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1、1 生产车间工艺操作规程1)二 氧 化 碳 的 物 理 性 质为了便于生产操作管理，本处列出与装置有关的二氧化碳物理性质数据，以便工作时参考。表 1 二 氧 化 碳 的 相 变 参 数性 质 数 值 性 质 数 值三 相 点 ：温 度 ，压 力 ，MPa汽 化 热 ，kJ/kg熔 化 热 ，kJ/kg-56.570.518347195.82 升 华 状 态 ：温 度 ，升 华 热 ，kJ/kg固 态 密 度 kg/m3气 态 密 度 kg/m30.101MPa-78.5573.615622.814（-78.5）表 2 液 体 二 氧 化 碳 密 度 -温 度 对 照 表温 度 密 度 kg m
2、3 温 度 密 度 kg m331.030.027.525.022.520.017.515.012.510.07.55.02.50.0-2.5-5.0-7.5-10.0463.9596.4661.0705.8741.2770.7795.5817.0838.5858.0876.0893.1910.0924.0940.0953.0968.0980.8-12.5-15.0-17.5-20.0-22.5-25.0-27.5-30.0-32.5-35.0-37.5-40.0-42.5-45.0-47.5-50.0-55.0993.81008.11018.51029.91041.71052.61063.6
3、1074.21084.51094.91105.01115.01125.01134.51144.41153.51172.1表 3 二 氧 化 碳 在 不 同 温 度 下 的 汽 化 热温 度 汽 化 热 kJ/kg 温 度 汽 化 热 kJ/kg-56.57-55-50-45-40-35-30-25-20-15347.77345.18337.06328.82320.41311.75302.80293.63283.63270.04-10-505101520253031261.54248.95234.85219.03201.21180.20155.23119.3762.970.00表 5 液 体 二
4、 氧 化 碳 饱 和 蒸 汽 压温 度 饱 和 蒸 汽 压 kPa温 度 饱 和 蒸 汽 压 kPa温 度 饱 和 蒸 汽 压 kPa温 度 饱 和 蒸 汽 压 kPa-59-58-57-56-55-54-53-52-51-50-49465.96487.15509.05531.67555.05579.19604.10629.80656.30695.65711.8-36-35-34-33-32-31-30-29-28-27-261162.01203.81246.61290.41335.51381.61428.91477.51527.21578.31630.4-13-12-11-10-9-8-7-
5、6-5-4-32430.22501.72574.72649.42725.52803.22882.72963.63046.33130.73216.710111213141516171819204501.44613.94728.54845.34964.45085.75209.35335.15463.55549.25727.4-48-47-46-45-44-43-42-41-40-39-38-37740.9770.7801.5833.3865.8899.4933.9969.41005.91043.41081.91121.5-25-24-23-22-21-20-19-18-17-16-15-14168
6、3.91738.51794.61852.01910.61970.62032.02094.82159.02224.62291.72360.2-2-101234567893304.53394.03485.33578.43673.33769.93868.63969.14071.54176.04282.44390.821222324252627282930315863.16001.46142.46286.16432.86582.16734.66890.17048.97210.97376.3表 6 二 氧 化 碳 的 工 程 量 值性 质 数 值 性 质 数 值气 体 粘 度 ，mPas表 面 张 力
7、，mN/m比 热 容 ，kJ/(kgK)CpCv0.0138(0,0.101MPa)9.13(-25)(0,0.101MPa)0.8450.651热 导 率折 射 率52.75(0,0.101MPa)/W/(mK)1.0004506(0,0.101MPa,=546.1)2)液 体 二 氧 化 碳 产 品 规 格本装置生产的产品：质量符合 GB10621-2006 标准的食品 级二氧化碳产品。表 7 GB10621-2006 食 品 添 加 剂 -液 体 二 氧 化 碳 标 准序号 项目 指标1 二氧化碳含量10 -2（V/V） 99.92 水分，10 -6（V） 203 酸度 按5.4检验合格
8、4 一氧化氮，10 -6（V/V） 2.55 二氧化氮，10 -6（V/V） 2.56 二氧化硫，10 -6（V/V） 1.07 总硫（除二氧化硫外，以硫计） ,10 -6（V/V） 0.18 碳氢化合物总量(以甲烷计), 10 -6（V/ V） 50(其中非甲烷烃不超过20)9 苯,10 -6（V/V） 0.0210 甲醇，10 -6（V/V） 1011 乙醇，10 -6（V/V） 1012 乙醛, 10 -6（V/V） 0.213 其它含氧有机物，10 -6（V/V） 1.014 氯乙烯，10 -6（V/V） 0.315 油脂，10 -6（m/m） 516 水溶液气味、味道及外观 按5.1
9、0检验合格17 蒸发残渣，10 -6（m/m） 1018 氧气,10 -6（V/V） 3019 一氧化碳,10 -6（V/V） 1020 氨,10 -6（V/V） 2.521 磷化氢,10 -6（V/V） 0.322 氰化氢,10 -6（V/V） 0.5注:其它含氧有机物包括二甲醚、环氧乙烷、丙酮、正、异丙醇、正、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯。3)生 产 工 序 说 明本装置通过对二氧化碳原料气进行压缩，然后依次经过“ 夹心饼”精脱硫、催化氧化脱烃、分子筛干燥、冷凝液化、浅低温提 纯等工序，得到质量符合GB10621-2006 标准的食品级二氧化碳产品。3.1 脱 硫二氧化碳原料气中含有以 H
10、2S、COS 为主的多种形态的硫化物，脱硫的目的一是保证产品质量，二是保 护脱烃催化剂。脱硫的任务及指标是保证原料气中的总硫0.1ppm。本装置采用“夹心饼”精脱硫工艺，即原料气先经过氧化铁预脱硫，脱除原料气中的绝大部分 H2S，然后再 经过水解塔，将原料气中的 COS 转化为 H2S，然后在经过活性炭精脱硫塔，脱除残余的 H2S。主要反 应如下：预脱硫塔：Fe 2O3 .H2O+3H2S= Fe2S3 .H2O+3H2OFe2O3 .H2O+3H2S=2 FeS+S+4H2O水 解 塔：COS+H2O=H 2S+CO2精脱硫塔：H 2S12O 2SH 2O3.2 催 化 氧 化 脱 烃催化氧
11、化脱烃的主要目的是脱除原料气中的 H2、CO、烃类（碳氢化合物）等可燃杂质。原料气经过预热 至 380后进入脱烃塔，在脱烃塔中贵金属（活性氧化铝负载铂、 钯）催化剂存在的条件下，原料气中的可燃杂质与 O2发生催化燃烧反应，生成 CO2 和 H2O，脱烃过程操作温度为 380500。由于硫化物会使脱烃催化剂中毒，因此必须保证进 入脱烃系统原料气中的总硫0.1ppm。3.3 分 子 筛 脱 水利用分子筛将原料气中的微量水脱除，保证原料气中的水分20ppm， 分子筛吸附饱和后加热再生循环使用。分子筛吸附塔一共设置两台，一台吸附，一台再生，切换 使用，采用热再生方式进行再生，利用放空尾气进行吹冷。3.
12、4 液 化 提 纯原料气经过液化后进入提纯塔进行精馏提纯，利用精馏原理，根据二氧化碳与杂质组分的沸点不同，在特定条件下将杂质加以分离，提高二氧化碳纯度，降低消耗。4)工 艺 流 程 简 述从界外来的原料气进入压缩机（C0101）， 压缩过程中，从 压缩机二段引出去预脱硫塔（T0201A/B），脱除原料气中的 H2S。预脱硫塔共设置 2 台，可串可并，根据脱硫剂的使用情况进行串联或并联使用。经过预脱硫后的原料气返回压缩机（C0101）三段入口， 经过 三段压缩后，经过脱硫加 热器预热至 6090后进入水解塔（T0202），将原料气中的有机硫水解为无机硫，然后进入精脱硫塔（T0203）脱除原料气中
13、残余的 H2S。从精脱硫塔出来脱硫合格的原料气，经过脱烃热交（E0202）预热 380，再经过脱烃电加热器（F0201）后进入脱烃塔（T0204），当温度不够时，开脱烃电加热器（F0201 ）进行提温。脱烃塔（T0204）出来的高温原料气经过脱烃热交（E0202）回收热量后，经过脱硫水冷器（E0203）冷却至常温，然后经过除湿器（E0204）与回冰机系统的气氨换热而被冷却至 -5，冷却除湿除去原料气中的部分水分，除湿器（E0204）出来的原料气进入分子筛塔（T0205A/B），经过分子筛吸附脱水使水分20ppm，分子筛塔一开一备 ，当水份接近 20ppm 时， 则启用备用塔，该塔退出再生 (再
14、生时引入经电加热器加热至约 250的空气进行再生，当再生气出口温度150 时，再生 结束，用提纯塔放空气冷却到 35后备用）。从分子筛塔（T0205A/B）出来干燥合格的原料气，进入冷凝器（E0205）与冰机系统来的液氨换热被冷凝液化（约-15） ，然后进入提纯塔（ T0206）进行精馏提纯，提纯塔釜加热盘管利用分子筛塔出口的常温原料气提供热量，维持塔底温度在约-13左右，进入提纯塔（T0206）的液体 CO2 与塔釜上来的热气体进行传热传质，将低沸点杂质蒸发，塔顶通过加液氨将塔下部与杂质气体一起蒸发的二氧化碳重新冷凝形成回流，提高二氧化碳回收率。出提纯塔（T0206）底部的液体二氧化碳进入过冷器（E0206）进一步冷却后进入低温贮槽（V0401） 。5) 主 要 工 艺 指 标5.1 压 力 (表 压 MPa)进预脱硫系统（压缩机二段出口）压力：0.750.95压缩机三段出口压力：2.62.9提纯塔压力：2.552.85（根据产品纯度调节）贮槽压力： 1.82.15电加热器压力：常压氨压缩机进口压力：00.1氨压缩机出口压力： 1.56储氨器压力： 1.56冰机喷油压力大于冰机出口压力 0.150.3二氧化碳压缩机操作指标见随机说明书5.2
