国际质量标准食品级二氧化碳技术介绍(三)
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摘要: 3.1.5 二氧化碳气田气 二氧化碳气田原料气纯度相对较高,杂质种类,特别是对人体有毒有害的杂质含量高。除甲烷、氢、氮等组分的沸点低于二氧化碳外,还含有乙烷、硫化氢,是沸点与二氧化碳的沸点接近的杂质,也有沸点高于二氧化碳的油水等其他组分。某气田的成分..

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3.1.5 二氧化碳气田气
二氧化碳气田原料气纯度相对较高,杂质种类,特别是对人体有毒有害的杂质含量高。除甲烷、氢、氮等组分的沸点低于二氧化碳外,还含有乙烷、硫化氢,是沸点与二氧化碳的沸点接近的杂质,也有沸点高于二氧化碳的油水等其他组分。某气田的成分如下:
单位:×10-6(v/v)


成分

含量

成分

含量

成分

含量

成分

含量

15.1

2.2.4-三甲基戊烷

0.276

甲苯

1.422

3-甲基壬烷

0.089

97.2

环戊烷

0.509

2.4-甲基己烷

0.706

十三烷

0.061

7508

2-甲基戊烷

5.691

2.5-甲基幸烷

1.876

癸烷

0.199

甲烷

10200

己烷

6.58

幸烷

1.792

2.6-甲基幸烷

0.02

乙烷

422

1.744

二甲苯

0.759

十一烷

0.054

丙烷

118

环戊烷

1.849

2.6-甲基幸烷

0.199

硫化氢

1.80

异丁烷

23.6

2.2.3-甲基丁烷

3.781

十二烷

0.257

硫氧碳

1.20

正丁烷

38.6

2-甲基己烷

3.781

壬烷

0.486

516

异戊烷

11.4

庚烷

2.966

1-乙烷基-3-甲基苯

0.065

二氧化碳

98.10%

正戊烷

14.3

甲基环己烷

1.807

 

 

注:以上分析仅为气相中采样分析的结果,事实上气井出来的二氧化碳中碳6以上的高碳烃类含量在0.5%左右(重量);水分含量也在0.5%左右(重量)。
从精馏分离的原理我们知道,相对挥发度越大的混合组分沸点差异越大,越容易分离,反之相对挥发度越小的混合组分越难分离。油田天然二氧化碳中既有挥发度大于二氧化碳的组分又有接近于二氧化碳的组分,还有小于二氧化碳的组分。因此,单靠一级精馏分离单元来实现达标分离是不现实的,应采取主付塔两级精馏的工艺路线,第一级精馏分离重组份杂质,第二级精馏分离轻组份杂质,但要用精馏手段使杂质达到ppm级,是不可能的,还应结合吸附和化学的方法。具体可采用如下工艺路线:原料气预处理、预精馏、脱硫、脱烃净化、干燥、液化、精馏、过冷贮存。工艺流程如下:

6.jpg

综上所述,在制定食品级二氧化碳工艺技术路线时,应根据原料气的来源、气体成分和产品执行的标准进行“量身定做”。
3.2国际质量标准食品级二氧化碳生产技术特点
3.2.1产品质量标准高
经过近几年的努力,我公司在食品二氧化碳生产中的净化技术研发方面已取得突破性进展。公司开发的拥有自主知识产权的国际质量标准食品级二氧化碳生产技术,采用的是催化氧化脱烃净化与精馏组合工艺,工艺成熟,技术可靠。采用该技术建成投产的数十套食品二氧化碳生产装置均成功运行,产品经化学工业气体质量监督检验中心和国家标准物质研究中心以及美国大西洋实验室(ALL)检测,质量均能达国际饮料学会(ISBT)标准和国标GB10621-2006。是可口可乐公司首选的二氧化碳生产工艺,同时也得到中国工业气体协会的推荐。该技术己通过浙江省级科技鉴定,处于国内领先、国际先进水平,并已被国家科技部列为中小企业科技创新项目。从而为我国食品二氧化碳产品国际化提供了国产化技术支持。
3.2.2工艺先进
采用JTL-I先进工艺进行精脱硫
采用目前先进的JTL-1精脱硫工艺,采用专用脱硫剂和水解剂,使有机硫等难脱除的各种硫化物也得以彻底脱除,确保了产品总硫含量小于0.1ppm。
采用催化氧化专利技术净化有机杂质
采用我公司的发明专利技术,通过催化氧化的方法,可以将对人体有毒有害的烃、苯、及醛、醇等杂质进行有效的脱除。实践证明,催化氧化反应与其它方法相比,脱除上述杂质是最为彻底的,完全能使产品达到国际饮料协会标准和我国新的国家标准。我公司开发的催化氧化法脱除上述杂质的核心设备,具有结构合理,操作简单、运行稳定,投资省,能耗低等特点。这种方法也是国际上公认的最有效最可靠的方法。本工艺属环保工艺,生产过程中无废水、废液排放。
使用高效的复合型提纯塔
国内许多二氧化碳生产厂目前使用的提纯塔,气耗大,无法解决消耗与产品质量的矛盾。我公司专利技术制造的新型复合型提纯塔,设计合理,效率高,能很好地解决了这一问题,同时能量利用也非常合理,无需外供热源,实现无外加动力自动回流,在节能降耗方面具有非常突出的优点。
3.2.3设备投资省
通过选择合理的工艺条件,材质要求低,设备基本属于二类容器,所有设备采用国产化。对于一个同样规模的年产2万吨级的食品二氧化碳装置,采用我公司的技术,投资比引进国外的省一半。
3.2.4检测手段先进完备
除了配备常规检测手段外,增设了总硫在线分析,总烃在线分析,氧含量在线分析,同时产品水份也由离线分析改为在线分析,从而确保了新国标和国际饮料协会规定的出厂检验项目得到有效控制。

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