空分装置讲解
浅谈空分装置安全生产解析
浅谈空分装置安全生产解析摘要：从空分装置操作人员、设备、物料、工艺以及周边空气环境等方面提出一些安全要素，以及空分装置的设计和建造施工环节对安全生产的影响，为大家仅供参考。
关键词：空压机；膨胀机；预冷系统；纯化系统；精馏塔前言：空分装置是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气等惰性气体的装置，广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。
随着工业的规模化和自动化提高，为保证装置安全运行，避免各类事故的发生，保障员工身心健康的对策及措施，为设计提供依据，为安全生产工作提供重要的参考意见，为确保装置安全生产运行奠定基础。
一、空分装置简介及原理空分装置由四川空分设备集团提供深冷精馏技术，采用带冷冻机预冷+常温分子筛净化+空气增压膨胀机制冷的全低压工艺。
装置由空气压缩、空气预冷、空气纯化、增压膨胀机及精馏塔和氮气压缩等系统组成，其中精馏塔分上下两部分，上塔采用规整填料塔，下塔为筛板塔。
空气分离利用低温液态空气中各组分沸点的不同，通过精馏工艺实现氧、氮组分的分离。
二、危害因素辨识与分析危害因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损坏的因素。
有害因素是指能影响人的身体健康，导致疾病或对物造成慢性损坏的因素。
在新鲜原料空气中，主要成分是氮气约为78.0%,其次是氧气约为20.9%,氮气等惰性气体约为0.93%,二氧化碳约为0.03%,还有水蒸气等杂质，如甲烷、乙炔、二氧化硫、二硫化碳、氧化氮及尘粒，除了空气中的氮、氧成分作为原料外，其他污染物对工艺安全都有重要的影响。
为了能全面、准确地辨识空分装置生产过程中潜在的各种危险有害因素，下面从涉及的危险化学品、装置正常生产过程中危险有害因素等方面进行辨析。
空分装置涉及的氧气为助燃物质，属强氧化剂，泄漏后能与易燃物(如乙炔、甲烷等)形成爆炸性混合物。
遇火源可能会发生火灾爆炸事故；氮气属于窒息性物质，当空气中氮气含量过高，人体吸入后血氧饱和度下降，使人会因缺氧而窒息，以至死亡。
空分装置基本原理和过程
空分装置基本原理和过程以空分装置基本原理和过程为标题，我们来详细介绍一下。
一、基本原理：空分装置是一种用于将混合气体分离成不同组分的装置。
其基本原理是根据组分在给定条件下的物理性质差异，通过一系列分离步骤将混合气体分离成纯净的组分。
常见的物理性质包括沸点、相对挥发性、溶解度等。
二、过程：空分装置的过程通常包括压缩、冷却、脱水、除尘、分离等多个步骤。
下面将逐一介绍各个步骤的基本原理和操作过程。
1. 压缩：混合气体首先经过压缩，提高气体的密度和压力，以便后续步骤的操作。
压缩过程通常采用压缩机完成。
2. 冷却：经过压缩后的混合气体需要冷却，以降低气体温度并增加气体的相对密度。
冷却过程通常采用冷却器，利用冷却介质（如水或液氨）与混合气体进行热交换，使气体冷却至接近露点温度。
3. 脱水：混合气体中的水分会影响后续分离步骤的效果，因此需要对气体进行脱水处理。
常见的脱水方法包括冷凝法、吸附法和膜分离法。
冷凝法利用温度差使水分在冷凝器中凝结，吸附法利用吸附剂吸附水分，膜分离法则利用特殊的膜材料将水分与气体分离。
4. 除尘：混合气体中可能存在固体颗粒或液滴，需要进行除尘处理，以保护后续设备的正常运行。
除尘方法包括重力沉降、惯性除尘器、过滤器等。
5. 分离：经过前面的处理步骤后，混合气体进入分离装置进行最终的组分分离。
常见的分离方法包括吸收、吸附、膜分离和蒸馏等。
吸收法利用不同组分在吸收剂中的溶解度差异，将目标组分吸收至吸收剂中，然后再通过脱吸收剂的方式将目标组分从吸收剂中提取出来。
吸附法利用不同组分在吸附剂上的相对吸附性差异，将目标组分吸附在吸附剂上，然后通过变换吸附剂的条件（如温度、压力等）将目标组分从吸附剂上解吸出来。
膜分离法利用薄膜的选择性透过性，将目标组分通过膜材料的选择性通透性而分离出来。
蒸馏法利用组分的沸点差异，在适当的压力下将混合物加热至沸腾，然后通过冷凝和回收收集不同沸点的组分。
以上就是空分装置的基本原理和过程。
空分装置培训资料讲解
空分装置技术员工培训资料目录第一章制氧原理第一节空气的性质及分离原理一、概述二、空气的性质三、空气精馏的基本原理第二节工艺流程一、流程叙述二、工艺流程图第二章压缩第一节压缩机概述一压缩机的定义和分类二汽轮机的定义和分类第二节离心式压缩机及汽轮机的工作原理及结构一离心式压缩机工作原理及结构二汽轮机基本原理与结构第三节离心式压缩机及汽轮机运行有关概念一临界转速二旋转脱离与喘振三离心式压缩机的性能曲线、压缩机与管网联合工作第四节离心式压缩机组辅助系统一压缩机的段间冷却系统二汽轮机的凝汽系统三机组油系统四防喘振控制系统五汽轮机调速调压和保安系统六密封系统第五节离心式压缩机工况调节的几种方法一概述二几种调节方法介绍三各种调节方法比较第三章主要设备第一节净化与换热设备一、分子筛吸附器二、板翅式主换热器三、主冷凝蒸发器四、过冷器第二节精馏设备一、主精馏塔二、氩精馏塔第三节制冷设备膨胀机第四节压缩与输送设备一、空气压缩机二、增压机三、蒸汽透平四、低温泵第四章空分装置的消耗第一节原料空气第二节公用工程消耗和化学品消耗一、公用工程1、电耗2、水耗3、蒸汽消耗4、仪表空气5、解冻气二、化学品消耗液氨消耗第五章主要产品参数第一节产品规格一、一工况产品规格二、二工况产品规格第二节操作特点一、操作弹性二、操作特性第六章安全说明一、概述二、常见的安全事故三、空分区域内的危险性物质四、工作人员必须注意的安全问题第一章制氧原理第一节空气的性质及分离原理一、概述空气是一种取之不尽的天然资源，它由具有丰富用途的氧气、氮气、氩气等气体组成。
这些气体在空气中是均匀地相互混合在一起的，要将他们分离开来是比较困难的，为此近百年来，随着工业技术的发展，对空气的分离形成了三种技术方法：吸附法、膜分离法及低温法。
吸附法是一种利用分子筛对不同分子的选择吸附性能来达到最终分离目的的技术，该技术流程简单，操作方便，运行成本低，但一方面其获得高纯度产品较为困难，而且装置容量有限，所以该技术有其局限的应用范围。
空分装置基本原理和过程
空分装置基本原理和过程空分装置是一种用于分离混合气体的设备，其基本原理是利用不同气体的物理性质差异以达到分离的目的。
空分装置的过程包括压缩、冷却、脱水、除尘、分离和回收等多个步骤。
空分装置需要对混合气体进行压缩。
通过增加气体的压力，使其分子间的距离缩短，从而增加气体分子间的相互作用力。
这样可以提高分子的平均动能，使气体更容易被冷却和液化。
接下来，压缩后的混合气体需要进行冷却。
在冷却过程中，混合气体中的不同组分会因为其沸点的不同而出现液化现象。
通过控制冷却温度，可以使得混合气体中的某些组分首先液化，而其他组分仍保持气态。
在冷却后，混合气体会进一步进行脱水处理。
这是为了去除混合气体中的水分，避免对后续分离过程产生干扰。
通常采用吸附剂或者分子筛等材料来吸附水分，使混合气体中的水分含量降低。
除了脱水处理，还需要对混合气体进行除尘。
这是为了去除混合气体中的固体颗粒或者液滴等杂质，以保证后续分离过程的顺利进行。
常见的除尘方式包括过滤、电除尘和洗涤等。
接下来是最关键的分离过程。
在分离过程中，利用不同组分的物理性质差异，将混合气体中的气体分子进行分离。
常见的分离方式包括吸附、吸附剂脱附、膜分离和凝聚等。
其中，吸附是一种常用的分离方式，通过选择合适的吸附剂，使得混合气体中的某些组分在吸附剂上被吸附，从而实现分离。
经过分离后的气体可以进行回收利用。
通过控制温度和压力等条件，将已分离的气体重新转化为气态，以便于储存和使用。
对于一些高纯度气体的需求，还需要进行进一步的提纯处理，以满足不同的应用需求。
空分装置的基本原理是利用不同气体的物理性质差异进行分离，通过压缩、冷却、脱水、除尘、分离和回收等多个步骤，实现对混合气体的有效分离和利用。
空分装置在化工、石油、制药等领域具有广泛的应用，为各行各业提供了重要的气体资源和工艺支持。
通过不断的技术创新和装置优化，空分装置的分离效率和能源利用效率将得到进一步提高，为可持续发展做出更大的贡献。
《空分装置危险源》ppt课件
05
案例分析：空分装置事故 原因及教训
典型事故案例介绍
案例一
01
某化工厂空分装置爆炸事故
案例二
02
某钢铁公司空分设备泄漏事故
案例三
03
某石油化工厂空分装置火灾事故
事故原因分析
设备设计缺陷
部分空分装置存在设计不合理、安全 裕度不足等问题，容易导致事故发生。
操作维护不当
操作人员技能水平不足、维护保养不 及时等因素，容易造成设备故障或安 全事故。
化学类危险源
空分装置中接触到的有毒有害化学物质 可能造成的中毒、腐蚀等危害。
辐射类危险源
如射线装置等可能产生的电离辐射危害。
各类危险源特性描述
机械类危险源特性
具有高速、高能量、锋利等特性， 可能导致撞击、剪切、卷入等伤害。
电气类危险源特性
具有高压、高温、电弧等特性，可 能引发触电、火灾、爆炸等事故。
制造工艺问题
设备制造过程中可能存在焊接质量不 良、材料选用不当等隐患，增加了事 故风险。
教训总结与改进方向
01
02
03
04
加强设备设计审查
提高空分装置设计安全标准， 确保设备本质安全。
严格制造工艺控制
加强设备制造过程中的质量监 管，确保设备质量符合要求。
提高操作人员素质
加强操作人员技能培训，提高 操作人员对空分装置危险源的
应急预案制定与演练实施
制定应急预案
根据空分装置的特点和可 能发生的危险情况，制定 相应的应急预案，明确应 急处置措施和人员分工。
配备应急救援设施
根据应急预案的要求，配 备必要的应急救援设施， 如灭火器、防毒面具、急 救药品等。
开展应急演练
空分装置的介绍
空分装置的介绍
1冷凝式空气分离装置
冷凝式空气分离装置是最新发明的一种有效、实用的空气分离装置。
它使用一种新型的回收冷却技术，可以将无机物质与有机物质分离，并可以尽可能使有机物质得到有效的空气分离。
这种分离装置的原理是将废气物质经过冷却后进入冷凝器，这样有机物质就会形成气态，而无机物质就会以液态形式存在。
随后，空气分离装置会将这两种物质分离，并将有机物质回收处理，而无机物质则可以回到原始状态。
冷凝式空气分离装置的优缺点也很明显，它的主要优点是：
1.能够有效、高效的分离出空气污染物；
2.噪音低、能耗低；
3.操作维护方便，寿命长。
另外，它的缺点是成本较高，常规的冷凝式空气分离设备需要昂贵的冷却剂和供气，以及专业技术人员的操作和维护。
总之，冷凝式空气分离装置是一种有效，高效，实用的空气分离装置，可以有效的处理废气物质，净化环境，保护现有的空气质量。
空分装置原理
空分装置原理空分装置是一种利用物质在不同条件下的物理和化学性质差异进行分离的设备。
它广泛应用于化工、石油、医药、食品等领域，是现代化工生产中不可或缺的重要设备之一。
本文将从空分装置的原理入手，介绍其工作原理和应用。
一、空分装置的原理空分装置的原理是基于物质在不同条件下的物理和化学性质差异进行分离。
在空分装置中，物质通常是以气态或液态形式存在的，通过改变温度、压力、流速等条件，使物质发生相变或化学反应，从而实现分离。
空分装置的主要原理包括物理吸附、化学吸附、膜分离、蒸馏等。
其中，物理吸附是指物质在表面上的吸附作用，如活性炭吸附空气中的有机物；化学吸附是指物质在表面上发生化学反应，如催化剂催化反应；膜分离是指利用膜的选择性通透性进行分离，如反渗透膜分离海水中的盐分；蒸馏是指利用物质的沸点差异进行分离，如石油精馏。
二、空分装置的工作原理空分装置的工作原理是根据物质在不同条件下的物理和化学性质差异进行分离。
具体来说，空分装置通常包括压缩机、冷却器、膜分离器、吸附器、蒸馏塔等组成部分。
在压缩机中，气体被压缩成高压气体，然后通过冷却器冷却，使气体冷却至液态。
液态气体进入膜分离器，通过膜的选择性通透性进行分离。
例如，反渗透膜可以分离海水中的盐分，使得海水变成淡水。
在吸附器中，气体通过吸附剂，如活性炭、分子筛等，进行物理吸附或化学吸附。
例如，活性炭可以吸附空气中的有机物，使得空气变得更加清新。
在蒸馏塔中，液态混合物被加热，使得其中沸点较低的物质先蒸发出来，然后通过冷却器冷却成液态，最终得到纯净的物质。
例如，石油精馏可以将原油分离成不同的馏分，如汽油、柴油、液化气等。
三、空分装置的应用空分装置广泛应用于化工、石油、医药、食品等领域。
其中，化工领域是空分装置的主要应用领域之一。
空分装置可以用于制取氧气、氮气、氢气等气体，也可以用于制取液态空气、液氧、液氮等液态气体。
此外，空分装置还可以用于制取高纯度气体，如高纯度氧气、高纯度氮气等。
空分装置讲解课件
• 空分：简单的说就是把空气分 离的过程
空分装置的作用
• 空气是一种取之不尽的天然资源，它由具有 丰富用途的氧气、氮气、氩气等气体组成。这些 气体在空气中是均匀地相互混合在一起的，要将 他们分离开来是比较困难的，为此近百年来，随 着工业技术的发展，对空气的分离形成了三种技 术方法：吸附法、膜分离法及低温法。
空气分离技术简介
• 吸附法是一种利用分子筛对不同分子的 选择吸附性能来达到最终分离目的的技术， 该技术流程简单，操作方便，运行成本低， 但获得高纯度产品较为困难，而且装置容 量有限，所以该技术有其局限的应用范围。
•
空气
氧气 氮气
空分装置的作用
• 在以煤及油为原料的化工行业，如：化肥、 甲醇、煤制油等生产企业以及炼钢厂，都需要空 分装置，设置空分装置的主要作用是生产合格的 氧、氮及氩产品。氧的作用是助燃，如气化炉就 是煤和氧气进行燃烧反应，得到需要的水煤气 （CO+H2）；氮是惰性气体，主要作用是用于 对工厂的设备、管线进行吹扫置换、充氮保护以 及合成氨配氮（N2+3H2=2NH3）等；氩是空分 装置的副产品，可作为合金焊接的保护气，在灯 泡照明、电子工业及其它方面都得到了广泛的应 用。也有的空分装置不提取氩。
空气液化
要使空气液化首先要获得低温，工业上常 用的方法有二种，即空气通过节流阀和膨胀机 的膨胀制冷获得低温，甚至液化。这二种方法 是以气体的膨胀为基础，已应用在气体的分离 和液化技术以及气体制冷机中。
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空分装置讲解
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空分装置简介
洗涤剂化工厂空分车间由氮氧站和空压站布置成一个区域组成的气体车间，为生产装置和辅助系统提供需要的氮气、氧气、仪表风和工业风。
1.1.1装置简介
氮氧站包括空分装置、液氧液氮储存、压氧、压氮系统，空分装置有两套KDON-800/1400空分设备（其中一套生产、另一套备用），该装置于1991年8月建成投产，装置设计生产能力为氮气1400Nm3/h,氧气800Nm3/h，该装置占地面积为20072 m2。
空分装置为开封空分设备厂开发研制的新型产品。
它采用常温分子筛吸附法净化空气，工艺流程简单，操作方便，运行安全平稳。
为了满足生产装置氧、氮的连续供气，装置内设置了液氧、液氮的储罐及气化系统。
为了保证全厂各用户需求，由压氧、压氮系统供应压缩氧气和压缩氮气，按设
≤8PPm，供给压力,产量1400 Nm3/h，提供计值，提供给用户的氮气质量为含0
2
的氧气质量为≥%，供给压力为 MPa，产量为800 Nm3/h。
空压站于1991年8月建成投产，设计可为全厂提供仪表风4000 Nm3/h，供给压力 MPa，仪表风露点为≤-40℃，工业风1080 Nm3/h，供给压力 MPa。
1.1.2工艺原理
1.1.
2.1 空分装置原理
空气主要是由%的氮气和%的氧气及其它气体混合而成。
空气分离就是先使空气冷却到一定的低温，而使其液化成为液态空气。
再利用氧和氮两种液体的沸点不同（在大气压力下，氧的沸点为﹣183.98℃，而氮的沸点为﹣
195.8℃），在装有筛板的空分塔内进行分离。
空分塔又称之为精馏塔。
空气精馏塔一般可分为单级精馏塔和双级精馏塔，单级精馏塔只能制取一种纯产品。
洗涤剂化工厂空分装置采用双级精馏塔制取高纯度的氮气和氧气。
氮气供全厂各用户，氧气供脂肪醇。
所谓精馏，就是同时并多次地运用部分蒸发与部分冷凝的过程。
压缩并经冷却到冷凝温度的液态空气进入精馏塔后，在塔内气化空气自下而上地穿过每
块塔板与塔板上的液体接触，这样气体中的氧逐步冷凝到液体中去，而液体中的氮便蒸发到气体中去，每经过一块塔板，气体中的氮浓度便提高一次，这样经过多层塔板（只要塔板数足够多），在塔的上部便得到纯度为%以上的高纯度氮气，在塔底便可得到氧纯度（30～38%）较高的液体，称之为富氧空气。
富氧空气再经过精馏塔，在上塔的底部可得到纯度为～%的氧气。
1.1.
2.2空压装置原理
大气经仪表风空压机压缩后，压力达到,经干燥器净化后做为仪表风送给全厂。
大气经工业风空压机压缩后，压力达到送给全厂做为工业风。
1.1.3工艺流程说明
1.1.3.1 空分装置工艺流程说明
原料空气由吸入塔吸入，经滤清器除去灰尘和机械杂质，由离心压缩机压缩至，压缩空气经空冷塔洗涤冷却，然后进入氟利昂蒸发器再次被冷却到5℃，空气中的饱和冷凝水在水分离中被除去后，进入分子筛吸附器，以清除其
中的H
2O、C
2
H
2
和CO
2
等杂质。
分子筛吸附器两台交替使用，一台使用时另一台
再生，再生气是正常分馏塔来的污氮气（还有一路是分子筛后净化空气），这股气体一分为二，第一路先经消音器放空，第二路经再生预热器和电加热器加热到180~200℃（联锁控制）去吸附器加热再生。
加热完毕，两路污氮交替，第一路去吸附器再生吹冷，第二路去消音器放空。
净化后的空气进入分馏塔，经主换热器与返流的污氮和产品氧气、氮气进行热交换，冷却后一小部分液化，汽液混合的空气经节流至 MPa的压力进入下塔进行精馏，在下塔顶部得到%的纯氮气再进入主冷被上塔的液氧蒸发所冷凝为液氮，部分液氮回下塔做为回流液，其余液氮经过冷后节流进入在上塔顶部喷淋。
下塔釜液是含氧38%的液空，经液空过冷器后进入上塔中部参加精馏，同时在下塔中部抽取一股污液氮节流后也进入上塔做为回流液。
从主换热器中部抽取部分空气进入透平膨胀机进行绝热膨胀，产生设备运转时所需大部分冷量，膨胀后的空气经热虹吸换热器消除部分过热度后进入上塔中部参加精馏。
以不同状态的四种流体进入上塔经再分离后，在上塔顶部得到1400Nm3/h
含O
2
≤5PPm的高纯氮气，经液氮过冷器，主换热器复热至约9℃后出分馏塔，
上塔底部液氧在主冷中吸收下塔气氮冷凝时放出的热量而蒸发，其中800Nm3/h 纯度为含氧%的氧气经主换热器复热至约9℃后出分馏塔，其余部分做为上升蒸汽参加精馏，上塔上部尚有2800Nm3/h含氧%的污氮气抽出，经液空过冷器，经主换热器复热后出分馏塔去纯化系统再生分子筛吸附器后放空。
从主冷底部抽取50L/h液氧进入氧液体量筒，汽液分离，积满量筒后迅速充入氧低温液体储槽。
制取液氮工况时，从液氮过冷器后抽取50L/h液氮进入氮液体量筒，积满量筒后迅速充入氮低温液体储槽，以备当空分装置故障停车时，增加压力汽化后向用户提供气氮产品。
合格的氧气出分馏塔后，经压氧系统增压供使用。
合格的氮气出分馏塔后，经压氮系统增压供使用。
.工艺流程图
空分装置流程总示意
吸附器，14—热虹吸换热器，15—液空过冷器，16—液氮过冷器，17—液氮量筒，18—液氧量筒，19—液氧储罐，20—液氧泵，
21—液氧汽化器，22—液氮储罐，23—液氮汽化器，24—氧气缓冲罐，25—氧压机，26—氮气缓冲罐，27—氮压机，28—电加热器。
空分装置氧氮系统工艺流程简图
TG—316
初始
.1开工统筹图
开工纲要
3.2.1 开工的组织与指挥
空分车间装置开工前要建立开工的组织机构，制定出详细的开工方案，制定的开工方案要具有安全性、可操作性、科学性，要求相关人员和生产操作人员熟悉并掌握，按照厂统一部署，开工要组织严密，步调一致，由开工领导小组统一指挥。
3.2.2 开工的保障系统
开工期间，要求机修车间、仪表车间、电工车间、物质供应部门和其他相关单位按空分车间要求组织好人力物力，做好开工期间的维护和材料的供应。
3.2.3开工准备 3.2.3.1 系统检查：
a.检查工艺管线、水、油管线等的恢复情况。
b.检查各处法兰的恢复情况。
c.从系统开始直到结束，各处阀门状态要检查详细。
e.详细检查各控制阀、液位计、压缩机和泵出入口、压力表阀门等。
f.所有的安全阀全部投用。
3.2.3.2仪表校验：
a.控制阀校验。
所有控制阀都应与控制室DCS 操作系统调校正常，阀位与控制室DCS 操作系统输出都应一致无误， 同时控制阀零点、阀芯都应检查详细。
b.检查各报警、联锁是否投入好用。
显示仪表检查。
控制室DCS 和现场的温度表、压力表、传输仪表要检查仔细，使之处于完好状态。
3.2.3.3 公用工程投用：
a.与电气联系电机通电正常无误，并详细检查各机泵电机的正反转。
b.循环冷却水投用正常，各阀门开关要正确。
c.仪表风投用正常。
停工纲要
4.2.1
停工的组织与指挥
空分车间装置停工前要建立开工的组织机构，制定出详细的停工方案，制定的停工方案要具有安全性、可操作性、科学性，要求相关人员和生产操作人
员熟悉并掌握，按照厂统一部署，停工要组织严密，步调一致，由停工领导小组统一指挥。
4.2.2停工准备
4.2.2.1空分车间装置停工后，由厂相关部门协调，要求机修车间、仪表车间、电气车间和其他检修队伍按要求立即进入装置，按计划时间、进度和质量
要求完成相应的装置存在问题处理和相应的检维修工作，并且遵守各种规章制度和安全规定。
4.2.2.2停工期间如需用氮气，由厂调度室统一协调，尽量控制氮气的用量，同时液氮要保持一定的罐位，需用的液氮不够时由厂调度室统一协调解决。