空分设备及工艺介绍
空分车间生产工艺与原理
空分车间生产基本工艺与原理1、空分综述1.1、空气及空气分离空气存在于我们地球表面，属典型的多组分混合物，主要成分有氮气、氧气及惰性气体，按体积含量计，氧气占20.95%、氮气占78.09%、氩占0.932%，此外还有微量的氢、氖、氦、氪、氙、氡，以及不定量的水蒸汽及二氧化碳。
在标准状况下，空气液化温度为87.7K。
空气分离是指把空气通过一定的方法分离出氧气、氮气和惰性气体的过程。
目前分离的方法主要有深冷法、变压吸附法、膜分离法，它们各有自己的优缺点。
变压吸附法、膜分离法主要用于低纯度、小型空分设备；焦炉煤气制合成氨项目用产品气量大且纯度要求高，故采用深冷法。
深冷法基本原理是：将空气液化后，根据各组份沸点不同，通过精馏将各组分进行分离。
空气分离的主要产品为氧气及部分氮气。
1.2、空分装置简介1.2.1.装置特点我公司选用了由开封黄河制氧厂生产的第六代空分装置，流程上采用全低压、外压缩，不提氩的结构。
主要特点：⑴采用带自动反吹的自洁式空气过滤器，保证了运行周期及运行效果；⑵预冷系统利用多余的污氮气及氮气对水进行冷却，降低冷水机组热负荷，减小冷水机组功率选型，不但节能且充分利用了富余气体干基吸湿潜热；⑶采用分子筛吸附，大大简化空气净化工艺，延长了切换周期，减少加工空气切换损失。
利用分子筛所具有的选择性高吸附率，提高了净化效果，减少碳氢化合物、氮氧化物及二氧化碳进入液氧的量，确保主冷的安全同时延长装置大加温周期；⑷采用增压机制动的透平膨胀机，提高单位气体制冷量，减少膨胀空气对上塔精馏段的影响，优化了精馏操作；⑸分馏塔下塔采用高效塔板，上塔采用规整填料，降低精馏塔操作压力，提高了塔板和填料的精馏效率，保证了氧的提取率、降低制氧单耗；⑹设置液氧贮槽及汽化系统，加大主冷液氧排放量，杜绝碳氢化合物、氮氧化物及二氧化碳在液氧中析出，最大限度保证主冷安全。
液氧汽化系统为空分装置短停时系统用氧提供了方便，确保后工段工艺连续，减少后工段开停车损失；⑺装置采用DCS集散控制系统，使操作更加方便和稳定。
空分设备及深冷空分工艺流程资料
空分设备及深冷空分工艺流程资料空分设备简介空分设备是一种工业设备，主要用于将空气中的各种气体分离和纯化。
空分设备通常由空气压缩机、膜组或吸附剂、分离塔和再生设备等组成。
其中，空气压缩机是空分设备的核心设备，其将空气压缩到一定压力后，输送到分离塔中进行分离。
分离塔内的膜组或吸附剂通过对气体的选择性吸附或离子交换、分离等作用，将气体分离出来。
再生设备则用于将膜组或吸附剂的吸附物质去除，恢复其吸附能力。
深冷空分工艺流程简介深冷空分是一种常用的空分工艺，主要应用于产生液氧、液氮等工艺气体。
深冷空分利用低温下气体的液化性质，将空气中的各种气体通过不同的分离塔进行分离，并进行多级加工，最终得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。
深冷空分工艺流程主要包括以下几个步骤：1.空气的压缩：将空气通过压缩机进行压缩，提高空气的压力和温度。
2.空气的粗分离：空气经过初级分离塔，将空气中的主要气体成分分离出来，如氧气、氮气等。
3.精细分离：将粗分离的气体经过多级分离塔进行精细分离，分离出高纯度的氧气、氮气等。
4.排放废气：分离出的废气经过再生设备处理后排放。
5.液化：将分离出的气体通过多级冷却器进行冷却，使气体液化，得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。
空分设备的应用空分设备广泛应用于各种行业中，包括化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等。
其中，深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。
液氧、液氮等工艺气体的应用也广泛，包括火箭燃料、航空燃料、特种气体制备等领域。
空分设备及深冷空分工艺是一种应用广泛的工业设备和工艺。
它通过对气体的选择性分离，可以得到高纯度的工艺气体，广泛应用于化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等领域。
深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。
空分工艺-易懂全面版
预 冷 系 统
预冷系统
分为空冷塔和水冷塔，是空分 装置的关键构成。水冷塔内布置 填料，污氮气从下面进入，水从 上面喷洒下来，利用污氮气的不 饱合性，水遇到干燥的氮气迅速 蒸发，水因蒸发放出热量，达到 降温的目的，甚至会比当时的污 氮气温度还要低。
空气预冷系统是空气 分离设备的一个重要 的组成部分,它串接于 空气压缩机系统和分 子筛吸附系统之间,用 来降低进分子筛吸附 器的空气的温度与含 水量,合理地使用空气 预冷系统,有利于空气 分离设备长期安全地 运转,特别是高温季节 尤为重要。
态度比方法重要 结果比理由重要 认真比聪明重要
空分
1.空分概述 2.基本理论 3.单元操作 4.汽轮机
空 定的手段将空气中的各组分分 离开来，从而获得所需要的氧 气、氮气及一些稀有气体的过 程。
1903年，德国人卡尔·林德发明制造了 世界上第一台深冷（低温）法生产氧气 的空分设备，采用高压节流单塔流程， 产氧量10m3/h。
• 空冷塔利用空气与水直接接触， 上部为水冷塔来的低温水，中上 部为工业水，工业水一是起到降 温的作用，同时会洗涤下空气中 的灰尘和易溶于水的气体杂质， 如氨、氯化氢等。一般1000m3 空气最低需要水的洗涤量为1.5 m3能够产生很好的效果。
• 纯化系统为氧化铝与分子筛的 双层床结构，纯化器内下层为 氧化铝，上面是分子筛，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
精馏
把液体混合物进
DOWNCOMER
行多次部分汽化，
DEGASING
OF
同时又把产生的
LIQUID
蒸汽多次部分冷
CLEAR LIQUID
凝，使混合物分
空分工艺、设备基础知识(图文示例)资料
固体吸附剂吸附原理 吸附：当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多
个组分在固体表面处产生积蓄, 此现象称为吸附。吸附 过程是非均相过程，一相为流体混合物，另一相为固 体吸附剂。
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吸附是由于吸附力的存在而产生的, 吸附力是分子间的 作用力, 它与气体分子、吸附剂分子的本身性质有关。 分子筛有晶格筛分的特性, 气体分子的平均直径必须小 于其微孔的直径, 才能抵达吸附表面。利用这种筛分的 特性, 可有效分离气体混合物。当吸附剂吸附饱和后, 就要在低压高温条件下进行再生。再生越完全, 再工作 时吸附效果就越好。
乘以系数1.12 即空分装置设计O2：
4
空分装置产品参数
产品 高压氧气 高压氮气 低压氮气
液氧
液氮
产量Nm3/h （正常工况）
纯度
82,000 3000 34,000
99.6 O2 ≤5ppm O2 ≤5ppm O2
99.6 O2
1000
≤5ppm O2
压力 MPaG
8.7
6.6
1.0
能进 贮槽
能进 贮槽
19
经空冷塔冷却后的空气一般在15 ℃温度下进入分子筛 吸附器内被吸附净化。水分、乙炔和二氧化碳都是极 性或不饱和分子。分子筛对它们有很强的亲和力。分 子筛共吸附性能使它可以在吸水的同时还可以吸附其 他物质, 这种亲和力的顺序是: 水分> 乙炔> 二氧化碳。
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(3)空气被冷却到液化温度 空气的冷却是在主换热器中进行的，在主换热器中，
空气被来自精馏后的返流产品气体和污氮气冷却到接 近液化温度，产品气体及污氮气则被复热到接近常温。
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（4）冷量的制取 为了确保和维持装置正常生产运行所需的热量平衡，
空分装置工艺流程
空分装置工艺流程
《空分装置工艺流程》
空分装置工艺流程是指在空分设备中进行气体分离和制备的工艺流程。
空分设备是一种通过物理方法将空气中的氧氮等气体成分进行分离，生产高纯度氧气、氮气和稀有气体的设备，主要包括空气压缩、冷凝、分离和再压缩等工序。
空分装置工艺流程一般包括以下几个步骤：
1. 空气压缩：首先将从大气中吸入的空气通过压缩机进行压缩，使其达到一定的压力。
这一步是为了增加空气中的气体分子密度，方便后续分离工序的进行。
2. 冷凝分离：经过空气压缩后，将空气通过冷凝器进行冷却，使其中的水蒸汽和二氧化碳等成分凝结成液体。
这一步是为了先移除空气中的混合气体，方便后续分离工序进行。
3. 分离：将冷凝后的空气通过分离装置进行气体成分的分离。
这一步主要通过膜分离、吸附分离或沸点分馏等方式将空气中的氧氮等气体成分进行分离，得到高纯度的氧气和氮气。
4. 再压缩：将分离后得到的氧气和氮气进行再次的压缩，使其达到工业生产或特定用途的标准压力。
这一步是为了方便气体的输送和使用。
空分装置工艺流程是一个复杂的工程过程，需要通过多种设备
和工艺手段进行气体的分离和制备。
随着科技的进步和设备的改进，空分装置工艺流程也在不断地优化和完善，以满足工业和生活领域对气体品质和用量的需求。
空分设备的工艺流程包括哪些
空分设备的工艺流程包括哪些空分设备是一种用于将混合气体分离成不同成分的设备，主要应用于化工、石油、医药等领域。
空分设备工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 压缩与除尘在空分设备工艺流程中，首先需要对进入设备的混合气体进行压缩。
通过压缩，可以增加气体的密度和压力，有利于后续的分离工作。
同时，在压缩过程中也会产生一定量的杂质和固体颗粒，因此需要进行除尘处理，以保证系统的正常运行。
2. 冷却与凝华经过压缩与除尘处理后的气体进入冷却器，在冷却器中气体会被冷却至低温状态，部分气体成分会凝华为液体。
这一步是空分设备中至关重要的步骤，通过冷却凝华可以实现气体成分的初步分离。
3. 分馏与膜分离经过冷却凝华后，气体进入分馏塔或膜分离装置，在这里不同成分的气体会在不同温度、压力下分离。
通过控制适当的操作参数，可以实现对气体成分的精确分离和回收，从而得到高纯度的产品气体。
4. 吸收与再循环在分馏或膜分离后，仍然会有一部分混合气体中的组分无法完全分离，此时需要经过吸收工艺来进一步提高气体的纯度。
吸收过程中，通常会使用适当的溶剂或吸收剂，将残余的杂质吸收或吸附，以确保产品气体的质量。
同时，对吸收后的溶剂进行再循环利用，有助于提高设备的运行效率和经济性。
5. 精馏与回收最后，经过吸收后的气体会进入精馏装置进行进一步处理，以实现最终产品气体的纯度和回收率。
精馏过程是空分设备工艺流程中的关键环节，通过不断提高操作参数的精确度和稳定性，可以得到高品质的产品气体，并实现对原材料的高效回收利用。
综上所述，空分设备的工艺流程主要包括压缩与除尘、冷却与凝华、分馏与膜分离、吸收与再循环、精馏与回收等步骤。
通过这些步骤的有序组合和协调配合，空分设备可以有效地实现对混合气体的分离和提纯，为各行业的生产提供了可靠的气体分离技术支持。
空分装置工艺流程 (1)
主空气压缩机 C1161（MAN TURBO,RIK125-1+1+1+1）：为四级透平 式压缩机，设内置式冷却器，逐级冷却的 单轴等温型压缩机。压缩机的流量通过进 口叶片调节器调整，末级出口管线设有防 喘振阀，通过导叶和防喘振阀控制压缩机 的出口压力和通流气量，以防止压缩机发 生喘振现象。主要将过滤后的空气压缩至 工艺所需压力0.63MPa
汽轮机 X1171 (MAN TURBO)：汽轮机进汽 端通过膜片联轴器与主空气压缩机联接，排汽 端通过膜片联轴器与氮气循环压缩机联接。中 压蒸汽（9MPa、530℃、14076t/h)经手动阀、 电动阀、速关阀、调速汽阀后进入汽轮机内膨 胀做功，做功后的负压蒸汽进入空冷器，在其 中乏汽被冷凝为水并形成一定的真空度，冷凝 水用冷凝液泵送出界区。作用：驱动空压机和 循环氮气压缩机。
干燥器 A8326A/B （微热再生干燥器，干燥 器内的填料为4年更换一次）一层吸收掉空 气中的水份，另一层吸收掉CO2、多数烃类 如异丁烷和重质烃等。 仪表 空气缓冲罐 D8326 （容积为80m3,设 计压力为1.0MPa）保证送出界区的仪表空 气压力稳定。
空分装置流程简述
流量为262840Nm3/h的空气经过滤器S1146吸入及 N1151消音，过滤掉气体中99%的水份、机械颗粒 和粉尘，经入口导向叶片进入空气压缩机C1161， 经三段四级压缩后输出0.627Mpa，98.7℃进入空冷 塔E2416与中部的冷却水（0.625Mpa，26℃， 590m3/h）和顶部来自水冷塔E2417的14℃， 109m3/h冷却水经泵P2467A/B加压到0.623Mpa， 再经冷水机组冷却到10℃逆流换热后空气被冷却至 12℃经过除雾去沫后进入内装有林德专用分子筛的 吸附器A2626A/B中的一只，除去空气中含有CO2、 水分及碳氢化合物后，在分子筛出口温度升至18℃ 的空气分为三股，一股（32000Nm3/h）进入低压 板式换热器E3119与返流的上塔塔顶来的纯氮气进 行换热，温度降至－168.5℃；
空分设备工艺流程图的讲解
空分设备工艺流程图的讲解Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!空气分离设备是一种用于分离空气中不同成分的设备，常用于工业生产中的氧氮制备以及气体纯化等领域。
其工艺流程经过多个步骤，包括压缩、冷却、吸附、脱附、分离等环节。
下面将详细介绍空气分离设备的工艺流程图及各个环节的作用。
第一步：压缩空气分离设备的工艺流程通常以压缩空气作为一个起点。
空气从自由状态被压缩成为高压气体，以便后续的分离步骤。
压缩后的空气通常包含了氮气、氧气、二氧化碳等成分。
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4.精馏原理
氧蒸汽压与温 度曲线
14 2021/3/2
4.精馏原理
氮蒸汽压与温 度曲线
15 2021/3/2
4.精馏原理
氩蒸汽压与温 度曲线
16 2021/3/2
4.精馏原理
4.1 一次部分汽化和多次部分汽化
冷凝器
分离器 xF
y1 加热器
x1
特点：分离效果差
17 2021/3/2
4.精馏原理（一次部分汽化t-x-y）
1.介绍
特别是近5年,我国新建和在建空分设备的制氧 总量超过了以往50年的总量;技术的发展和应 用比历史上任何时期都迅速和频繁.
我公司采用10000m3/h空分采用液氧自增 压流程.是在*****行业首家利用深冷法制氧、 全面使用纯氧燃烧技术的企业，*****行业是 空分设备又一新的应用领域。
3 2021/3/2
10 2021/3/2
3.词汇
汽液相平衡
在封闭容器中,如图所示。在一定条件下，液 相中各组分均有部分分子从界面逸出进入液面上 方气相空间，而气相也有部分分子返回液面进入 液相内。经长时间接触，当每个组分的分子从液 相逸出与气相返回的速度相同，或达到动平衡时 ，即该过程达到了相平衡。平衡时气液两相的组 成之间的关系称为相平衡关系。
1.介绍
我公司制氧站于****年初筹划立项， ******中旬开始破土动工，******顺利结束 空分设备的裸冷工作，并对部分缺陷进行处 理。****日进行空分设备的常温启动，历时 约60小时，空分设备顺利出氧，一次开车成 功，并向***炉送出合格氧气！
4 2021/3/2
1.介绍
空气分离方法 变压吸附分离
y2
x3
部分冷凝需要冷却剂；
能量消耗大； 纯产品的收率很低。
xF
x2 y1
x1
22
2021/3/2
4.精馏原理
4.3 多次部分汽化带回流
23 2021/3/2
4.精馏原理（多次部分汽化带回流
）
Vn-1
Vn
V2 Vn-2
冷源
Ln
V1
L3
Ln-1
原料
V0
ห้องสมุดไป่ตู้L0
L1
加热蒸汽
V’1
L’0
V’2V’3 V’n-1
它取决于体系的热力学性质，是蒸馏过程的 热力学基础和基本依据。
相平衡是物质在各相之间分布的平衡。达到 平衡之后，各相的组成和数量不随时间改变.
11 2021/3/2
3.词汇
精馏：先将气体混合物冷凝为液体，然 后按照各组分蒸发温度的不同将他们分 离的过程。
精馏的原理：将空气冷凝为液体，然后 按照各组分蒸发温度的不同将空气分离 。（通俗的讲就是多次部分蒸发部分冷 凝）
变压吸附法是利用分子筛对氧或氮的吸附性能不同的特性 ，且通过压力变化而实现氧氮分离的方法。一般产品纯度不高 ，回收率低。
膜分离
膜分离法是利用膜对氧氮透过性不同进行空气分离，氧纯 度很低。也是一般产品纯度不高，回收率低。
精馏分离
5 2021/3/2
换热 纯化 预冷 加压
1.介绍
系统介绍：
原料 空气
P＝定值
B
露点线
温度t t1
G
C
A FL
0 xw x1
xF
y1
x或y
yF 100
泡点线
组分％
18 2021/3/2
4.精馏原理
4.2 多次部分汽化
19 2021/3/2
4.精馏原理（多次部分汽化）
y3 或xD
冷凝器
冷凝器
y2
y3 分离器
加热器 x3 分离器
冷凝器 xF
加热器 x2 y1 分离器 加热器 x1
在一个标准大气压下，氧被冷却到90.188K，氮被 冷却到77.36K，氩被冷却到87.29K都变成液态。
t＝T－273.16
12 2021/3/2
4.精馏原理
4.1单组分汽－液相平衡 压力与温度的关系式：
P=ψ(T) 饱和蒸汽压曲线 汽液相平衡曲线
临界点 液相区
气相区
气相区
13 2021/3/2
空压机
空冷 系统
纯化 系统
热交换 系统
制冷
膨胀机
精馏 系统
气氧气氮
产品 压缩机
或
用户
液氧液氮
储存 系统
精馏设备
下塔、主冷凝蒸发器 上塔、主冷凝蒸发器 粗氩Ⅰ、粗氩Ⅱ、粗氩冷凝器 纯氩蒸发器、纯氩塔、纯氩冷凝器
计算机 控制
控制 系统
6 2021/3/2
2.概述
精馏原理
1 气化 2 蒸发 3 沸腾 4 液化 5 物相 6 气液相平衡 7 精馏
空分设备及工艺 介绍
1 2021/3/2
1.介绍 近年来,随着国民经济的高速发展,为冶金、石化、
化工和航天等工业领域配套的大中型空分设备得到
迅速发展和广泛的应用。作为我国重大装备工业的
空分设备制造业,已经走过了 半个多世纪的历程,特别
是在国内经济高速发展的浪潮中,国产空分设备业主
久了辉煌的业绩;近10年来,空分设备的制氧规模从
15000m3/h等级扩展到50000m3/h等级;每年生产的空
分设备制氧总量也从每小时十几万立方米增加到一
百万立方米。与此同时,空分技术也得到了迅速的发
展和应用,如采用规整填料塔及全精馏无氢制氩技术
、新型的内压缩流程技术、先进的高级控制技术、
各种先进配套部机的应用更完善的安全运行和操作
技术等.
2 2021/3/2
7 2021/3/2
3.词汇
气态化(气化)：将物质从液态变为气态 并伴随着吸热的过程称为气态化，也就 是经常简称的气化。
蒸发：气态化如果只是从液体的外部自 由表面产生，那么这种过程称为蒸发， 并且在任何一个温度下可以取某一个速 度进行。
8 2021/3/2
3.词汇
沸腾：气泡的生成如果不仅在液体的自 由表面，并且在整个体积内进行，这种 气态化称为沸腾。与蒸发的区别在于沸 腾是在特定的温度(所谓的沸腾温度或沸 点)下进行。
液化（冷凝）：将物质从气态变成液态 并伴随着放热的过程称为液化或冷凝。
9 2021/3/2
3.词汇
物相：如果系统状态的参数值在系统所 有各点都是一致或者作连续的变化而没 有突变，那么这种系统就称为单相的或 均一的系统。具有一定数量并在整个质 量中是物理性质均一的物质称为物相。 如果用任意的方法将物相分成几部分， 那么所有部分的状态是相同的。
20 2021/3/2
4.精馏原理（多次部分汽化t-x-y）
B
温度t t1 t2 t3
P＝定值
1 2 3
A FL
0 xw x1 x2
xF x3 y1 y2 y3 x(y)
100 组分％
21 2021/3/2
4.精馏原理（多次部分汽化）
y3
多次部分汽化的缺点：
或xD
y3
流程过于庞大；
设备费用极高； 部分汽化需要加热剂；