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常温精脱硫新技术与THC-1脱烃催化剂在食品CO2中的应用(一)
[ 录入者:cnlng | 时间:2010-10-22 23:47:45 | 作者: | 来源:中国液化天然气网 | 浏览:20564次 ]
摘要:该文介绍了由抗高CO2竞争吸附干扰的、专用于食品CO2的T504水解催化剂与T103硫化氢精脱硫剂组成的JTL-1常温精脱硫新工艺在食品CO2中十年的工业应用以及THC-1脱烃催化剂的小试研究数据与首次工业应用结果。
关键词:食品CO2     精脱硫     脱烃催化剂     工业应用
1 前言
食品CO2是近年来发展迅速的行业,可用于饮料、烟丝膨化、超临界萃取、蔬菜保鲜等领域,传统的食品CO2主要用于饮料行业,由于应用领域的迅速拓展,目前用于饮料行业的仅占食品CO2总销量的30~40%。据一外国公司介绍,中国的饮料人均年需求量为美国的1/2.5,而中国的人口则是美国的5倍,因此中国饮料行业的年销售量应该是美国的12.5倍。据了解,美国用于饮料行业的食品CO2年销售量为约320万吨,保守的估算中国食品CO2的年需求量将可能会超过1000万吨,因此尚有很大的发展空间。过去中国的食品CO2标准很粗放,借与国际接轨,以求高的效益,现在很多食品CO2厂都开始执行国际饮料技术协会规定的质量标准(见表1)。
由表1可知,食品CO2的国际标准十分苛刻,指标共有22项,其纯度要求很高;杂质的含量很低,均为10-6(ppm)10-9(ppb)级。食品CO2的原料气主要来自氮肥厂、石灰窑厂、发酵厂,由于氮肥厂的气源稳定,故外国公司乐意采用。我中心长期从事化肥催化剂与气体净化剂的研究,10年前就将开发的JTL-1常温精脱硫新工艺(即夹心饼新工艺)应用于食品CO2工业并跟踪该工业的发展,结合我国中小氮肥厂煤制原料气的特点,认为上述22项指标中最苛刻的是:
• 总硫(H2S+COS+CS20.1×10-6
 • 苯含量0.02×10-6(即20ppb
 • 总烃含量(以CH4计)50×10-6(其中CH430×10-6
2是我们调查食品CO2厂的原料气(来自以煤为原料的中小氮肥厂)或精制气中总硫、总烃与苯含量的数据,结果表明:
1)原料气中H2S含量波动很大,为1~500×10-6,决定于原料煤种,变换气中有无脱硫(湿法或湿法加干法)工段。
2)原料气中有机硫主要为COSCS2含量在极大部份厂中可以忽略,COS含量为2~15×10-6,主要决定于原料煤种。总硫比食品CO2国际标准的指标(0.1ppm)高50~5000倍。
3)原料气中苯含量为2000~10000×10-9,比国际标准20×10-9超过100~500倍,总烃为800~3000×10-6,比国际标准30×10-6超过40~150倍。
4)表中E厂与F厂已设有JTL-1常温精脱硫新工艺,精制气中总硫含量仍超标,经调查系CO2负荷显著超标或精脱硫工段操作不当所引起。
综上所述,以中小氮肥厂的CO2原料气生产食品CO2时,精脱硫与脱苯脱烃的任务都相当艰巨,本文简要叙述我中心开发的常温精脱硫新技术与THC-1脱烃催化剂在食品CO2中的工业应用。
1   食品CO2的国际质量标准[1]

序号
名称
控制指标
1
纯度(CO2
≥99.92%
2
气味
无异味
3
气味和口味
水溶液中无异常气味和口味
4
水份
≤15ppm
5
总硫
≤0.1ppm
6
总挥发性碳氢化合物
≤50 ppm
(其中甲烷≤30ppm)
7
≤30ppm
8
≤2.5ppm
9
氮氧化物(NO+NO2
≤2.5ppm
10
一氧化碳 (CO)
≤10ppm
11
 氧硫化碳 ( COS)
≤0.1ppm
12
 硫化氢   ( H2S)
≤0.1ppm
13
二氧化硫 ( SO2)
≤1.0ppm
14
不挥发残余物
≤10ppm
15
油份
不得检出
16
酸度
符合检验
17
磷化氢
≤0.3ppm
18
非挥发性残余物
≤10ppm
19
非挥发有机残余物
≤5ppm
20
乙醛
≤0.2ppm
21
芳香化合物,苯
≤0.02ppm(即20ppb)
22
水溶液外观
无色或无浊度

食品CO2原料气(来自氮肥厂)、精制气中硫化物、
总烃与苯的含量(单位均为10-6
厂名
  
 
(CH4计)
10-9
  
H2S
COS
CS2
A
原料气
300~400
10~15
<0.1
B
原料气
129
1.8
未测
760
2800
C
原料气
总硫 7×10-6
2000
10000
D
原料气
1.2
4.2
0.07
3020
5900
E
精制气
总硫<0.3
100
2300
应用JTL-1精脱硫,但负荷超过2倍
F
精制气
总硫0.4
<20
60
应用JTL-1精脱硫,已2年未及时更换
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