利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生产食品级二氧化碳的工艺技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生
产食品级二氧化碳的工艺。
背景技术
二氧化碳是重要的工业生产原料，广泛应用于冶金、钢铁、石油、化工、电子、食品、
医疗、食品等领域，特别是在食品的气调保鲜、饮料工业的应用、食品冷藏和冷冻的应用、超
临界萃取等领域。可供工业回收的富二氧化碳气源有两大类，即二氧化碳气田、石油溶解
气、天然气等天然二氧化碳气源和烟道气、化工厂尾气、生物发酵气等工业副产气源二氧化
碳。
人类社会生产力的高速发展，需要消耗大量的天然含碳资源，同时使大气中二氧
化碳迅速增加，全球每年排放的二氧化碳量高达200多亿吨。二氧化碳的大量排放，不仅对
人类生存环境带来恶劣影响，不断加剧“温室效应”；也造成了二氧化碳这一宝贵资源的严
重浪费。而将其制成食品级二氧化碳，不仅可增加效益，也有利于企业调整产品结构，促进
企业向产品多元化发展。我国是世界二氧化碳主要排放国之一。因此，搞好二氧化碳的综合
利用，对发展循环经济，转变经济增长方式，建设资源节约型和环境保护型社会，缓解资源
短缺矛盾和环境压力，促进人与自然和谐发展具有重要意义。
然而，受制备技术及市场制约，我国食品级二氧化碳开发利用技术还比较落后，产
品质量也较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生产
食品级二氧化碳的工艺。该工艺制得的食品级二氧化碳的质量好，完全符合相关标准。
为实现以上目的，本发明的技术方案如下：
利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生产食品级二氧化碳的工艺,包括以下步
骤：
A.压缩工序：合成氨MDEA法脱碳工序的解析气经水洗塔洗涤后进入压缩机进行三
级压缩至气体的压力为2.2MPa，温度<150℃，再冷却至28～31℃并分离掉水分后进入预冷
器冷却；
B.净化工序：经预冷器冷却后的气体进入吸附塔，由活性炭进行吸附；
C.干燥工序：经过吸附处理的气体随后进入干燥器，然后进入预冷器冷却至4～6
℃；
D.提纯工序：经过干燥工序处理的气体的60％进入提纯塔塔底换热段，维持塔底
温度在-11～-9℃，经过干燥工序处理的剩余40％气体与出提纯塔换热段的气体汇合进入
氨冷器冷却液化，然后进入提纯塔内，与换热段来的气体进行传热、传质，在提纯塔顶部通
过回流冷凝器将气体重新液化，提纯塔底部的液体进入贮罐存储。
干燥器经过一段时间运行后进行干燥再生，来自提纯塔顶部放空气体经初预冷器
冷却后进入电加热器，被加热至220℃后逆流通过1#干燥器或2#干燥器，从1#或2#干燥器顶
部出来的气体返回CO2总管或放空。干燥器顶部出口气体温度达150℃后再生结束，改为冷
吹，冷吹气仍返回CO2总管或放空。吸附塔再生与干燥器原理相同，再生温度为120度。
来自氨罐的氨节流后依次经1#、2#氨冷液化器换热，氨吸热汽化，气氨进入1#、2#
气氨预冷器换热，再经氨液分离器分离掉液氨，进入1#、2#、3#、4#氨压缩机压缩至1.4MPa、
145℃进入氨油分离器分离除去油后进蒸发冷，被IW33冷却至36℃液化，液氨进入氨罐中循
环使用。
进一步,步骤A所述水洗塔洗涤过程中所用水为脱盐水。
进一步,所述脱盐水的pH为8.9～9.5，电导率≤10us/cm，SiO2的含量≤30mg/L。
进一步,步骤A中，合成氨MDEA法脱碳工序的解析气经水洗塔洗涤后进入压缩机进
行三级压缩至气体的压力为2.2MPa，温度<150℃，再冷却至28～31℃并分离掉水分后进入
预冷器冷却至16～19℃。
进一步,步骤B所述活性炭的粒径为3.0～3.5mm，强度≥90％。
进一步,步骤B中，经预冷器冷却后的气体进入吸附塔，由活性炭进行吸附至气体
中的甲醇的含量<70ppm。
进一步,步骤C中，经过吸附处理的气体随后进入干燥器，在分子筛的作用下将甲
醇的含量吸附至<8ppm，水分的含量吸附至<15ppm，然后进入预冷器冷却至4～6℃。
进一步,所述分子筛为氧化钾的含水化合物、氧化钠的含水化合物、氧化硅的含水
化合物、氧化铝的含水化合物按照摩尔比为3:2:1:2配比而成。
进一步,所述分子筛的粒径为3～5mm，抗压强度≥60N/颗，堆积密度≥0.64g/mL。
进一步,步骤D中，所述出提纯塔换热段的气体中烃的总含量≤25ppm，CO2的含量
≥99.95％；O2的含量≤30ppm；CO的含量≤10ppm。
本发明的有效果是：
本发明利用MDEA法脱碳工序的解析气生产食品级二氧化碳，实现了对二氧化碳的
回收利用。本发明的工艺简单可靠，生产所需的能耗小，成本低，制得的食品级二氧化碳的
质量好，完全符合相关标准。
具体实施方式
实施例1
利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生产食品级二氧化碳的工艺,包括以下步
骤：
A.压缩工序：合成氨MDEA法脱碳工序的解析气经水洗塔洗涤后进入压缩机进行三
级压缩至气体的压力为2.2MPa，温度<150℃，再经蒸发冷却器冷却至28℃并分离掉水分后
进入预冷器冷却至16℃；所述水洗塔洗涤过程中所用水为重庆市万利来化工股份有限公司
提供的脱盐水，该脱盐水的pH为9.5，电导率≤10us/cm，SiO2的含量≤30mg/L；
B.净化工序：经预冷器冷却后的气体进入吸附塔，由粒径为3.0mm、强度≥90％的
活性炭吸附至气体中的甲醇的含量<70ppm；
C.干燥工序：经过吸附处理的气体随后进入干燥器，在粒径为3mm、抗压强度≥
60N/颗、堆积密度≥0.64g/mL的分子筛的作用下将甲醇的含量吸附至<8ppm，水分的含量吸
附至<15ppm，然后进入预冷器冷却至6℃；所述分子筛为氧化钾的含水化合物、氧化钠的含
水化合物、氧化硅的含水化合物、氧化铝的含水化合物按照摩尔比为3:2:1:2配比而成；
D.提纯工序：经过干燥工序处理的气体的60％进入提纯塔塔底换热段，维持塔底
温度在-11℃，经过干燥工序处理的剩余40％气体与出提纯塔换热段的气体汇合进入氨冷
器冷却液化，然后进入提纯塔内，与换热段来的气体进行传热、传质，在提纯塔顶部通过回
流冷凝器将气体重新液化，提纯塔底部的液体进入贮罐存储；所述出提纯塔换热段的气体
中烃的总含量≤25ppm，CO2的含量≥99.95％；O2的含量≤30ppm；CO的含量≤10ppm。
原料气是重庆市万利来化工股份有限公司合成氨MDEA法脱碳工序的解析气。原料
气的化学成分主要有：CO2、甲烷、甲醇、CO、H2、02、N2等，物理成分主要有水分。无生物杂质。
实施例2
利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生产食品级二氧化碳的工艺,包括以下步
骤：
A.压缩工序：合成氨MDEA法脱碳工序的解析气经水洗塔洗涤后进入压缩机进行三
级压缩至气体的压力为2.2MPa，温度<150℃，再经蒸发冷却器冷却至31℃并分离掉水分后
进入预冷器冷却冷却至19℃；所述水洗塔洗涤过程中所用水为重庆市万利来化工股份有限
公司提供的脱盐水，该脱盐水的pH为8.9，电导率≤10us/cm，SiO2的含量≤30mg/L；
B.净化工序：经预冷器冷却后的气体进入吸附塔，由粒径为3.5mm、强度≥90％的
活性炭吸附至气体中的甲醇的含量<70ppm；
C.干燥工序：经过吸附处理的气体随后进入干燥器，在粒径为5mm、抗压强度≥
60N/颗、堆积密度≥0.64g/mL的分子筛的作用下将甲醇的含量吸附至<8ppm，水分的含量吸
附至<15ppm，然后进入预冷器冷却至4℃；所述分子筛为氧化钾的含水化合物、氧化钠的含
水化合物、氧化硅的含水化合物、氧化铝的含水化合物按照摩尔比为3:2:1:2配比而成；
D.提纯工序：经过干燥工序处理的气体的60％进入提纯塔塔底换热段，维持塔底
温度在-9℃，经过干燥工序处理的剩余40％气体与出提纯塔换热段的气体汇合进入氨冷器
冷却液化，然后进入提纯塔内，与换热段来的气体进行传热、传质，在提纯塔顶部通过回流
冷凝器将气体重新液化，提纯塔底部的液体进入贮罐存储；所述出提纯塔换热段的气体中
烃的总含量≤25ppm，CO2的含量≥99.95％；O2的含量≤30ppm；CO的含量≤10ppm。
原料气与实施例1相同。
实施例3
利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生产食品级二氧化碳的工艺,包括以下步
骤：
A.压缩工序：合成氨MDEA法脱碳工序的解析气经水洗塔洗涤后进入压缩机进行三
级压缩至气体的压力为2.2MPa，温度<150℃，再经蒸发冷却器冷却至30℃并分离掉水分后
进入预冷器冷却冷却至18℃；所述水洗塔洗涤过程中所用水为重庆市万利来化工股份有限
公司提供的脱盐水，该脱盐水的pH为9.2，电导率≤10us/cm，SiO2的含量≤30mg/L；
B.净化工序：经预冷器冷却后的气体进入吸附塔，由粒径为3.2mm、强度≥90％的
活性炭吸附至气体中的甲醇的含量<70ppm；
C.干燥工序：经过吸附处理的气体随后进入干燥器，在粒径为3.5mm、抗压强度≥
60N/颗、堆积密度≥0.64g/mL的分子筛的作用下将甲醇的含量吸附至<8ppm，水分的含量吸
附至<15ppm，然后进入预冷器冷却至5℃；所述分子筛为氧化钾的含水化合物、氧化钠的含
水化合物、氧化硅的含水化合物、氧化铝的含水化合物按照摩尔比为3:2:1:2配比而成；
D.提纯工序：经过干燥工序处理的气体的60％进入提纯塔塔底换热段，维持塔底
温度在-10℃，经过干燥工序处理的剩余40％气体与出提纯塔换热段的气体汇合进入氨冷
器冷却液化，然后进入提纯塔内，与换热段来的气体进行传热、传质，在提纯塔顶部通过回
流冷凝器将气体重新液化，提纯塔底部的液体进入贮罐存储；所述出提纯塔换热段的气体
中烃的总含量≤25ppm，CO2的含量≥99.95％；O2的含量≤30ppm；CO的含量≤10ppm。
原料气与实施例1相同。
对比例1
利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生产食品级二氧化碳的工艺,包括以下步
骤：
A.压缩工序：合成氨MDEA法脱碳工序的解析气经水洗塔洗涤后进入压缩机进行三
级压缩至气体的压力为2.2MPa，温度<150℃，再经蒸发冷却器冷却至29℃并分离掉水分后
进入预冷器冷却冷却至17℃；所述水洗塔洗涤过程中所用水为重庆市万利来化工股份有限
公司提供的脱盐水，该脱盐水的pH为9.0，电导率≤10us/cm，SiO2的含量≤30mg/L；
B.净化工序：经预冷器冷却后的气体进入吸附塔，由粒径为3.5mm、强度≥90％的
活性炭吸附至气体中的甲醇的含量<70ppm；
C.干燥工序：经过吸附处理的气体随后进入干燥器，在粒径为4mm、抗压强度≥
60N/颗、堆积密度≥0.64g/mL的分子筛的作用下将甲醇的含量吸附至<8ppm，水分的含量吸
附至<15ppm，然后进入预冷器冷却至6℃；所述分子筛为氧化钾的含水化合物、氧化钠的含
水化合物、氧化硅的含水化合物、氧化铝的含水化合物按照摩尔比为3:2:1:2配比而成；
D.提纯工序：经过干燥工序处理的气体的50％进入提纯塔塔底换热段，维持塔底
温度在-9℃，经过干燥工序处理的剩余50％气体与出提纯塔换热段的气体汇合进入氨冷器
冷却液化，然后进入提纯塔内，与换热段来的气体进行传热、传质，在提纯塔顶部通过回流
冷凝器将气体重新液化，提纯塔底部的液体进入贮罐存储；所述出提纯塔换热段的气体中
烃的总含量≤25ppm，CO2的含量≥99.95％；O2的含量≤30ppm；CO的含量≤10ppm。
原料气与实施例1相同。
对比例2
利用合成氨MDEA法脱碳工序的解析气生产食品级二氧化碳的工艺,包括以下步
骤：
A.压缩工序：合成氨MDEA法脱碳工序的解析气经水洗塔洗涤后进入压缩机进行三
级压缩至气体的压力为2.2MPa，温度<150℃，再经蒸发冷却器冷却至28℃并分离掉水分后
进入预冷器冷却冷却至16℃；所述水洗塔洗涤过程中所用水为重庆市万利来化工股份有限
公司提供的脱盐水，该脱盐水的pH为9.3，电导率≤10us/cm，SiO2的含量≤30mg/L；
B.净化工序：经预冷器冷却后的气体进入吸附塔，由粒径为3.0mm、强度≥90％的
活性炭吸附至气体中的甲醇的含量<70ppm；
C.干燥工序：经过吸附处理的气体随后进入干燥器，在粒径为3.5mm、抗压强度≥
60N/颗、堆积密度≥0.64g/mL的分子筛的作用下将甲醇的含量吸附至<8ppm，水分的含量吸
附至<15ppm，然后进入预冷器冷却至6℃；所述分子筛为氧化钾的含水化合物、氧化钠的含
水化合物、氧化硅的含水化合物、氧化铝的含水化合物按照摩尔比为2:3:2:4配比而成；
D.提纯工序：经过干燥工序处理的气体进入提纯塔塔底换热段，维持塔底温度在-
11℃，进入氨冷器冷却液化，然后进入提纯塔内，与换热段来的气体进行传热、传质，在提纯
塔顶部通过回流冷凝器将气体重新液化，提纯塔底部的液体进入贮罐存储；所述出提纯塔
换热段的气体中烃的总含量≤25ppm，CO2的含量≥99.95％；O2的含量≤30ppm；CO的含量≤
10ppm。
原料气与实施例1相同。
对比例3
以公开号为CN101040674的发明专利申请所述方法进行食品级二氧化碳的生产，
具体工艺为：
(1)将二氧化碳原料气经水洗和预冷，经过水分离器除去机械水后进入原料气压
缩机，经三级压缩加压到3.0MPa，出来的气体经冷却器进行冷却；
(2)冷却后的原料气进入净化器，由装填有活性炭的吸附剂进行吸附；
(3)从净化工序来的原料气进入干燥器，脱除水份；
(4)干燥后的气体与提纯塔顶部出来的闪蒸气经换热器换热后，冷却后的气体进
入蒸发冷凝器进行液化；
(5)液化后的二氧化碳进入提纯塔进行蒸馏提纯，在塔釜下部得到液体二氧化碳；
(6)最后进入液体二氧化碳贮罐存储。
原料气与实施例1相同。
食品级二氧化碳检测
按照《GB 10621～2006食品添加剂液体二氧化碳》中指标及相应检测方法对实施
例1～3及对比例1～3制得的食品级二氧化碳进行检测，结果如下表所示：
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。