空分工艺流程培训PPT
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空分工艺培训教程(PPT45页)
我国空分流程的技术发展
方面取得了进步。随着计算机的广泛应用，空分装置的自动控制、变 负荷跟踪调节等变得更为先进。 ➢ 第一代：高低压循环，氮气透平膨胀，吸收法除杂质； ➢ 第式换热器； ➢ 第四代：分子筛纯化； ➢ 第五代：规整填料，增压透平膨胀机的低压循环； ➢ 第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩。
➢ 压缩空气除去水分和二氧化碳等杂质后，经热交换系统和增压膨胀机 制冷后进入下塔，在塔板上气体与液体接触，由于气、液之间温度差 的存在,在进行传热和传质交换时,低沸点组分氮吸收热量开始蒸发,氮 组分首先蒸发出来,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热,气体冷凝时,首先 冷凝氧组分.这过程一直进行到气相和液相的温度相等为止,也即气、 液处于平衡状态。这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷 凝的氧也进入液相,因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧 组分减少,同时由于液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了.多次 的重复上述过程,气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度
➢ 空分的含义：简单说就是利用物理或者化学方法将将空气混合物各组 进行分开，获得高纯氧气和高纯氮气以及一些稀有气体的过程。
➢ 空分分离的方法和原理： 空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在，均匀地
混合在一起，通常要将它们分离出来比较困难，目前工业上主要有３ 种实现空气分离方法。 １）深冷法（也称低温法）：先将混合物空气通过压缩、膨胀和降温， 直至空气液化，然后利用氧、氮汽化温度（沸点）的不同（在标准大 气压下，氧的沸点为﹣１８３℃；氮的沸点为﹣１９６ ℃，沸点低的 氮相对于氧要容易汽化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温 度较低的液体不断相互接触，低沸点组分氮较多的蒸发，高沸点组分 氧较多的冷凝的原理，使上升蒸气氮含量不断提高，下流液体中的氧 含量不断增大，从而实现氧、氮的分离。要将空气液化，需将空气冷 却到﹣１７３ ℃以下的温度，这种制冷叫深度冷冻（深冷）；而
空分工艺流程培训课件_部分2
43
3.27沙钢制氧厂氧气管道爆炸事故
• 2008/3/27沙钢制氧厂氧气管道爆炸,死亡2人.其中一人为沙钢正处干 部,袁加宇厂长。教训：：开关氧气阀门要慢！不一定只是有杂质才 会爆炸，氧气管道瞬间加压产生的高温可能是主因！送氧之前一定要 记得先吹扫，之后送氧时氧气阀门一定要缓慢打开，速度千万不能快。
透平膨胀机制冷的基本原理
• 膨胀机是为空分装置提供冷量的设备， 根据能量转换和守恒定律，气体在透平膨 胀机内进行绝热膨胀对外作功时，气体的 能量一定要减少，从而使气体本身强烈地 冷却，而达到制冷的目的。
27
影响膨胀机制冷量大小的因素
• 1、 膨胀量：
• 膨胀量越大，氧提取率越底，膨胀量需同时满 足冷量平衡及精馏工况的需求。
39
空分装置的安全操作
• 在正常生产时，冷凝蒸发器液氧中的乙炔、碳氢化合物是 空分装置的主要引爆源，必须对其严格控制。液氧的安全 排放是冷凝蒸发器防爆的一个有力措施，不能忽视。 主 冷液氧液位不能长期处于低液位，尽可能避免低液位，低 液位易造成乙炔等CH化合物增浓，造成危险。
• 乙炔、碳氢化合物在液氧中的含量极限值规定如下:
人孔，适量通入冷箱密封气进行彻底加温； • （3） 与此同时必须将冷箱内所有设备加温至常温； • （4） 然后检查冷箱内气体的氧含量，若其氧含量超过
20.95%，则应调整空分设备静置等待，直到符合标准。以 上工作检查均合格，方可排砂； • （5） 珠光砂的排放必须从冷箱顶部逐渐向下排放，下 部人孔（包括珠光砂排放孔）严禁直接打开，珠光砂的排 放应缓慢，若有冰块，必须从冷箱顶部取出．
化合物名称 正常 值
报警值
停车值
乙炔
0.01PPm
0.1PPm
1PPm
3.27沙钢制氧厂氧气管道爆炸事故
• 2008/3/27沙钢制氧厂氧气管道爆炸,死亡2人.其中一人为沙钢正处干 部,袁加宇厂长。教训：：开关氧气阀门要慢！不一定只是有杂质才 会爆炸，氧气管道瞬间加压产生的高温可能是主因！送氧之前一定要 记得先吹扫，之后送氧时氧气阀门一定要缓慢打开，速度千万不能快。
透平膨胀机制冷的基本原理
• 膨胀机是为空分装置提供冷量的设备， 根据能量转换和守恒定律，气体在透平膨 胀机内进行绝热膨胀对外作功时，气体的 能量一定要减少，从而使气体本身强烈地 冷却，而达到制冷的目的。
27
影响膨胀机制冷量大小的因素
• 1、 膨胀量：
• 膨胀量越大，氧提取率越底，膨胀量需同时满 足冷量平衡及精馏工况的需求。
39
空分装置的安全操作
• 在正常生产时，冷凝蒸发器液氧中的乙炔、碳氢化合物是 空分装置的主要引爆源，必须对其严格控制。液氧的安全 排放是冷凝蒸发器防爆的一个有力措施，不能忽视。 主 冷液氧液位不能长期处于低液位，尽可能避免低液位，低 液位易造成乙炔等CH化合物增浓，造成危险。
• 乙炔、碳氢化合物在液氧中的含量极限值规定如下:
人孔，适量通入冷箱密封气进行彻底加温； • （3） 与此同时必须将冷箱内所有设备加温至常温； • （4） 然后检查冷箱内气体的氧含量，若其氧含量超过
20.95%，则应调整空分设备静置等待，直到符合标准。以 上工作检查均合格，方可排砂； • （5） 珠光砂的排放必须从冷箱顶部逐渐向下排放，下 部人孔（包括珠光砂排放孔）严禁直接打开，珠光砂的排 放应缓慢，若有冰块，必须从冷箱顶部取出．
化合物名称 正常 值
报警值
停车值
乙炔
0.01PPm
0.1PPm
1PPm
空分工艺流程ppt课件
序号 产品名称 产量（Nm3/h) 产品纯度
产品压力
1
氧气
2
液氧
3
氮气
4
液氮
5
液氩
10000 200 5000 50 330
99.6%
99.6%
O2≤3ppm O2≤3ppm O2≤3ppm N2≤3ppm
15KPa 80KPa 8KPa 200KPa 80KPa
4
气体用途
序号 1
2 3
气体
用途
氮气 氧气
分馏塔系统
液体贮存系统压缩
功能：为空分装置提供带压原料空气。 组成：包括自洁式空气过滤器、原料空气压缩机、汽轮机、空压机，增压机，电托 空压机等 原料空气被自洁式空气过滤器吸入并清除灰尘和机械杂质后，进入空气透平压缩机进 行压缩，空气经五级压缩一段冷却后，终压为0.5—0.53Mpa，流量为53000m³/h， 排出温度≤120℃，再送入空气预冷系统。
一代炉喷吹和灭火、 二代炉 、动力车间 、 煤气管道置换
作为气化剂输送至一代炉和二代炉
压缩空气 全厂的仪表空气，一代炉输灰、二代炉仪表 气、动力车间仪表气和输灰，空分仪表气
5
三、空分的工艺流程
压缩区域：
电拖空压机
空
汽轮机+空压机+增压机
分
工
艺
流
空气预冷系统
程
分子筛纯化系统
精馏区域： 增压透平膨胀机制冷系统
15
Thanks！
16
分子筛吸附器采用活性氧化铝加上分子筛的立式双层床径向流结构。采用双层床也使吸
附器再生阻力下降，再生温度降低，节约了再生能耗。氧化铝主要功能是清除空冷塔带
来的游离水，减少分子筛的负担。分子筛清除空气中的二氧化碳和碳氢化合物。
2024版空分培训课件
•引言•空分技术概述•空分设备介绍目录•空分工艺流程详解•空分操作实践与技巧•安全生产与环境保护要求•总结与展望01引言提升员工技能保障生产安全促进企业发展030201培训目的和意义培训内容和方式培训内容培训方式预期效果员工技能提升生产安全保障企业人才储备02空分技术概述空分技术定义与原理定义原理空分技术的原理主要是基于空气中氧气、氮气等组分的沸点不同，通过压缩、冷却、液化、精馏等步骤，实现各组分的分离和提纯。
空分技术发展历程初始阶段早期的空分技术主要依赖于低温精馏法，设备庞大且能耗较高。
发展阶段随着技术的进步，空分技术逐渐实现了设备的小型化和能耗的降低，同时出现了变压吸附、膜分离等新型空分技术。
现阶段目前，空分技术已经广泛应用于工业、医疗、环保等领域，成为现代工业不可或缺的一部分。
空分技术应用领域工业领域01医疗领域02环保领域0303空分设备介绍设备组成及功能01020304空压机预冷系统分子筛吸附器精馏塔启动精馏塔在确认分子筛吸附器正常工作后，启动精馏塔进行空气分离。
按照设定的程序启动分子筛吸附器，确保其正常工作。
启动预冷系统开启预冷系统相关阀门，启动冷却水泵和冷冻机，对原料空气进行预冷处理。
开机前检查检查设备各部件是否完好，润滑油、冷却水等是否充足，确启动空压机设备操作流程设备维护与保养定期检查润滑油更换清洗过滤器校验仪表04空分工艺流程详解原料选择与预处理预处理步骤原料种类包括压缩、冷却、过滤和去除水分等，以确保原料空气的质量。
设备选用分离方法包括深冷分离和吸附分离等，深冷分离是目前应用最广泛的方法。
分离原理利用空气中各组分沸点的差异，通过精馏方法实现分离。
设备介绍精馏塔是空分设备的核心部件，其设计和操作对分离效果有重要影响。
空气分离原理及方法产品检测与质量控制产品种类主要产品为氧气、氮气和氩气等，应确保其纯度和质量。
检测方法包括化学分析和仪器分析等，以检测产品中的杂质和含量。
质量控制措施建立严格的质量管理体系，对原料、过程和产品进行全方位监控，确保产品质量稳定可靠。
空分工艺流程课件
吸附法、膜分离法。空气中主要组分的性质如下：
名 化 沸点℃
熔点℃
称 学 101.325KPa 101.325KPa 符
号
氮 N2
-195.8
-209.86
密度
Kg/m3 气体
Kg/l 液体
1.25
0.81
临界点 ℃
-147
氧 O2
-183
-218.4
1.43
1.14
-119
氩 Ar -185.7
-189.2
到目前为止，世界上从事空分行业的 大型公司有：
德国林德 法国液空 英国BOC 美国APCI和Praxair 中国杭氧、川空、开空 1934年，中国首次从日本、德国引进 一套两国拼凑的15m3/h空分设备，由日 本人安装于青岛“中国瓦斯工厂”。
5
1949年，全国只有进口的小空分设备89套，总容量只有3415m3/h。 1953年底，哈尔滨第一机械厂首次试制成功了两套30m3/h空分设备。 杭氧从1955年试制空分设备，1956年起形成批量生产。至2000年底 全国共生产空分设备130多种规格，8339套，其中1000m3/h以上的大 中空分设备580套。全国空分生产氧的能力达277万m3/h。最近几年 的空分设备大型化发展更加迅猛。我国的中大型空分设备发展至今， 期间经历了六代变革：
装置的流程形式
我们的设备采用的是单泵内压缩、空气增压循环、膨胀 空气进下塔的内压缩流程。
空分装置流程主要分外压缩、内压缩
外压缩就是利用氧气压缩机将空分装置出来的低压产品氧气压缩至
用户所需要的压力等级。
内压缩是采用液氧泵对产品液氧进行压缩，然后换热汽化的一种流
程形式。
内压缩流程分类
内压缩流程的形式比较多，根据流程形式大致分为三种：
名 化 沸点℃
熔点℃
称 学 101.325KPa 101.325KPa 符
号
氮 N2
-195.8
-209.86
密度
Kg/m3 气体
Kg/l 液体
1.25
0.81
临界点 ℃
-147
氧 O2
-183
-218.4
1.43
1.14
-119
氩 Ar -185.7
-189.2
到目前为止，世界上从事空分行业的 大型公司有：
德国林德 法国液空 英国BOC 美国APCI和Praxair 中国杭氧、川空、开空 1934年，中国首次从日本、德国引进 一套两国拼凑的15m3/h空分设备，由日 本人安装于青岛“中国瓦斯工厂”。
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1949年，全国只有进口的小空分设备89套，总容量只有3415m3/h。 1953年底，哈尔滨第一机械厂首次试制成功了两套30m3/h空分设备。 杭氧从1955年试制空分设备，1956年起形成批量生产。至2000年底 全国共生产空分设备130多种规格，8339套，其中1000m3/h以上的大 中空分设备580套。全国空分生产氧的能力达277万m3/h。最近几年 的空分设备大型化发展更加迅猛。我国的中大型空分设备发展至今， 期间经历了六代变革：
装置的流程形式
我们的设备采用的是单泵内压缩、空气增压循环、膨胀 空气进下塔的内压缩流程。
空分装置流程主要分外压缩、内压缩
外压缩就是利用氧气压缩机将空分装置出来的低压产品氧气压缩至
用户所需要的压力等级。
内压缩是采用液氧泵对产品液氧进行压缩，然后换热汽化的一种流
程形式。
内压缩流程分类
内压缩流程的形式比较多，根据流程形式大致分为三种：
空分工艺流程培训课件
6
1.低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，经加压、预冷、纯化、并利 用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化，再进行精馏，从而获得 所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增 压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体 层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收 热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热, 气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。 这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷凝的氧也进入液相, 因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分减少,同时由于 液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了多次的重复上述过程,气 相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能不断的增加.这样经过多次 的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧和氮分离开来。
8
（三）空气组分
O2：20.93%;
N2：78.03%;
Ar2：0.932%; CO2：0.03%;
水蒸气：0.5-4%; H2：0.00005%;
O3：(1-2)×10-6%;
氖（We）：(1.5-1.8)×10-3%;
氦（He）：（4.6-5.3）×10-4%;
氪（Kr）：1.08×10-4%;
氙（Xe）：8×10-6%;
机械杂质：0.01g/㎡
9
二、空分装置介绍
10
（一）我公司空分装置简介
• 空 分 装 置 KDON13000/15000. 由 杭 州 杭 氧 股份公司制造，单套空分装 置 制 氧 能 力 1 . 3 万 Nm3/h ， 制 氮 能 力 1 . 5 万 Nm3/h ， 同 时副产仪表空气、液氮和液 氧。
1.低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，经加压、预冷、纯化、并利 用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化，再进行精馏，从而获得 所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增 压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体 层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收 热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热, 气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。 这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷凝的氧也进入液相, 因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分减少,同时由于 液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了多次的重复上述过程,气 相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能不断的增加.这样经过多次 的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧和氮分离开来。
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（三）空气组分
O2：20.93%;
N2：78.03%;
Ar2：0.932%; CO2：0.03%;
水蒸气：0.5-4%; H2：0.00005%;
O3：(1-2)×10-6%;
氖（We）：(1.5-1.8)×10-3%;
氦（He）：（4.6-5.3）×10-4%;
氪（Kr）：1.08×10-4%;
氙（Xe）：8×10-6%;
机械杂质：0.01g/㎡
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二、空分装置介绍
10
（一）我公司空分装置简介
• 空 分 装 置 KDON13000/15000. 由 杭 州 杭 氧 股份公司制造，单套空分装 置 制 氧 能 力 1 . 3 万 Nm3/h ， 制 氮 能 力 1 . 5 万 Nm3/h ， 同 时副产仪表空气、液氮和液 氧。
空分技术培训课件共34页文档
5
空分系统的组成及其作用（低温法）
净化系统 → 压缩 → 冷却→ 纯化→ 分馏 （制冷系统，换热系统，精 馏系统） → 液体：贮存及汽化系统； 气体：压送系统；
• 1、净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质； • 2、压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；
（热力学第二定律） • 3、预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性
程组织具有多样化。
9
三、流程说明及设备配置 • 六万装置特点: • 高、新技术产品 • 特大型空气分离设备 • 装置大型化 • 流程控制更加复杂 • 设计要求更加精确
10
空分流程选择
• 1、空分装置的工艺流程采用全低压分子筛预净化、高压空气增压 透平膨胀机制冷、全精馏无氢制氩、空气增压的氧氮产品内压缩 等先进工艺。
有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减 轻了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用；
• 4、纯化：防爆、提纯； 吸附能力及吸附顺序为： H2O C2H2 CO2 ；
6
空分系统的组成及其作用
精馏：空气分离 换热系统：实现能量传递，提高经济性，低温操作条件； 制冷系统：①维持冷量平衡 ②液化空气
膨胀机 W h
方法
节流阀 h
膨胀机制冷量效率高：膨胀功 W； 冷损：跑冷损失 Q1
复热不足冷损 Q2 生产液体产品带走的冷量 Q3
Q Q1 Q2 Q3
7
二、工艺特点 产品规格与参数
8
二、工艺特点 • 1、产品氧压力较高： 8.5MPa(G),通过内压缩实
现 ，典型的化工型内压缩空分流程。 • 2、产品氮气品种多样：0.42/6.0MPa(G)，所以流
3
一、概述
• 空气分离的几种方法 低温法（经典，传统的空气分离方法） 压缩→膨胀→ 液化（深冷）→ 精馏
空分系统的组成及其作用（低温法）
净化系统 → 压缩 → 冷却→ 纯化→ 分馏 （制冷系统，换热系统，精 馏系统） → 液体：贮存及汽化系统； 气体：压送系统；
• 1、净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质； • 2、压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；
（热力学第二定律） • 3、预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性
程组织具有多样化。
9
三、流程说明及设备配置 • 六万装置特点: • 高、新技术产品 • 特大型空气分离设备 • 装置大型化 • 流程控制更加复杂 • 设计要求更加精确
10
空分流程选择
• 1、空分装置的工艺流程采用全低压分子筛预净化、高压空气增压 透平膨胀机制冷、全精馏无氢制氩、空气增压的氧氮产品内压缩 等先进工艺。
有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减 轻了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用；
• 4、纯化：防爆、提纯； 吸附能力及吸附顺序为： H2O C2H2 CO2 ；
6
空分系统的组成及其作用
精馏：空气分离 换热系统：实现能量传递，提高经济性，低温操作条件； 制冷系统：①维持冷量平衡 ②液化空气
膨胀机 W h
方法
节流阀 h
膨胀机制冷量效率高：膨胀功 W； 冷损：跑冷损失 Q1
复热不足冷损 Q2 生产液体产品带走的冷量 Q3
Q Q1 Q2 Q3
7
二、工艺特点 产品规格与参数
8
二、工艺特点 • 1、产品氧压力较高： 8.5MPa(G),通过内压缩实
现 ，典型的化工型内压缩空分流程。 • 2、产品氮气品种多样：0.42/6.0MPa(G)，所以流
3
一、概述
• 空气分离的几种方法 低温法（经典，传统的空气分离方法） 压缩→膨胀→ 液化（深冷）→ 精馏
空分工艺流程简介ppt课件
2
一、流程简介
什么是单位能耗？
空分消耗的能源主要是电能，因此，空 分的单位能耗通常用生产1m³（标准状 态）主要产品所消耗的电能（kW·h）来 衡量，即kW·h/m³。 所谓主要产品，是指很多情况氮气为辅 助产品，可以不算进去（若要算还需考 虑能耗分摊问题）；如液态基地主要产 品是液体；兴发基地主要产品是氮气。
1、活塞式压缩机从低压到超高压， 适用范围广；效率高，排量范围广；
2、排气不稳定，脉动大；结构复杂， 易损件多；活塞油润滑，导致空气 带油。
1、转速高，处理气量大，体积质量相对 较小；结构简单；排气平稳，不受润滑 油污染； 2、气量小的时侯效率低
压
缩
机
应 用 实
15000原料 机
10000原料 机
况
有机连接各部件、控制流向与分配
分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩塔组
成，是冷箱中最高的设备，铝制。下塔 属
一类压力容器。在精馏塔里，根据不同的
情况需要设置一定的筛孔塔板或规整填料，
空气的分离就是在精馏塔里实现的。精馏
塔通过塔体上的各种进出口接管与过冷器、
冷凝蒸发器等各部机有机地衔接起来，实
现空气的液化、分离与气体的冷却与复热
3
二、净化系统
固体杂质
空
气
中
水蒸气及二氧化碳
的
杂
质
乙炔及碳氢化合物
危 害
净化
由于空分设备是在低温下工作的， 被冻结下来的水份和二氧化碳沉 积在低温换热器、膨胀机或精馏 塔内，就会阻塞通道、管路、阀 门和踏板筛孔。乙炔聚集在液氧 中有爆炸的危险。灰尘会磨损机 械。因此，为保证空分安全可靠 运行，必须设置专门的净化设备。
运行部技术培训第二讲
一、流程简介
什么是单位能耗？
空分消耗的能源主要是电能，因此，空 分的单位能耗通常用生产1m³（标准状 态）主要产品所消耗的电能（kW·h）来 衡量，即kW·h/m³。 所谓主要产品，是指很多情况氮气为辅 助产品，可以不算进去（若要算还需考 虑能耗分摊问题）；如液态基地主要产 品是液体；兴发基地主要产品是氮气。
1、活塞式压缩机从低压到超高压， 适用范围广；效率高，排量范围广；
2、排气不稳定，脉动大；结构复杂， 易损件多；活塞油润滑，导致空气 带油。
1、转速高，处理气量大，体积质量相对 较小；结构简单；排气平稳，不受润滑 油污染； 2、气量小的时侯效率低
压
缩
机
应 用 实
15000原料 机
10000原料 机
况
有机连接各部件、控制流向与分配
分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩塔组
成，是冷箱中最高的设备，铝制。下塔 属
一类压力容器。在精馏塔里，根据不同的
情况需要设置一定的筛孔塔板或规整填料，
空气的分离就是在精馏塔里实现的。精馏
塔通过塔体上的各种进出口接管与过冷器、
冷凝蒸发器等各部机有机地衔接起来，实
现空气的液化、分离与气体的冷却与复热
3
二、净化系统
固体杂质
空
气
中
水蒸气及二氧化碳
的
杂
质
乙炔及碳氢化合物
危 害
净化
由于空分设备是在低温下工作的， 被冻结下来的水份和二氧化碳沉 积在低温换热器、膨胀机或精馏 塔内，就会阻塞通道、管路、阀 门和踏板筛孔。乙炔聚集在液氧 中有爆炸的危险。灰尘会磨损机 械。因此，为保证空分安全可靠 运行，必须设置专门的净化设备。
运行部技术培训第二讲
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空气增压透平膨胀机，采用规整填料上塔、增效氩塔工艺。
•
原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空
气进入离心式空压机，经原料空气压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷
• 一、 杂质的清除系统（空气过滤器和纯化系统）；
• 二、 空气加压系统（空压机及增压机系统）；
• 三、 空气的冷却和液化系统（预冷系统和膨胀机、换热器系统）；
• 四、 空气的精馏系统（分馏塔系统）；
2•02五0/11、/19 产品的输送、贮存系统（压氮系统空和分工液艺体流程贮培训存系统）；
11
KDON-48000/80000型
• 本装置生产的纯度为99.8%的氧 气主要供下游气化装置使用，作 为气化炉的原料气参加反应；
• 纯度为99.99%的氮气供下游工 艺生产使用，作为保护气和吹扫 用气；
• 副产的工厂空气、仪表空气供所 有化工区各分厂和正常生产动力 车间生产装置使用，作为仪表气 源和吹扫用气。
2020/11/19
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二、克旗煤制气公司配 套的空分装置的流程和 特点
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克旗公司采用的空分装置特点
• 本界区空分装置共三期六套，其 中主精馏塔由杭州杭氧股份公司 制造，单套空分装置制氧能力 48,000Nm3/h，制氮能力 80,000Nm3/h，同时副产工厂 空气、仪表空气、液氮和液氧。
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• 多次的重复上述过程,气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能 不断的增加.这样经过多次的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从 而将空气中的氧和氮分离开来。
• 2、吸附法：
• 原理：利用分子筛对不同的分子具有选择性吸附的特点，有的分 子筛（如5A、13X等）对氮具有较强的吸附性能，让氧分子通过， 可得到较高纯度的氧气；有的分子筛（碳分子筛等）对氧具有较强 的吸附性能，让氮分子通过，可得到较高纯度的氮气，从而实现空 气的分离。但吸附法目前的氧气纯度只有93%左右。
2011年12月
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目录
一、概述 • 1、空分的含义 • 2、空气分离的方法 • 二、空分装置的流程和特点 • 1、装置的流程 • 2、按流程的顺序分别介绍各个系统 • 三、空分设备的安全规定及一些事故案例
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一、概述
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内压缩流程的形式比较多，根据流程形式大致分为三种：
1、单泵、双（多）泵内压缩流程。
2、空气增压循环和氮气增压循环。
3、膨胀空气进上塔和膨胀空气进下塔。
• 内压缩流程的优点
1、取消了氧压机，无高温气氧，火险隐患小，安全性好。
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2、从主冷大量抽取液氧，使空碳分工氢艺化流程合培训物的积聚的可能性降低。
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空分的含义
• 空分的含义：空分，顾名思义即空气的分 离，是利用不同的方法将空气中的各组分 分离开来，从而获得所需要的氧气、氮气训
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空气分离的方法
•
空气中的主要成分是氧气、氮气、氩气、二氧化碳以及
一些其它气体和杂质。它们在空气中分别以分子的状态存在,
1.25 0.81
-147
氧 O2
-183
-218.4
1.43 1.14
-119
氩 Ar -185.7
-189.2
1.782 1.4
-122
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• 1、低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，经加压、预冷、纯化、并 利用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化，再进行精馏，从而 获得所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气 经过增压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组 成的液体层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低 的液体吸收热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷 凝,放出冷凝热,气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、 液处于平衡状态。这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相 冷凝的氧也进入液相,因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝, 使氧组分减少,同时由于液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加 了.
• 3、膜分离法：
• 原理：它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜 或中空纤维膜时，氧气穿透过薄膜的速度约为氮的4-5倍，从而实 现氧、氮的分离 。膜分离的富氧浓度只能达到28～35%O2 。
• 目前应用较多的是低温法（又叫深度冷冻法）。它的优点：生产 量大，产品纯度高，电耗低且可得到液态产品，故应用广泛。
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装置的流程形式
• 空分的设备采用的是单泵内压缩、空气增压循环、膨胀空 气进下塔的内压缩流程。
• 空分装置流程主要分外压缩、内压缩
• 外压缩就是利用氧气压缩机将空分装置出来的低压产品氧气压缩至
用户所需要的压力等级。
• 内压缩是采用液氧泵对产品液氧进行压缩，然后换热汽化的一种流程
形式。
• 内压缩流程分类
空分装置简易流程
• 空气
低压氮气去水冷塔 粗氩气 压力氮气去压缩机
高压氧气4.7MPa
污氮气去水冷塔
蒸
汽
污
氮
气
增 效 塔
汽轮机
去 分 子
上 塔
筛
膨胀机
空 冷 塔
分子筛
主冷 下 塔
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流程叙述
•
本 装置为分子筛净化空气、空气增压、膨胀空气进下塔、氧气内压缩流程，带中压
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组成空分装置的几个系统
• 整个空分装置必须解决以下几个问题：
• 一、 如何清除空气中的杂质；
• 二、 如何为装置提供带压的空气；
• 三、 如何将空气冷却到液化温度；
• 四、 如何将空气分离成氧、氮；
• 五、 如何将产品送到用户；
• 六、 如何控制制氧过程中的正常进行。
• 为此，空分装置中相对应的建立了以下几个系统：
数目非常多，并且永不停息地作无规则的运动，均匀地相互
搀混在一起，要将它们分开，目前主要有三种方法：低温法、
吸附法、膜分离法。空气中主要组分的性质如下：
名化 称学
符 号
沸点℃
101.325KP a
熔点℃
101.325KP a
密度
Kg/m3 气体
Kg/l 液体
临界点 ℃
氮 N2 -195.8
-209.86