空分工藝流程說明.doc

2.2.2 工藝流程簡述2.2.2.1壓縮、預冷原料空氣通過空氣過濾系統(tǒng)，去除灰塵和機械雜質。過濾后的空氣由多級壓縮機壓縮到工藝所需壓力，然后進入空冷塔進行冷卻。壓縮過程中產生的冷凝疏水在廠房內凝液罐中匯集后，由凝液泵加壓送入循環(huán)回水管線?？諝庾韵露洗┻^空冷塔，以對流形式被循環(huán)冷卻水和低溫冷凍水分段冷卻，同時也得到了清洗。在空冷塔底部，空氣被由冷卻水泵送入的循環(huán)冷卻水預冷。在頂部，空氣由冷凍水泵送入的冷凍水進一步冷卻。低溫冷凍水是在水冷塔中產生，其產生的原理是利用從冷箱來的干燥的污氮氣汽化小部分循環(huán)冷卻水，水在汽化過程中吸收熱量，同時使冷卻水的溫度降低?？諝怆x開空冷塔的溫度越低，對于下游空氣純化單元的負荷就越小?？諝庵械纳倭炕瘜W雜質也被冷卻水吸收?？绽渌退渌樘盍纤诳绽渌敳吭O置有除沫器以去除空氣中的水霧。2.2.2.2 吸附凈化空氣純化單元包括兩臺交替運行的分子篩吸附器，壓縮空氣通過吸附器時，水、CO2、氮氧化合物和絕大多數(shù)碳氫化合物都被吸附。吸附器交替循環(huán)，即一只吸附器吸附雜質而另一只吸附器被再生。吸附和再生過程順序自動控制以保證裝置連續(xù)運行。采用來自冷箱的污氮對吸附器進行再生。再生時吸附器與吸附流程隔離，再生氣放空。與吸附流程隔離的吸附器先卸壓，然后先用經蒸汽加熱器加熱的低壓污氮進行再生，然后用從蒸汽加熱器旁路來的冷低溫氮氣對吸附器進行冷卻，之后再用吸附后的空氣對吸附器升壓并返回吸附流程。再生循環(huán)主要有下面幾個組成部分：泄壓加熱冷卻增壓單臺吸附器的設計切換周期不少于4小時。法液空流程的純化單元設置特殊再生加熱器，必要時可用特殊再生加熱器進行特殊再生。針對廠區(qū)空氣中CO2含量波動大的特點，在分子篩吸附器空氣出口設有CO2在線分析儀，可以隨時監(jiān)測吸附器的運行工況，從而保證出口的CO2組分滿足工藝要求。凈化后的空氣分為兩股：其中一股進入低壓換熱器；另一股去空氣增壓機增壓。2.2.2.3 空氣精餾凈化后的空氣分為兩部分：一部分凈化空氣主氣流直接進入冷箱，并在低壓主換熱器中與返流產品進行熱交換而冷卻至接近于露點。這股氣流然后進入中壓塔底部作首次分離。上升氣體和下降液體接觸后氮的含量升高。中壓塔頂部的氮氣在主冷凝蒸發(fā)器中被沸騰液氧冷凝成液氮作為中壓塔的回流液。另一部分凈化空氣經增壓機壓縮后部分送入透平膨脹機的增壓端中增壓后送入冷箱，在冷箱的高壓主換熱器中與高壓氧換熱被液化，然后經過高壓節(jié)流閥節(jié)流后作為回流液進入中壓塔和低壓塔。剩余部分增壓空氣在高壓主換熱器中冷卻至適當溫度抽出，然后經透平膨脹機膨脹端膨脹后送入中壓塔。從上到下，中壓塔產出如下產品：液氮產品、低壓氮氣產品（下游MTO裝置啟動時的氮氣）、中壓氮氣產品、污氮回流液、富氧液空。液氮產品經過過冷器后作為液體產品輸出，部分送入貯槽。中壓氮氣在低壓主換熱器中被汽化并復熱作為氮氣產品輸出。在進低壓主換熱器前，中壓塔抽出來的液氮已經過液氮泵壓縮至中壓氮氣產品壓力。低壓氮氣從中壓塔頂部抽取，經過低壓主換熱器中被復熱后送出。低壓氮氣也包括下游MTO裝置啟動時所需的低壓氮氣，該股氮氣在送出冷箱后經節(jié)流減壓至常壓進入氮壓機增壓至規(guī)格壓力。污氮回流液和富氧液空在過冷器中過冷后，經節(jié)流送入低壓塔。低壓塔產生如下產品：在底部的液氧、在頂部的污氮。從低壓塔的底部抽出液氧，送入高壓液氧泵增壓至產品壓力后，進入冷箱內高壓主換熱器在其中被汽化并復熱作為高壓氧氣產品輸出。高壓液氧泵采用350%配置，兩臺滿負荷運轉，另一臺冷備，當運行的這兩臺泵其中有一臺發(fā)生故障時，備用泵立即投用工作。在低壓塔的頂部抽出污氮，復熱后出冷箱，一部分送到分子篩吸附器做為再生氣體，剩下的被送到水冷塔。2.2.2.4 液氧、液氮儲存及氣化（1）液氧貯槽和后備系統(tǒng)來自低壓塔的液氧產品經過過冷器后可送入3,000m3的液氧貯槽。后備系統(tǒng)自動啟動時，貯槽中的液氧產品經過高壓液氧后備泵升壓至所需壓力后，在水浴式汽化器中汽化作為緊急情況時的后備高壓氧氣產品輸出。配置兩臺低壓液氧后備泵（2100%，排壓0.9 MPag，連接到汽化器，）用于生產低壓氧氣。另外，低壓液氧后備泵后預留液氧充車接口。（2）液氮貯槽和后備系統(tǒng)來自中壓塔的液氮產品經過過冷器后送入3,000m3的液氮貯槽。當需要啟動低壓液氮后備系統(tǒng)時，貯槽中的液氮產品可經過低壓液氮后備泵升壓至所需壓力后，在水浴式汽化器中汽化作為低壓氮氣產品輸出。當需要啟動高壓液氮后備系統(tǒng)時，貯槽中的液氮產品可經過高壓液氮后備泵升壓至所需壓力后，在水浴式汽化器中汽化作為高壓氮氣產品輸出。從低壓液氮后備泵出口接出一根液氮裝車線。液氮裝車設施包括快速切斷閥、手閥、安全閥。后備系統(tǒng)設置返液氮至精餾塔的管線。增加外購液氮至后備液氮罐充裝裝置，進口為低溫閥門。事故氮氣的生產，來自液氮貯槽的液氮，進入事故液氮后備泵增壓至1.0MPag。之后液氮送入空浴式蒸發(fā)器和與之串聯(lián)的電熱式蒸發(fā)器。后備系統(tǒng)液氮貯槽2130-V50中液氮經過高壓液氮后備泵2130-P53A/B增壓至8.5MPaG后，經過高壓液氮汽化器2130-E53復熱至常溫后送入高壓氮氣緩沖罐2130-V04，再送入高壓氮氣管網。高壓氮氣緩沖罐2130-V04后設置壓力控制閥，保持高壓氮氣管網穩(wěn)定在68.0MPaG。當高壓氮氣管網壓力低于6 MPaG，啟動高壓液氮后備泵給高壓氮罐充壓，當高壓氮氣罐壓力達到8.5 MPaG，停高壓液氮后備泵。2.2.2.5冷量的制取裝置所需的大部分冷量由增壓透平膨脹機組膨脹制冷和高壓液空節(jié)流時產生制冷所提供。2.2.2.6 稀有氣體粗提裝置（1）貧氪氙的提取氪和氙比空氣中主要成份的沸點均高，因此它們在空分裝置中積聚在溫度較高的塔底。抽取低壓塔主冷凝蒸發(fā)器底部的含Kr/Xe的液氧，經過液氧過濾器除去N2O，送入貧氪氙塔中精餾，在貧氪氙塔的底部得到純度約0.2%的氪氙液體；而大部分液氧在塔中被氣化，之后返送至低壓塔內。積聚塔底部設有冷凝蒸發(fā)器, 來自中壓塔的中壓氮氣作為熱源，冷凝后的液氮送至低壓塔。（2）粗氖氦的提取抽取中壓塔頂部含Ne/He的氣氮，送入粗氖氦混合液塔精餾，在塔頂部通過粗氖氦冷凝器得到氖氦氣體產品；塔底部的液氮返送回中壓塔內。（3）產品輸送貧氪氙、粗氖氦由液體產品泵通過真空管道送到界區(qū)外稀有氣體精制裝置。2.2.2.7儀表空氣和工廠空氣的供應正常生產時儀表空氣和工廠空氣由空分裝置供氣，開車和空分故障時由空壓站供氣；儀表空氣由空分裝置空氣增壓機一級出口抽取。每套空分抽取氣量為11000Nm3/h，0.97MPa（G）的壓縮空氣，其中6000Nm3/h用于儀表空氣，5000Nm3/h用于工廠空氣。來自三套空分共18000Nm3/h的儀表空氣進入儀表空氣緩沖罐（2160-V02），經儀表空氣壓力調節(jié)閥減壓后送全廠使用。為保障全廠儀表空氣用氣安全，儀表空氣壓力調節(jié)閥采用兩臺調節(jié)閥，其中一臺作為備用。從三套空分裝置空氣增壓機末級出口共抽取3000Nm3/h，4.8MPa（G）的壓縮空氣送入儀表空氣儲罐（2160-V01A/B）,作為全廠事故時儀表空氣儲罐的補充氣源。事故儀表空氣儲罐選用兩臺，儲罐工作壓力4.8MPa（G），為單臺全容積134m3，兩臺總容積264m3。事故工況下可連續(xù)向全廠供應0.7MPa（G）（出儀表空氣界區(qū)）的儀表空氣30分鐘。事故工況時，經儀表空氣壓力調節(jié)閥減壓后送全廠使用。為保障全廠儀表空氣事故時用氣安全，儀表空氣壓力調節(jié)閥也采用兩臺調節(jié)閥，其中一臺作為備用。2.2.2.8 空壓站空壓站用于空分裝置開車前為全廠提供儀表空氣和工廠空氣空氣經過空氣過濾器進入離心式空氣壓縮機入口，經壓縮機壓縮到1.0MPag后，高溫、飽和的濕空氣由壓縮機排出后直接進入干燥機，其中先進入干燥機的一塔對其進行加熱，后進入后冷卻器，再進入氣水分離器，液態(tài)水份被分離后再進入另一塔進行干燥，達到壓力下的露點溫度-45后干燥空氣，送到儀表空氣緩沖罐或工廠空氣緩沖罐，再經過管道送到各用戶。150分鐘后，被加熱的塔由旁通閥旁通，高溫、飽和的濕空氣直接進入后冷卻器冷卻，再經過氣水分離、干燥進入使用管網，而由干燥機的出口引一部分氣流經過節(jié)流孔，完成對被加熱的塔冷吹，這一部分氣流最后由再生排氣口排出。85分鐘后，冷吹結束，開始升壓；5分鐘后雙塔壓力均衡，4小時整，雙塔切換，干燥機進行另外一塔的再生過程。如干燥機處于露點監(jiān)控狀態(tài)，在升壓結束后，干燥機根據(jù)出口露點情況切換。合格的儀表空氣和壓縮空氣被送入相應的管網，儀表空氣和工廠空氣的氣量可以根據(jù)實際生產需要靈活分配。2