二氧化碳生产工艺规程..讲解学习

四平健新气体有限公司

食品添加剂液体二氧化碳生产工艺规程

（一）工艺流程及主要设备

1. 整套二氧化碳回收装置分为三个工段，分别是：压缩吸附工段（100号）；精馏贮存工段（200号）；冷冻液化工段（300号）。工艺流程示意框图如下：

工艺流程示意框图

2. 主要设备

1. 压缩吸附工段（100号）

从酒精装置引来常压、低于40℃的二氧化碳原料气，在罗茨鼓风机的作用下首先进入水洗塔中,用循环水洗去原料气中的杂质并降低原料气的温度，由塔顶引出送入稳压罐中，稳压后的原料气体再由稳压罐上部引出送入二氧化碳压缩机中。

二氧化碳压缩机是三级压缩，分别把原料气由常压压缩到0.3、0.9和2.5MPa。每一级经过压缩后，气体分别进入到级间冷却器，由冷却水降温冷却，然后进入级间分水器分水，再进入到下一级压缩。原料气经三级压缩增压到2.5MPa后，送入第一冷却器中，用来自300号系统的液氨冷却降温到5～10℃，由分水罐分水，再进入第二冷却器中释放冷量。升温后的原料气由第二冷却器顶部引出经脱硫床脱去总硫和二硫化碳等组份后进入吸附床，甲醇、乙醇、乙醛等含氧有机物在吸附床中由吸附剂吸附除净。原料气由吸附床底部引出进入干燥床进行深度脱除水份和油脂。由干燥床顶部引出的二氧化碳气送进第二冷却器降温后，再进入预冷器进行深降温。压缩机设有进出口短路阀门，用以调节流量和压力。各分水器底部的排水分别连接到废水管网中。

脱硫床设计为两个同样大小体积的圆桶形，根据原料气中总硫和二氧化硫的含量，可并联或串联使用，也可只使用一个脱硫床，另一个为备用床。

吸附床同样设计为两个同样大小体积的圆桶形，在某一时间内，原料气由吸附床A顶部进入吸附床，重组分甲醇、乙醇、乙醛等含氧有机物杂质被吸附剂吸附，净化后的原料气由吸附床A底部引出送入干燥床中。

当吸附床A需要再生时，原料气经过阀门切换进入吸附床B中进行相同操作。此时引入残气作为再生气，通过电加热器A，将再生气逐渐加热到电加热器A出口为120℃，从吸附床A底部引入，反向把吸附的杂质解吸下来，再从吸附床A顶部引出经过阀门排空。保持吸附床顶部出口为80℃恒温1小时，就可以把杂质解吸干净。此时关闭加热电源，利用预冷器引过来的低温残气，迫使床层迅速降到常温，以备再用，如此便完成了一次循环。两个吸附床轮换操作，可以使生产连续进行。

干燥床也设计为两个同样大小体积的圆桶形。在某一时间内，原料气进入干燥床A中，在压力作用下水分、油脂等杂质被床内的吸附剂吸附，净化后的原料气体从干燥床A顶部引出，送入第二冷却器中。

当干燥床A吸水接近饱和后，原料气经过阀门切换进入干燥床B中进行相同操作。此时引入残气作为再生气，通过电加热器B，将再生气逐渐加热到电加热器B出口为250℃，从干燥床A顶部引入，反向把吸附的杂质解吸下来，从干燥床A底部引出经过阀门排空。如此保持干燥床底部出口为150℃恒温1小时，就可以把杂质解吸干净。此时关闭加热电源，利用预冷器引过来的低温残气，迫使床层迅速降到常温，以备再用，如此便完成了一次循环。两个干燥床轮换操作，可以使生产连续进行。

2. 精馏贮存工段（200号）

由300号工段中液化器引来的液体二氧化碳直接进入精馏塔中，液体二氧化碳中所含的氢气、氮气、氧气、甲烷等轻组分从塔顶部排除，食品级液体二氧化碳产品则从塔底部引出送入产品贮罐中贮存。

从精馏塔顶部排除的轻组分不凝气经节流降压到0.2Mpa，温度降到-10～-40℃左右，送到预冷器中回收冷量后排空，或用于电加热器、吸附床、干燥床吹冷降温床体后运载解吸气体再排空。

塔底再沸器所需要的热源是由螺杆式氨压缩机出口引出一小部分高温气氨供给。高温气氨放热给液体二氧化碳后变成液氨，经节流压力降到0.2Mpa左右，温度降到-15～-20℃送到液化器中换热变为气氨，经氨分器回到冷冻压缩机入口。

3. 冷冻液化工段（300号）

经过吸附、干燥、降温由100号工段中引来的原料气体，在液化器中被节流降温到-15～-20℃的液氨进一步冷却，原料气降温到-14℃左右，在此条件下气体中的绝大部分二氧化碳被液化，连同轻组分氮气、氧气、甲烷等一起被送到200号系统的精馏塔中。

使二氧化碳液化降温的液氨是由制冷系统提供的。气氨进入螺杆式冷冻机压缩到1.0Mpa左右，进入氨冷凝器中，被冷却水冷却为液氨后贮存在贮氨器中。

由贮氨器出来的液氨，经过节流后压力降到0.2左右Mpa，温度降到-15～-20℃分别送到液化器、全凝器和第一冷却器中，液氨本身被汽化重新返回到冷冻机中。

（三）装置的操作

1. 首次开车准备

工程建设竣工后即进入单机首次试车，在单机试车运转正常后才能进行系统的联动试车。

单机首次试车前必须做好管路系统和机电设备的开车准备工作，然后进行机泵的单机试车。

在投产后，如进行了管路或设备改动及大修，则再次开车时也应参照首次开车的要求进行开车前的准备。

1.1 管路系统的准备工作

管路系统的开车准备主要是指管路系统中的工艺管道、管件及阀门等的检验，管道系统的吹扫与清洗，管道系统的气密检验等。由于本装置有液氨冷冻系统管线，因而管路系统的检验需特别仔细认真。

1.1.1 工艺管道、管件及阀门的检验

A. 逐根核对所用管道的材质、规格、型号是否与设计相符。

B. 逐根严格检查管道是否有裂纹、孔、褶皱、重皮、加渣、凹陷等外观缺陷。

C. 逐个检查法兰、弯头、三通、异径管等管件材质、规格、型号是否符合国家有关规定和设计要求。

D. 检查管件的法兰密封面是否平整光洁。严禁有毛刺或径向凹槽。法兰螺纹应完整、无损伤。凹凸面法兰应能自然吻合，凸面高度不得低于凹面深度。

E. 在法兰连接时，法兰间应保持平行，禁止用强紧螺栓的方法消除歪斜。

F. 非金属密封垫应质地柔韧，无老化变质、分层现象及折痕、皱纹等缺陷；金属密封垫的尺寸、精度应符合规范，无裂纹、毛刺、凹槽、径向划痕等缺陷。

G. 检查各种工艺阀门的规格、型号、压力等级、材质是否符合设计要求。

H. 所有阀门均应作强度和严密性试验。试验应用洁净水进行。

I. 阀门应按有关规定进行强度试验，以壳体和填料无渗漏为合格。

J. 阀门的严密性试验在公称压力下按国家有关规定进行，试验完成后应排净积水，关闭阀门，密封出入口，密封面应涂防锈油脂(需脱脂的阀门除外)。

K. 安全阀在安装前，首先应检查其规格、型号、压力等级、材质是否符合设计要求，并按设计规定进行调试与整定。

1.1.2 管道系统的吹扫

A. 在装置全部安装完成后，应进行系统吹扫，可分段吹扫。一般工艺管道的吹扫气可用压缩空气或压缩氮气，水管线也可用蒸汽吹扫，仪表管线用仪表风吹扫。吹扫气压力一般应不低于0.5MPa，不锈钢液压管线的吹扫压力应不低于1.0MPa。

B. 管线吹扫的顺序一般是先主管、后支管，分段进行。遇到孔板、滤网、止回阀、节流阀、调节阀等装置，必须拆除。

C. 各罐、塔、床类设备应和管路系统一同吹扫。

D. 吹扫过程中，应用锤子(不锈钢管道用木锤)不断敲击管道。

E. 在吹扫排气口设一白布或白色的靶板，当吹出的气体连续5分钟无尘土、铁锈、焊渣、水或其他脏物，白布或白色靶板颜色无变化时，认为吹扫合格。

1.1.3 管道系统的强度检验

A. 管道系统的强度检验应在管道系统、支吊架施工完成后进行。

B. 管道系统强度试验前应将不能参与试验的设备、仪表等隔离，安全阀应拆除或隔离，加装临时盲板的位置应有明显标记。

C. 试验中，压力应缓慢上升，在达到试验压力后，应稳压10～15分钟，以目测系统无变形、渗漏为合格。

D. 试验中如遇问题，不得带压处理，应在卸压消除缺陷后重新试验

1.1.4 管道系统的气密性检验

A. 在完成管道系统的吹扫和强度试验后还应进行气密性检验。

B. 系统各设备、管道、仪表均应按设计安装好才可进行整个装置的气密性试验。

C. 升至实验压力后，要求用肥皂水检查所有管件连接处和管道焊缝，如有泄露点，则应卸压处理后再继续检查，严禁带压处理。

D.系统保压要求：用压缩机将系统升压到2.5Mpa，保持压力最少4小时以上，压力下降量不超过系统压力的0.5%。

1.2 机泵、控制系统的单机试车

1.2.1 二氧化碳压缩机的单机试车，具体操作见设备生产厂家的使用说明书。

1.2.2 氨压缩机的单机试车，参见设备生产厂家的说明书

1.2.3 电加热器、装车泵的单机试车，具体操作见设备生产厂家的使用说明书。

1.2.4 DCS控制系统运行正常，所有手动、气动调节阀门运行灵活。开车前各个调节阀应按0-25%-50%-75%-100%-75%-50%-25%-0的阀位操作数次，以检查各控制信号与现场的阀位是否一致及其重现性。

开车准备工作检查符合要求后，控制系统及所有仪表通电并投入运行进行联动开车。

2. 正常开车步骤

2.1 压缩吸附工段

2.2.1 开启系统冷却循环水水泵。

2.1.2 打开循环水过滤器进出口阀门（V102、V103），关闭旁通阀门（V104）。

2.1.3 打开罗茨鼓风机A进出口阀门（V107、V105），罗茨鼓风机B备用。

2.1.4 打开水洗塔入口阀（V109）。

2.1.5 开启水洗泵A进出口阀门（V113、V111），水洗泵B备用。

2.1.6 打开二氧化碳压缩机各级进出口阀门及循环水冷却水进出口阀。

2.1.7 打开分水器进口阀门（V136），关闭疏水阀门（V137、V138）。

2.1.8 打开脱硫床A进出口阀（V147、V143），关闭A/B床串联阀门（V145、V146、V144、V148），脱硫床B备用。

2.1.9 打开Y型过滤器前后阀门（V141、V142），关闭旁通阀（V140）。

2.1.10 打开吸附床A进出口阀门（V149、V155），关闭阀门（V150、V151、V152、V153、V154、V156），吸附床B备用。

2.1.11 打开过滤器前后阀门（V167、V168），关闭旁通阀门（V166）。

2.1.12 打开干燥床A进出口阀门（V175、V169），关闭阀门（V173、V174、V176、V170、V171、V172），干燥床B备用。

2.1.13 打开过滤器前后阀门（V181、V183），关闭旁通阀（V182）。

2.1.14 打开第二冷却器出口阀（V186）、预冷器出口阀门（V190）。

2.1.15 全开残气管道阀门（V179、V180）。

2.1.16 关闭电加热器A/B进出口阀（V159、V161、V160、V162）及旁通阀（V157、V158）。

2.1.17 开启水洗泵A，使水洗塔中洁净水循环。

2.2 精馏成品工段

2.2.1 打开精馏塔进口阀门（V209）。

2.2.2 打开精馏塔顶残气排放阀门（V203、PV202、V201），关闭旁通阀（V202）。

2.2.3 打开塔底再沸器产品出口阀（V213、V215、V216、LV202、V221、V228、V235、V242）及各产品罐进口阀门，关闭旁通阀门（V217）、放空阀门（V220）。当各产品罐中的压力达到1.5Mpa 左右时，关闭各产品罐的进口阀门和塔底再沸器产品出口阀门（LV202）。

2.3冷冻液化工段

2.3.1 打开氨压缩机油冷却器进出口阀（V307、V304、V311、V308、V315、V312）。

2.3.2 打开氨冷凝器进出口阀（V318、V319、V321、V322），关闭阀门（V303）。打开供水阀（V317）将贮水池加满水。检查冷凝器循环水能否正常工作。

2.3.3 打开辅助贮氨器进出口阀门（V325、V326、V327、V323、V328）。

2.3.4 打开贮氨器进出口阀门（V329、V330、V332、V333），关闭贮氨器至紧急泄氨器阀门（V342），关闭贮氨器至集油器阀门（V343）。

2.3.5 打开液化器液体二氧化碳出口阀门（V364、V366），关闭放空阀门（V365）；打开液化器氨气出口阀门（V362、V361）；打开液氨供给阀门（V371、V367、V372、V368）；关闭调节阀门（LV301、TV203）及旁通阀门（V369、V370），关闭至集油器阀门（V363）。

2.3.6 打开氨分器进出口阀门（V352、V355、V358、、V350）关闭阀门（V353、V356、V357）。

2.3.7 打开第一冷却器供液氨阀门（V132、V130），关闭调节阀（LV101）及旁通阀门（C131）。打开氨气出口阀（V125）。