1 工艺流程及主要设备
目前,食品级液体CO2生产方法一般分为高压法(8.0MPa)、中压法(4.0MPa)和低压法(1.6~2.5MPa)。考虑到本公司所用原材料为脱碳工段来的压力约为2kPa,含H2S和COS等有机硫以及氮氧化物及其它烃类杂质的生产废气,经过技术分析和成本核算,决定采用低压生产工艺。
1.1 工艺特点
该套装置的主要工艺特点:工艺能耗低,安全性高;精脱硫工序采用JTL-1常温脱硫新工艺,催化剂采用T504型有机硫水解催化剂串联T103型专用CO2常温脱硫剂,脱硫后气体中(H2S)<0.05×10-6,COS转化率可达95%;脱烃系统采用催化氧化法,集加热、换热、反应于一体,投资省,效率高,操作简便可靠,脱烃效果明显,能保证产品中烃、苯、醛类含量达标。
2 开车初期存在的问题
该装置运行初期,生产稳定性差,因压缩机检修等各种原因产量无法达到设计值,产品CO2气体中H2S含量达不到食品级标准。
装置运行初期,CO2平均产量30.2t/d,比设计值56.0t/d低25.8t/d,产品CO2气体中(H2S)平均值比可乐级CO2气体中(H2S)标准值(0.110-6)高2.110-6.
3 原因分析及解决措施
3.1 产品产量低
该生产过程是一个全封闭过程,故外部环境影响因素可以排除。
在上述原因中压缩机检修频繁是制约产品产量增加的瓶颈,
(1)水洗塔工艺设备改造。系统增设1台循环水泵和1个3m²稳流水箱,建立冷却水在水洗塔和水箱间的闭路循环,保证循环水水量稳定;水
洗塔填料由拉西环改为相同规格的不锈钢鲍尔环,提高气体通过能力与体积传质系数。改造后,压缩机活门检修周期由5~6d延长至15~17d,年减少开、停车次数40余次。
(2)压缩机平衡段改造。将压缩机平衡段出口改接至水洗塔前,改造后一段吸气阀的更换周期由原来3~4d延长至14~15d,每年减少停车次数50余次;压缩机的入口温度下降了10℃左右,打气量明显增加。
(3)压缩机填料改造。将原来更换下的旧的三段填料进行改装,截去一段内芯,使填料的内径随着活塞杆直径的变化而变化。改造后,填料的更换周期由10~15d延长到42~45d,年减少开停车次数16次。
(4)安装方面改造。进行管路改造,使各管腿自由连接。
(5)压缩机连锁设置改造。考虑到二级水冷器和水分离器设计压力为1.25MPa,液压试验压力为1.56MPa,安全阀起跳压力为1.21MPa,将二级排气压力和联锁指标设定为<1.10MPa.改造后,在保证系统安全的基础上解决了连锁设置不合理的问题。
(6)压缩机水冷器材质改造。将水冷器套管的材质由碳钢更换为不锈钢,效果显著。
(7)分子筛再生工艺改造。将精馏塔放空气用于分子筛再生,精馏塔放空气约为150m²/h,改造后再生只需补充100m³/h的生产用气。
(8)将原换热面积40m²氨冷器换成80m²氨冷器。更换后,温度下降了2~3℃,原料气中CO2被充分液化。解决了原料气温度高、分离效率低及分子筛再生频繁的问题,提高产品纯度的同时减少了不合格废气的排放量,增加了产量。
3.2 H2S含量超标
针对产品CO2气体中H2S含量超标,从生产经验、工艺设备及有关资料入手,对造成超标的诸多因素进行探讨.
压缩机前增设1台水洗塔,并在压缩机后增设1台1100mm9575mm脱硫塔,有效地降低了产品CO2气体中H2S含量。
4 改造后效果
2007年5月,该装置全部改造完成后,日产量显著提高,产品CO2气体中H2S含量达到食品级标准。
改造后,CO2平均产量52.3t/d,比改造前CO2平均产量30.2t/d增加了22.1t/d;产品CO2气体中(H2S)由2.2×10-6降至<0.110-6;产品CO2气体各项指标达到可乐级CO2水平。
针对食品级CO_2装置的分析
日期:2011-04-26 09:18 点击:168