[发明专利]用于分离气态混合物的方法和设备

权利要求书

1.一种用于从包含二氧化碳的流体中分离二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤：

i)在压缩机中压缩该流体以形成压缩流体；

ii)将所述压缩流体的至少一部分弄干燥以形成压缩和干燥的流体；

iii)将所述压缩和干燥的流体的至少一部分冷却以形成压缩、干燥和冷却的流体；

iv)将温度低于0℃的所述压缩、干燥和冷却的流体分离成富二氧化碳流、贫二氧化碳流以及至少一股中等纯度的液态流，该至少一股中等纯度的液态流的二氧化碳纯度低于所述富二氧化碳流的纯度，且高于所述贫二氧化碳流的纯度；

v)使至少一股中等纯度的液态流膨胀以产生至少一股膨胀流；

vi)使用至少一股膨胀流在步骤iii)中冷却所述压缩和干燥的流体；以及

vii)将已用于冷却所述压缩和干燥的流体的膨胀流的至少一部分再循环至步骤iv)上游的位置处。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离步骤iv)包括低温蒸馏步骤和低温相分离步骤中的至少一个。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述中等纯度的液态流在阀中膨胀。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述中等纯度的液态流在液体膨胀器中膨胀。

5.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，使单一中等纯度流膨胀以形成单一膨胀流，且该单一膨胀流用于冷却所述压缩和干燥的气体。

6.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，使第一中等纯度流膨胀以形成第一膨胀流，使第二中等纯度流膨胀以形成第二膨胀流，且所述两股膨胀流中的至少一股用于冷却所述压缩和干燥的气体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，使所述第一中等纯度流膨胀以形成处于第一压力的膨胀流，使所述第二中等纯度流膨胀以形成处于第二压力的膨胀流，该第二压力比第一压力高。

8.根据前述权利要求中的任何一项所述的方法，其特征在于，所述贫二氧化碳流的至少一部分被送至大气。

9.一种用于从包含二氧化碳的流体中分离二氧化碳的设备，该设备包括：

i)压缩机，该压缩机用于压缩所述流体以形成压缩流体；

ii)干燥单元，该干燥单元用于将所述压缩流体的至少一部分弄干燥以形成压缩和干燥的流体；

iii)换热器，该换热器适于使所述压缩和干燥的流体的至少一部分冷却以形成压缩、干燥和冷却的流体；

iv)分离单元，该分离单元用于将温度低于0℃的所述压缩、干燥和冷却的流体分离成富二氧化碳流、贫二氧化碳流以及至少一股中等纯度的液态流，该至少一股中等纯度的液态流的二氧化碳纯度低于所述富二氧化碳流的纯度，且高于所述贫二氧化碳流的纯度；

v)至少一个膨胀单元，该至少一个膨胀单元使至少一股中等纯度的液态流膨胀以产生至少一股膨胀流；

vi)用于将所述至少一股膨胀流发送至所述换热器以便使所述压缩和干燥的流体冷却的管道，以及

vii)用于将所述至少一股膨胀流从所述换热器发送至所述压缩机和干燥单元中的至少一个的管道。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述分离单元包括低温蒸馏塔和低温分相器中的至少一个。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述膨胀单元包括至少一个阀，且包括用于将中等纯度的液态流送至所述阀的管道。

12.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述膨胀单元包括至少一个液体膨胀器，且包括用于将中等纯度的液态流送至所述液体膨胀器的管道。

13.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述膨胀单元包括第一膨胀装置和第二膨胀装置，第一中等纯度流在该第一膨胀装置中膨胀以形成第一膨胀流，第二中等纯度流在该第二膨胀装置中膨胀以形成第二膨胀流，且所述两股膨胀流中的至少一股用于冷却所述压缩和干燥的气体。

14.根据权利要求9至13中的任何一项所述的设备，其特征在于，所述第一中等纯度流膨胀以形成处于第一压力的膨胀流，所述第二中等纯度流膨胀以形成处于第二压力的膨胀流，该第二压力比第一压力高。