工艺流程总体概述

nn2 工艺流程2工艺流程总体概述 2.1空气过滤及压缩来自大气中的空气经自洁式过滤器S01101，将空气中大于1m的尘埃和机械杂质清除后，送离心式空气压缩机K01101，自洁式空气过滤器采用PLC控制，带自动反吹系统，反吹系统有时间、压差、时间和压差三种控制程序。流量约Nm3/h、常温常压的空气在由电机驱动的单轴离心式空气压缩机K01101中，经四级压缩，压力被提升到0.632MPa（A）。温度105后进入空气预冷系统。空气流量由空压机入口导叶B的开度来调节，空压机K01101采用3组内置段间冷却器冷却压缩空气；并在末级出口还设有一放空阀BV，在开车、停车期间，部分空气将由BV放空，以防止压缩机喘振。润滑油系统：空压机和增压机共用一个润滑油站T，油系统包括润滑油系统、事故油系统（2个高位油箱和4个蓄能器，空压机组和增压机组各1个高位油箱，2个蓄能器）。润滑油主要对机组各轴承起润滑、冷却及清洗杂质等作用。油箱内的润滑油经润滑油泵加压后后送入润滑油冷却器E-A/B中冷却，经温度调节阀控制好油温后进入润滑油过滤器S-A/B，过滤掉油中杂质后进入润滑油总管，然后送到各润滑点经机组润滑后返回油箱；润滑油泵出口有一总管压力调节阀，用于调节润滑油过滤器S-A/B出口总管油压。该油路同时为增压机提供润滑油，在空压机供油总管和增压机供油总管上分别设置有蓄能器和高位油箱。以保证在主、辅油泵出现故障情况下向空压机、增压机供油，保证压缩机组的安全。2.2空气预冷系统经空压机压缩后的压力为0.632MPa（A）、温度105的空气由底部进入空冷塔C01201内；空冷塔的水分循环冷却水和循环冷冻水两路，进入空冷塔的空气首先经循环冷却水泵P01201A/B送至下塔顶部，流量为452t/h 、32的冷却水洗涤冷却，再经过循环冷冻水泵P01202A/B送至上塔上部流量为100t/h 、8的冷冻水进行洗涤冷却后由塔顶出来，温度被降至10送进入分子筛纯化系统。循环冷却水流量由V（FIC）控制，空冷塔C01201下塔的液位由V（LIC）控制，循环冷却水流量设有高、低流量连锁，当循环冷却水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷却水泵。正常情况下，空冷塔下塔的循环冷却水来自凉水塔，经与空气换热后再回到凉水塔。但是，在凉水塔加药期间，空冷塔发生液泛、拦液情况下，为防止空气将大量带水到分子筛纯化系统，此时，必须将循环冷却水的供水切换至新鲜水补水（新鲜水为补入凉水塔的生产水，来自生产水总管）。另外，在空冷塔C01202的底部有个排污阀V，为确保空冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V，将部分污水排入地沟。空冷塔上部的冷冻水为闭式回路，循环冷冻水流量由V（FIC）控制，空冷塔C01201上塔的液位由V（LIC）控制，循环冷冻水流量设有高、低流量连锁，当循环冷冻水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷冻水泵。空冷塔上塔的循环冷冻水来自水冷塔C01202，经与空气换热后回到水冷塔C01202。在水冷塔C01202中，循环冷冻水从顶部向下喷淋，由冷箱来的污氮、纯低压氮气进行冷却，污氮的量由V(FIC)控制；水冷塔C01202的液位由 LIC控制调节阀V的补水量来实现的。在水冷塔C01202的底部有个排污阀V，为确保水冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V，将部分污水排入地沟。由于大部分污氮气用作分子筛纯化器的再生气，且纯低压氮气也是间断送入水冷塔；为确保出空冷塔的空气温度10，因此，在循环冷冻水泵出口管路上设置了冰水机组RU01201，用以冷冻来自水冷塔的水。冰水机组RU01201属离心式高效冷水机组，由烟台美日提供，采用环保型制冷剂R-134a，控制冷冻水进空冷塔的温度TI在8左右。2.3空气净化从空冷塔来的温度为10的工艺空气自下而上通过吸附器R01301A/R01301B，除去水份、二氧化碳及大部分碳氢化合物，要求出分子筛纯化器的工艺空气露点低于-40，二氧化碳含量低于1PPm。工艺空气出分子筛纯化器后分成两股；一股约62300m3/h的工艺空气经低压板式换热器E01502A/B/C/D化热后，温度降至-168后进入冷箱分馏塔C01501下塔；另一股约m3/h的空气送入空气增压机增压，从增压机的一段出口抽取流量约6000 Nm3/h，压力为1.42Mpa，温度为40的净化空气送入仪表空气缓冲罐T01701，经减压后送仪表空气总管和工厂空气总管。从增压机的二段出口抽取流量约34900 Nm3/h，压力为2.87Mpa，温度为40的净化空气送入透平膨胀机MT01401A/B进行增压膨胀制冷；出膨胀机的0.59Mpa，-173的冷空气与来自低压板式换热器的低温空气一同进入下塔C01501。增压机末端出口流量约62000 Nm3/h，压力为7.36Mpa，温度为40的高压空气直接进入高压板式换热器E01501A/B/C，与来自冷箱的冷物流换热后，经V阀节流降温至-163后送入下塔C01501。纯化系统由两台吸附器R01301A/R01301B、蒸汽加热器E0301、电加热器E01302等组成；其中R01301A/R01301B属卧式筒型三层床径向流吸附器，底层和顶层装填的是35mm氧化铝球，装填量为14.185t/台，目的在于除去空气当中的水分；中层装填的是13X-APG分子筛, 装填量为51.8t/台，目的在于除去空气当中的CO2、C2H2及其他碳氢化合物。蒸汽加热器E01301属管板式换热器，用于正常操作期间纯化器的再生，它采用1.0MPa、200的低压蒸汽将来自冷箱0.1MPa、14的污氮气加热到165后作为再生气体，低压蒸汽的量由V(TIC)控制，再生污氮气量由V(FIC-)控制在39000Nm3/h左右。一般情况下，1248KW的电加热器E01302只用于原始开车分子筛高温活化、长期停车后开车分子筛活化和吸附器带水时的特殊再生，但在系统蒸汽中断或蒸汽加热器出现故障时，也可以用电加热器E01302对分子筛纯化器进行再生。在此阶段污氮可加热到230。2.4空气液化及精馏纯化系统出口的合格空气在低压主换热器E0502A/B/C/D中，被从精馏塔下塔C01501顶部来的压力氮气和精馏塔上塔C01502上部来的污氮气对流换热后冷却到-168左右，温度检测点是TI-01501，低压板式换热器的热端温差可以通过VA/B/C/D（HIC A/B/C/D）进行调节，出低压板式换热器处于临界状态的空气送入精馏塔下塔C01501底部进行精馏分离。增压机的二段出口抽取流量约34900 Nm3/h，压力为2.87Mpa，温度为40的净化空气经透平膨胀机膨胀做功后，出膨胀机的0.59Mpa，-173的冷空气与来自低压板式换热器的低温空气一同进入下塔C01501。增压机末端出口流量约62000 Nm3/h，7.36Mpa，40的高压空气直接进入高压板式换热器E01501A/B/C，与来自冷箱的高压液氧、高压液氮、低压氮气及部分污氮气对流换热后，经V阀节流降温至-163，0.6MPa后送也入下塔C01501。在下塔C01501中，空气被初步分离成氮气和富氧液空，氮气沿下塔C01501塔体上升，氧量约为36%，流量约72384 Nm3/h ，0.59MPa，-173的富氧液空则从分馏塔下塔C01501底部抽出，依靠自身压力进入冷器E01503中，与来自上塔C01502的低压氮气和污氮气对流换热后，温度降至-177后分两路；一路约为36048 Nm3/h的富氧液空经V调节后，进入汽液分离器S01503进行分离，然后以气相及液相的形式分别进入分馏塔上塔C01502中部第三层、第四层填料参与精馏；进入高度不同，其目的是为了提高精馏塔上塔的精馏效率。液空蒸汽（气相）沿上塔C01502塔体上升，液空（液相）则作为上塔的回流液，参与上塔精馏。一路约为36335.4 Nm3/h的富氧液空进入粗氩冷凝器E01505中，为粗氩C01504的上升蒸汽提供冷源。中间冷凝蒸发器E01504位于下塔C01501与上塔C01502之间，是精馏系统的枢纽，它将上塔底部的液氧部分蒸发，为上塔提供上升气体；同时将下塔顶部的纯氮气部分冷凝，给下塔提供回流液体；维持整个精馏过程能顺利进行。下塔为筛板塔，沿下塔C01501塔壁上的氮气与下塔C01501顶部来的液氮回流液逆向接触，上升的氮气在主冷凝蒸发器E01504中被上塔的液氧冷凝，最终在下塔C01501的顶部得到纯度为 99.99%的液氮；在下塔不断精馏的过程中，从下塔上部可获取纯度为99.99%的压力氮气；从下塔抽取的20000 Nm3/h，0.45MPa的压力氮气进入低压板式换热器E01502A/B/C/D中，与来自纯化器的空气对流换热，被复热至37后作为产品气送出界区。从下塔C01501顶部抽取流量约为13500 Nm3/h的液氮，经低温液氮泵P01502A/B加压至8.2MPa后，进入高压板式换热器E01501A/B/C中，与来自膨胀机增压端和增压机末级的高压空气对流换热，被复热至37后作为产品气送出界区。同时，从下塔C01501顶部抽取流量约为1000 Nm3/h的液氮，经过冷器E01503过冷后，作为液氮产品送至低温液氮储槽T01602中。冷凝得到的液氮除一部分作为下塔回流液和产品采出外，另一部分由下塔中出来流量约为35500 Nm3/h，0.587MPa，-175的污液氮进入过冷器E01503中，与与来自上塔C01502的低压氮气和污氮气对流换热，温度降至-177后经V调节后，进入汽液分离器S01504进行分离；然后，同样以气相及液相的形式分别进入分馏塔上塔C01502中上部第四层、第五层填料参与精馏；进入高度不同，其目的是为了提高精馏塔上塔的精馏效率。污液氮蒸汽（气相）沿上塔C01502塔体上升，污液氮（液相）则作为上塔的回流液，参与上塔精馏。在液氮进上塔C01502管线中设置液氮倒灌管线，其目的是为了在开车前，由液氮储槽T01602提供液氮通过液氮充车泵P01606加压后送入上塔C01502作为快速启动冷源，此管线在平时必须脱开，以避免充车泵P01606工作时把压力波动传递到上塔。利用氧气、氩气、氮气的液化温度点的不同的特性，存在于上塔C01502底部的液氧中的氮、氩组分及少许的氧组分的在主冷凝蒸发器E01504中被蒸发，与来自下塔的液空、污液氮、液氮逆流接触，在上塔C01502完成精馏，通过不断的精馏，在上塔C01502底部得到含氧量99.6%的液氧。从上塔C01502底部抽取流量约为28660 Nm3/h的液氧，经低温液氧泵P01501A/B加压至5.2MPa后，进入高压板式换热器E01501A/B/C中，与来自膨胀机增压端和增压机末级的高压空气对流换热，被复热至37后，送至氧气缓冲罐T01501中。同时，从上塔C01502底部抽取流量约为500Nm3/h的液氧，经过冷器E01503过冷后，作为液氧产品送至低温液氮储槽T01601中。液氧产品管线设置一支路作为不过冷液氧通道，其目的是为了方便调节液氧出冷箱温度，防止过冷度过大，在贮槽形成负压，造成事故。经过进一步的精馏，被主冷凝蒸发器E01504蒸发出来的氮、氩组分及少许的氧组分作为上塔C01502的上升气，与来自下塔的富氧液空、污液氮、液氮回流液逆流接触，易被冷凝的氧、氩组分随回流液向提馏段移动，不易被冷凝的氮组分就随上升蒸汽汇集到上塔C01502塔顶，得到纯度为99.99%的氮气。从上塔顶抽取22000 Nm3/h，0.13Mpa，-194的低低压氮气通过过冷器E01503与下塔来的富氧液空、污液氮对流换热后，进入高压板式换热器E01501A/B/C中，与来自增压机K1102和透平膨胀机MT01401增压端的高压空气对流换热，回收冷量后被复热至37出冷箱； 送氮气压缩机K01801压缩至8.2MPa后，作为煤气化的开车氮气送出空分界区。未被采出的流量约为72440 Nm3/h，0.13Mpa，-192的污氮气，从上塔C01502上部抽出经过冷器E01503，与下塔C01501来的富氧液空、污液氮对流换热后分两路，一路流量约为30400 Nm3/h，0.12Mpa，-175进入高压板式换热器E01501A/B/C中，与来自增压机K1102和透平膨胀机MT01401增压端的高压空气对流换热，回收冷量后被复热至37出冷箱； 送水冷塔C01202冷却循环冷冻水。另一路流量约为42040 Nm3/h，0.12Mpa，-175进入低压板式换热器E01502A/B/C/D中，与来自分子筛纯化器的空气对流换热，回收冷量后被复热至14出冷箱后又分为两路，一路流量约为39000 Nm3/h的污氮气作为分子筛纯化器的再生气气源；一路流量约为3040 Nm3/h的污氮气送水冷塔C01202冷却循环冷冻水。2.5冷量的制取冷量平衡对空分生产至关重要，而冷损又必然存在，它包括有液体产品的输出、跑冷以及主换热器热端温差带来的冷量损失等等，这就要求我们在生产过程中应不断的制取冷量，以保证空分装置的正常运行；本装置的制冷方式有：膨胀制冷、节流制冷及冰水水机组制冷。透平膨胀机MT01401A为进口膨胀机，由ACD公司提供；透平膨胀机MT01401B为国产膨胀机，由杭氧股份有限公司提供。配置方式为一开一备，单台的制冷量约占整个制冷量的80；从增压机的二段出口抽取流量约34900 Nm3/h， 2.87Mpa，40的净化空气经透平膨胀机入口过滤器S01401A/B过滤杂质后，进入透平膨胀机MT01401A/B增压端，压缩至3.99MPa后经增压机后冷却器E01401A/B冷却至40后，进入高压板式换热器E01501A/B/C，与来自冷箱的高压液氧、高压液氮、低压氮气及部分污氮气进行对流换热，换热后温度降至-108进行透平膨胀机MT01401A/B膨胀端膨胀制冷；空气膨胀做功后，出膨胀机的0.59Mpa，-173的冷空气与来自低压板式换热器的低温空气一同进入下塔C01501。国产透平膨胀机的油系统：通过润滑油油泵P01402A/B将润滑油从油箱T01401B中抽出，经油冷器E01402B冷却后进入油过滤器S01402B除去油中杂质后送入润滑油总管；油温通过油冷器E01402B冷却水量大小来调节，总管油压由阀门VA/VA控制在0.48MPa以上。润滑油油泵P01402A/B出口总管上设有一台囊式蓄油器T01402B，其目的是为了防止在润滑油泵出现故障或机组跳车后，向机组内、外轴承短期供油，以防止机组因润滑油中断而损坏。润滑油油箱内设置了电加热器E01403B，目的是在开车期间，对润滑油进行加热。进口膨胀机的油系统：通过润滑油油泵P01401A/B将润滑油从油箱中抽出，经油冷器E01402A冷却后进入油过滤器S01402A除去油中杂质后送入润滑油总管；油温通过油冷器E01402B冷却水量大小来调节，总管油压由自力式调节阀PCVA控制在0.48MPa以上。润滑油油泵P01401A/B出口管上各设有一台蓄压器M01401A/M01402A，其目的是为了防止在润滑油泵出现故障或机组跳车后，向机组内、外轴承短期供油，以防止机组因润滑油中断而损坏。润滑油油箱内也设置了电加热器E01403A，目的是在开车期间，对润滑油进行加热。2.6氩的精馏本装置采用先进的无氢制氩流程。从上塔C01502提馏段氩富集区（第二层填料与第三层填料之间）抽取28800Nm3/h，0.13MPa，-181，氩含量为9.2%的氩馏分送入粗氩塔C01501底部，首先进行汽液分离；氩馏分蒸汽沿塔壁上升，与来自循环液氩泵P01503A/B的含氩为99.1%粗液氩逆流接触精馏，流量约为2981.6 Nm3/h，0.13MPa，-183的氩馏分蒸汽从塔顶出来，进入粗氩塔C01504；上升的氩馏分蒸汽被粗氩冷凝蒸发器E01505中的富氧液空冷凝，并回流至粗氩塔C01504塔底，粗氩塔C01504塔底的粗液氩经循环液氩泵P01503A/B送至粗氩塔C01501，作为粗氩塔C01501的回流液；粗氩塔C01504液位由循环液氩泵P01503A/B的回流阀VA/B调节控制。从粗氩塔C01504上部抽取流量约为900 Nm3/h，0.12MPa，-184，含氩量99.6%，氧含量0.0001%的粗氩气进入纯氩塔C01505中继续精馏提纯，流量由阀门V和V分程调节控制；粗氩气沿塔壁上升，被精氩冷凝器E01506中的来自过冷器E01503的液氮冷凝，精氩冷凝器E01506中液氮被汽化后，送至污氮气总管；被液氮冷凝下来的液氩又被精氩蒸发器E01507中的压力氮气蒸发，精氩蒸发器E01507中的压力氮气被冷凝成液氮回到精馏塔上塔C01502；通过不断的精馏，从纯氩塔C01505中获得纯度为99.999%的纯氩（O21ppm，N22ppm），流量约为850 Nm3/h，0.2MPa，-183纯液氩产品作为空分装置的副产品，送至低温液体真空液氩储槽T01603中。在精氩塔C01505的顶部，积聚的不凝性气体通过空浴式换热器E01508复热至常温后排放至大气。2.7产品的输出2.7.1氧气产品从氧气缓冲罐出来的高压氧气经过减压阀V减压至4.6MPa后，一部分约为26860 Nm3/h的氧气送煤气化装置使用；一部分约为1800 Nm3/h的氧气再经过减压阀V减压至3.2MPa后，送老甲醇装置使用。煤气化装置和老甲醇装置故障停车情况下，氧气则通过氧气放空阀V减压后送至放空消声塔SL01501放空。2.7.2事故液氧在空分装置故障停车或液氧泵故障情况下，为保证老甲醇装置的稳定运行，来自液氧储槽T01601的液氧经过事故液氧泵P01601加压至4.0MPa后，经水浴式汽化器E01601加热至常温后送至氧气缓冲罐T01501,经V 和V减压后送出界区。氧气的温度可以通过调节阀V控制蒸汽流量，或通过变频器改变事故液氧泵的转速来实现的。2.7.3超高压氮气8.2MPa冷箱分馏塔来到液氮经液氮泵加压至8.2MPa后，经过高压板式换热器复热至37后送出空分界区。2.7.4压力氮气0.45MPa 从分馏塔下塔抽取的0.45MPa压力氮气，经低压板式换热器复热至14后送出空分界区。2.7.5事故液氮在空分装置故障停车或液氮泵故障情况下，为确保煤气化装置、甲醇装置安全停车，同时保证向老厂正常供氮，来自液氮储槽T01602的液氮经过事故液氮泵P01605加压至8.20MPa后经水浴式汽化器E01604加热至常温后送出界区。氮气的温度可以通过调节阀V控制蒸汽流量，或通过变频器改变事故液氮泵的转速来实现的。2.7.6氮压机K01801系统（开车氮气）为满足煤气化装置开车用氮所需，本空分装置特配置氮压机，为煤气化装置开车期间提供氮气，甲醇装置开车成功后，该股氮气将被CO2代替；此时，就需将氮压机K01801停运，氮气将引进水冷塔C01202冷却循环冷冻水。来自冷箱流量为22000 Nm3/h，0.005MPa，37的低压氮气经氮压机入口过滤器过滤后，进入氮压缩机一级压缩。氮压缩机一级压缩为两气缸组成。出压缩机一级气缸分别进入一级排气缓冲罐T01801/T01802，汇合后进入一级后冷却器E01801冷却至40后，进入气液分离器S01801进行气液分离，被分离出来的冷凝液从气液分离器S01801底部排出后排至排液总管。出一级气液分离器S01801压力为0.16MPa，40的氮气进入二级入口缓冲罐T01803缓冲后，进入二级缸体压缩。为了防止压缩机喘振，在气液分离器S01801出口管线上设有一回流管线，一级出口气体可以通过一回一阀调节返回至压缩机入口。出二级压缩缸体压力为0.55MPa的氮气直接进入二级排气缓冲罐T01804缓冲后，进入二级出口冷却器E01802冷却至40，进入二级气液分离器S01802进行气液分离；被分离出来的冷凝液从气液分离器S01802底部排出后排至排液总管。出二级气液分离器S01802压力为0.55MPa，40的氮气进入三级入口缓冲罐T01805缓冲后，进入三级缸体压缩。出三级压缩缸体压力为1.54MPa的氮气直接进入三级排气缓冲罐T01806缓冲后，进入三级出口冷却器E01803冷却至40，进入三级气液分离器S01803进行气液分离；被分离出来的冷凝液从气液分离器S01803底部排出后排至排液总管。为保证压缩机出口氮气油含量在合格范围内，在压缩机四级入口缓冲罐前配置有精油过滤器。主要用于过滤油污和杂质。出三级气液分离器S01803压力位1.54MPa的氮气，经四级入口缓冲罐T01807缓冲后，进入四级压缩缸体压缩。出四级压缩缸体压力为3.79MPa的氮气经四级排气缓冲罐T01808缓冲后，进入四级出口冷却器E01804冷却至40，进入四级气液分离器S01804进行气液分离；被分离出来的冷凝液从气液分离器S01804底部排出后排至排液总管。出四级气液分离器S01804压力位3.79MPa的氮气，经五级入口缓冲罐T01809缓冲后，进入五级压缩缸体压缩。出五级压缩缸体压力为8.2MPa的氮气经五级排气缓冲罐T01810缓冲后，进入五级出口冷却器E01805冷却至温度120，进入五级气液分离器S01805进行气液分离；被分离出来的冷凝液从气液分离器S01804底部排出后排至排液总管。出五级气液分离器S01805直接作为产品气送出界区。为了防止压缩机喘振，在气液分离器S01805出口管线上设有一回流管线，五级出口气体可以通过五回一阀调节返回至压缩机入口。同时，在五级出口设有一放空阀，多余的氮气可以由此放空。润滑油通过油泵P01801A/B将润滑油从油箱中抽出，经油冷器E01806冷却后，进入油过滤器S01806A/B除去油中杂质后送入润滑油总管后，通过各支管送至各个润滑点；润滑油油温可以通过油冷器E01806冷却水量大小来调节，总管油压由自