威特曼技術(shù)生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳

威特曼技術(shù)生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳IZ.1.吊'宏（XX比歐西二氧化碳XX,XXXX116031）摘要：介紹美國(guó)威特曼技術(shù)生產(chǎn)二氧化碳的先進(jìn)性，了解其工藝流程和配置。關(guān)鍵詞：二氧化碳；威特曼；壓縮；干燥；提純WittemannTechnologyinProducingLiquidCQFieldCHANGHong(DalianBOCCarbonDioxideco.,Lit.Dalian116031,China)Abstract:IntroduceadvancedWittemanntechnologyinproducingliquidcarbondioxide.Realizeit’sprocessandequipment.Keywords:carbondioxide;Wittemann;pression;dry;purification1.前言液體二氧化碳的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸得到中國(guó)各個(gè)行業(yè)的重視，從焊接到食品，從冷凍到醫(yī)用，二氧化碳以其特點(diǎn)成為工業(yè)、電子、冷凍、食品的寵兒。威特曼技術(shù)從1996年進(jìn)入中國(guó)，分別在XX、XX、XX、XX、XX和XX等地比歐西公司應(yīng)用，有識(shí)之士對(duì)其工藝合理、設(shè)備緊湊、成本低、產(chǎn)出高、質(zhì)量?jī)?yōu)而刮目相看，本文就其技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用介紹給關(guān)心二氧化碳技術(shù)的人們。2.原料來(lái)源二氧化碳在空氣中的含量?jī)H為0.035%，空氣中提取二氧化碳從經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)是不合算的。二氧化碳原料氣體的來(lái)源包括天然氣井、發(fā)電廠和工業(yè)生產(chǎn)廠，后者一般是把二氧化碳原料氣體作為一種副產(chǎn)品提供給二氧化碳工廠。目前，維特曼公司在中國(guó)的技術(shù)是利用后者，通常是乙烯、合成氨等工廠產(chǎn)生的二氧化碳作為原料氣。以下就兩種工藝對(duì)原料氣作一介紹：■精煉工序：甲烷（或石腦油）氣體和蒸汽被導(dǎo)入蒸汽轉(zhuǎn)化器從而形成二氧化碳和氫。然后把二氧化碳和氫（H2）組成的這種化合物導(dǎo)入吸收器；在吸收器中，對(duì)二氧化碳進(jìn)行吸收。然后把充滿了二氧化碳的溶劑導(dǎo)入汽提塔；在汽提塔中，二氧化碳與溶劑將被分離。溶劑將在閉合循環(huán)系統(tǒng)中被繼續(xù)使用，二氧化碳則被輸送到二氧化碳凈化工廠。■部分氧化工序：在部分氧化工序過(guò)程中，以某種形態(tài)存在的燃料在高壓氧氣環(huán)境下被氣化。標(biāo)準(zhǔn)的溫度是2400°F/1316°C左右，標(biāo)準(zhǔn)的壓力X圍在200?600psig/13.8?41.4barg之間。在這個(gè)工序過(guò)程中，燃料被部分氧化從而產(chǎn)生合成氣體。合成氣體通常由氫、一氧化碳、二氧化碳和水組成。合成氣體有一個(gè)熱值，合成氣體中含有的氫可以被精煉工廠用來(lái)對(duì)碳?xì)浠衔镞M(jìn)行氫化。合成氣體被導(dǎo)入吸附器（PSA）床里進(jìn)行凈化從而產(chǎn)生富含氫氣的蒸汽；再對(duì)富含一氧化碳的尾氣進(jìn)行進(jìn)一步的氧化從而產(chǎn)生二氧化碳，然后把二氧化碳導(dǎo)入吸附器進(jìn)行吸收；溶劑導(dǎo)入汽提塔，在汽提塔中，二氧化碳與溶劑將被分離。溶劑將在閉合循環(huán)系統(tǒng)中被繼續(xù)使用；二氧化碳將被輸送到二氧化碳凈化工廠。3.工藝介紹硫）、水洗、壓縮、高壓脫硫脫水、干燥、液化、3.工藝介紹原料氣進(jìn)入凈化工廠后進(jìn)行脫水、（低壓脫如圖所示便是典型的威特曼生產(chǎn)工藝：威特曼生產(chǎn)二氧化碳的核心技術(shù)是壓縮、干燥和提純等技術(shù)。3.1.二氧化碳?jí)嚎s經(jīng)過(guò)水洗后的原料氣壓力小于1Bar，此時(shí)通過(guò)氨預(yù)冷二氧化碳溫度降到45°F左右（即將結(jié)冰點(diǎn)）進(jìn)行脫水處理后進(jìn)入二氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮。威特曼應(yīng)用于中國(guó)的壓縮機(jī)選用日本前川（MY）公司的螺桿式壓縮機(jī)，該機(jī)器的啟動(dòng)、停車為人工或無(wú)人操作設(shè)計(jì)，同時(shí)接入現(xiàn)場(chǎng)一些安全參數(shù)，比如現(xiàn)場(chǎng)二氧化碳存儲(chǔ)裝置高液位壓縮機(jī)也會(huì)自動(dòng)停車而不會(huì)發(fā)生事故。操作盤設(shè)置于壓縮機(jī)近前，操作盤本身就是一個(gè)微電腦處理器，設(shè)置規(guī)定的報(bào)警、停車值，以防操作不當(dāng)對(duì)人員和設(shè)備造成的損壞。這些參數(shù)包括低吸入壓力、高排放壓力、低油壓、高油溫、高排放溫度、高過(guò)濾器壓差等，一旦操作達(dá)到相應(yīng)設(shè)定值就會(huì)報(bào)警然后自動(dòng)停車。潤(rùn)滑油選用CPI公司的食品級(jí)潤(rùn)滑油，這種油不僅潤(rùn)滑效果好而且在生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳時(shí)不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成污染。因?yàn)樵蠚庵袝?huì)存在水分，這些水分同二氧化碳生成弱酸對(duì)設(shè)備有可能造成腐蝕，潤(rùn)滑油可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，但是停車后這些水分會(huì)殘留在壓縮機(jī)腔內(nèi)對(duì)機(jī)器、軸承等會(huì)有傷害，威特曼技術(shù)引入一時(shí)間繼電器，同時(shí)微電腦處理器確保開(kāi)車或停車時(shí)出入口閥門打開(kāi)或關(guān)閉，當(dāng)停車后經(jīng)過(guò)程序控制自動(dòng)打開(kāi)自儲(chǔ)罐來(lái)的干燥的氣態(tài)二氧化碳（純度〉99.9%）電磁閥對(duì)壓縮機(jī)腔內(nèi)進(jìn)行吹掃置換，保護(hù)壓縮機(jī)。3.2.二氧化碳干燥傳統(tǒng)的生產(chǎn)二氧化碳技術(shù)往往水分較高，威特曼技術(shù)確保水分可以很低，國(guó)標(biāo)中規(guī)定二氧化碳級(jí)別分為：1.工業(yè)級(jí)是：優(yōu)級(jí)品0.05%、一級(jí)品0.2%、

合格品：0.4%；2.食品級(jí)是：優(yōu)等品0.2%、合格品無(wú)要求。比歐西內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求水分低于20ppm,而實(shí)際生產(chǎn)中水分會(huì)很低，一般低于5ppm甚至低于1ppm。在裝置中合理的設(shè)置水分離器將游離水在進(jìn)入干燥裝置前盡量的排出，濕的經(jīng)過(guò)壓縮的二氧化碳進(jìn)入雙塔干燥器干燥，雙塔干燥器顧名思義就是設(shè)置同樣的兩個(gè)干燥器一開(kāi)一備，一開(kāi)一備的意義不是一般意義上的一開(kāi)一備，是指一個(gè)塔為運(yùn)行塔另一個(gè)是再生塔。威特曼利用Flair公司技術(shù)應(yīng)用Amloc編程技術(shù)處理進(jìn)行干燥、再生連續(xù)生產(chǎn)，同時(shí)在雙塔上設(shè)置露點(diǎn)監(jiān)測(cè)，當(dāng)露點(diǎn)達(dá)到一定數(shù)值或設(shè)備其中一個(gè)塔運(yùn)行八小時(shí)時(shí)，會(huì)自動(dòng)切換到另一個(gè)再生后的塔。塔的再生分以下幾個(gè)步驟：卸壓、加熱、吹掃、增壓、保持，經(jīng)過(guò)這幾個(gè)步驟后再生塔可以在幾乎無(wú)水分的狀況等待切換。如果從干燥器出去的二氧化碳水分較高，水會(huì)因溫度低在換熱器和管壁上結(jié)冰，時(shí)間久不僅會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格而且直接影響產(chǎn)量。已經(jīng)成為液態(tài)二氧化碳的半成品通過(guò)液體二氧化碳泵輸入汽提塔，汽提塔內(nèi)設(shè)置不銹鋼金屬填料，液態(tài)二氧化碳進(jìn)入塔后氣相部分會(huì)進(jìn)入回流冷凝器，液相部分會(huì)自然流出汽提塔；回流冷凝器是一臺(tái)管式換熱器，殼程是從產(chǎn)品管線引入的液態(tài)二氧化碳，我們通過(guò)調(diào)壓閥將其壓力設(shè)置在6Bar，這種狀態(tài)下殼程二氧化碳溫度會(huì)達(dá)到-50?-70°F，所以從二氧化碳?xì)庀嘧云崴M(jìn)入回流冷凝器后，因二氧化碳在20Bar壓力下的野花溫度大約是0°F左右，所以會(huì)有大量氣相二氧化碳冷凝成液相，而烴類等不凝氣通過(guò)放空排出；回流冷凝器中的氣相二氧化碳會(huì)源源不斷進(jìn)入二氧化碳?jí)嚎s機(jī)中間級(jí)重新利用。再沸器是一臺(tái)殼程是二氧化碳，管程式熱氨的換熱器。從汽提塔底部出來(lái)的液態(tài)二氧化碳一路作為產(chǎn)品輸出，一路進(jìn)入再沸器。威特曼在中國(guó)應(yīng)用技術(shù)采用氨作為制冷劑，而氨壓縮機(jī)出口的氨溫度達(dá)到150~180°F，引一管路氣態(tài)熱氨進(jìn)入再沸器，根據(jù)質(zhì)量要求加減熱氨量將液體二氧化碳加熱后成氣態(tài)二氧化碳進(jìn)入汽提塔，蒸出不凝氣。4.結(jié)語(yǔ)3.3.二氧化碳提純威特曼技術(shù)生產(chǎn)出二氧化碳技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高4.結(jié)語(yǔ)在威特曼技術(shù)里提純實(shí)際上是指在液態(tài)二氧化碳作為產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)罐之前將一些沸點(diǎn)高于二氧于國(guó)標(biāo)，其技術(shù)得到英國(guó)BOC公司的親睞并廣泛應(yīng)用，因其質(zhì)量?jī)?yōu)異穩(wěn)定已經(jīng)成為高標(biāo)準(zhǔn)食品行業(yè)化碳的烴類物質(zhì)排除，確保產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到要求。如可口可樂(lè)、百事可樂(lè)等公司的首選供應(yīng)商。項(xiàng)目工業(yè)級(jí)指標(biāo)食品級(jí)指標(biāo)優(yōu)等品一級(jí)品合格品優(yōu)等品合格品二氧化碳含量(V/V)%巳國(guó)標(biāo)99.899.599.099.899.5BOC標(biāo)準(zhǔn)99.9--99.9-游離水含量(m/m)%W國(guó)標(biāo)0.050.20.40.2-BOC標(biāo)準(zhǔn)0.002--0.002-我們?cè)诠に嚭?jiǎn)圖中可以看到回流冷凝器、汽提以下表格是國(guó)標(biāo)與威特曼技術(shù)生產(chǎn)的二氧化塔和再沸器，這三臺(tái)設(shè)備組成為特殊的提純裝置。碳比較:參考文獻(xiàn)：氣體生產(chǎn)適用法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn).化學(xué)工業(yè)氣體質(zhì)參考文獻(xiàn)：氣體生產(chǎn)適用法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn).化學(xué)工業(yè)氣體質(zhì)量