制氩系统的停运对主塔精馏工况的影响
全精馏无氢制氩空分中氩系统的调优

况 的好坏也将影响到主塔 的稳定 在对氩 系统进行调节时必须同时调 2.6 控制粗氩 I塔顶部 的含氧量
节空 分主塔 和粗氩塔 .才能获得尽可能高的氩提取率
要控制粗氩 I塔顶部 的含氧量在 2-4%范围内.并且要根据氩馏
粗氲塔 的原料气是来 自上塔的氩馏分 .来 自下塔 的液空 给粗氩冷 分中的含氩量 、氩馏分量及粗氩 I塔顶部的含氧量来决定粗氩产量 .
成一个氩 富集 区。氩组分从底部逐渐增加后达到最大值再逐渐下降 . 是过剩氩通过粗氩 I塔底部 回流到主塔 .使上塔底部液氧中混有大量
而粗氩塔进料所需 的氩馏分就来 自氩富集 区偏下 .也正是 因为氩馏分 液氩 .造成产品氧纯度变坏 应采取增加粗氩 Ⅱ塔顶部粗氩产品抽取
抽 13位置 的相对 固定 .故精馏塔的工况改变也将影响氩 富集 区的移动 量或减小粗氩 I塔 进 口氩馏分的抽取量等措施 另一方面如果出 口处 而导致组分 的变化 .所 以主精馏塔的工况与氩 系统是相互制约相互平 的氩馏分含氩量显示偏高 .说 明上塔内氩聚集区下移 氩馏分抽 口处
器液 空恒流量 ,以调节冷凝器蒸发侧液空 氧含量来增 大传热温差 :保 复稳 定
证粗 氩塔 的液空和液空蒸汽的温差 .保证粗氩冷凝器 的换热温差 .以 3 调 节 优 化 以 提 高 产量 防止换热不足造成 的精馏工况影响和氮塞的发生 液空液位要稳定轻
【关键词 】空分 ;全精馏制氩;粗氩塔 ;优化操作 ;启动时间
氩产品除 了用于焊接外 ,还广泛用 于炼钢业 、灯泡 业 、电子工业 高。通常氧纯度波动 O.1%.氩馏分 中氩含量变化 0.8—1%.所以氧纯度
等 。由于氩市场需求大 ,利润高 .又随着全精馏无氢制氩空分在国内的 变化是引起氩馏分组份变化 的主要因素 ,故在提氩 工况 中要保证 氧、
内压缩空分流程氩系统的操作与维护浅议

含氮 量 ( 体积) 0 . 0 2 %。 氩 馏分 直接 从粗 氩 塔 I 的底
部导 人 ,粗 氩塔 I 上部 采 用粗 氩 塔 I I 底 部 排 出 的
粗液 氩经 液氩 泵加 压 ( 表压 ) 至0 . 9 MP a作 回流 液 . 粗氩 经 粗 氩 塔 I 顶 部 排 出 由粗 氩塔 I I 底部导入 .
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 6 — 2 7 ; 收 到 修 改 稿 日期 : 2 0 1 3 — 1 0 — 1 2 。 作 者简介 : 康跃进 , 男, 1 9 8 2年 1 O月 出 生 , 助 理_ T程师 , 2 0 1 2 年 毕业 于 安 阳 T学 院化 学 丁 程 与工 艺 专业 .现在 河 南煤 业 化工 集
河 南煤 业 化工 集 团 中原 大化 公 司Байду номын сангаас 化 工 项 目
馏分气体约 5 1 8 4 0 m 3 / h , 含氩量 ( 体积) 8 %~ 1 0 %.
空 分 装 置 由 杭 州杭 氧股 份 有 限公 司 设 计 制 造 . 采 用 离 心式 空气 压 缩 、 常 温分 子筛 净 化 、 中压 空 气增 压 汽 轮膨 胀 机 、 填料 型 上塔 全精 馏 无氢 制 氩 、 液 氧 ( 氮) 双 泵 内压缩 先进工 艺 流程 设 计 氧产量 5 2 0 0 0 m 3 / h , 纯度 ( 氧 气体积 比) 9 9 . 7 4 %: 氮 产量 6 1 1 0 0 m 3 / h , 纯度 ( 氧气 含 量 ) 1 0 x l 0 : 氩 产量 1 6 0 0 m3 / h 。
9 9 . 9 9 9 %。 该 文 依 据 现代 空分 技 术 , 结 合 生 产 操作
粗氩泵停后出现的现象

1、液氩泵故障停止后,会出现的现象是①粗氩塔Ⅱ底部液位LIC701升高;②粗氩塔阻力PDI701上涨;③氩馏分流量FIA701降低;④粗氩冷凝器液空液位LIC702升高;⑤上塔压力PIA2升高;⑥上塔阻力PDI2升高;⑦主冷液位LICA2下降;进一步会引起粗氩塔、精氩塔上各压力点、分析点、液位点的变化,⑧产品氧纯度略有升高,然后有微小波动,氮纯度基本不变。
现象分析:氩泵停止后,粗氩Ⅰ塔没有回流液,填料层持液量迅速减少,造成粗氩Ⅰ塔阻力减小,气流速度提高,表现为氩馏分流量FIA701不变或上升,粗氩Ⅱ塔液体无法排出,液位LIC701很快升高,堵住升气孔后氩馏分FIA701下降,粗氩塔阻力PDI701上涨。
当液位逐步淹没氩馏分进粗氩Ⅱ塔管口时,氩馏分FIA70流量开始快速降低,粗氩塔阻力PDI701进一步上涨。
粗氩冷凝器液空液位LIC702因为蒸发量减小而升高。
上塔压力因为氩馏分抽取量FIA701下降而上涨,打到上塔的液体在氩馏分抽口的缩颈处受阻,上塔阻力PDI2升高。
主塔因只有氩馏分抽出带走冷量,没有粗液氩流回补充冷量,同时上塔液体回流不畅导致冷量不平衡,主冷液位LICA2下降,液氧大量蒸发加剧了上塔压力升高、主冷液位下降,但液氧纯度暂时会提高。
主冷液位迅速下降导致主塔工况恶化,因此,精氩塔必须退出。
通过以上分析可以看出,氩泵停止后,粗氩塔Ⅱ底部液位LIC701升高,主冷液位LICA2下降都是不可避免的。
但氩泵停止后,粗液氩逐步淹没氩馏分进粗氩Ⅱ塔管口之前的这段时间,主塔和氩塔工况是相对稳定的。
这段时间的长短在现有设备状况下主要取决于氩塔负荷的高低,负荷大时间短,负荷低时间长,大约是10—15分钟。
如果可以有效利用这段时间开起备用泵,可以对氩系统采取只降负荷不停运的方式,对主塔的影响相对要小的多,操作难度减小。
否则只有停止氩系统的运行。
因此,处理的原则应该是:第一时间做好备用泵起动工作,保粗氩塔的运行;如果备用泵不能正常起动,退出粗氩塔。
简述空分装置下塔进料状态对精馏工况的影响

简述空分装置下塔进料状态对精馏工况的影响空分即空气分离,是将原料空气分离成氧、氩等气液产品的过程。
空分产品广泛应用于冶金、石化、化工和航天等工业领域。
空分主精馏塔是空分流程中最关键的设备,而下塔又是主精馏塔的基础,因此对下塔的研究显得尤为重要。
本文就空分装置下塔进料状态对精馏工况的影响展开简要论述。
标签:空分装置;下塔;进料状态;精馏工况;影响1、引言某甲醇空分装置采用分子筛吸附净化,增加透平膨胀机制冷,膨胀空气进下塔和全精馏无氢制氩常规内压缩流程,上塔、粗氩塔和精氩塔均采用规整填料塔,下塔采用筛板塔。
2、空分流程及下塔简介空气经空压机压缩至0.545MPa進入空气预冷系统和分子筛吸附器,去除空气中的水分、二氧化碳、碳氢化合物和杂质。
之后空气分为3部分。
第1部分在中低压换热器中冷却后进入下塔精馏,以下简称“低压空气”。
第2部分在空气增压机中增压至2.69MPa,再由透平膨胀机增压端增压至3.86MPa,在中低压换热器中冷却到-111℃后进入膨胀机,膨胀后压力为0.508MPa、温度为-172.1℃,经平衡器PV710004分离后气相与设计温度为-172.3℃低压空气汇合,混合后一起进入下塔,以下简称“膨胀空气”,液相经V10阀后随节流后的富氧液空一起进入上塔。
第3部分在空气增压机中增压至6.9MPa,在高压氧换热器中冷却到液化温度,通过节流阀V21减压至0.486MPa后进入气液分离器PV710003,气相、液相分别进入下塔精馏,以下简称“高压空气”。
下塔是带有一个冷凝器(与上塔蒸发器共用)的精循塔。
下塔有四个出料流股,分别是液氮、气氮、污液氮以及液空;有三个进料流股,分别是高压空气、膨胀空气以及低压空气。
在主精馏塔中下塔是上塔的基础,上塔的进料流股大部分来自下塔的出料,所以下塔的工况对主精馏塔乃至整个空分流程起着重要的作用。
3、膨胀空气对下塔进料状态的影响在生产过程中,加入精馏塔中的原料液可能有5种热状况:一是温度低于泡点的冷液体;二是泡点下的饱和液体;三是温度介于泡点和露点之间的气液混合物;四是露点下的饱和蒸气;五是温度高于露点的过热蒸气。
空分装置循环液氩泵跳车对精馏工况的影响及原因分析

空分装置循环液氩泵跳车对精馏工况的影响及原因分析李创业【摘要】空分装置因低压电系统故障而引起制氩系统循环液氩泵跳车,对制氩系统及整个精馏工况造成一定的影响。
针对循环液氩泵跳车后出现的问题进行原因分析,介绍了相应的处理措施,并提出今后操作过程中应注意的若干事项。
%In air separation plant , the trouble of low-voltage electrical system causes mistrip of circulating liquid-argon pump of argon making system , which has some influences on argon making system and whole rectification condition .In connection with problems arisen after mistrip of liquid-argon pump , analysis of causes is carried out , relevant treatment measures are introduced , and matters needing attention in the next operation are suggested .【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P29-31)【关键词】空分装置;液氩泵;跳车;精馏【作者】李创业【作者单位】安徽晋煤中能化工股份有限公司安徽临泉 236400【正文语种】中文安徽晋煤中能化工股份有限公司(以下简称中能公司)KDON18500/5100/500空分装置采用全低压分子筛净化吸附、增压透平膨胀制冷、液氧内压缩工艺流程,于2011年12月24日正式开车,12月30日开始对外供氧气和氮气,同时产出液氧、液氮和液氩产品。
空分氩塔的调节对工艺的影响

小结
不带氩塔设计的主塔,若要配氩塔,需要作相应的技术改造:
高低压空分设备:要增设液空与液氮过冷器,从而增大主冷热负荷。适当增多提馏段板数,减少精馏段板数,减少氩馏分抽口到液空之间塔板孔的面积,防止漏液。
全低压空分设备:要增加上塔塔板数,合理提高液空加料口和膨胀空气入口,合理减少氩馏分抽口到膨胀空气这一段塔板上小孔面积,
空分设备中主塔与氩塔关系
一、氩对空分设备精馏的影响:
1.下塔
下塔仅起预分离作用,大部分氩随氧被洗涤到液空中,氩不能达到高度浓缩,通常液相中含氩量不大于2%。对下塔精馏的影响,液汽比是主要的,氩是次要的。因此,对氧与氮要求一定的情况下,带氩塔与不带氩塔的下塔塔板数基本一样。
2.上塔
当产品氧纯度低于97%,氧气中将含有氮,而氩大部分进入氧气中,故氩对精馏的影响比较小;当氧纯度高于97%,氧气中基本不含氮;当氧纯度为99.5%,一般馏分中氩可浓缩到8~17%左右。当氩浓缩到一定程度,在塔的某一部位出现分离效果差,上下塔板之间组分变化很小(危机点),此时必须把液空或膨胀空气送入,以打乱原来组分,促使分离。液空都在分离效果差时引入,送入以后分离效果显著改善。在液空进口以下,塔板上组分随氧浓缩,分离越来越困难,氩组分浓度先增大后减少,影响分离效果除了氩之外,还与氧-氩-氮三组分汽液平衡性质有关。在氧纯度为99.5%以上时,冷凝蒸发器上面占上塔塔板数1/3左右的塔板几乎没有氮组份,那里主要是氧-氩分离,而氩的影响更为显著,故上塔以氧-氩-氮三元混合物计算的理论塔板数,比根据氧-氮二元混合物计算多二倍左右。
氩精馏工艺在空分系统中的探索与实践

氩精馏工艺在空分系统中的探索与实践摘要:液氩产量的高低的确受多重因素的影响,有些是可以通过优化工艺参数调节找到解决方法有些则是一些外在因素影响无法消除,例如:精馏塔的踏板损坏、分子筛磨损的杂质在精馆塔聚集,导致精馏塔塔板堵塞、损坏,精馏效果不佳,装置运行时间久,未进行大检修,大加温工作等,导致一些不凝气体停留在精馆塔内,都会对精馏效果造成影响。
而本文就是通过实践、调整优化系统参数,从工艺侧想法增加产品产量,既要满足后系统大量用氮气需要,也增加恢复了副产品液产量。
取得了良好的效果,具有一定的推广价值。
关键词:氩精馏深冷空分化工工程氮塞处置一、液氩的生产与应用液氩是一种稀有气体,工业中大多使用的是高纯氩(主要指标: 氧含量小于1.5ppm),主要用于氩弧焊,市场上使用的高纯氩大多都是从空气中提取出来,在空气中占比大约0.932%。
投产初期,空分液产量基本上在1450-1500Nm3/h左右。
随着公司对煤化工技术的掌握深入,2018年后系统负荷也随之增加,从而空分装置向气化、合成装置的氮气用量也随之增加,以至精馏工况组分发生变化,氩系统负荷也将降低至1300Nm3/h左右,低温副产品液显为公司创造的效益也随之降低。
二、影响液氩提取率因素对于精馏工况来说,影响产量的因素大致分为以下几种,精馏塔的温度和压力、精馏塔的进料状态,进塔空气进料量;精馏塔回流比、粗显塔冷凝器的蒸发量、精馏塔气体取出量、液体塔底取出量等。
可见影响氩系统的参数较多,但是后系统负荷增加,增加外送氮气量是必须满足的条件,故只能从精馏系统内部进行想法解决,优化工况,寻找解决办法。
但无论参数怎么调整,首先是要清楚精馏操作过程应遵循三个平衡,一是物料平衡:二是汽液平衡;三是热量平衡,只有达到并满足了这三个平衡,才能得到合格的产品。
在这三个平衡基础上才能进一步优化工况,增加氩的提取率。
2.1 液气提取率的算法氩提取率的简单计算公式:提取率 pAr= (产量X纯度)/ (空气量X0.932%),通过查询原始设计资料以及将原始设计的参数带入公式,可初步得到本套空分装置设计显提取率80%左右,2018年以后而实际运行中,显的产量仅为1300-1350Nm3/h,提取率仅为67.9%,相比设计值,氩的提取率下降明显,远远低于设计值,未能实现装置精细化、精益化生产。
浅谈全精馏制氩装置的开停车操作

退 出 精 氩 系 统 对 主塔 工 况 影 响 不 大 ,退 出 粗 氩 系 统 则 氧 装 嚣 的 核 心技 术 。 系统 的 正常 起 动 和 调 节对 操 大 。 出 粗 氩 系统 的 操作 难 度 较 大 , 般 不 要 轻 易 进 行 。 深 冷技 术 》 氲 退 一 《 上 作 者 的操 作 水 平 要 求 不 是 很 高 , 键 是 要 保 持 主 塔 系 统 的 稳 定 , 勤 对 这 种 工 况 的分 析 和 操 作 方 面 的论 文 比较 多 , 基 本 上 是 针 对 严 重 氮 关 要 但 调 、 调 。而 在 冷 态 情 况 下起 动 氖 系统 加 快 氩 产 品 取 出 和 单 独 退 出 氩 塞 的 。针 对 氩 泵 突 然 停 运 的 很 少 , 里 浅 谈 一 下 液 氩 泵 停 运 的 的影 响 微 这
科技信 息
0科教 前沿o
SI C CEN E&T C N L YIF R T O E H O OG O MA I N N
21 0 0年
第 3 期 3
浅谈全精馏制氩装置的开停车操作
陈 峰 杨 国锋
{ 河南 煤 业集 团煤气 化公 司义 马气化 厂 河南 义马
【 摘
施 。
420 7 3 0)
要 】 义 马 气化 厂 K 以 DONAr0 0 / 10 /2 2 8 0 10 07 0型 内压 缩 空 分 装 置 为例 , 绍 了粗 氩 系统 的 冷 态 投 运 和 非 正 常 退 出 时 的现 象 与 处理 措 介
【 关键 词 】 空分 装 置 ; 系统 ; 氩 泵 氩 液
全 精 馏 制 氩 是 空 分 装 置操 作 的 难 点 , 业 里 交 流 的 比较 少 , 至 行 甚
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文章编号:100929425(2005)0520049202
收稿日期:2005201209;修回日期:2005202227
作者简介:邱 宏(1979—
),男,现为中条山有色集团公司冶炼厂制氧车间运行一班班长。
制氩系统的停运对主塔精馏工况的影响
邱 宏
(山西省中条山有色集团公司冶炼厂制氧车间,山西省垣曲县 043700)
摘要:结合因粗氩塔停运而导致主塔精馏工况恶化的一次故障,分析了停运粗氩塔时主塔精馏工况的变化情况,提出了停运制氩系统时的操作原则。
关键词:大型空分设备;稀有气体;主塔;精馏工况中图分类号:T Q116111 文献标识码:B
E ffect of shutdow n of argon recovery subsystem on operating
conditions of distillation in main column
Qiu H ong
(Oxygen Producing Workshop o f Smeltery ,Zhong Tiao Shan Non 2Ferrous Group Company ,Yuanqu County 043700,Shanxi ,P 1R 1China )
Abstract :T aking a failure of degradation in operating conditions of distillation in the main column resulting from the shutdown of crude arg on column as exam ple ,the paper analyzes the change of operating conditions of distillation in the main column due to the shutdown of crude arg on column.The operating principles which should be followed when arg on recovery subsystem is shut down are recommended.
K eyw ords :Large 2scale air separation unit ;Rare gas ;Main column ;Operating conditions of distillation
中条山有色集团公司冶炼厂制氧车间的K DON 23200/3200/90型空分设备,由川空设计制造。
在2004年9月29日发生了一起因制氩系统的停运而造成空分设备主塔无法正常精馏的故障。
从此次故障处理中,笔者进一步体会到了制氩系统与主塔的密切关联。
现对此起故障做一个较为详细的分析,希望对大家在这方面的操作有所帮助。
1 现象描述
2004年9月27日,由于液氩贮槽已灌满,而
拉液氩的槽车却未能及时赶到,不得以停运精氩塔。
精氩塔的停运对主塔工况有了一些的影响:下塔阻力小幅上升,上塔阻力也略有上升,由416kPa 升至510kPa 。
此时,通过适当开大液氮节流阀H V1来减小下塔回流比的方法,使下塔阻力逐渐趋于稳
定。
虽然下塔阻力比投运精氩塔时要高一些,但这并没有影响到主塔的正常精馏工况,生产工作仍然正常进行。
到了9月29日,由于液氩泵出现故障,粗氩塔也被迫停运。
粗氩塔的停运给主塔运行工况造成了很大影响。
粗氩塔停运后,上塔阻力先是升高到1215kPa ,维持一段时间后,开始有明显上升趋势,并伴有频繁的波动。
上塔工况的不稳定直接导致了氧产品纯度的直线下滑,氧气纯度很快由9918%下降到了90%以下,最低时只有85%。
为了提高氧气纯度,将氧产量由3200m 3/h 减小到3000m 3/h 以下。
但是上塔阻力的升高同时导致了上塔压力的升高,当上塔阻力在峰值2815kPa 时,上塔压力也随之升到63kPa ,出氧压力也由27kPa 升到40kPa 以上(40kPa 为量程上限)。
所以此时不可再继续减少氧
・
94・故障处理
深冷技术 2005年第5期 Cryogenic Technology №5 2005
气产量,不然上塔的工况将更加难以维持。
后来,制氧车间通过多种方法试图改变这一状况。
虽然氧产品纯度逐渐有所回升,但上塔工况严重波动的状况始终未能得到根本解决。
而全厂停产检修的日期定在10月1日,因此也只有勉强维持这种工况运行,直到10月1日停车检修。
2 工况分析
主塔和制氩系统实际上是一个整体,它们之间通过氩馏分和作为冷源的液空、液氮紧密地联系在一起。
当9月27日精氩塔停运后,由于主塔不必再抽取部分液氮到精氩塔作冷源,那么下塔的下流液体量就相应地有所增加,再加上精氩蒸发器也不再从下塔顶部抽取部分中压氮气,这部分中压氮气就会进入主冷,被冷凝成为液氮,也增大了下塔的回流比。
此时,下塔的阻力也就随之逐渐升高。
而这时采取适当开大液氮节流阀H V1的方法,对缓解这一状况有一定的效果,同时这也对提高产品氮气的纯度和提高氧的提取率也有好处。
如果能维持这种状况,那么在10月1日之前生产工作完全可以顺利进行。
但在9月29日停运粗氩塔,使主塔的精馏工况恶化。
其原因主要有:①不再从主塔抽取部分液空去作粗氩塔的冷源,下塔液空将全部通过液空节流阀LC V1节流到上塔,上塔提馏段缩径处以上塔段的下流液体量将大量增加;②不再从上塔提取3300m 3/h 的氩馏分,这部分气体将作为上升蒸汽参与主塔的精馏。
在这两方面因素的共同作用下,上塔精馏工况在短时间内失去平衡,尤其是在缩径处,会产生严重的液泛现象,使得精馏工况急剧恶化,最终阻力、压力上升,而氧产品纯度直线下滑,并且一直不能达标。
3 制氩系统的操作原则
从这次制氩系统的停运使主塔工况发生严重波动的事情中,可以充分体会到主塔与制氩系统是息息相关、相互影响的。
主塔的工况改变时,必定会影响到制氩系统的精馏。
比如液空纯度的高低会影响到粗氩冷凝器换热温差的大小,最终影响粗氩冷
凝器的热负荷;氧、氮产品的流量变化以及主冷液
位的高低,都会改变氩馏分中氧含量,并且是当主塔氧纯度变化011%时,氩馏分中氧含量将变化1%左右,近乎10倍的关系;同样,制氩系统的投运、停运,甚至工况的调整也会给主塔工况造成一定的影响,特别是粗氩塔的投运、停运操作,对主塔工况的影响非常大。
由此,可以得到几点启示:
第一,曾经有资料说氩塔的预冷应与主塔一道进行,而粗氩塔的投运应当在主塔氧、氮的产量和纯度接近设计值之后再进行。
但是,鉴于带制氩系统的主塔结构的特点(存在缩径)和主塔与氩塔精馏工况的紧密联系,是可以提前投运粗氩塔的。
投运的时机应当是在保证冷量充裕的前提下,主塔氧纯度在90%左右的时候。
因为此时氩馏分中氮含量已经很少,可以保证粗氩冷凝器的正常工作。
当粗氩塔从主塔抽取部分氩馏分后,会更有利于主塔的精馏,缩短主塔的调纯时间。
同时,制氩系统的提前投运,也会缩短整个空分设备的启动时间。
第二,当短期内不生产精氩或精氩塔发生故障时,可以停运精氩塔,但绝对不能停运粗氩塔。
因为精氩塔的停运对主塔工况的影响相对来说并不是太大,一般不会造成主塔工况的波动,而粗氩塔的停运则对主塔工况有着极大的影响。
因为停运粗氩塔本身就不容易操作,如操作水平再欠缺一些,后果将不堪设想。
再者,从粗氩塔的投运到精馏出合格的粗氩需要较长的时间,如果只是在短时间内不生产精氩,那么粗氩塔的停运势必会延误精氩的再次生产。
在这种情况下,只要把粗氩放空就可以了,既不会破坏主塔工况,也不会耽误精氩塔的再投运,并且也不会有太大的冷量损失。
第三,平时要努力提高操作人员的理论水平和实际操作能力。
当发生必须要停运粗氩塔的情况时,要做好全面而系统的准备工作,有计划、分步骤地停运。
停运时的操作要谨慎小心,缓慢关闭冷源阀门,同时要密切观察主塔工况的变化,主塔、氩塔相互配合,尽可能地保证主塔工况的稳定,将产品氧气和氮气纯度维持在一个较好的水平上。
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05・故障处理
邱 宏:制氩系统的停运对主塔精馏工况的影响
Cryogenic Technology №5 2005 深冷技术 2005年第5期。