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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-78.5573.61562 2.814（-78.5）表2 液体二氧化碳密度-温度对照表温度 密度kgm3温度 密度kgm331.030.027.525.022.520.017.515.012.510.07.55.02.50.0-2.5-5
2、.0-7.5-10.0463.9596.4661.0705.8741.2770.7795.5817.0838.5858.0876.0893.1910.0924.0940.0953.0968.0980.8-12.5-15.0-17.5-20.0-22.5-25.0-27.5-30.0-32.5-35.0-37.5-40.0-42.5-45.0-47.5-50.0-55.0993.81008.11018.51029.91041.71052.61063.61074.21084.51094.91105.01115.01125.01134.51144.41153.51172.1表3 二氧化碳在不同温度下
3、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-59-58-57-56-55-54-53-52-51-50-49-48-47-4
4、6-45-44-43-42-41-40-39-38-37465.96487.15509.05531.67555.05579.19604.10629.80656.30695.65711.8740.9770.7801.5833.3865.8899.4933.9969.41005.91043.41081.91121.5-36-35-34-33-32-31-30-29-28-27-26-25-24-23-22-21-20-19-18-17-16-15-141162.01203.81246.61290.41335.51381.61428.91477.51527.21578.31630.41683.917
5、38.51794.61852.01910.61970.62032.02094.82159.02224.62291.72360.2-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-101234567892430.22501.72574.72649.42725.52803.22882.72963.63046.33130.73216.73304.53394.03485.33578.43673.33769.93868.63969.14071.54176.04282.44390.8101112131415161718192021222324252627282930314501.44613.947
6、28.54845.34964.45085.75209.35335.15463.55549.25727.45863.16001.46142.46286.16432.86582.16734.66890.17048.97210.97376.3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，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
7、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,
8、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5.10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
9、、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H2S、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：Fe2O3 .H2O+3H2S= Fe2S3 .H2O+3H2OFe2O3 .H2O+3H2S=2 FeS+S+4H2
10、O水 解 塔：COS+H2O=H2S+CO2精脱硫塔：H2S12O2SH2O3.2 催化氧化脱烃催化氧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，
11、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。3.4 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
12、入精脱硫塔（T0203）脱除原料气中残余的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
