[发明专利]一种改进的食品级液体二氧化碳产品的生产方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及二氧化碳的生产方法，具体涉及一种食品级液体二氧化碳产品的生产方法。

背景技术

图2示出一种食品级液体二氧化碳产品的生产方法，包括下述步骤：

(1)第一压缩工序30

将来自界区外的含有机械水、甲烷、乙烯、苯等杂质的二氧化碳含量约为99.2％的二氧化碳原料气体经水洗后，与经受孔板流量计1控制的调节阀2调解进入的化学反应稍微过量的氧气混合，一起进入预冷器10预冷，经过第一水分离器20除去机械水后进入第一压缩工序30，经一级压缩机31升压至0.1～0.35MPa和二级压缩机32升压至0.8～1.2MPa，从二级压缩机32出来的含有甲烷、乙烯、苯等杂质的二氧化碳气体和氧气的温度为125～135℃，然后送到脱烃工序50。

(2)脱烃工序50

来自第一压缩工序30的含有甲烷、乙烯、苯等杂质的二氧化碳气体和稍微过量的氧气首先进入脱烃预热器51预热到215～225℃，然后经过脱烃加热器52加热到480～520℃，最后进入脱烃反应器53。在脱烃反应器53内含有甲烷、乙烯、苯等杂质的二氧化碳气体中的甲烷、乙烯与氧气在高温高压和活性组分为铂和钯、载体为氧化铝的催化剂的作用下发生化学反应，生成二氧化碳和水。当脱烃预热器51为列管式换热器时，从脱烃反应器53出来的高温气体返回脱烃预热器51的壳程，与管程的来自第一压缩工序30的含有甲烷、乙烯、苯等杂质的二氧化碳气体和氧气换热后，先经热交换器130与下述的汇合气流进行换热，再经过水冷却器60降温和第二水分离器70分离机械水，进入净化工序80。通过脱烃工序50，来自第一压缩工序30的含有甲烷、乙烯、苯等杂质的二氧化碳气体中的绝大部分甲烷、乙烯转化成了二氧化碳和水，因此，进入净化工序80的二氧化碳气体中含有没有进行化学反应的微量甲烷和乙烯，以及微量氧气和新生成的但第二水分离器70不能分离的微量水蒸汽等杂质。脱烃加热器52可为电加热器。脱烃反应器53可具有一般催化反应器的结构。

(3)净化工序80

采用变温吸附工艺，多台净化器切换工作，当某一台或数台净化器81处于吸附状态时，另一台或数台净化器82处于再生状态，其余的一台或数台净化器83则处于备用状态，常温吸附杂质、高温脱附杂质，由装填在净化器内的氧化铝和硅胶吸附剂对来自第二水分离器70的含有微量甲烷、乙烯、氧气、苯和水蒸气等杂质的二氧化碳气体中的微量水蒸气(PPM级)和微量苯(PPB级)选择性吸附，对来自第二水分离器70的含有微量甲烷、乙烯、氧气、苯和水蒸气等杂质的二氧化碳气体进行净化。

①吸附

来自第二水分离器70的含有微量甲烷、乙烯、氧气、苯和水蒸气等杂质的二氧化碳气体从通常称为吸附塔的净化器81底部进入吸附塔，从吸附塔的顶部排出，在吸附塔中，吸附剂对微量水蒸气和微量苯等进行有效吸附，使吸附塔出口端的气体中的水和苯等指标达到相应设计指标或规定标准，然后送到第二压缩工序150，吸附剂吸附至一定时间后，预计吸附剂接近饱和时停止吸附。

②逆向放压

吸附步骤结束后，将吸附塔内的含有微量甲烷、乙烯、氧气等杂质的二氧化碳气体逆着吸附方向限流卸压排出净化器81外，结束后吸附塔内的压力接近常压。

③加热脱附杂质

从蒸馏提纯工序100的蒸馏提纯塔101顶部排出的含有少量未冷凝二氧化碳气体和大量甲烷、乙烯、氧气的气体混合物，经调节阀1013节流膨胀后温度降低，进入蒸馏提纯塔101上部的换热器1012壳程，与在换热器1012管程内上升的闪蒸气换热，闪蒸气中的部分未冷凝二氧化碳气体被冷凝落入蒸馏提纯塔101塔釜内，其余的则成为上述的气体混合物从蒸馏提纯塔101顶部排出，该气体混合物经调节阀1013节流膨胀后温度降低，进入蒸馏提纯塔101上部的换热器1012壳程，从换热器1012壳程出来的气体混合物经调节阀1014再次节流膨胀后降压至0.05MPa，与从产品液体二氧化碳贮罐112顶部排出的闪蒸气汇合在一起后形成的汇合气流的一部分进入热交换器130，与来自脱烃工序50的脱烃预热器51的含有微量甲烷、乙烯、氧气、苯和水蒸气等杂质的二氧化碳气体换热后进入电加热器140被加热升温至180～235℃，进入正处于加热脱附杂质步骤的净化器81即吸附塔内，逆着吸附的方向冲洗吸附剂，使吸附剂吸附的杂质被加热解吸，吸附剂得到充分再生，然后作为废气排放。

④冷却吸附剂