新建年产二万t.docx

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新建年产二万t

新建年产二万t/a新国标级液体食品CO2装置

  项目简介

1物化性质

二氧化碳（CO2）是较丰富的化学物质之一，其来源分为天然的和化学反应过程中产生的两种。

CO2的物理状态有气态、液态、固态三种，在常温常压下是无色略带酸味的气体。

在标准状态下，一立方米CO2气体重1.9769Kg，在一个标准大气压下，其升华温度为-78.5℃，临界温度为31.1℃，临界压力为7.3967Mpa,相对分子质量为44.01。

不能燃烧，容易液化，密度是空气密度的1.53倍。

在临界温度以下加压，可使CO2气体液化为无色的液体CO2。

2用途

随着CO2应用领域的不断拓宽，市场发展前景越来越好。

根据CO2质量，用途不同，可分为工业级和食品级二种，根据CO2物理状态又可分为气态、液态、固态（干冰）三种形式。

工业级CO2主要用在：

1、CO2气体保护焊：

CO2气体保护焊是我国焊接行业重点推广的技术项目之一，随着推广速度的递增，预计年增长幅度在10%左右。

2、CO2灭火装置：

人们生活水平的提高，宾馆、高级住宅、汽车、企事业单位对CO2灭火装置得配置也大幅度增长，所以CO2在灭火器材中的用量也以年8--12%的幅度增长。

3、CO2气肥：

CO2和水是植物光合作用的二种基本原料，农业生产产业化是农业现代化的唯一途径。

粮食基地、蔬菜基地的建立，为CO2作为气肥应用于农业开辟了新的领域，预计其增长幅度也在3%以上。

食品级CO2主要用在：

1、饮料和啤酒行业：

饮料和啤酒行业是食品CO2主要市场，目前我国饮料和啤酒消费量远远低于发达国家，只有人均5kg/年，而美国等发达国家达150kg/年以上。

随着我国人民生活水平的日益提高，这一行业对食品CO2的需求将会以每年20%以上的速度增长。

2、烟草行业：

烟草行业原来是氟利昂膨化烟丝，随着环保要求的提高以及对食品添加剂的严格要求，为食品CO2进入烟草行业提供了很大的机遇，液体食品CO2用于烟丝膨化可使每箱香烟节约2.5-3.0kg原料烟丝，而且烟丝膨化质量也有很大的提高。

浙江卷烟厂已经在2001年将原氟利昂膨化设备全部改成了CO2膨化设备，卷烟行业以年产3000万箱计算约需CO290万吨/年。

3、防腐保鲜行业：

真正绿色食品的推广给食品、蔬菜、水果、水产品的防腐保鲜，粮食的杀虫与贮存提供了新的应用领域。

4、CO2超临界萃取技术：

作为一项新型化工技术,CO2超临界萃取技术在中药、食品、香料、石油化工、生物化工、环境化工等方面取得了突破性发展，其用量也在快速增长。

3产品质量标准

目前国内大部份二氧化碳生产厂的产品质量标准只能达到国家1989

年颁布的GB10621-89标准,而国际饮料技术协会液体二氧化碳质量标准（美国可口可乐标准）及新颁布的国家食品二氧化碳新国标GB10621一2006对产品中总硫.总烃.水份.醇.苯.醚均有严格要求。

对照比较见下表:

国际饮料技术协会液体二氧化碳质量指标:

项目    指标

纯度≥    99.9%v/v

水份≤    20ppmv/v

酸度    通过检验

氧≤    30ppmv/v

氨≤    2.5ppmv/v

一氧化氮/二氧化氮≤    1.0ppmv/v

非挥发残余≤    10ppmw/w

非挥发有机残余≤    5ppmw/w

磷化氢≤    0.3ppmv/v

总挥发烃（以甲烷计）≤    50ppmv/v,其中非甲烷烃小于20ppmv/v

乙醛≤    0.2ppmv/v

芳香烃≤    0.020ppmv/v

一氧化碳≤    10ppmv/v

总硫（以S计）≤    0.1ppmv/v

氧硫化碳≤    0.1ppmv/v

硫化氢≤    0.1ppmv/v

二氧化硫≤    1.0ppmv/v

水溶液外观    无色、无可见颗粒物

气味    无异味

水溶液中味道及气味    水中无异味及气味

油≤    5ppmw/w

环氧乙烷≤    10ppmv/v

甲醇≤    10ppmv/v

乙醇≤    10ppmv/v

苯≤    0.01ppmv/v

二硫醚≤    0.1ppmv/v

GB10621-89标准

指标名称    指标

二氧化碳（CO2），（v/v）      99.5%

水分            <0.2%

亚硫酸，亚硝酸    不得检出

一氧化碳，硫化氢，磷化氢，有机还原物    不得检出

油分    不得检出

酸度    符合检验

气味    无异味

GB10621一2006

序号    项目    指标

1    二氧化碳含量体积分数，10-2                ≥    99.9

2    水分体积分数，10-6                        ≤    20

3    酸度    按5.4检验合格

4    一氧化氮体10-6                        ≤            2.5

5    二氧化氮体积分数，10-6                    ≤    2.5

6    二氧化硫体积分数，10-6                    ≤    1.0

7    总硫体积分数（除二氧化硫外，以硫计）,10-6    ≤    0.1

8    碳氢化合物总量体积分数（以甲烷计）,10-6      ≤    50（其中非甲烷烃不超过20）

9    苯体积分数,10-6                          ≤        0.02

10    甲醇体积分数，10-6                      ≤    10

11    乙醇体积分数，10-6                      ≤      10

12    乙醛体积分数,10-6                      ≤      0.2

13    其它含氧有机物体积分数，10-6              ≤                  1.0

14    氯乙烯体积分数，10-6                    ≤        0.3

15    油脂质量分数[qbw1]，10-6                ≤

5

16    水溶液气味、味道及外观    按5.10检验合格

17    蒸发残渣质量分数，10-6                  ≤      10

18    氧气体积分数,10-6                      ≤      30

19    一氧化碳体积分数,10-6                    ≤    10

20    氨体积分数,10-6                        ≤    2.5

21    磷化氢体积分数,10-6                      ≤    0.3

22    氰化氢体积分数,10-6                    ≤    0.5

注:

其它含氧有机物包括二甲醚、环氧乙烷、丙酮、正、异丙醇、正、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯。

国外对食品级二氧化碳中各种碳氢化合物、氨、硫化物、氮氧化合物、氰化物、醇、苯、醛、酯、醚含量均有严格的要求，其中英国BOC标准,美国Airco标准都要求总烃<50ppm其中非甲烷烃<20ppm总硫<0.1ppm，硫、醇硫醚、二硫化碳等硫化物也要低于0.1ppm,过去我国对食品级二氧化碳中硫化物含量没有作规定。

随着改革开放，国外饮料公司大量涌入，象可口可乐、百事可乐在中国建立了许多灌装厂都要用到食品级二氧化碳。

如果我国生产的二氧化碳中总烃、苯、硫化物含量达不到标准，将无法打入这些公司,正在实施中的我国食品级二氧化碳新国标中也采用可口可乐公司相当的标准。

4产品生产方法

合成氨变换气中含有约28%的CO2，在合成氨之前必须将其脱除。

目前部分生产厂家脱碳后的CO2用来生产尿素、碳铵或其它用途，放空量不大。

但有些企业由于联醇工艺流程限制及氨平衡的影响，CO2被大量放空，既破坏了生态环境，引起温室效应，又浪费了CO2这一宝贵资源。

根据各厂脱碳方法不同,CO2回收量和回收浓度也有很大差别,采用我公司的新国标二氧化碳生产专有技术（巳有多套装置投产）,将生产装置中原来放空的或多余的CO2这一宝贵资源利用起来,生产达到新国标要求的食品二氧化碳可以大幅度提高企业经济效益。

脱碳后的CO2回收气中含有各类硫化物，各种碳氢化合物、氨、硫化物、氮氧化合物、噻吩、氰化物、醇、苯、醛、酯、醚等，要制成达到新国标级食品CO2，就必须采用变温吸附技术包括采用多塔复合吸附床及其与催化氧化耦合脱烃.醇.苯.醚等杂质,干燥脱水、解吸提纯等最终使产品达到并且优于新国标和国际饮料技术协会质量指标。

5工艺流程

脱碳后的CO2回收气先经压缩机压缩至0.6--0.8Mpa,采用变温多塔复合吸附床技术脱除各类硫化物，氨、氮氧化合物、噻吩、氰化物、和异味。

总硫含量<0.1ppm的气体回压缩机压缩至2.5--4.0Mpa依次经过催化氧化脱烃、碳氢化合物、苯、醇、醛、酯、醚、及干燥脱水、解吸提纯等工序到贮槽再灌装出厂。

工艺流程框图：

：

CO2气来自脱碳

6原材料及水.电.汽

食品CO2的主要原材料是放空回收的CO2气和水、蒸汽、氧气、复合吸附剂、脱烃催化剂。

5.1CO2气

食品CO2的气体的理论消耗约506m3,实际消耗约570m3计,年产20000t计每小时需CO2气体1800m3。

5.2水、蒸汽、氧气、脱硫剂、脱烃催化剂

本装置水、蒸汽、氧气、消耗量均不大,水可循环使用。

脱硫剂,脱烃催化剂均一次性装入使用,脱烃催化剂可以使用3--5年。

电耗主要来自压缩机,冰机用电,详见成本表。

7主要设备

7.1非标设备表                                            

序号    设备名称    数量    备  注

1    一级吸附塔    1      

2    二级吸附塔    1    

3    三级吸附塔    1        

4    加热器    2    

5    水冷器    2        

6    塔前换热器    1    

7    催化氧化塔    1    

8    除湿器    1    

9    水分离器    2    

10    干燥塔    4    

11    电加热炉    1          

12    氨冷器    2          

13    深冷器    1    

14    解吸提纯塔    1    

7.2定型设备

1、    压缩机（成套）

2、    冰机（成套）

3、    储槽100m3  

4、    充装站（成套）

8投资预算

1、压缩机（包括电机及辅助设备）16m3/min  2台  80万元

2、储槽（15MnDR）100m3            二台  100万元

3、主要设备（见非标设备表）          1套  178.6万元

4、分析、仪表,电器                  43万元

5、脱烃催化剂、脱硫剂、干燥剂、填料        82万元*

6、管道阀门                        25万元

7、土建                          20万元

8、充装站                        6.0万元

9、冰机50万大卡                  1套30万元

10、安装费用                      17万元

11、技术资料及服务费    10万元

总投资合计:

    591.6万元

9经济效益分析

单位成本如表所示  （t/元）

单位名称    单位成本（元）

水、电、蒸汽等耗费    120.00

脱硫剂、催化剂    19.00

工资、管理费用    22.00

折旧、维修费用    20.00

其    他    17.00

合    计    198.00

以年产20000t计,目前国际标准级食品二氧化碳市场价在600元--900元之间,按600元计扣除成本尚有398元利润（未计CO2气体成本）全年可实现利润796万元,不到一年就可收回全部投资。

10环保.消防.安全

本装置无污水排放,同时还能减少CO2废气排放量变废为宝,是一项环保型的清洁生产工艺。

CO2气是隋性气,消防,安全均可一次评价通过。

综上所述;随着CO2应用领域的不断拓宽,CO2的工业需求和食品需求正在大幅提高,二氧化碳干冰需求也在逐步增加,（此装置要上,只需增加一套干冰装置即可。

）作为有CO2气体的生产企业,要充分利用自身优势,开发食品CO2项目兼产工业级CO2。

应用超前的眼光,从发展的角度，审时度势,高起点、高质量要求、建设高品质的食品CO2装置，抢占市场，以获得最大的经济效益。

这是一条发展多种经营,降低成本,增加企业效益的有效途径。