[发明专利]二氧化碳的纯化

权利要求书

1.一种用于纯化包含至少一种“轻质”杂质和至少一种“重质”杂质的粗品二氧化碳流体的方法，所述方法包括：

通过间接热交换，在高于二氧化碳的三相点压力下冷却所述粗品二氧化碳流体，以产生冷却的粗品二氧化碳流体；

将所述冷却的粗品二氧化碳流体进料至第一塔系统，用于传质分离，以产生包含所述“轻质”杂质的二氧化碳-富集的塔顶蒸气和耗尽所述“轻质”杂质的“重质”杂质-富集的塔底液体；

通过间接热交换，通过至少部分气化在所述第一塔系统中的或从所述第一塔系统取出的至少一种“重质”杂质-富集的液体，使所述第一塔系统再沸腾，以提供蒸气用于所述第一塔系统；

通过间接热交换，冷却和至少部分冷凝二氧化碳-富集的塔顶蒸气或由其产生的压缩的二氧化碳-富集的气体，以产生包含所述“轻质”杂质的至少部分冷凝的二氧化碳-富集的气体；

分离所述至少部分冷凝的二氧化碳-富集的气体，以产生“轻质”杂质-富集的气体和二氧化碳-富集的液体；和

提供至少一部分所述二氧化碳-富集的液体作为回流用于所述第一塔系统，

其中所述第一塔系统在高于二氧化碳的三相点压力并且低于二氧化碳的临界压力下操作；和

其中所述方法包括至少一个热泵循环，所述热泵循环使用来自所述第一塔系统的流体作为工作流体。

2.权利要求1的方法，其中在所述分离以产生所述“轻质”杂质-富集的气体和所述二氧化碳-富集的液体之前，使所述至少部分冷凝的二氧化碳-富集的气体膨胀。

3.权利要求1的方法，其中通过所述间接热交换，将所述二氧化碳-富集的塔顶蒸气或由其产生的所述压缩的二氧化碳-富集的气体部分冷凝，以产生部分冷凝的二氧化碳-富集的气体。

4.权利要求1的方法，其中通过相分离，将所述二氧化碳-富集的液体与所述“轻质”杂质-富集的气体分离。

5.权利要求1的方法，其中在第二塔系统中，通过传质分离，将所述二氧化碳-富集的液体与所述“轻质”杂质-富集的气体分离。

6.权利要求1的方法，其中通过选自在所述热泵循环中的至少一种再循环流和所述粗品二氧化碳流体的至少一种流，提供使所述第一塔系统再沸腾所需的至少一部分气化负荷。

7.权利要求1的方法，其中提供蒸气用于所述第一塔系统的所述“重质”杂质-富集的液体包含在所述第一塔系统的中间位置中的或从所述第一塔系统的中间位置取出的中间液体。

8.权利要求7的方法，其中通过在所述热泵循环中的至少一种再循环流，提供使所述中间液体气化所需的至少一部分气化负荷。

9.权利要求7的方法，其中通过所述二氧化碳-富集的塔顶蒸气，提供使所述中间液体气化所需的至少一部分气化负荷。

10.权利要求1的方法，其中提供蒸气用于所述第一塔系统的所述“重质”杂质-富集的液体包含所述“重质”杂质-富集的塔底液体。

11.权利要求10的方法，其中通过所述粗品二氧化碳流体，提供使所述塔底液体气化所需的至少一部分气化负荷。

12.权利要求1的方法，其中所述“轻质”杂质-富集的气体作为产物气体从方法除去。

13.权利要求1的方法，其中从所述“轻质”杂质-富集的气体回收二氧化碳，产生富含“轻质”杂质的残余气体，将其任选从方法吹扫。

14.权利要求1的方法，其中所述“轻质”杂质-富集的气体或由其生产的富含“轻质”杂质的残余气体不与所述热泵循环的所述工作流体一起再循环。

15.权利要求1的方法，其中所述工作流体为二氧化碳-富集的塔顶蒸气，所述热泵循环包括：

通过间接热交换，温热所述二氧化碳-富集的塔顶蒸气，以产生温热的二氧化碳-富集的气体；和

压缩所述温热的二氧化碳-富集的气体，以产生所述压缩的二氧化碳-富集的气体，

其中所述压缩的二氧化碳-富集的气体用于提供至少部分气化所述“重质”杂质-富集的液体所需的至少一部分气化负荷，从而冷却和部分冷凝所述二氧化碳-富集的气体，以产生包含所述“轻质”杂质的部分冷凝的二氧化碳-富集的气体。