生物科技有限公司化学分公司60kt-a食品级液体二氧化碳项目可行性研究报告书.doc

xxxx生物科技有限公司化学分公司
60kt/a食品级液体二氧化碳项目

可行性研究报告

目 录

第一章 总 论 1
1.1 概述 1
1.2 项目提出背景，投资必要性和经济意义 2
1.3 研究范围和工作内容 4
1.4 项目研究结论 4
1.5 存在的问题和建议 7
第二章 市场预测、调查和营销计划 8
2.1产品特性及用途 8
2.2国内外市场情况分析 8
2.3 市场调查 9
2.4产品价格分析 10
2.5市场风险分析及对策 10
第三章 产品方案及生产规模 11
3.1 产品方案 11
3.2 生产规模 12
第四章 工艺技术方案 13
4.1 工艺技术方案的选择 13
4.2工艺流程示意框图 16
4.3 主要设备的选择 16
4.4 化学药剂 18
4.5 主要公用工程消耗表 19
4.7 设备管道防腐保温 21
第五章 原料的供应和贮运 22
5.1主要原料的品种、年需要量、来源及运输条件 22
5.2 其它生产用的辅料： 22
第六章 建厂条件和厂址方案 23
6.1 选址位置： 23
6.2 主要建设内容: 25
6.3 总体方案. 25
7.1 总图运输 27
7.2 给排水 29
7.3 电气 30
7.4 通信信息 31
第八章 节 能 33
8.1 设计指导思想及原则 33
8.2 主要节能措施 33
8.3 能耗水平 34
第九章 环境保护 35
9.1 本项目设计执行的环境保护法规和标准 35
9.2、主要污染源及主要污染物 35
9.3 本项目的主要三废情况 37
9.4 三废处理措施 37
9.5 环境保护预期效果 37
9.6 环保费用 37
第十章 劳动保护与安全卫生 38
10.1项目设计中遵循的主要法规、标准和规范 38
10.2 本项目劳动安全和职业卫生特点 38
10.3职业卫生、劳动安全防护的措施 40
10.4 本工程劳动安全和职业卫生预期效果 42
10.5 劳动保护与安全卫生的费用 42
11.1 设计遵循的标准规范 43
11.2 消防设计原则 43
11.3 工程概况 43
11.4 企业消防环境与现状 43
11.5 本工程消防系统设计 43
11.6 消防设施费用 44
第十二章 工厂组织和劳动定员 45
12.1 工厂组织 45
12.2 劳动定员及人员培训 45
第十三章 项目实施计划 46
第十四章 投资估算及融资方案 47
14.1 项目说明 47
14.2 建设投资估算 47
14.3 建设期利息 48
14.4 流动资金估算 48
14.5 项目总投资 48
14.6 融资方案 48
第十五章 财务评价 49
15.1 评价方法 49
15.2 基础数据 49
15.3 成本估算 49
15.4 销售收入及税金 50
15.5 盈利能力分析（食品级） 50
15.7 不确定性分析 51
15.8 评价结论 52

第一章 总 论
1.1 概述
1.1.1 项目名称、主办单位及法人
项目名称：60kt/a食品级液体二氧化碳项目
主办单位：xxxx生物科技有限公司生物科技有限公司
建设单位：xxxx生物科技有限公司生物科技有限公司化学分公司
建设单位法人代表：xx
项目性质：技改项目
建设单位地址：
邮政编码：
电话：
1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则
1.1.2.1 编制依据
a、xxxx生物科技有限公司生物科技有限公司提供的本工程生产技术资料及其它相关材料。
b、《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》(修订本 化计发[1997]426号)。
c、国务院令第253号，l998年11月29日《建设项目环境保护管理条例》。
d、国石化规发(2000)412号《化工投资项目经济评价参数》。
e、 根据xxxx生物科技有限公司提供的酒精发酵气成分检验报告。
f、 根据xxxx生物科技有限公司提供的xxxx生物科技有限公司60kt/a食品级液体二氧化碳装置用地位置的草图。
1.1.2.2 编制原则
a、 认真贯彻执行国家和行业的有关方针政策，力求项目建设合理可行。
b、 有效利用现有公用设施，达到工期短、投资省、见效快的目的。
c、 利用国内外成功先进技术，接轨国际同类产品，提高CO2产能，降低单位能源消耗，提高经济效益，实现酒精生产过程中二氧化碳废气的综合利用、变废为宝的目的。
d、 为了使装置控制水平达到国内先进水平，决定对关键的设备（微机自控系统、压缩机及冰机等）采用国产成熟优质产品。
e、贯彻工厂布置一体化、生产装置露天化、建（构）筑物轻型化、公用工程社会化的建设方针。
f、 适应液体二氧化碳生产特点，搞好配套专业设计，特别要加强节能、环保、安全、消防、工业卫生及劳动保护等方面的配套设计，三废治理要做到“三同时”，并充分考虑能源综合利用，确保生产安全。

1.2 项目提出背景，投资必要性和经济意义
1.2.1 项目提出背景及公司简介

1.2.2 投资必要性和经济意义
目前，高消耗、高排放、低效率的粗放型经济模式已经严重制约了我国国民经济和社会的发展，节能减排、发展循环经济已成为当前和今后一段时期内国家宏观调控的重点，更是生产企业为了提高资源利用率、降低物耗和生产成本、获取最大经济效益而努力追求的目标和必由之路。
至2007年底，xxxx生物科技有限公司各类产品年综合生产能力已达100kt/a，而酒精CO2工业废气总量亦达100kt/a。为使xxxx生物科技有限公司在市场竞争中能得到不断发展和壮大，必须以循环经济的理论为指导，继续调整、优化产业结构和产品结构，转变增长方式，以市场为导向，以提高经济效益和社会效益为中心，加强技术创新，发展循环经济，构建资源节约型和环境友好型产业，从而实现企业的创新发展。
xxxx生物科技有限公司发展食品级液体二氧化碳产品的必要性和有利条件：
a、加强环境保护，保护人类身体健康。
二氧化碳属温室气体。由于二氧化碳等温室气体的大量排放，引起了全球气候变暖，对世界各国的社会经济等各领域产生负面影响，它会造成诸如水资源短缺、居住环境恶化、经济损失加剧、海平面上升、热浪袭击增加等现象的发生，人类健康受到严重威胁，另外还可能引起物种变化的加剧。
b、原材料供应充裕，运输条件便捷，具有资源综合利用及循环经济优势。
在xxxx生物科技有限公司的界区内利用食用酒精装置的二氧化碳工业废气资源、建设食品级液体二氧化碳产品的项目，所用公用工程可充分利用现有资源，具有投资少、建设周期短、投资效率较高，资产质量良好的总体效果。
项目所在地区位优势明显，紧邻青岛、日照两大港口，距日照港100公里、青岛港160公里，海运便利。距青岛机场200公里，距临沂机场90公里。从沂水县城10分钟可进火车站，15分钟上高速公路，60分钟到机场，90分钟到港口。胶（州）新（沂）铁路经过沂水并设立县级站；客货运输可直达东北和上海等地。距京沪高速50公里，日东高速30公里，纵贯南北的沿海大动脉同三高速与日东高速在日照相接。新济青高速与长（春）深（圳）高速在县城北部交汇，2007年新济青高速建成通车后，沂水的交通更加方便快捷。
c、有先进的技术和过硬的质量保证体系，坚持技术创新意识。
xxxx生物科技有限公司善于吸收国内外先进技术，通过新技术、新工艺的应用和不断创新，已逐渐形成了自己的核心技术，在不断追求行业领先等方面都有许多独到之处，并拥有一流的生产装置和检测中心，关键设备设计科学、完备、工艺流程完善。生产过程中采用可靠的DCS控制系统对装置进行自动控制和工艺参数调节，关键过程和设备采用安全联锁，确保工艺装置生产安全和稳定，保证产品质量。同时，严格按ISO9001：2000质量管理体系标准来规范公司质量管理，可确保提供给顾客满意的产品。
d、有广阔的产品市场。
随着二氧化碳市场需求量的迅速发展，全球工业气体市场的各大跨国公司纷纷登陆中国，为我国二氧化碳市场生产应用和销售注入了活力和生机。预计未来几年，我国的钢铁、化工、电子、制造加工、食品、保健及所有其他气体用户将继续推动气体工业发展，年增长至少为15%，二氧化碳的生产和应用市场必将得到快速发展。同时高纯度的食品级二氧化碳属高技术附加值产品，因此具有显著的经济效益和社会效益。xx地区的碳酸饮料、造船、汽车工业发展迅速，也需要大量食品级和工业级液体二氧化碳。
通过对酒精工业废气中二氧化碳气体的回收，可以直接改善环境，提高居住地居民身体健康水平！同时废气综合利用，变废为宝，利国利民。
综上所述，该项目的建设利国利民，具有显著的经济效益和社会效益，在该地区投资是十分必要的。
60kt/a食品级液体二氧化碳技改工程，是以酒精生产装置为发展平台进行的产业链延伸。项目拟建设在xxxx生物科技有限公司酒精生产装置路南的规划用地上。

1.3 研究范围和工作内容
1.3.1 食品级和工业级二氧化碳产品的市场预测分析
1.3.2 60kt/a液体二氧化碳生产装置及产品结构组成
1.3.3 装置的环保、安全、消防、工业卫生的治理
1.3.4 自控仪表分析
1.3.5 供电和电讯工作
1.3.6 界内给排水系统
1.3.7 界内的采暖、通风、空调
1.3.8 产品的储运
1.3.9 投资估算和经济分析

1.4 项目研究结论
1.4.1 综合评价
1.4.1.1 符合产业政策的发展要求
该项目产品符合国家综合利用“三废”产业政策的发展方向，顺应了国家“落实节约资源和保护环境”的基本国策，“建设低投入、高产出，低消耗、少排放，能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会”的“十一五”规划要求，具有很好的社会效益，xxxx生物科技有限公司利用酒精工业废气建设60kt/a食品级二氧化碳生产线是妥当和可行的。
1.4.1.2 符合市场需求和产品流向
经市场需求预测分析，周边市场较宽阔，用户稳定，而且需要量大，具有较大的发展空间，故产品流向基本合理。
1.4.1.3 产品方案及规模合理
根据企业区域位置和市场需求情况，结合该公司实际情况和条件，所确定的产品方案和规模是合理的。
1.4.1.4 生产工艺技术先进、适用、可靠
该项目拟采用杭州快凯高效节能新技术公司的专利技术，其技术来源明确，工艺先进可靠。产品具有较强的竞争能力。
1.4.1.5 主要原材料供应可以保证
生产所需原料、动力和辅助材料，其来源落实可靠。
1.4.1.6 总图布置紧凑，产品运输方便有利
项目利用xxxx生物科技有限公司酒精生产装置路南的规划用地上紧凑合理布置。产品通过公路和铁路的运输，运输条件方便有利。
1.4.1.7 环保、安全与工业卫生可达标
项目的设计，根据国家的有关设计规范和标准，对环境保护、劳动安全、防火和工业卫生等方面均采取相应措施，确保项目建设投产后各项指标达到国家有关现行标准和规范的要求。
1.4.1.8 投资估算和资金筹措
投资估算包括：工程设计界区范围内的工程设计；总图；设备购置与制造；工艺装置建、构筑物的建设；工程安装与调试；产品充装系统及公用工程配套设施的建设资金及流动资金等应列入总投资的费用。
本项目总投资本60kt/a食品级液体CO2建设计算，本项目总投资15159.33万元。
其中工程建设投资5000万元。
本项目报批总投资5000万元。其中固定资产投资4822万元。
资金筹措：全部建设资金自筹解决，流动资金自筹。
1.4.1.9 财务评价和经济效益
该项目的财务评价和国民经济评价指标均较好，财务内部收益率26.3%（税后），并具有一定的抗风险能力。
1.4.2 研究结论
该项目符合国家“十一五”产业政策。该项目的建设，可较大幅度地改善区域环境状况和改善企业的产品结构，增加企业的后劲和经济活力。经过研究分析可以认定，该项目技术先进可靠，原料来源落实，建设条件好，产品流向明确，项目的财务评价较好，其财务内部收益率为26.3（税后），并能承受一定的风险。因此，该项目在经济和技术上是可行的。
附主要技术经济指标。
表1-1 主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
生产规模
t/a
6.0×104
液态CO2
2
年生产日
天
330

3
新增主要原辅材料

3.1
二氧化碳
Nm3/a
5500×104

4
公用工程

4.1
电
kWh/a
1242×104

4.2
循环冷却水
t/a
192×104

4.3
蒸汽
t/a
0.12×104

5
新增三废量

－

5.1
废水
t/a
/

5.2
废气
Nm3/a
－5500×104

5.3
废渣
t/a
10.0
废活性炭
6
新增运输量

6.1
运入量
Nm3/a
5500×104
管道输送
6.2
运出量
t/a
6×104

7
新增建筑面积
m2
412

8
新增定员
人
19

9
工程报批总投资
万元
5000

9.1
建设总投资
万元
5159.33

9.2
建设期利息
万元
164.25
2891.06
9.3
30％铺底流动资金
万元
56.46

10
年均销售收入
万元
3600.00

11
年均总成本
万元
1650.66

12
年均税后利润总额
万元
1462.01

13
年均利税总额
万元
2501.63

14
财务评价指标

14.1
投资利润率
%
103.65

14.2
投资利税率
%
175.35
所得税25％
14.3
财务内部收益率
%
39.70
税前

26.30
税后
14.4
全投资回收期（含建设期）
年
2.43
税前

3.07
税后
14.5
财务净现值(I=12%)
万元
1705.42
税前

1488.40
税后
14.6
盈亏平衡率
%
25.31

14.7
贷款偿还期（含建设期）
年
2.29
税后

1.5 存在的问题和建议
该装置生产产品为食品级液体二氧化碳。二氧化碳在含氧及一定水含量的压力工况下，对铸铁材料有石墨化腐蚀的可能，在二氧化碳预处理过程中应严格控制二氧化碳原料中的氧含量和水分，生产管道、控制阀门、压缩系统的各级冷却器和压缩机进口前的缓冲过滤器避免采用铸铁材料；为保证食品级二氧化碳产品质量，脱水纯化后的工艺设备和管道应采用不锈钢材质，保证产品质量稳定和装置长周期稳定正常运行。
为加强液体二氧化碳的安全生产及管理，建议招聘具有相关化工专业知识的技术人员和操作工人，并对其进行系统的专业知识培训，逐步提高全体员工的业务技能，以满足新建工程的生产需求。
第二章 市场预测、调查和营销计划

2.1产品特性及用途
2.1.1 《危险货物品名表》(GBl2268)将该物质归类为第2．2类不燃气体，危规编号22019，UN编号：1013。
理化特性
本产品为无色无臭气体。相对密度(空气=1)1.53，液体相对密度(水=1)1.56／-79℃。熔点-56.6℃(527kPa)，沸点-78.5℃(升华)。临界温度31℃，临界压力7.39MPa。饱和蒸气压1013.25kPa／-39℃。溶于水、烃类等多数有机溶剂。用于制糖工业、制碱工业、制铅白等，也用于冷饮、灭火及有机合成。

2.2国内外市场情况分析
2.2.1 CO2在食品饮料行业的需求。
根据饮料行业巨头可口可乐和百事可乐两家公司反馈的信息，从2004年开始，两家公司每年的产销量均以20%的速度递增。同时，啤酒行业也在不断发展壮大，装置产能不断提升，对食品级液体二氧化碳的需求亦相应增加。
2.2.2 CO2的工业应用需求。
CO2在工业焊接等生产应用上已日趋成熟，工业用户也从原来集装箱厂、造船厂等，发展到了家具厂、摩托车厂、电子厂、汽车制造厂、生物萃取工程等各行业用户。华东市场对工业级CO2的需求平均每年约20%以上的增量。
2.2.3 CO2在速冻食品方面的发展
以往我国在食品保鲜方面主要采用机械冷藏等方式，冷冻贮存过程中，食品易因失水、风干、气化而不新鲜。国际上目前广泛使用二氧化碳气调、干冰速冻、液体二氧化碳等保鲜法，气调法既控制好气体成份，保持适当低温，使水果、蔬菜获得良好的贮存效果。为适应国际食品竞争的需要，食品二氧化碳以干冰或液体二氧化碳形式作为食品冷冻保鲜和贮存粮食杀虫熏蒸剂等方面的应用，具有潜在的广阔市场。
xx省是全国鲜虾市场的集散地之一，年交易量数十万吨左右（速冻1吨鲜虾，用液体CO2约2.8吨），目前其产品采用机械冷冻保鲜，保鲜效果较差。如果能开发CO2速冻鲜虾市场，按10万吨速冻鲜虾计，液体CO2用量～28万吨/年，市场潜力不可估量。
2.2.4 烟丝膨化
食用二氧化碳用于烟丝的膨化处理，可提高烟丝质量，并可使烟丝节省5%。用二氧化碳作为膨化剂，每10万箱香烟需3000吨左右二氧化碳。因此，烟草工业二氧化碳的推广应用前景非常广阔。
2.2.5 三次采油
二氧化碳吞吐不仅能增油，还能提高原油采收率，且随注入量增加而增大。二氧化碳的混相发生过程与高压气的蒸发过程相类似，把油的中间成份强有力吸出，达到可混相的目的。一些利用常规方法开采的老区油田开采成本很大，已面临经济极限，利用二氧化碳吞吐，可以获得较高的经济效益。
2.2.6 超临界流体萃取
二氧化碳超临界萃取，是利用二氧化碳临界气体作为萃取溶剂(二氧化碳临界温度31.06℃，临界压力7.4MPa，接近室温)，无毒、不燃、价廉、可提纯，在连续的萃取过程中可回收利用。超临界气体具有与液体相近的密度，但扩散能力是液体的100倍，它的萃取能力远远超过有机溶剂。它还可在常温和较低的压力下有选择地分离，无毒、无爆炸危险。主要应用于医药、化妆品、食品精制及反应工程、环保工程、超细粉等领域。
2.2.7 气肥
维持一定的二氧化碳浓度，可提高蔬菜产量5倍，成熟期提前。二氧化碳气肥是国家九五科技成果重点推广项目之一。
2.2.8 工业原料
二氧化碳还开始用作降解塑料、碳酸二甲酯等化学品生产的重要原料。为二氧化碳提供了巨大的潜在市场。

2.3 市场调查
2.3.1 据报道，美国生产液体二氧化碳的能力为7446 kt/a ,日本生产液体二氧化碳的能力为1165 kt/a ，西欧的二氧化碳总消耗量在1200 kt/a ,而我国只有 200～280 kt/a。从我国正处在发展中来考虑，我国的二氧化碳市场应该是广阔的。
2.3.2从地区分布来看，我国东部及沿海地区的二氧化碳市场容量较大，中西部地区需求还在发展中。从消费结构看，也因各地区的相关工业发展情况而异。广东、江苏、上海、xx等地区的二氧化碳需求量非常可观，消费结构也大致相同，大多数用于工业上和碳酸饮料上。
2.3.3 由于市场需求量的快速增长，众多世界气体生产厂商先后投资我国，已经形成生产能力或即将投入生产的中外合资或独资的二氧化碳工业气体公司有：英国的BOC，法国的法液空，美国的普莱克斯、CBI，日本的岩谷以及我国台湾的泾福等。随着工业的不断发展，二氧化碳的用量在加大，未来几年我国食品级二氧化碳消费量增长迅猛，将以年均30％的速度递增，5年内消费总量将达1000万吨。

2.4产品价格分析
国内液体CO2市场价格受季节变化的原因波动比较大。根据省内外生产液体CO2企业这几年的产品销售价格趋势的分析，达到国际饮料协会（ISBT）标准和GB10621-2006标准的食品级CO2，其产品的市场售价在500~1000元/吨之间。
考虑产品的市场竞争力，本项目食品级液体CO2市场售价按较低价600元/t计算。

2.5市场风险分析及对策
本项目产品的质量好坏，决定了其在市场上的竞争力，尤其在xx省及本地区二氧化碳市场；但不排除其他生产商经过一两年的时间，通过采用先进的技术和规模化的生产来降低产品成本和扩大生产。
为了防范这种风险，使风险最小化，xxxx生物科技有限公司必须不断提高自身技术、产品品质和功能，始终在技术上保持领先优势来面对这些挑战，并且以规模化的生产、不断加强企业内部管理等来促使单位成本降低，使产品做到性价比最优，提高抗风险能力。

第三章 产品方案及生产规模
3.1 产品方案
依据液体二氧化碳市场的预测，液体二氧化碳产品的发展方向是：
（1）为适应市场的需求，生产高附加值的食品级液体二氧化碳。
（2）要求食品级液体二氧化碳产品质量稳定并达到国际饮料协会（ISBT）标准和GB10621-2006标准。
依据上述原则，确定该产品方案如下。
3.1.1 产品品种：
食品级液体二氧化碳
3.1.2 产品质量：
食品级产品符合国际饮料技术协会（ISBT）标准和GB10621-2006标准。详见表3-1、表3-2。
表3-1 国际饮料协会质量标准（ISBT）
序号
项 目
指 标
1
二氧化碳含量， ≥ 10-2（V/V）
99.9
2
水份， ≤10-6（V/V）
20
3
酸度
通过测试
4
氧气 ≤ 10－6（V/V）
30
5
氨 ≤ 10 -6（V/V）
2.5
6
一氧化氮 ≤ 10 -6（V/V）
2.5
7
二氧化氮 ≤ 10 -6（V/V）
2.5
8
不易挥发残留物 ≤ 10-6 （m/m）
10(肉眼看不见微粒)
9
不易挥发有机残留物 ≤ 10-6（m/m）
5
10
磷化氢 ≤10 -6 （V/V）
0.3
11
碳氢化合物总量(以甲烷计) ≤ 10-6（V/V）
50(其中非甲烷烃不超过20)
12
乙醛 ≤ 10-6 （V/V）
0.2
13
苯 ≤ 10 -6（V/V）
0.02
14
CO ≤ 10 -6（V/V）
10
15
总硫（除二氧化硫外，以硫计） ≤ 10–6（V/V）
0.1
16
COS ≤ 10 -6（V/V）
0.1
17
H2S ≤ 10 -6（V/V）
0.1
18
二氧化硫 ≤ 10-6 （V/V）
1.0
19
气味
无味
20
溶于水中
无色、无浑浊
21
口味
无
表3-2 GB 10621—2006食品添加剂液体二氧化碳标准
序号
项 目
指 标
1
二氧化碳的体积分数/10-2 ≥
99.9
2
水的体积分数/10-6 ≤
20
3
酸度
按5.4检验合格
4
一氧化氮的体积分数/10-6 ≤
2.5
5
二氧化氮的体积分数/10-6 ≤
2.5
6
二氧化硫的体积分数/10-6 ≤
1.0
7
总硫的体积分数（除二氧化硫外，以硫计）/10-6 ≤
0.1
8
碳氢化合物总的体积分数(以甲烷计)/10-6 ≤
50(其中非甲烷烃不超过20)
9
苯的体积分数/10-6 ≤
0.02
10
甲醇的体积分数/10-6 ≤
10
11
乙醇的体积分数/10-6 ≤
10
12
乙醛的体积分数/10-6 ≤
0.2
13
其他含氧有机物的体积分数/10-6 ≤
1.0
14
氯乙烯的体积分数/10-6 ≤
0.3
15
油脂的质量分数/10-6 ≤
5
16
水溶液气味、味道及外观
按5.10检验合格
17
蒸发残渣的质量分数/10-6 ≤
10
18
氧气的体积分数/10-6 ≤
30
19
一氧化碳的体积分数/10-6 ≤
10
20
氨的体积分数/10-6 ≤
2.5
21
磷化氢的体积分数/10-6 ≤
0.3
22
氰化氢的体积分数/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

3.2 生产规模
装置产能：60kt/a食品级液体二氧化碳。
装置年运转时间： 8000h。
平均日产食品级/工业级液体二氧化碳≥180t/d（≥7.50t/h）。
第四章 工艺技术方案

4.1 工艺技术方案的选择
4.1.1 原料路线确定的原则和依据
4.1.1.1xxxx生物科技有限公司液体二氧化碳生产装置采用的原料气为酒精生产装置放空的工业废气，资源十分充足，气体质量较好（CO2纯度≥98%，同时含有微量乙醇和饱和水及烃、苯、醛类微量杂质）。由于各种微量杂质的存在会影响产品质量，故在生产工艺中特别注重采用有效的、经济合理的技术方法，予以可靠去除。
4.1.1.2原料气压力：0.02MPa。
4.1.1.3原料气量：满足生产装置运行要求。
4.1.2 国内外工艺技术概况
通常，为了运输和使用方便，生产中一般把二氧化碳制成液体或固体产品。从理论上讲，只要二氧化碳达到临界温度31.04℃以下，在特定压力下即可液化，压力越高，其液化温度越高。但由于不同来源的二氧化碳原料气中都会不同程度地带有微量烃、醇、醛、苯及有机硫等对人体有毒、有害的杂质，在二氧化碳液化时会或多或少地一起冷凝，从而对二氧化碳产品质量产生巨大影响。
二氧化碳的生产，概括地讲，就是二氧化碳气体的液化和净化的过程，不同的液体二氧化碳生产工艺，其本质差别就是净化技术的不同。
(1)高压法：
将原料二氧化碳气通过压缩机提压至8.0MPa左右，经常温水冷后液化，在高压下直接充瓶销售。该方法的优点是流程短，工艺简单，投资省。而缺点则很明显，由于压力高，许多必备的净化手段因制作难度和费用高而被取消，杂质因压力高而溶解在产品中，产品质量低，储存运输均不方便。产品中烃类、醛类、醇类等可燃有机物也无法除去，产品纯度低，杂质多，只能用于一般工业用途。
(2)低压深冷法：
它是在高压法的基础上加以改进，配合脱硫、干燥、高压节流至浅低压，低温氨冷，将沸点与二氧化碳相近的低沸点杂质分离，产品纯度有很大提高。但诸如苯、多碳烃、含氧有机物等高沸点杂质仍然无法脱除。产品中的有毒有害物质含量高，只能用于工业用途或一般行业。
(3)变压吸附法：
利用吸附材料对不同气体在吸附量、吸附速度、吸附力等方面的差异以及吸附剂的吸附容量随压力变化而变化的特性，在加压时完成混合气体的吸附分离，在降压下完成吸附剂的再生，从而实现气体分离和吸附剂再生、循环使用的目的。在生产液体产品时配备冷凝和提纯工序而实现。该法的特点是气源纯度适应范围较宽，适合二氧化碳浓度20%以上的各种气源（浓度太低，经济效益低），较适合于从低CO2气体中提浓CO2。但纯度和杂质含量波动大，很难长期保证产品质量稳定，特别是对国际饮料二氧化碳标准和GB10621-2006标准中那些痕量和超痕量杂质指标无法可靠保证。该法生产的产品仅可用于工业和一般行业，不能达到国际饮料技术协会（ISBT）和GB10621-2006标准的质量要求。
(4)浅低温吸附精馏法：
该法综合了低压深冷和精馏的优点，分离沸点比二氧化碳相近的杂质，配合使用特定的选择性很强的吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏仍无法分离的杂质。但一般二氧化碳的原料气中，杂质是多种多样的，该方法在工业化装置中一般每种吸附剂独立设一个塔或几种吸附剂组合装填于一个塔中进行吸附分离，从理论上讲是可以实现的。但在实际生产中，由于不同吸附剂对不同杂质的吸附容量不同，而气源中不同杂质的含量也不同，很难保证多种吸附剂同时穿透失效，可能某一种或几种吸附剂已经穿透失效了而其它吸附剂还未失效，从而难以保证原料中的几十种杂质同时合格。该工艺和变压吸附一样，无法保证国际饮料二氧化碳标准和二氧化碳新国标中那些痕量和超痕量杂质指标的稳定。国内采用吸附净化的企业都有过失败教训，特别是以煤为原料生产合成氨过程中放空的二氧化碳原料气，要想通过吸附净化法生产出符合国际饮料协会和GB10621-2006标准的CO2产品难度非常大。
（5）洗涤、吸附与低温精馏组合法：
该法综合了低压深冷和精馏的优点，首先通过清水洗除去发酵气中水溶性杂质，再低温精馏分离沸点比二氧化碳低深的杂质，配合使用活性炭吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏无法分离的杂质。此法生产的液体二氧化碳浓度较高并且稳定，一些低沸点杂质可稳定地脱除。该法较适宜于酒精厂发酵气生产食品级液体二氧化碳，产品各项指标均可达食品级液体二氧化碳GB10621-2006标准。
(6)催化氧化与精馏组合法：
其特点是：在特定条件下利用催化氧化的原理，将原料气中的所有可燃性杂质与氧发生氧化反应而加以脱除（特别是那些沸点比二氧化碳高的有毒有害杂质，如多碳烃、醛、醇等含氧有机物），燃烧后的产物是水和二氧化碳，由于燃烧反应彻底，为这些杂质的彻底去除提供了技术保证，再结合使用合理先进的脱硫技术和低温提纯技术，产品质量完全可以达到国际饮料协会（ISBT）和GB10621-2006标准。
由国内杭州快凯高效节能新技术有限公司成功开发的、拥有自主知识产权的国际质量标准食品级二氧化碳生产技术，催化氧化脱烃净化与精馏相组合的工艺，工艺成熟、技术可靠。目前采用该技术建成投产的～40套食品级二氧化碳生产装置均己成功运行，产品经国家化学工业气体质量监督检验中心及美国大西洋实验室(ALL)检测，各项质量指标均能达到国际饮料协会（ISBT）标准和GB10621-2006标准的要求。该成果于2005年通过了由浙江省科技厅主持的省级科技鉴定，鉴定意见认为：“该生产技术生产二氧化碳产品品质高，具有节能、降耗等优点，在国内处于领先地位、达到国际先进水平”，并被国家科技部定为中小企业科技创新项目。
4.1.3工艺技术方案选择
4.1.3.1本装置生产工艺即采用杭州快凯高效节能新技术有限公司的洗涤、吸附与低温精馏组合法工艺。
a、先用清水洗除去发酵气中水溶性杂质，再低温精馏分离沸点比二氧化碳低深的杂质，配合使用活性炭吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏无法分离的杂质。此法生产的液体二氧化碳浓度较高并且稳定，一些低沸点杂质可稳定地脱除。
b、装置全部国产化，集约化程度高。
c、工艺简单，操作便捷稳定。
d、节能降耗，能量利用充分，投资省。
e、采用组合式提纯塔，无需外供热源，实现无外加动力自动回流，既力求降低消耗又保证产品纯度。
f、所有工程设计均根据现场气源“量身定做”，设置先进合理；力求投资最小化、效益最大化。
4.1.3.2装置配置
⑴过滤预处理工序
过滤预处理工序采用干法活性炭吸附过滤，一开一备，并采用蒸汽再生。
⑵乙醇等有机物脱除工序
根据xxxx生物科技有限公司酒精发酵气的成份分析，其中杂物主要为醇类等易被吸附的物质，原则采用优质活性炭吸附剂，主要针对原料气中乙醇等，将其可靠脱至指标内。设备配置为一开一备，并采用蒸汽再生。
⑶干燥工序
3A分子筛对气体中的微量水具有很高的吸附能力。本工序采用装有一定体积3A分子筛的干燥塔对二氧化碳净化气进行除水干燥，一开一备。过程通过水分在线分析仪提供的干燥气体中微量水分检测数据对干燥器中的分子筛进行及时再生，满足生产要求。分子筛采用通入～200℃以上高温空气实现再生。
⑷液化工序
经干燥、净化合格后的二氧化碳气体用氨做致冷剂，二氧化碳气在冷凝器中得到足够的冷量而被液化。
⑸提纯工序
液化后的二氧化碳气液混合物的提纯采用组合式提纯塔，无需外供热源，实现无外加动力自动回流。产品品质有保证，消耗低，并可最大限度减低放空损失。
⑹过冷工序
为确保产品纯度、降低存储蒸发损失，通过过冷器将提纯塔底采出的液体二氧化碳冷却至-20℃以下，而后送入液体二氧化碳低温贮槽储存。
⑺液体二氧化碳低温贮槽储存的产品，通过充车泵灌装至液体二氧化碳低温槽车出售。也可用泵输送至干冰车间生产干冰。

4.2工艺流程示意框图

贮气囊
CO2压缩机

水洗塔
活性炭吸附

活性炭吸附

分子筛塔

分子筛塔
冷凝器

提纯塔

CO2低温储槽
过冷器

冷却除湿器

活性炭过滤

活性炭过滤

充车
干冰
经回收淡酒后的发酵气

4.3 主要设备的选择
静设备按国家标准规范进行设计制造和检验，设备的壳体和封头直径采用标准直径系列，采用国内生产材料、标准执行国内最新版本：
国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》
GBl50—1998 《钢制压力容器》
GBl51—1999 《管壳式换热器》
GB8163—87 《输送流体用无缝钢管》
JB4710—2005 《钢制塔式容器》
JB4731—2005 《钢制卧式容器》
JB／T4700一4707—2000《压力容