[发明专利]食品级液体二氧化碳产品生产中减少二氧化碳排放量的方法

摘要

本发明涉及二氧化碳的生产方法，具体公开一种食品级液体二氧化碳产品生产中减少二氧化碳排放量的方法，包括下列步骤：(1)脱氮工序；(2)第一压缩工序；(3)脱硫工序；(4)脱烃工序；(5)净化工序；(6)第二压缩工序；(7)液化工序；(8)蒸馏提纯工序。采用该方法，能够大大减少二氧化碳排放量。

主权项

一种食品级液体二氧化碳产品生产中减少二氧化碳排放量的方法，包括下列步骤：(1)脱氮工序来自界区外的不含有机械水、乙炔和烃等杂质的干空气经受孔板流量计控制的调节阀调解从脱氮工序的脱氮塔的底部进入脱氮塔内，与塔内沸石分子筛充分接触，干空气中的氮气被沸石分子筛吸附下来，氧气从脱氮塔的顶部流出，与来自界区外的含有机械水、硫、甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质的二氧化碳原料气体混合，送入第一压缩工序；(2)第一压缩工序来自界区外的含有机械水、硫、甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质的二氧化碳原料气体与从脱氮塔顶部流出的氧气混合后，进入第一压缩工序，经一级压缩机升压至0.25～0.35MPa和二级压缩机升压至0.9～1.2MPa，从二级压缩机出来的含有氧气和杂质的二氧化碳气体通过第一压缩工序自身的水冷却器冷却至常温，经过第一水分离器分离机械水，然后送到脱硫工序；(3)脱硫工序来自第一水分离器的含有氧气以及硫、甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质的二氧化碳气体从脱硫工序的脱硫塔的底部进入脱硫塔内，与塔内的活性碳充分接触，含有氧气和杂质的二氧化碳气体中的硫化氢被活性碳吸附下来，脱硫后含有氧气以及甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质的二氧化碳气体从脱硫塔的顶部流出，进入脱烃工序；(4)脱烃工序来自脱硫工序的含有氧气以及甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质的二氧化碳气体进入脱烃工序，在脱烃反应器内杂质中的甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯与化学反应稍微过量的氧气在温度为480～520℃、压力为0.9～1.2MPa、活性组分为铂和钯以及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，含有没有进行化学反应的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯以及微量氧气和新生成的但第二水分离器不能分离的微量水蒸汽等杂质的二氧化碳气体，先经过水冷却器降温，再经第二水分离器分离机械水，然后送到净化工序；(5)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氧化铝和硅胶吸附剂对来自第二水分离器的含有微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯以及微量氧气和微量水蒸汽等杂质的二氧化碳气体中的PPM级的微量水蒸气、PPM级的微量甲醇、PPM级微量甲烷、乙烷、丙烷和PPM级微量乙烯进行选择性吸附，对来自第二水分离器的含有没有进行化学反应的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯以及微量氧气和微量水蒸汽等杂质的二氧化碳气体进行净化，净化后的二氧化碳气体含有未被吸附的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质和微量氧气，然后送到第二压缩工序；净化工序包括①吸附、②逆向放压、③加热脱附杂质、④冷却吸附剂和⑤净化器充压步骤；其中，在③加热脱附杂质步骤和④冷却吸附剂中，从蒸馏提纯工序的蒸馏提纯塔上部的下部换热器壳程出来的气体混合物经调节阀节流膨胀后再次降压至0.05MPa，与从产品液体二氧化碳储罐排出的 闪蒸气汇合在一起后形成汇合气流，汇合气流直接进入处于④冷却吸附剂步骤的净化器中，逆着吸附的方向冲洗吸附剂，使吸附剂冷却降温，然后从处于④冷却吸附剂步骤的净化器排出，进入热交换器，与来自第二压缩工序的压缩机出口的压力为2.8～3.3MPa温度为110～120℃含有未被吸附的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质和微量氧气的二氧化碳气体换热后进入电加热器被加热升温至180～235℃，进入正处于③加热脱附杂质步骤的净化器即吸附塔内，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；(6)第二压缩工序来自净化工序的含有未被吸附的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质和微量氧气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2.8～3.3MPa，温度为110～120℃，进入热交换器与从处于④冷却吸附剂步骤的净化器排出的已将吸附剂冷却了的汇合气流换热，然后送到液化工序和蒸馏提纯工序；(7)液化工序来自第二压缩工序和蒸馏提纯工序的含有未被吸附的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质和微量氧气的二氧化碳气体进入液化工序的蒸发冷凝器进行液化，大部分含有杂质的二氧化碳气体被液化，然后液化后的二氧化碳与未冷凝二氧化碳气体和未被吸附的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质和微量氧气一起送到蒸馏提纯工序；(8)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未被吸附的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质和微量氧气的液化后的二氧化碳进入蒸馏提纯工序的提纯塔塔釜进行蒸馏提纯，未被吸附的微量甲 醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质和微量氧气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；其中，闪蒸气上升，经过下部波纹板规整填料、上部波纹板规整填料、下部换热器的管程和上部换热器的管程，最后，闪蒸气成为含有少量未冷凝二氧化碳气体和大量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和氧气的气体混合物，从蒸馏提纯工序的蒸馏提纯塔顶部排出，经第一调节阀节流膨胀后温度降低，进入蒸馏提纯塔上部的下部换热器壳程，从下部换热器壳程出来的气体混合物经第二调节阀节流膨胀后再次降压至0.05MPa，与从产品液体二氧化碳储罐排出的闪蒸气汇合在一起后形成汇合气流，汇合气流直接进入处于④冷却吸附剂步骤的净化器中，逆着吸附的方向冲洗吸附剂，使吸附剂冷却降温，然后从处于④冷却吸附剂步骤的净化器排出，进入热交换器，与来自第二压缩工序的压缩机出口的压力为2.8～3.3MPa温度为110～120℃含有未被吸附的微量甲醇、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等杂质和微量氧气的二氧化碳气体换热后进入电加热器被加热升温至180～235℃，进入正处于③加热脱附杂质步骤的净化器即吸附塔内，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。