（7）为精馏塔（8）提供热源，提供热源后的制冷剂经过减压后进入多级精馏塔顶冷凝分离系统的制冷剂进口，所述预冷系统输出的液体制冷剂经过减压后直接进入多级精馏塔顶冷凝分离系统的制冷剂进口；

经过所述预冷系统分离析出液态组分后的原料气经过干燥器（6）后输入到精馏塔（8）中部，精馏塔（8）下部排出的液体二氧化碳送到过冷系统，精馏塔（8）上部排出的气体进入到多级精馏塔顶冷凝分离系统的原料气进口；

所述多级精馏塔顶冷凝分离系统液相制冷剂流到过冷系统，传热产生的气相制冷剂流到制冷剂压缩机，所述多级精馏塔顶冷凝分离系统经过气液分离产生的气相二氧化碳尾气排出，气液分离产生的液相二氧化碳回流到精馏塔（8）；

所述过冷系统传热产生的气相制冷剂流出到低压制冷剂压缩机，过冷后的液体二氧化碳流到液体二氧化碳储罐中；

所述预冷系统包括原料气预冷器（1）、原料气压缩机（2）、压缩段间预冷器（3）、净化设备（4）和干燥预冷器（5）；

所述制冷剂分别流向原料气预冷器（1）、压缩段间预冷器（3）以及干燥预冷器（5）的制冷剂进口，所述原料气流向原料气预冷器（1）的原料气进口；

所述原料气预冷器（1）、压缩段间预冷器（3）以及干燥预冷器（5）输出的气态制冷剂均流到精馏塔再沸器（7），所述原料气预冷器（1）、压缩段间预冷器（3）以及干燥预冷器（5）输出的液态制冷剂均流到多级精馏塔顶冷凝分离系统；

所述原料气预冷器（1）的原料气出口连通原料气压缩机（2）的原料气进口，原料气压缩机（2）的段间原料气出口连通压缩段间预冷器（3）的原料气进口，压缩段间预冷器（3）的原料气出口连通原料气压缩机（2）的末段原料气进口，原料气压缩机（2）的末端原料气出口连通净化设备（4）进口，净化设备（4）出口连通干燥预冷器（5）的原料气进口，干燥预冷器（5）的原料气出口连通干燥器（6）；

所述多级精馏塔顶冷凝分离系统包括精馏塔顶一级冷凝器（10）、精馏塔顶一级分离器（11）、精馏塔顶二级冷凝器（12）和精馏塔顶二级分离器（13）；

所述精馏塔顶一级冷凝器（10）接收预冷系统以及精馏塔再沸器（7）排出的制冷剂，经过精馏塔顶一级冷凝器（10）换热后，冷凝传热产生的气相制冷剂流到高压制冷剂压缩机，液相制冷剂分别进入过冷系统和精馏塔顶二级冷凝器（12）；

精馏塔顶一级分离器（11）中的二氧化碳气液混合物经过气液分离后，液相回流到精馏塔（8），气相进入精馏塔顶二级冷凝器（12）；

精馏塔顶二级冷凝器（12）中的二氧化碳经过冷凝后，气液混合物进入精馏塔顶二级分离器（13）；

精馏塔顶二级分离器（13）经过气液分离后，液相回流到精馏塔（8），气相排出放空；

制冷剂通过减压后向原料气预冷器（1）、压缩段间预冷器（3）、干燥预冷器（5）提供T1温度的冷量，传热气化后的气态制冷剂均送入精馏塔再沸器（7）为精馏塔（8）提供再沸热源，供热后的制冷剂经过减压后进入精馏塔顶一级冷凝器（10）；

原料气预冷器（1）、压缩段间预冷器（3）、干燥预冷器（5）输出的液态制冷剂经过减压后向精馏塔顶一级冷凝器（10）提供T2温度的冷量，将精馏塔顶一级冷凝器（10）中传热气化的气态制冷剂送入高压制冷剂压缩机，将精馏塔顶一级冷凝器（10）下部的液态制冷剂减压后分别向产品过冷器（9）和精馏塔顶二级冷凝器（12）提供T3温度的冷量，所述产品过冷器（9）和精馏塔顶二级冷凝器（12）经过传热气化的气态制冷剂送入低压制冷剂压缩机；

其中T1温度为-10~15℃，T2温度为-40~5℃，T3温度为-55~-5℃，且T1、T2、T3满足T1＞T2＞T3。