煤制油空分基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

空分項目部楊健2015.11.30神寧煤制油空分基礎(chǔ)知識培訓(xùn)2培訓(xùn)主要內(nèi)容總目錄什么是空分？空分分離的方法；空分設(shè)備工藝過程簡論;空分壓縮機(jī)組工藝流程3什么是空分？什么是空分？

空分就是空氣分離的簡稱?？辗值脑希嚎諝?/p>

空氣的成分：主要成分是O2、N2和Ar；

體積比：O2：N2：Ar=20.95%

：78.09%

：0.932%；

還含有微量的氫及氖、氦、氪、氙等稀有氣體；根據(jù)地區(qū)條件不同，還含有不定量的二氧化碳、水蒸及乙炔等碳?xì)浠衔铩?/p>

4空氣分離有哪幾種方法空氣中的主要成分是氧和氮，它們分別以分子狀態(tài)存在。分子是保持它原有性質(zhì)的最小顆粒，直徑的數(shù)量級在10-8cm，而分子的數(shù)目非常多，并巨不停地在作無規(guī)則運(yùn)動，因此，空氣中的氧、氮等分子是均勻地相互攙混在，起的，要將它們分離開是較困難的。目前主要有3種分離方法。

一，膜分離法

它是利用一些有機(jī)聚合膜的滲透選擇性，當(dāng)空氣通過薄膜(0.lμm)或中空纖維膜時，氧氣的穿透過薄膜的速度約為氮的4一5倍，從而實現(xiàn)氧、氮的分離‘這種方法裝置簡單，操作方便，啟動快，投資少，但富氧濃度一般適宜在28一3S腸,規(guī)模也只宜中、小型，所以只適用于富氧燃燒和慶療保健等方面。目前在玻璃窯爐巾已得到實際應(yīng)用

5空氣分離有哪幾種方法

二吸附法

它是讓空氣通過充填有某種多孔性物質(zhì)一分于篩的吸，利用分子篩對不同的分子具有選擇性吸附的特點，有的分子篩(如5A，I3X等)對氮具有較強(qiáng)的吸附性能，讓氧分子通過，因而可得到純度較高的氧氣;有的分子篩(碳分子篩等)對氧具有較強(qiáng)的吸附性能，讓氮分子通過，因而可得到純度較高的氮?dú)?。由于吸附劑的吸附容量有限、?dāng)吸附某種分子達(dá)到飽和時，就沒有繼續(xù)吸附的能力，需要將被吸附的物質(zhì)驅(qū)趕掉，才能恢復(fù)吸附的能力。這一過程叫“再生”。因此，為了保證連續(xù)供氣，需要有兩個以上的吸附塔交替使用。再生的方法可采用加熱提高溫度的方法(TSA)，或降低壓力的方法((PSA。這種方法流程簡單，操作方便，運(yùn)行成本較低，但要獲得高純度的產(chǎn)品較為因難，產(chǎn)品氧純度在93%左右。并且，它只適宜于容量不太大〔小于4000m3/h)的分離裝置。

6空分分離的方法三，低溫法

先將空氣通過壓縮、膨脹降溫.直至空氣液化，再利用氧、氮的氣化溫度(沸點)不同(在大氣壓力下，氧的沸點為90K,氮的沸點為77K）.沸點低的氮相對于氧要容易氣化這個特性，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，液體中的氮較多地蒸發(fā)，氣體中的氧較多地冷凝.使上升蒸氣中的含氮量不斷提高，下流液體中的含氧量不斷增大，以此實現(xiàn)將空氣分離。要將空氣液化，需將空氣冷卻到100K以下的溫度，這種制冷叫深度冷凍;而利用沸點差將液空分離的過程叫精餾過程.低溫法實現(xiàn)空氣分離是深冷與精餾的組合，是目前應(yīng)用最為廣泛的空氣分離方法

沸點：在一定壓力下，液體溫度達(dá)到沸騰時的溫度。壓力越高，沸點越高；壓力越低，沸點越低。

1）O2沸點：

-183℃（90K）2）N沸點-196℃(77K)

3）Ar沸點：-186℃（87K）

4）液空的沸點：

-191℃（82K）

5）液空的冷凝點：-194℃（79K）7空分設(shè)備工藝過程簡論工作原理空氣是多種物質(zhì)混合在一起的混合物；空分設(shè)備是用空氣作為原料，制取氧、氮等產(chǎn)品的系統(tǒng)組合式工業(yè)裝置；是根據(jù)空氣中各組分沸點不同，經(jīng)加壓、預(yù)冷、純化、換熱、液化，并利用透平膨脹機(jī)提供的冷量使之液化，而后在多級精餾塔中進(jìn)行精餾，從而獲得所需的氧、氮、氬產(chǎn)品。空分設(shè)備根據(jù)產(chǎn)品要求的不同，工藝流程的系統(tǒng)分為空氣壓縮系統(tǒng)，預(yù)冷系統(tǒng)，純化系統(tǒng)，分餾塔系統(tǒng)，產(chǎn)品壓縮系統(tǒng)，液體加壓輸送系統(tǒng)、儀控電控計算機(jī)程序控制等。是由很多機(jī)器、設(shè)備、閥門、儀表電器等有序結(jié)合成的系統(tǒng)性成套裝置。8空分設(shè)備工藝過程簡論流程特點：預(yù)冷系統(tǒng)中，水先在水冷卻塔內(nèi)第一次冷卻，再經(jīng)冷水機(jī)組冷卻至要求溫度，節(jié)約了能耗，空冷塔、水冷塔采用填料塔,換熱效率好,空氣阻力小,設(shè)備可靠性高。純化系統(tǒng)采用分子篩吸附法凈化空氣，工藝流程簡單，吸附器自動切換，加熱再生，啟動容易，操作方便，運(yùn)行安全，切換損失小，精餾工況穩(wěn)定，產(chǎn)品提取率高。分餾塔系統(tǒng)的精餾塔采用規(guī)整填料塔,傳熱傳質(zhì)性能好,阻力小,空壓機(jī)排壓降低,使操作可靠,并大大降低能耗。采用增壓膨脹機(jī)，單位制冷量大，膨脹量較小，改善并提高塔精餾工況。9空分設(shè)備工藝過程簡論流程簡述：原料空氣經(jīng)自潔式空氣過濾器去除灰塵和機(jī)械雜質(zhì)，在離心式空壓機(jī)中被壓縮后并升溫，壓縮空氣經(jīng)空氣冷卻塔洗滌冷卻，然后進(jìn)入自動切換使用的分子篩吸附器，以清除H2O、CO2、C2H2和CnHm，出分子篩的空氣為4.9℃，且分成三路；一路進(jìn)入分餾塔中,空氣經(jīng)過主換熱器與返流氣體換熱，被冷卻至液化溫度(-173℃)，并有少量氣體液化，這些氣液混合物一起進(jìn)入下塔。10空分設(shè)備工藝過程簡論另一路空氣作為膨脹氣體，經(jīng)增壓機(jī)增壓并經(jīng)冷卻器冷卻后也進(jìn)入主換熱器與返流氣體換熱。這部分空氣被冷卻至-105℃左右，從主換熱器中部抽出去膨脹機(jī)，經(jīng)膨脹機(jī)冷卻進(jìn)去下塔。第三路回到增壓機(jī)做功升壓至7.0左右經(jīng)節(jié)流閥或者（液體膨脹機(jī)）進(jìn)入下塔。少量空氣去儀表空氣系統(tǒng)，作為儀表氣，加溫氣等11空分壓縮機(jī)組流程氣路系統(tǒng)從大氣吸入的496422Nm3/h的原料空氣通過經(jīng)空氣過濾系統(tǒng)（1104.46.BS1），去除灰塵和機(jī)械雜質(zhì)，之后空氣由帶中間冷卻器的多級透平壓縮機(jī)（1101）壓縮至0.458MPa后去空氣預(yù)冷系統(tǒng)。疏水系統(tǒng)（1）高壓蒸汽：11.5MPa、525℃、208t/h的高壓蒸汽通過兩側(cè)速關(guān)閥雙向進(jìn)入全凝式汽輪機(jī)做功。蒸汽首先流過噴嘴并在噴嘴內(nèi)膨脹獲得很高的速度，然后高流速的蒸汽流經(jīng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的動葉片做功，帶動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。做功后的乏汽排到空氣冷凝器系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，冷卻后的冷凝液匯集進(jìn)入凝結(jié)水箱，由冷凝液泵將其送到兩級抽汽器換熱器作為冷卻水，換熱后冷凝液分為兩路，一路作為回流液回流至凝結(jié)水箱，另一路送出至冷凝液管網(wǎng)。（2）中壓蒸汽：2.2MPa、340℃、1.2t/h的中壓蒸汽先進(jìn)入兩級抽汽器一級蒸汽閥門，經(jīng)過噴嘴形成負(fù)壓，抽取空冷器不凝氣后進(jìn)入一級換熱器換熱，不凝氣冷凝成冷凝液后回收至凝結(jié)水箱。同時另一路中壓蒸汽進(jìn)入兩級抽汽器二級蒸汽閥門，經(jīng)過噴嘴形成負(fù)壓，抽取一級換熱器未完全冷凝的不凝氣進(jìn)入二級換熱器中換熱，換熱后的冷凝液回收至凝結(jié)水箱。12空分壓縮機(jī)組流程（3）低壓蒸汽：1.0MPa、185℃、1.7t/h低壓密封蒸汽通過壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)入汽輪機(jī)高低壓缸兩段軸封進(jìn)行密封，密封氣排氣進(jìn)入汽封冷凝器進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)入疏水箱進(jìn)行回收。油系統(tǒng)（1）控制油油箱內(nèi)潤滑油經(jīng)過控制油泵壓縮后去油冷卻器進(jìn)行冷卻，控制油壓力調(diào)節(jié)閥使油壓保持在工藝要求壓力范圍內(nèi)，保持去供給調(diào)節(jié)系統(tǒng)和保護(hù)裝置具有穩(wěn)定充足的油壓，使它們正常工作。為使控制油壓波動最小，在控制油管線上裝有儲能器也稱蓄油器。13空分壓縮機(jī)組流程（2）潤滑油a)正常工況供應(yīng)油箱潤滑油經(jīng)過潤滑油泵壓縮后去油冷器進(jìn)行冷卻，冷卻后的潤滑油進(jìn)入油濾器進(jìn)行過濾，油壓靠潤滑油自力式調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，一定壓力的潤滑油向機(jī)組各軸承供油，以便潤滑和冷卻軸承，同時供應(yīng)各傳動機(jī)構(gòu)潤滑用油。b)事故狀態(tài)下供應(yīng)油箱潤滑油經(jīng)過事故油泵壓縮后去進(jìn)入油濾器進(jìn)行過濾，過濾后的潤滑油去潤滑油總管，向機(jī)組各軸承供油，以便潤滑和冷卻軸承，同時向各傳動機(jī)構(gòu)供應(yīng)潤滑油。高位油箱是機(jī)組安全保護(hù)設(shè)施之一，機(jī)組正常運(yùn)行時，潤滑油由底部進(jìn)入，高位油箱到一定液位后，從頂部溢流口排出直接回