空分装置讲解

空分装置讲解 Prepared on 22 November 2020

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，按设计值，提供给用户的氮气质量为含02≤8PPm，供给压力,产量1400 Nm3/h，提供的氧气质量为≥%，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H2O、C2H2和CO2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O2≤

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

TG—

初始

.1开工统筹图

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