[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

摘要

本发明公开一种改进的食品级液体二氧化碳产品的生产方法，包括下列步骤：(1)第一压缩工序；(2)脱烃工序；(3)净化工序；(4)第二压缩工序；(5)液化工序；(6)蒸馏提纯工序和(7)冷冻工序。采用本发明的食品级液体二氧化碳产品的生产方法，不但使产品液态二氧化碳贮罐顶部的高压闪蒸气气态二氧化碳的能量得到了更加充分的利用，而且节省大量电能，降低了生产能耗和生产成本。

主权项

一种食品级液体二氧化碳产品的生产方法，包括下列步骤：(1)第一压缩工序将含有机械水、甲烷、乙烯、苯等杂质的二氧化碳原料气体和化学反应稍微过量的氧气经过第一水分离器除去机械水后进入第一压缩工序，经一级压缩机升压至0.1～0.35Mpa和二级压缩机升压至0.8～1.2MPa，然后送到脱烃工序；(2)脱烃工序来自第一压缩工序的含有甲烷、乙烯、苯等杂质的二氧化碳气体和化学反应稍微过量的氧气进入脱烃工序，绝大部分甲烷、乙烯转变成二氧化碳和水，脱烃后经第二水分离器分离机械水后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、微量氧气，微量水蒸汽以及微量苯等杂质，然后送到净化工序；(3)净化工序采用变温吸附工艺，多台净化器切换工作，当某一台或数台净化器处于吸附状态时，其余的净化器则处于再生状态，常温吸附杂质、高温脱附杂质，由装填在净化工序的净化器内的吸附剂对来自第二水分离器的含有微量甲烷和乙烯、微量氧气，微量水蒸汽以及微量苯等杂质的二氧化碳气体中的PPM级的微量水蒸气和PPB级的微量苯进行选择性吸附，对来自第二水分离器的含有微量甲烷和乙烯、微量氧气，微量水蒸汽以及微量苯等杂质的二氧化碳气体进行净化，净化后的二氧化碳气体中含有微量甲烷、乙烯和氧气等杂质，然后送到第二压缩工序，净化工序中用于吸附剂再生的气体来自汇合气流；(4)第二压缩工序来自净化工序的含有微量甲烷、乙烯和氧气等杂质的二氧化碳气 体进入第二压缩工序，经第二压缩工序的压缩机升压至2.3～2.8MPa，然后一部分直接送到液化工序，另一部分送到蒸馏提纯工序的再沸器入口，从再沸器出口排出，再送到液化工序；(5)液化工序一部分直接来自第二压缩工序的含有微量甲烷、乙烯和氧气等杂质的二氧化碳气体和另一部分从蒸馏提纯工序的再沸器出口排出的含有微量甲烷、乙烯和氧气等杂质的二氧化碳气体进入液化工序的蒸发冷凝器进行液化，大部分含有微量甲烷、乙烯和氧气等杂质的二氧化碳气体被液化，然后与未冷凝二氧化碳气体和微量的甲烷、乙烯和氧气等杂质一起送到蒸馏提纯工序，进入液化工序的蒸发冷凝器的液体制冷剂来自冷冻工序的液体制冷剂储罐，从液化工序的蒸发冷凝器排出的低温气体制冷剂被送至冷冻工序的低温气体制冷剂缓冲罐；(6)蒸馏提纯工序来自液化工序的含有未冷凝二氧化碳气体和微量甲烷、乙烯和氧气等杂质的液化后的二氧化碳进入蒸馏提纯工序的蒸馏提纯塔塔釜进行蒸馏提纯，甲烷、乙烯和氧气等杂质和未冷凝二氧化碳气体从液化后的二氧化碳中蒸馏出来，称为闪蒸气，在塔釜下部得到产品液体二氧化碳，产品液体二氧化碳被送至产品液体二氧化碳储罐；闪蒸气从塔釜上升，与来自液化工序的含有未冷凝二氧化碳气体和微量甲烷、乙烯和氧气的液化后的二氧化碳接触，闪蒸气中的部分未冷凝二氧化碳气体被冷凝，落入塔釜内；闪蒸气继续上升，进入蒸馏提纯塔上部的换热器管程，与经第一调节阀节流膨胀温度降低后进入换热器壳程的气体混合物换热，闪蒸气中的部分未冷凝二氧化碳气体被冷凝，落入塔釜内；闪蒸气离开换热器管程，成为含有少量未冷凝二氧化碳气体和大量甲烷、乙烯和氧气等杂质的气体混合物，从蒸馏提纯塔顶部排出，经第一调节阀节流膨胀温度降低后进入换热器壳程，从 换热器壳程排出，经第二调节阀节流膨胀温度降低后，含有少量未冷凝二氧化碳气体和大量甲烷、乙烯和氧气等杂质的气体混合物与从气体透平机排出的气态二氧化碳汇合一起后形成汇合气流，汇合气流进入净化工序中用于吸附剂的再生；(7)冷冻工序来自液化工序的蒸发冷凝器的低温气体制冷剂进入冷冻工序的低温气体制冷剂缓冲罐，然后被吸入螺杆式压缩机压缩成高温高压气体制冷剂，高温高压气体制冷剂被送入气体制冷剂水冷器降温后液化，变成高压液体制冷剂，高压液体制冷剂流入液体制冷剂储罐；气体制冷剂水冷器为蒸发式冷凝器，气体制冷剂水冷器的冷却风机由气体透平机驱动，产品液态二氧化碳贮罐顶部的高压闪蒸气气态二氧化碳被输送至气体透平机入口，作为驱动气体透平机的动力气体，从气体透平机排出的气态二氧化碳与从蒸馏提纯工序的提纯塔上部的换热器壳程出来的经调节阀降压的气体混合物汇合一起后形成汇合气流，汇合气流进入净化工序中用于吸附剂的再生。