一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工设备技术领域，特别涉及一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统。
【背景技术】
[0002]食品级二氧化碳可作为碳酸饮料的添加剂、烟丝的膨化剂、食品的保鲜剂以及医药、反应工程及超细粉领域的萃取溶剂，应用前景十分广阔。但是，从工业废气中捕集回收的二氧化碳气体中含有水、硫、硝或烃等杂质，不符合食品级二氧化碳的质量标准。尤其是硫、硝、烃等有毒有害杂质，将对人们的身体健康带来十分不利的影响。
[0003]现有生产高纯液体二氧化碳技术主要有两种:第一种是液化提纯工艺:采用压缩、脱硫、脱烃、干燥、提纯、液化工艺，产品纯度最高只能达到99.995%。
[0004]第二种是完全吸附方法:将99.99%以上的二氧化碳气通过吸附剂，吸附其中的杂质，产品纯度能达到99.999%，但这种方法成本高，需要3个吸附塔短时间不停的切换再生。这种方法产量低，每小时最高只能生产50kg产品。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，采用该系统可以在高产量低成本条件下生产出99.999%以上的高纯液体二氧化碳。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0007]一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，包括按二氧化碳原料气流通方向依次连接的脱硫系统、脱烃系统、干燥系统和液化提纯系统，所述液化提纯系统由依次串连连接的一级氨冷器、一级提纯塔、二级提纯塔和二级氨冷器构成，一级氨冷器与所述干燥系统连接。
[0008]其中，优选地，所述液化提纯系统还包括用于将经过所述干燥系统的净化气温度降至o°c的预冷器，连接在所述一级氨冷器与所述干燥系统之间。
[0009]其中，优选地，所述脱硫系统由依次连接的用于脱除原料气里硫化氢的粗脱硫塔、用于将原料气里有机硫转化成无机硫的水解塔和用于将原料气里总硫脱除至0.02ppm以下的精脱硫塔构成，精脱塔与所述脱烃系统连接。
[0010]其中，优选地，所述脱烃系统包括用于将原料气的温度加热至200°C的加热器、用于脱除原料气里各种烃类的脱烃器和水冷器，加热器与所述精脱硫塔连接，水冷器与所述干燥系统连接。
[0011 ] 其中，优选地，所述脱烃器气出口与所述加热器连接，脱烃后的原料气经过加热器后进入所述水冷器。
[0012]其中，优选地，所述干燥系统由三个并联的干燥吸附塔构成，干燥吸附塔内装有三种吸附剂。
[0013]其中，优选地，所述干燥剂分别为第一层的用于接触吸附净化气中水分的氧化铝、第二层的用于接触吸附气体中气味的活性炭和第三层的用于接触吸附气体中苯类的硅胶载体吸附剂。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]对人体有毒有害的杂质和水分经多次脱除后，又经过二次提纯，制得的液体二氧化碳产品的纯度高；并且设备简单可靠，稳定性好，系统余热得到充分利用，生产所需的成本小能耗低。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的后提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型制备高纯液体二氧化碳的生产系统的结构示意图。
[0018]图中，1.脱硫系统，2.脱径系统，3.干燥系统，4.液化提纯系统
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动后提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]如图1所示，本实施例提供一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，包括按二氧化碳原料气流通方向依次连接的脱硫系统1、脱烃系统2、干燥系统3和液化提纯系统4，液化提纯系统4由依次串连连接的一级氨冷器、一级提纯塔、二级提纯塔和二级氨冷器构成，一级氨冷器与干燥系统3连接。作为本实用新型优选地技术方案，液化提纯系统4还包括用于将经过干燥系统3的净化气温度降至0°C的预冷器，连接在一级氨冷器与干燥系统3之间。
[0021]本实用新型的原料气为96%以上二氧化碳原料气，经过压缩机压缩升压至
2.5Mpa。经过干燥系统3的净化气进入液化提纯系统4，经干燥后的净化气首先进入预冷器将温度降到(TC;再进入一级氨冷器进行第一次液化，一级氨冷器出口温度控制在-13°C进入一级提纯塔；一级提纯塔采用分层控温精馏方式对二氧化碳、氧、氮、氢等不同临界点温度气体进行分离提纯，分离出的氧、氮、氢等不凝气体从提纯塔顶部排出，提纯塔底部出口温度控制在-14°C，氧、氮、氢等总含量小于20ppm ;经一级提纯后的二氧化碳气液混合状进入二级提纯塔进行二次提纯，二次提纯依然采用分层控温精馏方式对二氧化碳气液混合状中微量残余氧、氮、氢等物质进行分离提纯，杂质气体从提纯塔顶部排出，提纯塔底部出口温度控制在-12°C，氧、氮、氢等杂质总含量小于5ppm ;经二次提纯后的二氧化碳气液状进入二级氨冷器，二级氨冷器出口温度控制在-24°C进行二次液化形成完全液体二氧化碳
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[0022]其中，脱硫系统I由依次连接的用于脱除原料气里硫化氢的粗脱硫塔、用于将原料气里有机硫转化成无机硫的水解塔和用于将原料气里总硫脱除至0.02ppm以下的精脱硫塔构成，精脱塔与脱烃系统2连接。
[0023]其中，脱烃系统包括用于将原料气的温度加热至200°C的加热器、用于脱除原料气里各种烃类的脱烃器和水冷器，加热器与精脱硫塔连接，水冷器与干燥系统3连接。作为本实用新型优选地技术方案，脱烃器气出口与加热器连接，脱烃后的原料气经过加热器后进入水冷器。
[0024]脱硫后的原料气加入纯氧后进入脱烃系统2，首先进入脱烃加热器与脱烃器出口的脱烃气进行换热，换热后的原料气温度达到200°C进入脱烃器，原料气里含有的各种烃类在脱烃器内430°C高温条件下通过催化氧化反应，脱除气体里的各种烃类，脱烃器出口总烃含量小于lppm，氧含量小于0.05%。
[0025]其中，干燥系统3由三个并联的干燥吸附塔构成，干燥吸附塔内装有三种吸附剂。进入干燥吸附塔的净化气首先与第一层的氧化铝接触吸附净化气中的水分，再与第二层的活性炭接触吸附气体中的气味，最后与硅胶载体吸附剂接触吸附气体中的苯类，干燥吸附塔31出口的净化气苯含量小于0.0lppm,水分含量小于2ppm，无异味。
[0026]采用本实施例生产系统制得的液体二氧化碳产品纯度99.999%:总硫< 0.02ppm、总径< lppm、水分< 2口口111、苯< 0.0]^口!11、氧< ]^口!11、氮< 3ppm。
[0027]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，包括按二氧化碳原料气流通方向依次连接的脱硫系统、脱烃系统、干燥系统和液化提纯系统，其特征在于:所述液化提纯系统由依次串连连接的一级氨冷器、一级提纯塔、二级提纯塔和二级氨冷器构成，一级氨冷器与所述干燥系统连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，其特征在于:所述液化提纯系统还包括用于将经过所述干燥系统的净化气温度降至0°C的预冷器，连接在所述一级氨冷器与所述干燥系统之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，其特征在于:所述脱硫系统由依次连接的用于脱除原料气里硫化氢的粗脱硫塔、用于将原料气里有机硫转化成无机硫的水解塔和用于将原料气里总硫脱除至0.02ppm以下的精脱硫塔构成，精脱塔与所述脱烃系统连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，其特征在于:所述脱烃系统包括用于将原料气的温度加热至200°C的加热器、用于脱除原料气里各种烃类的脱烃器和水冷器，加热器与所述精脱硫塔连接，水冷器与所述干燥系统连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，其特征在于:所述脱烃器气出口与所述加热器连接，脱烃后的原料气经过加热器后进入所述水冷器。
6.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，其特征在于:所述干燥系统由三个并联的干燥吸附塔构成，干燥吸附塔内装有三种吸附剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，其特征在于:所述干燥剂分别为第一层的用于接触吸附净化气中水分的氧化铝、第二层的用于接触吸附气体中气味的活性炭和第三层的用于接触吸附气体中苯类的硅胶载体吸附剂。
【专利摘要】本实用新型提供一种用于制备高纯液体二氧化碳的生产系统，包括按二氧化碳原料气流通方向依次连接的脱硫系统、脱烃系统、干燥系统和液化提纯系统，所述液化提纯系统由依次串连连接的一级氨冷器、一级提纯塔、二级提纯塔和二级氨冷器构成，一级氨冷器与所述干燥系统连接。本实用新型的液体二氧化碳的生产系统对人体有毒有害的杂质和水分经多次脱除后，又经过二次提纯，制得的液体二氧化碳产品的纯度高；并且设备简单可靠，稳定性好，系统余热得到充分利用，生产所需的成本小能耗低。
【IPC分类】C01B31-20
【公开号】CN204400624
【申请号】CN201520035486
【发明人】尹爱华, 王小波, 尹建华
【申请人】兰州裕隆气体有限责任公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月19日