[发明专利]用于干燥和压缩富CO2流体的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于干燥和压缩富CO₂流的方法和单元。

背景技术

富CO₂的湿流的压缩需要使用由不锈钢制成——或甚至由更贵的材料诸如具有高镍含量的钢材制成——的压缩机，以便防止压缩机被碳酸或可能由富CO₂流中存在的杂质诸如氮氧化物或硫氧化物所致的其它更强的酸腐蚀。

富CO₂流体在干燥状态下包含介于1mol%与100mol%之间的CO₂。环境空气含有比1mol%的下限贫25倍多的CO₂。

用于处理此类富CO₂流的现有技术在图1中被示意性地示出。

·1=提供富CO₂流（示例：用于在静电或袋式过滤器类型的主过滤器之后再生溶剂（胺型）或氧燃烧烟气的塔的出口）

·3=可选的含硫元素的精细净化（净化至数量级为百万分之一的典型水平）步骤

·5=在压缩机中压缩，其与湿气体接触的材料由耐腐蚀钢制成

·7=通过吸附（例如活性氧化铝、分子筛或硅凝胶型吸附剂）而干燥气体

·9=可选地净化掉富CO₂气体的轻成分（氧、氩、氢、一氧化碳、氮等）和/或较重的成分（NO₂、N₂O₄、SO₂等），该步骤的可能的变型在以前的专利申请中被详细描述；

·11=压缩富CO₂最终产品或使富CO₂最终产品液化，以便使其可用于输送（通过管道或船）系统或用于其在工艺中的使用的步骤。

从US-A-2862819获知，在已使富CO₂气体与防冻剂混合之后并且在在压缩机中压缩富CO₂气体之前通过蒸馏来分离富CO₂气流。

发明内容

根据本发明的一个主题，提供了一种用于压缩含水富CO₂流体的方法，其中在压缩机中压缩所述富CO₂流体，在所述压缩步骤上游，将所述含水富CO₂流体分为两部分，将防冻剂喷射到所述含水富CO₂流体的第一部分中，将所述富CO₂流体的第二部分传送到脱气塔的底部，并且使来自所述塔的塔顶气体与所述含有防冻剂的富CO₂流体的所述第一部分混合，冷却所述第一部分，然后将所述第一部分传送到分相器内，从所述分相器提取含有所述防冻剂的水并将其传送到所述塔的顶部，以及在所述压缩机中压缩在所述分相器中被净化掉水的经冷却的流体。

可选地：

-所述压缩机由碳钢或低合金钢制成。

-在所述塔中处理所述含有防冻剂的水，以便从其提取在所述冷却步骤上游再循环的大部分防冻剂。

-所述分相器的入口处的气体介于-35°C与-15°C之间，或甚至介于-25°C与-15°C之间。

-在所述压缩机下游，在还未通过上游吸附而干燥经压缩流体的情况下，在低于水的凝固点0°C、优选地低于-10°C的温度下分离经压缩的流体。

-在低于0°C的温度的所述分离期间回收富含水且含有防冻剂的冷凝物，并在提取之后使所述防冻剂在所述冷却步骤上游再循环。

-在低于-10°C的温度的所述分离期间回收富含水且含有防冻剂的冷凝物，并在提取之后使所述防冻剂在所述冷却步骤上游再循环。

-在所述塔中提取所述防冻剂。

-所述富CO₂流体包含小于100ppm v的硫氧化物，或小于2000ppm v的硫氧化物，或甚至小于20000ppm v的硫氧化物。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于压缩含水富CO₂流体的单元，所述单元包括：压缩机和在所述压缩机上游的防冻剂输入管路，所述防冻剂输入管路用于将防冻剂喷射到所述含水富CO₂流体的第一部分中；用于冷却所述含有防冻剂的富CO₂流体的装置；用于从经冷却的流体提取水的分相器；脱气塔；用于将所述含水富CO₂流体的第二部分传送到所述塔的底部的装置；用于将来自所述分相器的水传送到所述塔的顶部的装置；用于传送来自所述塔的塔顶气体以便使塔顶气体与所述第一部分在所述冷却装置上游混合的装置；以及用于将被净化掉水的经冷却的流体传送到所述压缩机的装置。