《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》是珠海共同低碳科技股份有限公司於2007年10月18日申請的專利，該專利申請號為2007101636917，公布號為CN101205064，公布日為2008年6月25日，發明人是吳江。
《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》提供了一種二氧化碳脫烴系統，包括第一加壓控溫器、氣液分離過濾器、第二加壓控溫器和精餾塔。其中，加壓控溫器用於在原料氣壓力一定的情況下，將原料氣體的溫度控制在低於重組分烴液化點，而高於二氧化碳液化點的區間內；氣液分離過濾器用於將重組分烴與輕組分烴及二氧化碳分離開來；第二加壓控溫器用於將系統溫度降低到低於二氧化碳液化點，高於輕組分烴液化點區間內；精餾塔用於將輕組分的烴與液體二氧化碳進行分離。採用根據該發明所述的二氧化碳脫烴系統能達到食品級二氧化碳對含烴量的要求，並且可以顯著降低二氧化碳提純設備的投資和運行成本。
2021年6月24日，《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種二氧化碳脫烴系統及其方法
- 公布號：CN101205064
- 申請人：珠海共同低碳科技股份有限公司
- 發明人：吳江
- 申請號：2007101636917
- 申請日：2007年10月18日
- 公布日：2008年6月25日
- 地址：廣東省珠海市珠海大道1號華發新城29棟703
- 代理機構：北京安博達智慧財產權代理有限公司
- 代理人：宋朝政
- Int. Cl.：C01B31/20; C01B32/50
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,專利榮譽,
專利背景
截至2007年10月，二氧化碳提純液化項目主要用於化工、水泥、釀造及大型燃燒裝置（火電站、煤礦、鋼鐵廠等）二氧化碳尾氣的回收利用，是治理污染、節能減排、循環經濟的一項重要產業。烴是二氧化碳尾氣中常見雜質，並占有重要部分，而中國食品級二氧化碳標準（GB10621-2006）要求烴含量不得超過50百萬分比濃度，其中非甲烷烴不得超過20百萬分比濃度。相關二氧化碳脫烴工藝所採用的基本為催化氧化法，俗稱燃燒法除烴。即用含Pt或/和Pd貴金屬脫烴催化劑，或THC-1貴金屬脫烴催化劑等將二氧化碳中的烴通過高溫加氧氧化後去除。該方法的缺點包括：1、催化劑昂貴；2、在製冷系統中引入了加熱，加熱後反過來降溫，導致能耗極高；3、加入原料氣中的氧不能完全氧化，導致在二氧化碳中有氧殘留，需要後續步驟處理；4、烴在氧化後會生成水，因此在原料氣中增加了其他雜質，導致後處理脫水工段負荷加大。可見，採用催化氧化法進行脫烴一次性投資和運行成本都高，很不經濟。
發明內容
專利目的
《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》根據二氧化碳氣體中烴的物理形態，將不同組分的烴依照其物理特性，用物理方法分別進行處理。一般來講，二氧化碳原料氣中的烴包含以下幾種：（見表一）
序號 | 名稱 | 分子式 | 分子量 | 密度（千克/立方米） | 熔點（標態下開爾文） | 沸點（標態下開爾文） |
|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 甲烷 | CH4 | 16.034 | 0.7167 | 90.65 | 190.7 |
2 | 乙烯 | C2H4 | 26.083 | 1.2610 | 104.05 | 169.45 |
3 | 丙烷 | C3H8 | 44.097 | 2.005 | 85.45 | 231.05 |
4 | 其他重烴 | C4以上 | - | - | - | 231以上 |
而二氧化碳性質如下：（見表二）
序號 | 名稱 | 分子式 | 分子量 | 密度（千克/立方米） | 熔點（標態下開爾文） | 沸點（標態下開爾文） |
|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 二氧化碳 | CO2 | 44.001 | 1.977 | 194.75 | 215.55 |
根據以上性質，二氧化碳中的烴可以分為兩部分：
1.輕組分烴，包含甲烷、乙烯等沸點比二氧化碳沸點低的低碳烴。
2.重組分烴，包含丙烷、苯等沸點比二氧化碳高的高碳烴。
《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》的目的是提供一種二氧化碳脫烴系統。
《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》的另一目的在於提供一種二氧化碳脫烴的方法。
技術方案
《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》的目的實現方案是：一種二氧化碳脫烴系統，包括第一加壓控溫器、氣液分離過濾器、第二加壓控溫器和精餾塔，其中，第一加壓控溫器用於在原料氣壓力一定的情況下，將原料氣體的溫度控制在低於重組分烴液化點，而高於二氧化碳液化點的區間內；氣液分離過濾器用於將重組分烴與輕組分烴及二氧化碳分離開來；第二加壓控溫器用於將系統溫度降低到低於二氧化碳液化點，而高於輕組分烴液化點區間內；精餾塔用於將輕組分的烴與液體二氧化碳進行分離。
《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》的另一目的實現方案是：一種二氧化碳脫烴的方法，包括以下步驟：
a）對含有烴的二氧化碳氣體進行加壓，並將溫度控制在低於重組分烴液化點，而高於二氧化碳液化點的區間內；
b）用氣液分離過濾器將液態的重組分烴與氣態的輕組分烴及二氧化碳分離開來；
c）對得到的輕組分烴及二氧化碳氣體混合物進行加壓，並將氣體溫度降低到低於二氧化碳液化點，而高於輕組分烴液化點區間內；
d）用精餾塔將氣態的輕組分烴與液態的二氧化碳進行分離，得到脫烴的二氧化碳。
改善效果
採用根據《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》所述的二氧化碳脫烴系統和脫烴方法，能達到食品級二氧化碳對含烴量的要求，並且可以顯著降低二氧化碳提純設備的投資和運行成本。
附圖說明
圖1是《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》所述二氧化碳脫烴系統的結構圖。
《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》圖1
技術領域
《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》涉及一種二氧化碳脫烴系統及其方法，屬於以媒為原料的二氧化碳原料氣生產食品二氧化碳脫烴的技術領域。
權利要求
1.一種二氧化碳脫烴系統，包括第一加壓控溫器、氣液分離過濾器、第二加壓控溫器和精餾塔，其中，第一加壓控溫器用於在原料氣壓力一定的情況下，將原料氣體的溫度控制在低於重組分烴液化點，而高於二氧化碳液化點的區間內；氣液分離過濾器用於將重組分烴與輕組分烴及二氧化碳分離開來；第二加壓控溫器用於將系統溫度降低到低於二氧化碳液化點，而高於輕組分烴液化點區間內；精餾塔用於將輕組分的烴與液體二氧化碳進行分離。
2.根據權利要求1所述的二氧化碳脫烴系統，其特徵在於所述氣液分離過濾器採用的是1微米和0.1微米的雙級精密過濾芯。
3.一種二氧化碳脫烴的方法，其特徵在於包括以下步驟：a）對含有烴的二氧化碳氣體進行加壓，並將溫度控制在低於重組分烴液化點，而高於二氧化碳液化點的區間內；b）用氣液分離過濾器將液態的重組分烴與氣態的輕組分烴及二氧化碳分離開來；c）對得到的輕組分烴及二氧化碳氣體混合物進行加壓，並將氣體溫度降低到低於二氧化碳液化點，而高於輕組分烴液化點區間內；d）用精餾塔將氣態的輕組分烴與液態的二氧化碳進行分離，得到脫烴的二氧化碳。
實施方式
如圖1所示，《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》所述的二氧化碳脫烴系統，包括第一加壓控溫器1、氣液分離過濾器2、第二加壓控溫器3和精餾塔4。原料氣體二氧化碳在第一加壓控溫器中被控制在的2.5兆帕（表壓）壓力下，溫度被控制在10攝氏度，低於重組分烴的液化點，而高於二氧化碳的液化點。這時，重組分烴已經液化，並呈現油霧態，二氧化碳和輕組分烴為氣態。氣液分離過濾器2採用雙級精密過濾芯（1微米以及0.1微米），將液態的重組分烴與氣態的二氧化碳和輕組分烴進行過濾分離，使原料氣的重烴含量達到食品級二氧化碳的要求，得到主要為二氧化碳和輕組分烴的氣體混合物。第二加壓控溫器3在保持系統壓力的前提下，將系統溫度降低到低於二氧化碳液化點（-10.2攝氏度），高於輕組分烴液化點（以甲烷來說，2.5兆帕（表壓）壓力下液化點為-107.5攝氏度）區間內。這時，二氧化碳為液態，輕組分烴為氣態，被送入精餾塔4中。精餾塔4將輕組分烴與液體二氧化碳進行分離，達到食品級二氧化碳對含烴量的要求。
採用根據《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》所述的二氧化碳脫烴系統能達到食品級二氧化碳對含烴量的要求，並且可以顯著降低二氧化碳提純設備的投資和運行成本。
專利榮譽
2021年6月24日，《一種二氧化碳脫烴系統及其方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。
