空分工藝培訓(xùn)教程

1、空分工藝培訓(xùn)教程第1頁，共44頁。空分培訓(xùn)目錄空分培訓(xùn)目錄 一、空氣分離的方法一、空氣分離的方法 二、空氣的組成二、空氣的組成 三、空氣分離的基本原理三、空氣分離的基本原理 四、空分流程的技術(shù)發(fā)展四、空分流程的技術(shù)發(fā)展 五、空分流程特點五、空分流程特點 六、空分裝置簡介六、空分裝置簡介 七、空分設(shè)計原則七、空分設(shè)計原則 八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系 九、空分主要技術(shù)性能指標九、空分主要技術(shù)性能指標 十、空分工藝流程十、空分工藝流程第2頁，共44頁。一、空氣分離的方法和原理一、空氣分離的方法和原理空分的含義：簡單說就是利用物理或者化學(xué)方法將將空氣混合物各組進行分開，獲

2、得高空分的含義：簡單說就是利用物理或者化學(xué)方法將將空氣混合物各組進行分開，獲得高純氧氣和高純氮氣以及一些稀有氣體的過程。純氧氣和高純氮氣以及一些稀有氣體的過程。 空分分離的方法和原理：空分分離的方法和原理：空氣中的主要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在，均勻地混合在一起空氣中的主要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在，均勻地混合在一起，通常要將它們分離出來比較困難，目前工業(yè)上主要有種實現(xiàn)空氣分離方法，通常要將它們分離出來比較困難，目前工業(yè)上主要有種實現(xiàn)空氣分離方法。）深冷法（也稱低溫法）：先將混合物空氣通過壓縮、膨脹和降溫，直至空氣液化，）深冷法（也稱低溫法）：先將混合物空氣通過壓縮、膨脹和

3、降溫，直至空氣液化，然后利用氧、氮汽化溫度（沸點）的不同（在標準大氣壓下，氧的沸點為然后利用氧、氮汽化溫度（沸點）的不同（在標準大氣壓下，氧的沸點為；氮的沸點為；氮的沸點為 ，沸點低的氮相對于氧要容易汽化這個特性，在精餾塔，沸點低的氮相對于氧要容易汽化這個特性，在精餾塔內(nèi)讓溫度較高的蒸氣與溫度較低的液體不斷相互接觸，低沸點組分氮較多的蒸發(fā)，高沸內(nèi)讓溫度較高的蒸氣與溫度較低的液體不斷相互接觸，低沸點組分氮較多的蒸發(fā)，高沸點組分氧較多的冷凝的原理，使上升蒸氣氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增點組分氧較多的冷凝的原理，使上升蒸氣氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增大，從而實現(xiàn)氧、氮的分離。

4、要將空氣液化，需將空氣冷卻到大，從而實現(xiàn)氧、氮的分離。要將空氣液化，需將空氣冷卻到 以下的溫以下的溫度，度，這種制冷叫深度冷凍（深冷）；而這種制冷叫深度冷凍（深冷）；而第3頁，共44頁。空氣分離的方法和原理空氣分離的方法和原理利用沸點差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過程稱之為精餾過程。深冷與精餾的利用沸點差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過程稱之為精餾過程。深冷與精餾的組合是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空氣分離方法；組合是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的空氣分離方法；）吸附法：利用多孔性物質(zhì)分子篩對不同的氣體分子具有選擇性咐附的特點，對氣體分子）吸附法：利用多孔性物質(zhì)分子篩對不同的氣體分子具有選擇性咐附的特點，對氣

5、體分子不同組分有選擇性的進行吸附，達到單高純度的產(chǎn)品。吸附法分離空氣流程簡章，操作不同組分有選擇性的進行吸附，達到單高純度的產(chǎn)品。吸附法分離空氣流程簡章，操作方便運行成本較低，但不能獲得高純度的的雙高產(chǎn)品。方便運行成本較低，但不能獲得高純度的的雙高產(chǎn)品。）膜分離法：利用一些有機聚合膜的潛在選擇性，當(dāng)空氣通過薄膜或中空纖）膜分離法：利用一些有機聚合膜的潛在選擇性，當(dāng)空氣通過薄膜或中空纖維膜時，氧氣穿過膜的速度比氮快的多的特點，實現(xiàn)氧、氮的分離。這種維膜時，氧氣穿過膜的速度比氮快的多的特點，實現(xiàn)氧、氮的分離。這種分離方法得到的產(chǎn)品純度不高，規(guī)模也較小，目前只適用于生產(chǎn)富氧產(chǎn)品分離方法得到的產(chǎn)品純度

6、不高，規(guī)模也較小，目前只適用于生產(chǎn)富氧產(chǎn)品。第4頁，共44頁。二、空氣的組成二、空氣的組成組分組分 氧氧氮氮氬氬氖氖氦氦氪氪氙氙二氧二氧化碳化碳其它其它分子分子式式O2N2ArNeHeKrXeCO2氮氧氮氧化物化物水水體積體積含量含量20.9378.030.9321.51.8 10-34.65.3 10-41.08 10-48 10-60.03重量重量含量含量23.175.61.2861.210-37 10-33 10-44 10-50.046氣體氣體密度密度1.429 1.250 1.734 .沸點沸點182.97195.79185.86246.08268.938153.4108.1178.

7、44 （升）（升）第5頁，共44頁?？諝獾慕M成空氣的組成 氧、氮、氬和其他物質(zhì)一樣，具有氣、液和固三態(tài)。在常溫常壓氧、氮、氬和其他物質(zhì)一樣，具有氣、液和固三態(tài)。在常溫常壓下它們呈氣態(tài)。在標準大氣壓下，氧被冷凝至下它們呈氣態(tài)。在標準大氣壓下，氧被冷凝至181833，氮被冷，氮被冷凝至凝至1 19696，氬被冷凝至，氬被冷凝至181866即會變?yōu)橐簯B(tài)，氧和氮的沸點即會變?yōu)橐簯B(tài)，氧和氮的沸點相差相差13 13 ，氬和氮的沸點相差，氬和氮的沸點相差10 10 ，空氣的分離就是充分利用其，空氣的分離就是充分利用其沸點的不同來將其進行分離。沸點的不同來將其進行分離。 空氣中除氧、氮和氬外，還有氖、氦、氪、

8、氙等稀有氣體，這空氣中除氧、氮和氬外，還有氖、氦、氪、氙等稀有氣體，這些稀有氣體廣泛應(yīng)用在國防、科研及工業(yè)上，稀有氣體的提取些稀有氣體廣泛應(yīng)用在國防、科研及工業(yè)上，稀有氣體的提取也直接關(guān)系到空分裝置氧氣的提取率和生產(chǎn)運行能耗。目前大也直接關(guān)系到空分裝置氧氣的提取率和生產(chǎn)運行能耗。目前大型的空分裝置都普遍帶無氫制氬工藝。型的空分裝置都普遍帶無氫制氬工藝。第6頁，共44頁。三、空氣分離的基本原理三、空氣分離的基本原理 空氣分離的基本原理就是利用低溫精餾法將空氣冷凝成液體空氣分離的基本原理就是利用低溫精餾法將空氣冷凝成液體( (空氣冷凝溫度空氣冷凝溫度173173),),然后按各組分蒸發(fā)溫度的不同將

9、空氣分離。然后按各組分蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離。壓縮空氣除去水分和二氧化碳等雜質(zhì)后，經(jīng)熱交換系統(tǒng)和增壓膨脹機制冷后進入下壓縮空氣除去水分和二氧化碳等雜質(zhì)后，經(jīng)熱交換系統(tǒng)和增壓膨脹機制冷后進入下塔，在塔板上氣體與液體接觸，由于氣、液之間溫度差的存在塔，在塔板上氣體與液體接觸，由于氣、液之間溫度差的存在, ,在進行傳熱和傳質(zhì)在進行傳熱和傳質(zhì)交換時交換時, ,低沸點組分氮吸收熱量開始蒸發(fā)低沸點組分氮吸收熱量開始蒸發(fā), ,氮組分首先蒸發(fā)出來氮組分首先蒸發(fā)出來, ,溫度較高的氣體溫度較高的氣體冷凝冷凝, ,放出冷凝熱放出冷凝熱, ,氣體冷凝時氣體冷凝時, ,首先冷凝氧組分首先冷凝氧組分. .這過程一直進

10、行到氣相和液相的這過程一直進行到氣相和液相的溫度相等為止溫度相等為止, ,也即氣、液處于平衡狀態(tài)。這時也即氣、液處于平衡狀態(tài)。這時, ,液相由于蒸發(fā)液相由于蒸發(fā), ,使氮組分減少使氮組分減少, ,同同時由于氣相冷凝的氧也進入液相時由于氣相冷凝的氧也進入液相, ,因此液相的氧濃度增加了因此液相的氧濃度增加了, ,同樣氣相由于冷同樣氣相由于冷凝凝, ,使氧組分減少使氧組分減少, ,同時由于液相的氮進入氣相同時由于液相的氮進入氣相, ,因此氣相的氮濃度增加了因此氣相的氮濃度增加了. .多次的多次的重復(fù)上述過程重復(fù)上述過程, ,氣相的氮濃度就不斷增加氣相的氮濃度就不斷增加, ,液相的氧濃度液相的氧濃度

11、第7頁，共44頁?？諝夥蛛x的基本原理空氣分離的基本原理也能不斷的增加也能不斷的增加. .這樣經(jīng)過多次的蒸發(fā)與冷凝就能完成整個精餾過程這樣經(jīng)過多次的蒸發(fā)與冷凝就能完成整個精餾過程, ,從而將空氣中的從而將空氣中的氧和氮分離開來。氧和氮分離開來。 空氣在下塔被初步精餾為氣氮、污液氮和富氧液空，以節(jié)流閥減壓降溫后送至上塔空氣在下塔被初步精餾為氣氮、污液氮和富氧液空，以節(jié)流閥減壓降溫后送至上塔作為上塔的回流液，進一步實現(xiàn)精餾，最終在上塔頂部得到純氮氣，下部得到合格作為上塔的回流液，進一步實現(xiàn)精餾，最終在上塔頂部得到純氮氣，下部得到合格的液氧產(chǎn)品。的液氧產(chǎn)品。 主冷凝蒸發(fā)器是連接上下塔實現(xiàn)精餾過程的紐帶

12、，起到承上啟下的重要作用。主冷凝蒸發(fā)器是連接上下塔實現(xiàn)精餾過程的紐帶，起到承上啟下的重要作用。根據(jù)壓力對應(yīng)液化溫度成正比的特性，在主冷凝蒸發(fā)器中通過液氧將壓力氮氣根據(jù)壓力對應(yīng)液化溫度成正比的特性，在主冷凝蒸發(fā)器中通過液氧將壓力氮氣冷凝為液氮，為上下塔提供回流液建立精餾工況，同時主冷氧側(cè)的液氧被蒸發(fā)冷凝為液氮，為上下塔提供回流液建立精餾工況，同時主冷氧側(cè)的液氧被蒸發(fā)成氣氧，進入上塔作為上升蒸氣，主冷凝蒸發(fā)器換熱工況的平衡直接關(guān)系到精成氣氧，進入上塔作為上升蒸氣，主冷凝蒸發(fā)器換熱工況的平衡直接關(guān)系到精餾工況的穩(wěn)定。餾工況的穩(wěn)定。第8頁，共44頁。四、我國空分流程的技術(shù)發(fā)展四、我國空分流程的技術(shù)發(fā)展

13、 空分設(shè)備是由諸多配套部機組成的成套設(shè)備，我國空分于空分設(shè)備是由諸多配套部機組成的成套設(shè)備，我國空分于19531953年起步，經(jīng)過年起步，經(jīng)過5050多年的發(fā)展，從第一代小型空分流程發(fā)展到目前的第六代大型全精餾無氫多年的發(fā)展，從第一代小型空分流程發(fā)展到目前的第六代大型全精餾無氫制氬工藝流程。每一次空分設(shè)備流程的變革和推進，都是新技術(shù)、新工藝制氬工藝流程。每一次空分設(shè)備流程的變革和推進，都是新技術(shù)、新工藝的創(chuàng)新。透平膨脹機的產(chǎn)生，實現(xiàn)了大型空分設(shè)備全低壓流程；高效板翅的創(chuàng)新。透平膨脹機的產(chǎn)生，實現(xiàn)了大型空分設(shè)備全低壓流程；高效板翅式換熱器的出現(xiàn)，使切換板翅式流程取代了石頭蓄冷器、可逆式換熱器流式

14、換熱器的出現(xiàn)，使切換板翅式流程取代了石頭蓄冷器、可逆式換熱器流程，使裝置冷量回收效率更高；增壓透平膨脹機的出現(xiàn)極大的提高了膨脹程，使裝置冷量回收效率更高；增壓透平膨脹機的出現(xiàn)極大的提高了膨脹機的制冷效率并把輸出的外功有利的得到回收；常溫分子篩凈化流程替代機的制冷效率并把輸出的外功有利的得到回收；常溫分子篩凈化流程替代了切換式換熱器，使空分裝置凈化系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性得到極大提高并了切換式換熱器，使空分裝置凈化系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性得到極大提高并使能耗大大降低，隨著規(guī)整填料和使能耗大大降低，隨著規(guī)整填料和低溫液體泵在空分裝置中的應(yīng)用，進一低溫液體泵在空分裝置中的應(yīng)用，進一步降低了空分設(shè)備的能耗，實

15、現(xiàn)了全精餾無氫制氬，使空分設(shè)備在高效、步降低了空分設(shè)備的能耗，實現(xiàn)了全精餾無氫制氬，使空分設(shè)備在高效、節(jié)能、安全等節(jié)能、安全等第9頁，共44頁。我國空分流程的技術(shù)發(fā)展我國空分流程的技術(shù)發(fā)展方面取得了進步。隨著計算機的廣泛應(yīng)用，空分裝置的自動控制、變負荷跟方面取得了進步。隨著計算機的廣泛應(yīng)用，空分裝置的自動控制、變負荷跟蹤調(diào)節(jié)等變得更為先進。蹤調(diào)節(jié)等變得更為先進。 第一代：高低壓循環(huán)，氮氣透平膨脹，吸收法除雜質(zhì)；第一代：高低壓循環(huán)，氮氣透平膨脹，吸收法除雜質(zhì)；第二代：石頭蓄冷器，空氣透平膨脹低壓循環(huán)；第二代：石頭蓄冷器，空氣透平膨脹低壓循環(huán)； 第三代：可逆式換熱器；第三代：可逆式換熱器； 第四代

16、：分子篩純化；第四代：分子篩純化； 第五代：規(guī)整填料，增壓透平膨脹機的低壓循環(huán)；第五代：規(guī)整填料，增壓透平膨脹機的低壓循環(huán)； 第六代：內(nèi)壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無氫制氬。第六代：內(nèi)壓縮流程，規(guī)整填料，全精餾無氫制氬。第10頁，共44頁。五、現(xiàn)代空分流程特點五、現(xiàn)代空分流程特點 采用常溫分子篩凈化，清除空氣中的有害物質(zhì)更有效，切換損采用常溫分子篩凈化，清除空氣中的有害物質(zhì)更有效，切換損失小，裝置設(shè)計連續(xù)運行周期大于二年；失小，裝置設(shè)計連續(xù)運行周期大于二年； 采用規(guī)整填料上塔替代篩板上塔，使上塔阻力大大降低（只有采用規(guī)整填料上塔替代篩板上塔，使上塔阻力大大降低（只有篩板阻力的），使空壓機的排氣壓

17、力降低，裝置運行能篩板阻力的），使空壓機的排氣壓力降低，裝置運行能耗下降耗下降5 57 7 ； 空分設(shè)備氧的提取率提高，氧氣純度在空分設(shè)備氧的提取率提高，氧氣純度在99.99.6 6以上；以上； 精餾采用全精餾無氫制氬技術(shù)，氬塔采用規(guī)整填料塔，省略了制精餾采用全精餾無氫制氬技術(shù)，氬塔采用規(guī)整填料塔，省略了制氫設(shè)備，流程簡化，節(jié)省投資和運行費用；氫設(shè)備，流程簡化，節(jié)省投資和運行費用；第11頁，共44頁。現(xiàn)代空分流程特點現(xiàn)代空分流程特點 分子篩純化系統(tǒng)采用雙層床結(jié)構(gòu)，大大延長了分子篩的使用壽命和分子篩純化系統(tǒng)采用雙層床結(jié)構(gòu)，大大延長了分子篩的使用壽命和降低了床層阻力，使空分裝置運行更安全可靠；降低

18、了床層阻力，使空分裝置運行更安全可靠； 采用高效增壓透平膨脹機技術(shù)，能很好的回收部分能量，膨采用高效增壓透平膨脹機技術(shù)，能很好的回收部分能量，膨脹機制冷效率在脹機制冷效率在85 85 以上；以上； 采用控制技術(shù)，實現(xiàn)了中控、機房和就地一體化的控制，采用控制技術(shù)，實現(xiàn)了中控、機房和就地一體化的控制，可有效地監(jiān)控整套空分設(shè)備的生產(chǎn)過程；可有效地監(jiān)控整套空分設(shè)備的生產(chǎn)過程；第12頁，共44頁。六、空分裝置簡介六、空分裝置簡介 整個空分界區(qū)可分為兩大塊：壓縮區(qū)域和精餾區(qū)域整個空分界區(qū)可分為兩大塊：壓縮區(qū)域和精餾區(qū)域。壓縮區(qū)域包括一拖二空壓機組、儀表空氣壓縮機。壓縮區(qū)域包括一拖二空壓機組、儀表空氣壓縮機

19、組以及和汽輪機相配套的全凝式空氣冷凝器；在精組以及和汽輪機相配套的全凝式空氣冷凝器；在精餾區(qū)域主要包括空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、餾區(qū)域主要包括空氣預(yù)冷系統(tǒng)、分子篩純化系統(tǒng)、增壓透平膨脹機制冷系統(tǒng)、分餾塔系統(tǒng)以及液體貯增壓透平膨脹機制冷系統(tǒng)、分餾塔系統(tǒng)以及液體貯存系統(tǒng)存系統(tǒng) ；第13頁，共44頁。七、空分設(shè)計原則七、空分設(shè)計原則1)1)安全性好安全性好 采用液氧內(nèi)壓縮流程，采用液氧內(nèi)壓縮流程，主冷凝器采用浴式結(jié)構(gòu)，全浸式操作，增加主冷液氧的循主冷凝器采用浴式結(jié)構(gòu)，全浸式操作，增加主冷液氧的循環(huán)倍率，防止碳氫化合物等在主冷換熱表面析出而引起的主冷爆炸；環(huán)倍率，防止碳氫化合物等在主冷換熱表面析出

20、而引起的主冷爆炸； 內(nèi)壓縮的液氧泵取代外壓縮的氧壓機極大減少火災(zāi)隱患；內(nèi)壓縮的液氧泵取代外壓縮的氧壓機極大減少火災(zāi)隱患； 二臺液氧泵完全實現(xiàn)在線自動啟動與切換運行程序，可有效地保證裝置的二臺液氧泵完全實現(xiàn)在線自動啟動與切換運行程序，可有效地保證裝置的安全運行與連續(xù)供氧；安全運行與連續(xù)供氧； 產(chǎn)品液氧在高壓下蒸發(fā)，使烴類物質(zhì)積累的可能性大大降低。產(chǎn)品液氧在高壓下蒸發(fā)，使烴類物質(zhì)積累的可能性大大降低。 2 2）可靠性高）可靠性高第14頁，共44頁?？辗衷O(shè)計原則空分設(shè)計原則 低溫高壓液氧泵和增壓膨脹機采用進口名牌產(chǎn)品，產(chǎn)品性能可靠，液氧泵低溫高壓液氧泵和增壓膨脹機采用進口名牌產(chǎn)品，產(chǎn)品性能可靠，液氧

21、泵實現(xiàn)在線冷備，若運行泵出故障則備用泵可在實現(xiàn)在線冷備，若運行泵出故障則備用泵可在1010秒鐘內(nèi)自動啟動達到工作秒鐘內(nèi)自動啟動達到工作負荷；負荷； 本裝置產(chǎn)品為高壓氧氣，內(nèi)壓縮流程中的液氧泵取代外壓縮流程中的氧本裝置產(chǎn)品為高壓氧氣，內(nèi)壓縮流程中的液氧泵取代外壓縮流程中的氧氣壓縮機，運行可靠性大大增加；氣壓縮機，運行可靠性大大增加； 采用高效增壓透平膨脹機，有效的回收透平膨脹機產(chǎn)生的功，提高單位制采用高效增壓透平膨脹機，有效的回收透平膨脹機產(chǎn)生的功，提高單位制冷量并有效的降低系統(tǒng)能耗；冷量并有效的降低系統(tǒng)能耗； 采用雙層床分子篩純化系統(tǒng)采用雙層床分子篩純化系統(tǒng), ,使裝置使用周期更長使裝置使用周

22、期更長3 3）投資成本低，配置更合理）投資成本低，配置更合理 采用內(nèi)壓縮流程后增壓機采用內(nèi)壓縮流程后增壓機+ +低溫液體泵低溫液體泵+ +高壓板式換熱器的投資比高壓板式換熱器的投資比第15頁，共44頁?？辗衷O(shè)計原則空分設(shè)計原則外壓縮的氧壓機低；外壓縮的氧壓機低； 主空壓機與增壓機共用一臺汽輪機驅(qū)動，設(shè)備配置緊湊合理；主空壓機與增壓機共用一臺汽輪機驅(qū)動，設(shè)備配置緊湊合理； 低壓氮直接從下塔抽出，無需氮壓機進行加壓，減少投資。低壓氮直接從下塔抽出，無需氮壓機進行加壓，減少投資。4 4）采用先進可靠的）采用先進可靠的DCSDCS控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)； 成套空分裝置采用成套空分裝置采用DCSDCS控制系

23、統(tǒng)，關(guān)鍵控制點采取冗余配置，設(shè)備安全運行的控制系統(tǒng)，關(guān)鍵控制點采取冗余配置，設(shè)備安全運行的可靠性高?？煽啃愿?。5 5）流程進行優(yōu)化設(shè)計。）流程進行優(yōu)化設(shè)計。充分的利用富余的氮氣和污氮氣回收其冷量，根據(jù)要求配置冷水機組；利用節(jié)能型蒸汽充分的利用富余的氮氣和污氮氣回收其冷量，根據(jù)要求配置冷水機組；利用節(jié)能型蒸汽加熱器取代傳統(tǒng)的蒸汽加熱器，蒸汽消耗量得到有效降低，冷凝液充分回收。加熱器取代傳統(tǒng)的蒸汽加熱器，蒸汽消耗量得到有效降低，冷凝液充分回收。第16頁，共44頁?？辗衷O(shè)計原則空分設(shè)計原則6)6)原料空氣壓縮機和增壓機特點原料空氣壓縮機和增壓機特點: :采用先進的透平壓縮機組產(chǎn)品，可充分保證機器具有

24、先進的性能指采用先進的透平壓縮機組產(chǎn)品，可充分保證機器具有先進的性能指標，降低系統(tǒng)總體能耗；標，降低系統(tǒng)總體能耗； 原料空壓機配備高壓水葉輪清洗機構(gòu)，可方便地進行葉輪的除垢原料空壓機配備高壓水葉輪清洗機構(gòu)，可方便地進行葉輪的除垢清洗，提高壓縮機的運行效率。清洗，提高壓縮機的運行效率。 原料空壓機的入口，增壓機的一段與二段入口均帶入口導(dǎo)葉原料空壓機的入口，增壓機的一段與二段入口均帶入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)機構(gòu)，可方便地進行氣量的調(diào)整與變工況操作考慮到增調(diào)節(jié)機構(gòu)，可方便地進行氣量的調(diào)整與變工況操作考慮到增壓機在流程中的特殊地位，采用進、出口壓力與入口流量進壓機在流程中的特殊地位，采用進、出口壓力與入口流量進行

25、防喘振控制，很好的實現(xiàn)壓縮機的保護功能。行防喘振控制，很好的實現(xiàn)壓縮機的保護功能。第17頁，共44頁。八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系八、空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系 空分裝置原始開車時，由動力分廠為空分裝置提供驅(qū)動汽輪機空分裝置原始開車時，由動力分廠為空分裝置提供驅(qū)動汽輪機用的高壓蒸汽和蒸汽加熱器用的中壓蒸汽，空分裝置原始開車用的高壓蒸汽和蒸汽加熱器用的中壓蒸汽，空分裝置原始開車時為自己提供儀表氣源；時為自己提供儀表氣源； 空分裝置正常生產(chǎn)后，主要為下游氣化裝置提供氧氣，作為空分裝置正常生產(chǎn)后，主要為下游氣化裝置提供氧氣，作為氣化裝置的原料氣參加反應(yīng)；氣化裝置的原料氣參加反應(yīng)； 壓力氮氣主要供下游工

26、藝生產(chǎn)使用，作為汽提氣、密封保護氣和壓力氮氣主要供下游工藝生產(chǎn)使用，作為汽提氣、密封保護氣和吹掃用氣；吹掃用氣；第18頁，共44頁?？辗盅b置與其它界區(qū)的聯(lián)系空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系 高壓氮氣主要供下游凈化裝置開車升壓時使用。高壓氮氣主要供下游凈化裝置開車升壓時使用。 副產(chǎn)的工廠空氣供空分及下游所有化工區(qū)使用，作為儀表氣副產(chǎn)的工廠空氣供空分及下游所有化工區(qū)使用，作為儀表氣源和吹掃用氣。源和吹掃用氣。第19頁，共44頁?？辗盅b置與其它界區(qū)的聯(lián)系空分裝置與其它界區(qū)的聯(lián)系 聯(lián)系示意圖聯(lián)系示意圖動力動力空分空分氣化氣化凈化凈化甲烷化甲烷化環(huán)境工程環(huán)境工程其它界區(qū)其它界區(qū)公用工程公用工程儀表氣、工廠空氣儀

27、表氣、工廠空氣蒸汽蒸汽氧、氮、儀表空氣氧、氮、儀表空氣循環(huán)冷卻水循環(huán)冷卻水氮氣、儀表空氣、工廠氮氣、儀表空氣、工廠 氣氣第20頁，共44頁。九、空分技術(shù)性能指標九、空分技術(shù)性能指標產(chǎn)產(chǎn) 品品產(chǎn)量產(chǎn)量NmNm3 3/h/h純純 度度壓力壓力MPaGMPaG備注備注氧氧 氣氣48,00099.8 O24.7內(nèi)壓縮液液 氧氧30099.8 O20.16氮氣氮氣I I25,00010ppm O20.4下塔抽取氮氣氮氣IIII10,00010ppm O24.1開車時用氣量包含在氮氣I中氮氣氮氣IIIIII55,00010ppm O20.008通水冷塔第21頁，共44頁?？辗旨夹g(shù)性能指標空分技術(shù)性能指標液

28、液 氮氮30010ppm O20.2儀表空氣儀表空氣6000無油、無塵壓力露點：-400.7增壓機一級后抽出減壓裝置空氣裝置空氣5000無油、無塵壓力露點：-400.4分子篩后抽出氣化爐開工空氣化爐開工空氣氣7000無油、無塵壓力露點：-400.4氣化開車時使用、分子篩后抽出第22頁，共44頁。空分流程框圖空分流程框圖空壓機空壓機預(yù)冷系統(tǒng)預(yù)冷系統(tǒng)純化系統(tǒng)純化系統(tǒng)熱交換器熱交換器精餾系統(tǒng)精餾系統(tǒng)氧氮產(chǎn)品氧氮產(chǎn)品膨脹機膨脹機增壓機增壓機貯存系統(tǒng)貯存系統(tǒng)第23頁，共44頁。十、空分工藝流程圖十、空分工藝流程圖蒸汽蒸汽空冷塔空冷塔膨脹機膨脹機汽輪機汽輪機過冷器過冷器上塔上塔增效塔增效塔 主冷主冷壓力氮

29、氣去壓縮機壓力氮氣去壓縮機分子篩分子篩高壓氧氣高壓氧氣污氮氣去水冷塔污氮氣去水冷塔粗氬氣粗氬氣污氮氣去分子篩污氮氣去分子篩水冷塔水冷塔水冷塔水冷塔液氧泵液氧泵冷卻水冷卻水增壓機增壓機下塔下塔氮氮 氣氣第24頁，共44頁?？辗止に嚵鞒炭辗止に嚵鞒炭辗盅b置為分子篩凈化空氣、空氣增壓、膨脹空氣進下塔、液氧內(nèi)壓縮流程，帶中壓空空分裝置為分子篩凈化空氣、空氣增壓、膨脹空氣進下塔、液氧內(nèi)壓縮流程，帶中壓空氣增壓透平膨脹機，采用規(guī)整填料上塔、增效氬塔工藝；氣增壓透平膨脹機，采用規(guī)整填料上塔、增效氬塔工藝； 原料空氣自吸入口吸入，經(jīng)自潔式空氣過濾器除去灰塵及其它機械雜質(zhì)。過濾原料空氣自吸入口吸入，經(jīng)自潔式空氣

30、過濾器除去灰塵及其它機械雜質(zhì)。過濾后的空氣進入離心式空壓機，經(jīng)原料空氣壓縮機壓縮后進入空氣冷卻塔冷卻。后的空氣進入離心式空壓機，經(jīng)原料空氣壓縮機壓縮后進入空氣冷卻塔冷卻。冷卻水為經(jīng)水冷塔冷卻后的低溫水。空氣自下而上穿過空氣冷卻塔，在冷卻的冷卻水為經(jīng)水冷塔冷卻后的低溫水。空氣自下而上穿過空氣冷卻塔，在冷卻的同時，又得到清洗；同時，又得到清洗； 經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣進入切換使用的分子篩純化器，空氣中的二氧化碳、碳經(jīng)空冷塔冷卻后的空氣進入切換使用的分子篩純化器，空氣中的二氧化碳、碳氫化合物和水分被吸附。分子篩純化器為兩只切換使用，其中一只工作時，另氫化合物和水分被吸附。分子篩純化器為兩只切換使用，其

31、中一只工作時，另一只再生。純化器的使用周期約為一只再生。純化器的使用周期約為240240分鐘，定時自動切換；凈化后的空氣分為分鐘，定時自動切換；凈化后的空氣分為兩股：一股進入低壓板式換熱器，與兩股：一股進入低壓板式換熱器，與第25頁，共44頁?？辗止に嚵鞒炭辗止に嚵鞒?返流的氣體換熱后出換熱器底部后進入下塔，另一股去空氣增壓機；返流的氣體換熱后出換熱器底部后進入下塔，另一股去空氣增壓機；進入空氣增壓機的空氣經(jīng)增壓機第一段增壓后分為兩股：一股直接出增壓機，經(jīng)后過冷進入空氣增壓機的空氣經(jīng)增壓機第一段增壓后分為兩股：一股直接出增壓機，經(jīng)后過冷器冷卻后進入膨脹機的增壓風(fēng)機中增壓，然后被冷卻器冷卻至常溫

32、后進入高壓板式換熱器冷卻后進入膨脹機的增壓風(fēng)機中增壓，然后被冷卻器冷卻至常溫后進入高壓板式換熱器，再從高壓板式換熱器中部抽出進入膨脹機去膨脹。膨脹后的空氣進入送入下塔；器，再從高壓板式換熱器中部抽出進入膨脹機去膨脹。膨脹后的空氣進入送入下塔； 另一股空氣在增壓機的第二段繼續(xù)增壓并經(jīng)后過冷器冷卻至常溫后進入高壓板另一股空氣在增壓機的第二段繼續(xù)增壓并經(jīng)后過冷器冷卻至常溫后進入高壓板式換熱器，與高壓液氧及返流污氮氣體換熱。這部分高壓空氣從換熱器底部抽式換熱器，與高壓液氧及返流污氮氣體換熱。這部分高壓空氣從換熱器底部抽出經(jīng)節(jié)流進入下塔；出經(jīng)節(jié)流進入下塔； 空氣經(jīng)下塔初步精餾后，獲得液空和污液氮，并經(jīng)過

33、冷器過冷后節(jié)流進入上塔空氣經(jīng)下塔初步精餾后，獲得液空和污液氮，并經(jīng)過冷器過冷后節(jié)流進入上塔。經(jīng)上塔進一步精餾后，在上塔底部獲得液氧，并經(jīng)液氧泵。經(jīng)上塔進一步精餾后，在上塔底部獲得液氧，并經(jīng)液氧泵第26頁，共44頁?？辗止に嚵鞒炭辗止に嚵鞒虊嚎s后進入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進入氧氣管網(wǎng)。另抽取液氧送入液氧貯存壓縮后進入高壓板式換熱器，復(fù)熱后出冷箱，進入氧氣管網(wǎng)。另抽取液氧送入液氧貯存系統(tǒng)；系統(tǒng)；在下塔頂部獲得純液氮，送入液氮貯存系統(tǒng)；在下塔頂部獲得純液氮，送入液氮貯存系統(tǒng)； 在下塔頂部抽取壓力氮氣，經(jīng)低壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱，進入氮氣管在下塔頂部抽取壓力氮氣，經(jīng)低壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱

34、，進入氮氣管網(wǎng)；網(wǎng)；從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入增效粗氬塔，氬餾份經(jīng)增效粗氬塔精餾后得到粗氬從上塔中部抽取一定量的氬餾份送入增效粗氬塔，氬餾份經(jīng)增效粗氬塔精餾后得到粗氬氣。粗氬氣經(jīng)過低壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱，可以與污氮氣匯合去水冷塔也可以單獨氣。粗氬氣經(jīng)過低壓板式換熱器復(fù)熱后出冷箱，可以與污氮氣匯合去水冷塔也可以單獨作為粗氬氣產(chǎn)品；作為粗氬氣產(chǎn)品；第27頁，共44頁。空分工藝流程空分工藝流程從上塔頂部抽取低壓純氮氣經(jīng)過冷器、低壓板式換熱器復(fù)熱后送入水冷塔或送入用從上塔頂部抽取低壓純氮氣經(jīng)過冷器、低壓板式換熱器復(fù)熱后送入水冷塔或送入用戶管網(wǎng)；戶管網(wǎng)； 從上塔上部引出污氮氣經(jīng)過冷器、低壓板式

35、換熱器和高壓板式換熱器復(fù)熱從上塔上部引出污氮氣經(jīng)過冷器、低壓板式換熱器和高壓板式換熱器復(fù)熱出冷箱后分成兩部分：一部分進入分子篩系統(tǒng)的蒸汽加熱器，作為分子篩出冷箱后分成兩部分：一部分進入分子篩系統(tǒng)的蒸汽加熱器，作為分子篩再生氣體，其余污氮氣去水冷塔。再生氣體，其余污氮氣去水冷塔。第28頁，共44頁。自潔式空氣過濾器自潔式空氣過濾器空氣過濾器空氣中含有大量的塵埃，空壓機在長時間的高速運行中，粉塵會造成機器內(nèi)部的葉輪、葉片等部件的磨損、腐蝕和結(jié)垢，縮短機器的使用壽命，因此設(shè)置空氣過濾器，清除掉空氣中的灰塵及雜質(zhì)。第29頁，共44頁。自潔式空氣過濾器自潔式空氣過濾器作用：清除原料空氣中的機械雜質(zhì)、灰塵

36、。作用：清除原料空氣中的機械雜質(zhì)、灰塵。結(jié)構(gòu)：由高效過濾筒、文氏管、自潔專用噴頭、反吹系統(tǒng)、控結(jié)構(gòu)：由高效過濾筒、文氏管、自潔專用噴頭、反吹系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、凈氣室出風(fēng)口、柜架等組成。制系統(tǒng)、凈氣室出風(fēng)口、柜架等組成。原理：在吸氣負壓作用下，空氣穿過高效過濾筒，粉塵由于重原理：在吸氣負壓作用下，空氣穿過高效過濾筒，粉塵由于重力、靜電和接觸被阻留，凈化空氣進入凈氣室?？蓪Υ笥诹?、靜電和接觸被阻留，凈化空氣進入凈氣室。可對大于1UM1UM以上的灰塵過濾效率達以上的灰塵過濾效率達99.9%99.9%，濾筒上的灰塵通過專用噴頭吹，濾筒上的灰塵通過專用噴頭吹除達到清除。除達到清除。第30頁，共44頁?？諌?/p>

37、機組空壓機組 空氣壓縮機空氣壓縮機原料空氣壓縮機和增壓空氣壓縮原料空氣壓縮機和增壓空氣壓縮機機 作用：提供帶壓原料空氣。作用：提供帶壓原料空氣。由汽輪機拖動兩臺離心式壓縮機由汽輪機拖動兩臺離心式壓縮機第31頁，共44頁。空壓機組空壓機組第32頁，共44頁?？諌簷C組空壓機組 離心式壓縮機是利用裝于軸上帶有工作輪的葉片在原動機的帶動下做高速旋轉(zhuǎn)離心式壓縮機是利用裝于軸上帶有工作輪的葉片在原動機的帶動下做高速旋轉(zhuǎn)運動，葉輪對氣體做功，使氣體獲得動能，然后氣體在擴壓器中速度下降，動運動，葉輪對氣體做功，使氣體獲得動能，然后氣體在擴壓器中速度下降，動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，壓力得到進一步提高的過程。能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓

38、能，壓力得到進一步提高的過程。 汽輪機的工作原理：利用高溫高壓蒸氣進入噴嘴靜葉柵中蒸氣內(nèi)能減少，動能汽輪機的工作原理：利用高溫高壓蒸氣進入噴嘴靜葉柵中蒸氣內(nèi)能減少，動能增加，獲得了很大的流速，蒸氣的溫度壓力下降，高速氣流沖擊動葉片，使葉增加，獲得了很大的流速，蒸氣的溫度壓力下降，高速氣流沖擊動葉片，使葉輪旋轉(zhuǎn)，蒸氣的熱能又轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的機械能，同時蒸氣的溫度壓力下降。空氣輪旋轉(zhuǎn)，蒸氣的熱能又轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子的機械能，同時蒸氣的溫度壓力下降。空氣經(jīng)自潔式過濾器過濾其中的機械雜質(zhì)、灰塵等，然后進入原料空氣壓縮機經(jīng)過經(jīng)自潔式過濾器過濾其中的機械雜質(zhì)、灰塵等，然后進入原料空氣壓縮機經(jīng)過四級壓縮后，送至空氣冷卻

39、塔冷卻。四級壓縮后，送至空氣冷卻塔冷卻。 第33頁，共44頁。空壓機組空壓機組 來自分子篩純化器的空氣進入循環(huán)增壓機，經(jīng)三級壓縮之后的空來自分子篩純化器的空氣進入循環(huán)增壓機，經(jīng)三級壓縮之后的空氣一部分抽出送到膨脹機的增壓端，另一部分進入增壓機二段，氣一部分抽出送到膨脹機的增壓端，另一部分進入增壓機二段，繼續(xù)壓縮后在高壓板式換熱器與返流介質(zhì)換熱后進入下塔。繼續(xù)壓縮后在高壓板式換熱器與返流介質(zhì)換熱后進入下塔。第34頁，共44頁?？諝忸A(yù)冷系統(tǒng)空氣預(yù)冷系統(tǒng)空冷、水冷塔空冷、水冷塔 空氣冷卻塔空氣冷卻塔 作用：用來降低進分子篩吸作用：用來降低進分子篩吸附器的空氣溫度與含水量，附器的空氣溫度與含水量，把空

40、壓機出來的高溫氣體（把空壓機出來的高溫氣體（116 CO C2 2H H2 2 CO CO2 2。 分子篩吸附系統(tǒng)采用長周期，雙層床凈化技術(shù)，切換系統(tǒng)采用無沖擊切換控制技術(shù)分子篩吸附系統(tǒng)采用長周期，雙層床凈化技術(shù)，切換系統(tǒng)采用無沖擊切換控制技術(shù)，其作用是吸附空氣中的水份、二氧化碳、乙炔、丙稀、丙烷、重?zé)N等雜質(zhì)。分子，其作用是吸附空氣中的水份、二氧化碳、乙炔、丙稀、丙烷、重?zé)N等雜質(zhì)。分子篩吸附器采用雙層床結(jié)構(gòu)，底層活性氧化鋁床層可有效地保護分子篩，延長分子篩篩吸附器采用雙層床結(jié)構(gòu)，底層活性氧化鋁床層可有效地保護分子篩，延長分子篩使用壽命，同時采用雙層床也使吸附器再生阻力下降，再生溫度降低，節(jié)約了再生使用壽命，同時采用雙層床也使吸附器再生阻力下降，再生溫度降低，節(jié)約了再生能耗。能耗。第39頁，共44頁。增壓透平膨脹機增壓透平膨脹機膨脹機膨脹機作用：膨脹機是空分設(shè)備的心臟部機之一，由氣體在膨脹機中等熵膨脹而制取冷量，正作用：膨脹機是空分設(shè)備的心