空分装置操作规程装置概况

空分装置操作规程装置概况

1.1装置概述

本装置由四川空分设备（集团）有限责任公司成套设计，静设备部分(冷箱、精馏塔、预冷系统塔器、纯化系统塔器等)由川空（简称）提供，关键动设备（压缩机、膨胀机、工艺低温液体泵）由我公司自行采购国外著名制造商进口设备组装配套，装置设计最大生产能力为： 25000Nm3/h氧气；30000Nm3/h氮气；800Nm3/h液氩（折气态）。

全厂氮气正常连续用量约为5800Nm3/h，由空分装置提供，间断用量和开停工事故用量自设液氮储罐，全厂设0.8MPa、4.0MPa两个氮气管网。

空分公称能力氧气25000 Nm3/h（3.0MPa）、氮气8000 Nm3/h（0.8MPa）、氮气2000 Nm3/h（4.0MPa）、液氩800 Nm3/h （0.15MPa）。生产的氧气供焦气化使用，同时，可为全厂提供氮气。当焦气化两台气化炉满负荷生产时，自产氧气尚不能满足需要，氧气不足部分（约20000 Nm3/h）由开发区气体管网提供。

为了保证各装置氮气的最大用量，设1台500m3液氮储槽和相应的汽化器、液氮泵。0.8MPa/8000Nm3/h（折合气态）液氮泵1台、4.0MPa/4000Nm3/h（折合气态）液氮泵1台、8.0MPa/500Nm3/h（折合气态）液氮泵1台、水浴式液氮汽化器1台（0.8MPa/8000Nm3/h、4.0MPa/4000Nm3/h）、空气

式液氮汽化器1台（8.0MPa/500Nm3/h）、4.0MPa/200m3的氮气缓冲罐1台。

另设1台500m3液氧贮槽，当主装置停车时，可以短时间内为后续装置提供所必须的氧气。1台500 m3液氩贮槽，液氩作为副产品为公司创益。

在空压站事故状态下，为全厂提供所必须的仪表空气。

1.2基本原理

干燥空气的主要成份如下：

含量在一定范围内变化，而水蒸汽含量则随着温度和湿度而变化。

空气中的主要成份的物理特性如下：

即在同一温度下各组份的蒸汽压不同，将液态空气进行多次的部分蒸发与部分冷凝，从而达到分离各组份的目的。当处于质交换，气体中的部分冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体则因吸收热量而部分蒸发。因沸点的差异，氧、氮氩的蒸发顺序为：氮＞氩＞氧，冷凝顺序为：氧＞氩＞氮。在本系统中，该过度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。同理，当液体自上而下地在逐块塔板上通过时，高沸点组份的浓度不断增加，通过了一定数量的塔板后，在塔的底部就可获得高纯度的高沸点组份。

由于氧、氩、氮沸点的差别，在上塔的中部一定存在着氩的富集区，制取粗氩所需的氩馏份就是从氩富集区抽取的。

1.3装置的设计原则及工艺、设备技术特点

1.3.1设计原则

1.3.1.1采用技术先进、成熟可靠、经济合理的工艺技术。

1.3.1.2在保证装置能安、稳、长、满、优运行的前提下，本着“积极、稳妥、可靠和实事求是”的原则，尽可能采用国内成熟可靠、先进的工艺技术和产品。

1.3.1.3合理搭配系统配置，优化工艺生产流程，以节能降

耗。

1.3.1.4严格执行国家、地方和行业主管部门制定的规定、规范和标准。

1.3.2工艺、设备技术特点

1.3.

2.1工艺流程特点

采用液氧、液氮内压缩，空气膨胀流程。

本装置采用液氧、液氮内压缩，空气膨胀流程，即采用增压空压机+液体泵+空气增压机并通过换热器系统的合理组织来取代外压缩流程氧压机。针对氧气压力高，装置规模大的特点，选择这一流程是最安全可靠的，同时也是经济合理的，其主要原因有：

（1）安全性好

①内压缩流程取消了氧压机，减少由于氧压机带来的安

全隐患。

②主冷大量抽取液氧，保证碳氢化合物的积聚可能性降到最低程度。

③产品液氧在高压下蒸发，使烃类物质积累的可能性大大降低。

（2）可靠性高

低温液体泵采用进口名牌产品，一用一备（一台工作另一台低速运转作备用），若运行泵出现故障，则备用泵在10～15秒内自动达到工作负荷。

（3）操作维护方便

液体泵操作方便，维修工作量极少。

（4）投资成本低，配置合理

如选用氧压缩机则需要足够多的安全距离，占地面积大，且基建费用高。

1.3.

2.2设备技术特点

（1）空气过滤系统

自洁式空气过滤器设有自动控制系统，可以自动定时反吹，并可以根据过滤器阻力大小调整程序。

（2）压缩系统

选用进口ATLAS机组，并配置国内知名电机制造厂（上海电机厂）制造的电机作为驱动动力。

（3）预冷系统

①空冷塔：节能型、防带水型

采用直接接触空冷塔，降低空气温度，改善分子筛的工作环境，同时洗涤空气中的机械杂质和酸性气体。

采用高效低阻散堆填料塔，即保证了塔的换热性能，又减少了阻力，降低了空压机出口压力，从而降低了能耗。

液体分布装置采用新型、高效、先进的分布器，使水与空气充分的接触，保证塔的换热性能，减少冷冻水量，从而降低了能耗。

采用川空专利的防液泛装置，经空冷塔上部产生冷凝水可直接回到塔釜，有效的防止空冷塔带水进入后系统。

②水冷塔：节能型、防带水型

水冷塔采用高效低阻散堆填料塔，充分回收污氮的冷量。

（4）纯化系统

①分子筛吸附系统：采用长周期，双层床净化，切换系统采用无冲击切换控制技术

作用：吸附空气中的水份、二氧化碳、乙炔、丙稀、丙烷、重烃、N2O等杂质。

分子筛纯化系统的性能计算与吸附器的结构计算采用

专用软件进行设计，确保系统的先进性、可靠性。

②分子筛纯化系统采用长周期设计，即单个吸附器吸附时间为4小时，从而使分子筛及阀门使用寿命延长，切换损失减小，同时减少因切换引起的压力波动次数，保持主塔工况稳定，对于空冷塔系统带水冷塔的流程，采用长周期设计可以减少再生污氮量，这样更有利于空冷系统的工作，使二者之间形成良好的匹配，彼此良性循环，使两个系统保持长期可靠稳定运行。分子筛吸附器采用双层床结构（活性氧化铝+分子筛）底层活性氧化铝床层可有效的保护分子筛，延长分子筛使用寿命，同时采用双层床也使吸附再生阻力下降，再生温度降低，节约了再生能耗。