一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统技术方案

本发明专利技术公开了一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，主要由井口分离单元（1）、再沸蒸馏单元（2）、冷凝液化单元（3）、吸附再生单元（4）、高压提馏单元（5）及储存增压单元（6）组成。所述井口分离单元（1）的气液出口与蒸馏再沸器（21）管线连接，蒸馏再沸器（21）的气相出口与蒸馏塔（22）、吸附塔（41）的气相入口、吸附塔（41）的下部气相出口与二氧化碳冷凝器（51）的中部气相入口、二氧化碳冷凝器（51）的液相出口与高压提馏塔（52）的液相入口通过管线依次首尾连接，高压提馏塔（52）的下部液相出口经成品中间罐（61）与二氧化碳储罐（63）管线连接。该系统所制备工业液体二氧化碳纯度高于99.9%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二氧化碳分离提纯
，尤其是涉及一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统。
技术介绍
二氧化碳广泛用于焊接、化工、食品、油田驱油及工程科技
根据现有国家标准（GB/T6052-2011工业液体二氧化碳）及行业标准（HG/T2537--1993）规定，工业用液体二氧化碳其纯度达99%以上，游离水、油分不得检出，无异味，焊接用二氧化碳其纯度达99.5%以上，水份50ppm以下，液态水、油分不得检出，无异味，为了满足工业液体二氧化碳国家使用标准，必须对气田二氧化碳进行分离提纯。目前现有的二氧化碳提纯技术主要有化学、物理吸收法、吸附法、低温分离法、膜分离法等。但是目前现有的几种处理方法主要针对化工尾气、烟道气等原料气进行提纯，能耗高、处理量小、产品浓度低，对于高压、大储量的气田二氧化碳气体并不适用，因此，亟待研发一种专门针对二氧化碳气田产出气为原料的二氧化碳分离提纯方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有二氧化碳提纯分离装置和技术中的不足，提供“一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统”，本专利技术主要采用原料气粗分离、蒸馏、冷凝液化、吸附再生、高压提馏、储存增压提纯技术，集吸附法、低温分离法及高压提馏技术于一体。该系统结构设计、连接、布局合理，成本低，充分利用本系统能源，节能降耗，实现气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳规模化生产。所制备的工业液体二氧化碳产品纯度高于99.9%，水份露点低于-65℃，无游离水和油分，符合国家、行业相关标准规定，可广泛应用于二氧化碳焊接保护气、化工原料、油田压注驱油等领域。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：主要的技术方案是，一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，主要由井口分离单元1、再沸蒸馏单元2、冷凝液化单元3、吸附再生单元4、高压提馏单元5及储存增压单元6组成。所述井口分离单元1的气液出口与蒸馏再沸器21的气液入口管线连接，蒸馏再沸器21的气相出口与蒸馏塔22的中下部气相入口、蒸馏塔22的顶部气相出口与吸附塔41的气相入口、吸附塔41的下部气相出口与二氧化碳冷凝器51的中部气相入口、二氧化碳冷凝器51的液相出口与高压提馏塔52的液相入口通过管线依次首尾连接，高压提馏塔52的下部液相出口经成品中间罐61与二氧化碳储罐63管线连接。进一步的技术方案是，所述井口分离单元1是由井口11、井口分离器12、污水处理池13及减压阀Ⅰ组成的。所述井口11的原料出口与井口分离器12入口、井口分离器12的中下部气液出口与减压阀Ⅰ14的入口通过管线依次首尾连接，井口分离器12下部污水出口与污水处理池13管线连接。进一步的技术方案是，所述再沸再沸蒸馏单元2是由蒸馏再沸器21，氨螺杆压缩机212，蒸馏塔22，二氧化碳汽化器23，回流泵24及油水分离器25组成的。所述蒸馏再沸器21分别与减压阀Ⅰ的气液出口、氨螺杆压缩机212输出端、蒸馏塔22的中下部气相入口、蒸馏塔22底部液相二氧化碳出口及二氧化碳汽化器23中部的液相入口管线连接。所述二氧化碳汽化器23还分别与油水分离器25入口、出口缓冲罐67出口及再生气换热器42入口管线连接。进一步的技术方案是，所述冷凝液化单元3是由回流液冷凝器31、回流液中间罐32组成的。蒸馏塔22顶端气相出口回流液与回流液冷凝器31入口连接，回流液冷凝器31的液相出口依次与回流液中间罐32、回流泵24及蒸馏塔22上部入口首尾管线连接。进一步的技术方案是，所述吸附再生单元4是由吸附塔41、再生气换热器42、再生气加热器421及导热油冷却器47组成的。所述再生气换热器42气相出口与再生气加热器421上端气相入口连接，再生气加热器421上端气相出口与吸附塔41下底端连接，吸附塔41顶部的气相出口与导热油冷却器47下侧部连接。进一步的技术方案是，所述高压提馏单元5包括二氧化碳冷凝器51、高压提馏塔52及提馏塔再沸器53。所述二氧化碳冷凝器51的液相出口与高压提馏塔52中部的液相入口管线连接，高压提馏塔52的底侧部液相出口经成品中间罐61及减压阀Ⅱ62与二氧化碳储罐63管线连接。提馏塔再沸器53的底部入口与高压提馏塔52底部出口、提馏塔再沸器53的顶部出口与高压提馏塔52的中下部入口、提馏塔再沸器53的中部出、入口分别与吸附塔41入口和再生气换热器42出口管线连接。进一步的技术方案是，所述储存增压单元6包括二氧化碳储罐63、压缩机入口换热器64及二氧化碳压缩机66。所述二氧化碳储罐63的气相出口依次经压缩机入口换热器64、入口缓冲罐65、二氧化碳压缩机66、出口缓冲罐67、二氧化碳汽化器23与再生气换热器42管线连接。进一步的技术方案是，所述吸附塔41设置为一开一备双塔结构，蒸馏塔22通过闸阀Ⅰ和闸阀Ⅱ分别与吸附塔Ⅰ和吸附塔Ⅱ顶部入口连接，吸附塔Ⅰ和吸附塔Ⅱ的下底端经闸阀Ⅲ和闸阀Ⅳ并联连接后与二氧化碳冷凝器51入口连接。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、本专利技术主要采用原料气粗分离、蒸馏、冷凝液化、吸附再生、高压提馏、储存增压提纯技术，集吸附法、低温分离法及高压提馏技术于一体。该系统结构设计、连接、布局合理，成本低，充分利用本系统能源，节能降耗，实现气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳规模化生产。所制备工业液体二氧化碳纯度高于99.9%，符合国家规定标准，可广泛应用于二氧化碳焊接保护气、化工原料、油田压注驱油等领域。2、因本专利技术采用原料气粗分离、再沸蒸馏、冷凝液化、吸附再生、高压提馏、储存增压提纯技术，充分利用各种设施分离提纯的特点及性质，集吸附法、低温分离法及高压提馏技术于一体，确保进入二氧化碳储罐的液体二氧化碳高于99.9%，水份露点低于-65℃，无游离水和油分，符合国家、行业相关标准规定，可广泛应用于二氧化碳焊接保护气、化工原料、油田压注驱油等领域。3、因吸附塔41设置为一开一备双塔结构，双塔轮流吸附、再生，既安全又高效。4、因设置有二氧化碳压缩机，利用二氧化碳压缩机将二氧化碳储罐内的气态二氧化碳抽回，不仅使储罐压力得到控制并进一步提高产品质量，压缩后的二氧化碳得到较高的温升，经出口缓冲罐后进入二氧化碳汽化器的管程，与壳程的油水二氧化碳进行换热后经再生气换热器和提馏再沸器进入吸附塔入口，实现热量的多次重复利用和储罐气相二氧化碳的进一步分离提纯。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术的蒸馏单元连接结构示意图。图3是本专利技术的吸附再生单元中吸附塔设置结构示意图。图4是本专利技术的吸附再生单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，主要由井口分离单元（1）、再沸蒸馏单元（2）、冷凝液化单元（3）、吸附再生单元（4）、高压提馏单元（5）及储存增压单元（6）组成，所述井口分离单元（1）的气液出口与蒸馏再沸器（21）的气液入口管线连接，蒸馏再沸器（21）的气相出口与蒸馏塔（22）的中下部气相入口、蒸馏塔（22）的顶部气相出口与吸附塔（41）的气相入口、吸附塔（41）的下部气相出口与二氧化碳冷凝器（51）的中部气相入口、二氧化碳冷凝器（51）的液相出口与高压提馏塔（52）的液相入口通过管线依次首尾连接，高压提馏塔（52）的下部液相出口经成品中间罐（61）与二氧化碳储罐（63）管线连接。

【技术特征摘要】
1.一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其特征在于，主要由井口
分离单元（1）、再沸蒸馏单元（2）、冷凝液化单元（3）、吸附再生单元（4）、高压提馏单元（5）及
储存增压单元（6）组成，所述井口分离单元（1）的气液出口与蒸馏再沸器（21）的气液入口管
线连接，蒸馏再沸器（21）的气相出口与蒸馏塔（22）的中下部气相入口、蒸馏塔（22）的顶部
气相出口与吸附塔（41）的气相入口、吸附塔（41）的下部气相出口与二氧化碳冷凝器（51）的
中部气相入口、二氧化碳冷凝器（51）的液相出口与高压提馏塔（52）的液相入口通过管线依
次首尾连接，高压提馏塔（52）的下部液相出口经成品中间罐（61）与二氧化碳储罐（63）管线
连接。
2.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其
特征在于，所述井口分离单元（1）是由井口（11）、井口分离器（12）、污水处理池（13）及减压
阀Ⅰ（14）组成的，所述井口（11）的原料出口与井口分离器（12）入口、井口分离器（12）的中下
部气液出口与减压阀Ⅰ（14）的入口通过管线依次首尾连接，井口分离器（12）下部污水出口
与污水处理池（13）管线连接。
3.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其
特征在于，所述再沸蒸馏单元（2）是由蒸馏再沸器（21），氨螺杆压缩机（212），蒸馏塔（22），
二氧化碳汽化器（23），回流泵（24）及油水分离器（25）组成的，所述蒸馏再沸器（21）分别与
减压阀Ⅰ（14）的气液出口、氨螺杆压缩机（212）输出端、蒸馏塔（22）的中下部气相入口、蒸馏
塔（22）底部液相二氧化碳出口及二氧化碳汽化器（23）中部的液相入口管线连接，所述二氧
化碳汽化器（23）还分别与油水分离器（25）入口、二氧化碳压缩机出口缓冲罐（67）出口及再
生气换热器（42）入口管线连接。
4.根据权利要求1所述的一种气田二氧化碳制备工业液体二氧化碳分离提纯系统，其
特征在于，所述冷凝液化单元（3）是由回流液冷凝器（31）、回流液中间罐（32）组成的，蒸馏
塔（22）顶端其中一路气相出口回流液与回流液冷凝器（31）入口连接，回流液冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭一宪，丁成扬，蔡清峰，顾锋，李航，夏东航，李有刚，郭鑫，张金峰，黄岩，
申请(专利权)人：江苏华扬液碳有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32