缩流程技术【稀缺资源，路过别错过】

内压缩流程技术内压缩流程技术内压缩流程技术内压缩流程技术内压缩流程是空分设备的一种工艺流程组织方式 ， 是相对于外压缩流程而言的 。 外 压 缩 流 程 就 是 空 分 设 备 生 产 低 压 氧 气 ， 然 后 经 氧 压 机 加 压 至 所 需 压 力 供给 用 户 ， 也 称 之 为 常 规 空 分 。 内 压 缩 流 程 就 是 取 消 氧 压 机 ， 直 接 从 空 分 设 备 的精 馏 塔 生 产 出 中 、 高 压 力 的 氧 气 供 给 用 户 。 该 流 程 与 常 规 外 压 缩 流 程 的 主 要 区别 在 于 ， 产 品 氧 的 供 氧 压 力 是 由 液 氧 在 冷 箱 内 经 液 氧 泵 加 压 达 到 ， 液 氧 在 高 压板翅式换热器中与高压空气进行热交换从而汽化复热回收冷量送出冷箱。 目 前 ,大 型 化 工 空 分 用 户 和 有 较 大 液 体 需 要 量 的 冶 金 空 分 用 户 ， 都 采 用 内 压缩流程。1内压缩流程型式1.按应用领域分按氧气用在冶金领域还是化工领域分为冶金型和化工型。 冶金型行业一般对氧气、氮气产品压力要求在 3.0MPa左右，大多采用空气循 环 、 膨 胀 空 气 进 下 塔 的 氧 内 压 缩 流 程 ， 采 用 增 压 空 气 压 缩 机 +液 氧 泵 +中 压 换热器取代氧气透平压缩机。 化工型行业氧气产品压力一般在 4.510.MPa。目前开发的流程型主要有 ：氮 气 循 环 单 泵 内 压 缩 流 程 ， 空 气 循 环 双 泵 内 压 缩 流 程 ， 空 气 循 环 单 泵 内 压 缩 膨胀空气进下塔流程，空气循环单泵内压缩膨胀空气进上塔流程。 1.2按制冷循环介质分按制冷循环介质分有空气制冷循环和氮气制冷循环两种型式。 空气制冷循环以一股正流压缩空气为热源 ， 在主换热器中与被加压的液氧进行 热 交 换 。 在 液 氧 复 热 、 汽 化 的 同 时 ， 将 液 氧 的 低 温 冷 量 转 换 为 同 一 低 温 等 级空气的冷量 ,使这股压缩空气冷却和液化，实现空分设备的冷量平衡。氮气制冷循环是采用氮气作为循环介质来吸收和转化加压液氧的低温冷量 。但由于氮气冷凝温度和潜热均比空气小 ， 这就决定了汽化同样数量的加压液氧 ，需 要 被 加 压 的 氮 气 量 比 空 气 量 更 多 且 压 力 更 高 ， 不 是 很 经 济 ， 故 用 循 环 氮 气 作为加热气体的内压缩流程用得较少。 1.3按膨胀空气进行入精馏塔的位置分目前国内外空分制造厂家所采用的内压缩流程绝大部分是空气增压流程 。 按膨 胀 空 气 进 行 入 精 馏 塔 的 位 置 分 为 两 种 型 式 ： 一 种 是 膨 胀 空 气 进 上 塔 ， 另 一 种是膨胀空气进下塔。 膨 胀 空 气 进 上 塔 流 程 ， 主 要 针 对 产 品 液 体 量 需 求 不 大 的 用 户 ， 产 品 液 体 总量一般是产品氧气量的 35%。它的优点是：流程简单；采用常规增压透平膨胀机 ， 操 作 方 便 ； 中 压 换 热 器 单 个 设 计 ， 可 靠 性 高 ， 液 氧 不 会 产 生 偏 流 ； 装 置 的氧氩提取率大致与常规外压缩空分相当。 膨胀空气进下塔流程 ， 是目前国内制造的内压缩流程空分设备中比较典型的流 程 ， 主 要 针 对 产 品 液 体 量 需 求 大 的 用 户 ， 产 品 液 体 总 量 可 达 到 产 品 氧 气 量 的10%以上。它的优点是提取率高，如氩的提取可达到 90%以上。2特点内压缩流程是相对于外压缩流程而言的 。 与外压缩流程相比 ， 内压缩流程主要 的 技 术 变 化 在 两 个 部 分 ： 精 馏 与 换 热 。 外 压 缩 流 程 空 分 是 由 精 馏 塔 直 接 产 生低 压 氧 气 ， 再 经 主 换 热 器 复 热 出 冷 箱 ； 而 内 压 缩 流 程 空 分 是 从 精 馏 塔 的 主 冷 凝蒸 发 器 抽 取 液 氧 ， 再 由 液 氧 泵 加 压 至 所 需 压 力 ， 然 后 再 由 一 股 高 压 空 气 与 液 氧换 热 ， 使 其 汽 化 出 冷 箱 作 为 产 品 气 体 。 可 以 简 单 地 认 为 ， 内 压 缩 流 程 是 用 液 氧泵加上空气增压机取代了外压缩流程的氧压机。2.1安全性提高氧压机在设计制造中需要考虑的安全因素较多，用液氧泵取代了氧压机后 ，将压缩过程中的危险取掉了，安全性提高。 2.占地面积小内 压 缩 流 程 中 的 空 气 增 压 机 压 缩 机 可 以 单 独 设 置 ， 也 可 以 与 主 空 压 机 连 体设 置 ， 都 可 以 减 少 占 地 面 积 。 用 循 环 氮 压 机 的 内 压 缩 流 程 ， 也 可 以 与 氮 压 机 合二 为 一 。 另 外 还 取 消 了 氧 压 机 的 占 地 面 积 。 对 用 地 紧 张 的 新 上 项 目 和 改 扩 建 项目很适合。2.3易于维护用液氧泵取代了氧压机 ， 氧压机的制造和维护都要求高 ， 液氧泵相对就方便多了。 2.4满足不同压力产品的需要对化工产品用户 ， 氧压力 、 氮压力高 ， 氮产品压力等级多 ， 氮产品温度高 ，装置规模大，采用内压缩流程，可降低投资成本，设备可靠性高。 2.5现场供气和同时出售液体产品时竞争力大对许多采用管道现场供气方式的气体公司，在经营现场供气业务的同时 ， 通常 还 出 售 大 量 的 液 体 产 品 。 在 这 样 的 情 况 下 ， 内 压 缩 流 程 空 分 就 在 运 行 成 本 上有较大的优势。 大中型空分设备流程的发展从 1958年 我 国 试 制 成 功 第 一 套 350m3/h空 分 设 备 以 来 ， 大 中 型 空 分 流 程 已 经历 了 铝 带 蓄 冷 器 冻 结 高 低 压 空 分 流 程 、 石 头 蓄 冷 器 冻 结 全 低 压 空 分 流 程 、 切 换式 换 热 器 冻 结 全 低 压 空 分 流 程 、 常 温 分 子 筛 净 化 全 低 压 空 分 流 程 、 常 温 分 子 筛净 化 增 压 膨 胀 空 分 流 程 、 常 温 分 子 筛 净 化 填 料 型 上 塔 全 精 馏 制 氩 流 程 。 各 流 程简介如下： 1铝带蓄冷器冻结高低压空分流程 (简称第一代空分 )铝 带 蓄 冷 器 冻 结 高 低 压 空 分 流 程 是 我 国 最 早 的 大 中 型 空 分 设 备 的 主 导 流程，标志着我国在空气分离设备的制造已实现了从小型向大型的飞跃发展。典 型 产 品 ： 350m3/h(20 状 态 )空 分 设 备 ， 这 是 我 国 第 一 代 空 分 产 品 ， 流程组织较为复杂，主要由空气过滤压缩、高压空气压缩、 CO2碱洗、氨预冷 、 膨胀制冷、换热、精馏等系统组成。 【流程特点】(1)加 工 空 气 压 力 分 成 低 压 (0.53 0.57MPa)和 高 压 (16 20MPa)两 个 等 级 。空 分 设 备 的 冷 量 来 源 于 两 个 压 力 等 级 下 空 气 的 焦 汤 效 应 、 氮 气 膨 胀 制 冷 和 氨 预冷系统制冷等三个方面。 (2)采用了氧 、 氮蓄冷器各两只 (分别一只走正流 、 另一只走返流 )， 内充盘装 铝 带 填 料 ， 供 换 热 和 清 除 低 压 空 气 中 的 水 分 和 CO2用 ， 蓄 冷 器 的 自 清 除 效 果采 用 返 流 气 量 大 于 正 流 气 量 来 保 证 ， 通 常 返 流 与 正 流 气 的 流 量 之 比 为 1.031.04倍。(3)采用了一对高压换热器来冷却高压空气 ， 高压空气中的 CO2是通过碱洗塔碱液的洗涤，水分是通过氨预冷系统的冻结而清除的。 (4)将 冷 凝 蒸 发 器 分 成 主 冷 和 辅 冷 两 部 分 ， 辅 助 冷 凝 蒸 发 器 放 置 位 置 低 于 主冷 凝 蒸 发 器 ， 利 用 液 氧 液 位 落 差 使 上 塔 液 氧 不 断 流 入 辅 助 冷 凝 蒸 发 器 ， 同 时 被下 塔 顶 部 引 入 的 压 力 氮 气 气 化 成 氧 气 后 ， 导 入 乙 炔 分 离 器 吸 附 掉 乙 炔 ， 作 为 产品 氧 气 的 一 部 分 输 出 ， 这 就 保 证 了 精 馏 塔 的 安 全 运 行 。 主 冷 凝 蒸 发 器 为 列 管 式(共 1749根列管，温差 1.8K)，辅助冷凝蒸发器为盘管式 (温差 3.2K)。【流程缺点】(1)流 程 组 织 较 复 杂 。 为 了 提 供 空 分 设 备 所 需 的 部 分 冷 量 及 由 此 而 引 起 的 高压空气中水分、 CO2的清除问题，在冷箱外增设了高压空气压缩机、碱洗塔 、 氨预 冷 系 统 等 多 套 机 组 ； 同 时 冷 箱 内 设 备 也 较 多 ， 使 整 套 空 分 设 备 的 操 作 、 维 护不便。(2)蓄 冷 器 的 自 清 除 问 题 没 有 得 到 妥 善 解 决 ， 氧 气 (或 氮 气 )和 空 气 的 传 质 和传热虽按不同时间间隔错开但却在同一腔内进行 ， 使产品的纯度受到较大污染 ，氧气纯度由 9.5%O2下降到 9%O2， 氮气纯度由 9.8%N2下降到 98%N2， 而后者由于纯度较低，只能放空；此外蓄冷器热端温差较大 (5 )，复热不足损失大 。(3)膨胀机结构为冲动式固定喷嘴的型式 ， 效率较低 ， 只有 60%左右 。 若用空气 作 膨 胀 工 质 ， 对 膨 胀 后 的 空 气 如 何 处 理 ， 没 有 得 到 妥 善 解 决 ， 影 响 了 空 分 流程的组织水平。 (4)氧提取率低，一般只有 83.%。(5)能耗高 ， 设计值为 0.6kWh/m3O2， 而实际运行值高达 0.7 0.9kWh/m3O2。2石头蓄冷器冻结全低压空分流程 (简称第二代空分 )管式石头蓄冷器冻结全低压空分流程 ， 是我国第二代空分产品 ， 主要由空气过滤压缩、空气预冷、膨胀制冷、换热、精馏等系统组成。 典型产品 :60m3/h空分设备 ， 标志着我国气体分离和液化设备工业正式进入了全低压空分流程的时代。 【流程特点】(1)采 用 反 动 式 固 定 喷 嘴 透 平 膨 胀 机 。 空 气 在 固 定 喷 嘴 和 叶 轮 中 进 行 了 两 次膨胀 ， 使膨胀机效率有了很大的提高 (可达 80%)， 空分设备的制冷手段得到了改善 ， 因 此 使 加 工 空 气 由 第 一 代 空 分 流 程 的 两 个 压 力 等 级 转 变 到 只 要 0.5MPa(G)的一个压力等级成为可能，实现了高低压空分流程向全低压空分流程的变革。 (2)将铝带蓄冷器改为石头蓄冷器 ， 让产品氧气 、 氮气始终走蛇管内部换热 ，保 证 了 氧 、 氮 纯 度 不 受 污 染 ， 使 氧 的 纯 度 达 到 9.6%O2， 氮 的 纯 度 达 到10 10-6O2。(3)为 了 清 除 冻 结 在 石 头 上 的 CO2和 水 分 ， 除 了 采 用 正 流 空 气 和 返 流 污 氮 气交 替 切 换 的 方 法 外 ， 还 采 用 了 中 间 抽 气 法 ， 即 在 蓄 冷 器 中 部 抽 出 了 相 当 于 加 工空气量 10%的空气，这就保证了抽口以下正流气量小于返流气量的自清除要求 ，进一步缩小了蓄冷器冷端温差，使自清除更为彻底。 (4)膨 胀 后 空 气 送 入 上 塔 中 部 参 与 精 馏 ， 充 分 利 用 了 上 塔 精 馏 潜 力 ， 提 高 了氧提取率 (可达 84%)。(5)用 循 环 液 氧 泵 和 液 氧 吸 附 器 组 成 的 强 制 循 环 来 清 除 液 氧 中 的 乙 炔 等 碳 氢化合物，确保了空分设备的安全运行，取消了前一流程的辅助冷凝蒸发器。 (6)能耗比第一代空分有了明显的下降，可达到 0.5 0.6kWh/m3O2。【流程缺点】 (1)管 式 石 头 蓄 冷 器 中 的 石 头 填 料 单 位 体 积 所 具 有 的 比 表 面 积 只 有 铝 带 的1/5， 而密度却远比铝带大 ， 因而处理同样的空气量 ， 石头蓄冷器比铝带蓄冷器体 积 要 大 5倍 以 上 ， 这 就 使 得 石 头 蓄 冷 器 体 积 庞 大 、 笨 重 ， 所 需 的 安 装 基 础 必须深沉坚实，占地面积大，工程费用多。 (2)由 于 采 用 中 间 抽 气 法 来 保 证 蓄 冷 器 的 不 冻 结 性 ， 因 而 设 置 了 相 应 的 抽 气阀箱和 CO2吸附器，使冷箱内设备及配管复杂化。(3)膨 胀 机 采 用 固 定 喷 嘴 ， 只 能 依 靠 调 节 压 力 来 调 节 气 量 ， 因 而 膨 胀 量 调 节范 围 较 小 ， 对 空 分 变 工 况 生 产 需 要 大 量 冷 量 时 的 适 应 性 较 差 ， 只 能 用 增 设 备 用膨胀机来解决冷量的调节问题，这显得很不经济。 (4)主冷凝蒸发器仍为长列管式，管子数目仍然较多，体积大、制造难。3切换式换热器冻结全低压空分流程 (简称第三代空分 )随 着 高 效 率 板 翅 式 换 热 器 的 研 制 成 功 和 反 动 式 透 平 膨 胀 机 技 术 的 进 一 步 发展 ， 空 分 流 程 水 平 又 大 大 向 前 推 进 了 一 步 ， 出 现 了 切 换 式 换 热 器 冻 结 全 低 压 空分流程 ， 是我国第三代空分产品 。 主要由空气过滤压缩 、 空气预冷 、 膨胀制冷 、换热、精馏 (含提氩设备 )等系统组成。典型产品 :100m3/h空分设备【流程特点】 (1)板翅式换热器 ， 取代了石头蓄冷器 、 列管式冷凝蒸发器及盘管式过冷器 、液 化 器 等 ， 使 单 元 设 备 的 外 形 尺 寸 大 大 缩 小 ， 空 分 设 备 的 冷 箱 也 相 应 缩 小 、 跑冷 损 失 减 少 、 膨 胀 量 下 降 、 启 动 时 间 缩 短 等 一 系 列 的 良 性 循 环 ， 提 高 了 空 分 设备的技术经济性。 (2)用 切 换 式 换 热 器 取 代 石 头 蓄 冷 器 后 ， 由 于 用 间 壁 式 连 续 换 热 代 替 了 蓄 冷器 的 间 歇 换 热 ， 使 温 度 场 分 布 较 为 稳 定 ， 同 时 在 气 流 通 道 中 供 水 分 和 CO2冻 结的空间也增大了，使切换周期可以延长，切换损失可由蓄冷器流程的 4%下降 到2%。 (3)采用了环流法来保证切换式换热器的不冻结性 ， 可使空气和返流污氮气冷端温差由蓄冷器流程的 3.5 缩小到 2.5 ， 这是一种较为完整的不冻结性的方法，不再需要中抽气阀箱， CO2吸附器等附加设备，使流程简化。(4)采 用 反 动 式 可 调 喷 嘴 的 透 平 膨 胀 机 ， 使 膨 胀 机 效 率 变 化 平 稳 ， 对 变 工 况生产适应性强，同时采用了电机制动来回收膨胀机的对外做功。 (5)采用了体积小 、 重量轻 、 流通能力大的切换碟阀取代笨重的强制切换阀 ，使布置紧凑。 (6)氧提取率提高到 87%。(7)能 耗 大 大 下 降 ， 100m3/h空 分 设 备 一 般 为 0.49 0.52kWh/m3O2，60m3/h空分设备一般为 0.53 0.5kWh/m3O2。【流程缺点】 (1)为了满足切换式换热器自清除要求 ， 需要返流污氮气量较大 ， 一般而言 ，污氮气量与总加工空气量之比不得少于 5%， 即纯氮产量只能达到总加工空气量的 45%， 这 样 ， 纯 氮 气 和 氧 气 产 量 之 比 最 多 只 能 达 到 1： 1， 无 法 满 足 用 户 对 大量纯氮气需求。 (2)为 满 足 切 换 式 换 热 器 的 不 冻 结 性 要 求 ， 冷 端 要 保 证 有 一 个 最 小 温 差 ， 空分 设 备 的 启 动 要 分 成 四 个 阶 段 来 完 成 ， 以 避 免 水 分 和 CO2进 入 精 馏 塔 内 ， 因 而启动操作要十分小心，比较麻烦。这类流程由于技术落后 ， 操作维护复杂 ， 运转周期较短 ， 是下一步实施技术改造的重点对象。 4常温分子筛净化全低压空分流程 (简称第四代空分 )随着国际上分子筛净化技术的发展和在空分设备中的广泛应用 。 分子筛净化空 气 冷 箱 外 “ 前 端 净 化 ” 技 术 ， 代 表 着 20世 纪 70年 代 国 际 空 分 设 备 流 程 发 展的 主 导 方 向 。 该 流 程 设 备 主 要 由 空 气 过 滤 压 缩 、 空 气 预 冷 、 分 子 筛 净 化 、 膨 胀制冷、换热、精馏等系统组成。 典型产品 :60m3/h空分设备【流程特点】 (1)利 用 分 子 筛 吸 附 剂 在 常 温 下 吸 附 空 气 中 水 分 和 二 氧 化 碳 及 碳 氢 化 合 物 的特 性 ， 将 切 换 式 换 热 器 的 传 热 传 质 和 换 热 两 种 功 能 分 家 ， 在 冷 箱 外 用 分 子 筛 吸附器清除空气中水分和 CO2， 在冷箱内的换热器仅起换热作用 ， 这样不仅使进冷箱 的 空 气 较 纯 净 ， 而 且 延 长 了 换 热 器 的 寿 命 。 冷 箱 内 不 再 需 要 设 置 自 动 阀 箱 、液 空 液 氧 吸 附 器 循 环 液 氧 泵 及 相 应 的 切 换 阀 门 管 道 等 ， 使 空 分 流 程 简 化 ， 冷 箱内设备减少，操作维护方便。(2)由 于 主 换 热 器 没 有 自 清 除 要 求 ， 冷 端 温 差 不 用 严 格 限 制 ， 使 纯 氮 气 和 氧气产量比大大提高，可达到 2.3 2.5，可以满足需要大量纯氮气的用户要求。(3)分子筛吸附器切换周期为 108分钟 ， 远远长于切换式换热器切换周期 3.5分 钟 ， 因 此 空 气 切 换 损 失 就 大 大 减 少 ， 由 通 常 的 占 加 工 空 气 总 量 的 2%下 降 到0.5%， 有 利 于 氧 提 取 率 的 提 高 。 同 时 切 换 次 数 的 减 少 ， 精 馏 塔 受 切 换 而 引 起 的波动干扰减少，有利于氩的提取。 (4)分 子 筛 吸 附 器 清 除 空 气 中 有 害 杂 质 较 彻 底 ， 空 分 设 备 的 操 作 安 全 性 好 ，连续运行周期可达二年以上。(5)启 动 和 操 作 过 程 中 ， 不 需 考 虑 自 清 除 的 影 响 ， 因 而 操 作 简 便 ， 有 利 于 实现变负荷操作和提高自动化控制水平。 (6)氧提取率提高到 90 92%，氩提取率 52%。【流程缺点】为了保证分子筛吸附器能在较佳的温度 8 10 下工作，以充分发挥分子筛吸 附 剂 的 吸 附 效 果 ， 设 置 了 制 冷 机 组 ； 同 时 为 了 分 子 筛 吸 附 剂 的 加 温 解 吸 ， 设置 了 电 加 热 器 。 为 了 保 证 再 生 时 污 氮 气 有 足 够 的 压 力 ， 空 压 机 的 排 压 应 适 当 提高 ， 这些导致了能耗比切换式换热器流程要高 4%， 约为 0.51 0.57kWh/m3O2。采用常温分子筛虽然具有切换损失少 、 操作维护方便等优点 ， 但由于能耗较高 ， 所 以 它 存 在 致 命 的 缺 点 ， 很 快 就 被 新 的 带 增 压 膨 胀 机 的 常 温 分 子 筛 净 化 空分流程所代替。 5、常温分子筛净化增压膨胀空分流程 (简称第五代空分 )在寻求降低能耗的途径上 ， 常温分子筛净化增压膨胀空分流程的出现 ， 是空分流程技术的一大进步 。 这一时期 ， 国内空分设备制造商纷纷应用该技术 ， 实现了制氧容 量 从 小 到 大 的 全 系 列 空 分 设 备 的 升 级 换 代 ， 使 我 国 的 空 分 设 备 整 体 性 能 接 近20世纪 80年代国际先进水平。典型产品 :60m3/h空分设备。【流程特点】 （ 1） 在 常 温 分 子 筛 净 化 全 低 压 空 分 流 程 的 基 础 上 ， 将 膨 胀 机 的 制 动 发 电 机改 成 了 增 压 机 。 增 压 机 的 作 用 是 将 膨 胀 空 气 在 膨 胀 过 程 中 产 生 的 功 ， 直 接 用 来使 进 膨 胀 机 的 空 气 增 压 ， 使 膨 胀 机 前 压 力 的 提 高 ， 就 增 加 了 单 位 膨 胀 空 气 的 制冷 量 ， 在 空 分 设 备 所 需 冷 量 一 定 的 情 况 下 ， 减 少 了 膨 胀 空 气 量 ， 总 的 加 工 空 气量也就相应降低 ， 使常温分子筛净化增压膨胀空分流程的氧提取率进一步提高 、能耗进一步下降。第五代空分的提取率可达到 93% 97%，氩提取率 54% 60%。(2)采 用 了 全 可 控 涡 理 论 设 计 的 三 元 流 叶 轮 和 全 等 温 冷 却 的 单 轴 空 气 透 平 压缩机。 (3)采用了立式单层床内绝热结构的分子筛吸附器。(4)成 功 地 实 现 了 计 算 机 集 散 控 制 系 统 对 空 分 流 程 的 控 制 调 节 要 求 ， 使 自 动化控制水平上了一个台阶。 (5)由 于 加 工 空 气 量 下 降 了 4%， 能 耗 与 切 换 式 换 热 器 冻 结 全 低 压 空 分 流 程相当，约为 0.47 0.53kWh/m3O2。6、常温分子筛净化填料型上塔全精馏制氩空分流程 (第六代空分 )常温分子筛净化增压膨胀空分流程 ， 已作为主导流程在国际空分行业广泛采用 。 但是为了进一步提高空分设备效率 、 降低能耗 ， 20世纪 80年代初期 ， 国外一些著名空分制造商开始将规整填料技术应用于空分设备上 ， 到了 90年代采用规 整 填 料 和 全 精 馏 无 氢 制 氩 技 术 的 空 分 设 备 已 全 面 推 向 工 业 化 应 用 。 主 要 由 空气 过 滤 压 缩 、 高 效 空 气 预 冷 、 分 子 筛 双 层 床 净 化 、 增 压 膨 胀 制 冷 、 换 热 、 精 馏及全精馏制氩等系统组成。 典型产品 :60、 200m3/h空分设备【主要特点】 (1)继承了第五代空分的所有优点 ： 具有流程简单 ， 操作维护方便 、 采用 DCS集 散 系 统 、 切 换 损 失 少 、 碳 氢 化 合 物 清 除 彻 底 、 空 分 设 备 的 操 作 安 全 性 好 ， 连续运行周期大于二年等优。(2)采 用 规 整 填 料 型 上 塔 代 替 筛 板 型 上 塔 ， 上 塔 阻 力 只 有 相 应 筛 板 塔 的1/4 1/6， 使空压机的排压由 0.65MPa(A)下降到 0.61MPa(A)， 使空压机的能耗节约 5% 7%。(3)由于上塔操作压力降低 、 操作弹性大 ， 使空分装置的氧提取率进一步提高，精馏塔的氧提取率可达 9.5%；空分设备氧提取率 97% 9%。(4)精氩的制取采用低温精馏法直接获得 ， 即一步到位的采用全精馏 (无氢 )制氩技术 。 节约了制氢能耗 3% 4%， 同时 ， 精馏塔氩提取率大大提高 ， 可达 65%84%。精氩产品的品质高：含氧量可以低于 2pmO2。(5)采 用 了 高 效 空 气 预 冷 系 统 ， 空 气 预 冷 系 统 设 置 水 冷 塔 ， 充 分 利 用 干 燥 氮气 的 吸 湿 性 ， 使 冷 却 水 温 降 低 ， 可 减 少 冷 水 机 组 的 制 冷 负 荷 ； 根 据 用 户 用 氮 情况也可不另配冷水机组。(6)分子筛纯化空气系统采用活性氧化铝 -分子筛双层床结构 ， 大大延长了分子筛的寿命，同时可使床层阻力减少。 (7)采用了高效增压型透平膨胀机技术，膨胀机效率可达 83 8%。(8)采 用 先 进 的 DCS计 算 机 控 制 技 术 ， 实 现 了 中 控 、 机 旁 、 就 地 一 体 化 的 控制 ， 可有效的监控整套空分设备的生产过程 。 成套控制系统具有设计先进可靠 、性能价格比高等特点。 (9)第 六 代 空 分 设 备 由 于 采 用 了 多 项 新 技 术 ， 节 能 效 果 显 著 ， 与 第 五 代 空 分相比设备总能耗约下降 8% 10%，制氧能耗为 0.37 0.43kWh/m3O2。7、常温分子筛净化大型内压缩空分流程典型产品： 160、 280、 300、 400m3/h空分设备 ?主要由空气过滤压缩、空气预冷、分子筛净化、空气 (氮气 )循环增压系统 、膨胀制冷、高压换热系统、精馏等系统组成。【流程特点】 (1)内压缩流程空分设备是在第六代空分设备流程的基础上 ， 采用液氧泵对氧产品进行压缩的一种流程形式 。 根据循环增压机压缩的介质不同 ， 流程形式可 分 为 空 气 循 环 和 氮 气 循 环 两 种 流 程 。 根 据 膨 胀 后 空 气 进 塔 位 置 的 不 同 ， 内 压缩 流 程 又 可 分 为 膨 胀 空 气 进 上 塔 流 程 和 膨 胀 空 气 进 下 塔 流 程 。 内 压 缩 流 程 还 可根据产品压缩情况分为单泵内压缩流程和双泵内压缩流程。 (2)与加压液氧进行换热的空气 (或氮气 )压力和流量的确定 ； 高压换热系统的 组 织 和 精 馏 的 组 织 等 是 内 压 缩 空 分 流 程 的 核 心 问 题 。 所 以 ， 与 常 规 外 压 缩 流程 不 同 的 是 ： 内 压 缩 流 程 要 根 据 最 终 产 品 的 压 力 、 流 量 及 使 用 特 点 等 具 体 情 况经过不断的优化计算 ， 选择合理的流程组织方式 、 最佳的气化压力和循环流量 ，使空分设备的氧、氩提取率更高。(3)内压缩流程取消了氧压机，因而无高温气氧，火险隐患小、安全性好 。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 。 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 。 特 殊 设 计 的 液 氧 泵 自 动 启 动与运行程序可有效地保证装置的安全运行与连续供氧。(4)内压缩流程的低温高压液氧泵均采用进口产品 ， 且在线冷备用 ， 若运行泵出故障 ， 则备用泵在 10秒钟内自动达到工作负荷 ， 所以 ， 内压缩流程的可靠性较高。 对 于 化 工 和 石 化 用 户 一 般 要 求 氧 气 压 力 很 高 ， 因 而 采 用 外 压 缩 则 必 须 是 氧透 +活塞式氧压机，而内压缩流程则只用一台增压空压机替代了二台氧压机 ， 其运行可靠性大大增加。 (5)高 压 液 氧 泵 操 作 方 便 ， 维 修 工 作 量 极 少 。 内 压 缩 流 程 主 空 压 机 与 增 压 空压 机 如 采 用 汽 轮 机 一 拖 二 的 形 式 ， 布 置 紧 凑 ， 占 地 面 积 小 。 而 氧 压 机 则 需 要 有足够多的安全距离，占地面积大，且基建费用高。 (6)内 压 缩 流 程 的 单 位 产 品 能 耗 与 空 分 设 备 的 规 模 、 产 品 压 力 、 液 体 产 品 的多 少 有 较 大 关 系 ， 由 于 内 压 缩 的 不 可 逆 损 失 大 ， 产 品 的 提 取 率 略 低 ， 内 压 缩 流程的单位产品能耗要比常规外压缩流程约高 3% 7%(按相同产品工况比较 )。膜分离制氮设备一、膜分离制氮设备原理 膜气体在膜中传质过程的研究推算起来实际已 有 10多年历史了 ,人们对单一 的 气 体 在 聚 合 物 及 其 膜 中 传 送 进 行 了 大 量 的 研 究 ,从 而 在 理 论 上 得 到 了 较 好的 发 展 .然 而 ,膜 在 实 际 中 的 应 用 却 是 近 几 十 年 间 的 事 ,较 突 出 的 例 子 是 核 武器中同位素铀的分离 .直 到 20世 纪 70年代末期 ,气体在聚合物膜中的渗透性和选择性已发展到具有工业化经济价值时 ,膜才象今天这样得到大规模应用。中空纤维膜是用数以万计的高分子材料制成的中空纤维丝聚合的膜组件 。 当两 种 或 两 种 以 上 的 气 体 混 合 通 过 高 分 子 膜 时 ， 由 于 各 种 气 体 在 膜 中 的 溶 解 度 和扩 散 系 数 的 差 异 ， 导 致 不 同 气 体 天 膜 中 的 渗 透 速 率 有 所 不 同 ， 根 据 这 一 特 性 ，可将气体分为 快气 慢气 。气 体 透 过 中 空 聚 合 物 膜 是 一 个 复 杂 的 过 程 ， 其 透 过 机 制 一 般 是 气 体 分 子 首先被吸附到膜的表面 溶解，然后在膜中扩散，最后从膜的另一侧解吸出来 ， 膜分离技术依靠不同气体在膜 中溶解和扩散系数的差异来实现气体的分离 。 当混合 气 体 在 一 定 的 驱 动 力 （ 膜 两 侧 的 压 力 差 或 压 力 比 ） 作 用 下 ， 渗 透 速 率 相 当 快的气体如水汽 、 氧气 、 氢气 、 氦气 、 硫化 氢 、 二氧化碳等透过膜后 ， 在膜的渗透侧被排除 ， 而渗透速率相对慢的气体如氮气 、 氩气 、 甲烷和一氧化碳等被滞留在膜的滞留侧被富集从而达到混合气体分离的目的。 因为膜分离器所选择材质其分离效率的限制 ， 一般用于自空气中分离氮气的分 离 器 其 工 业 化 组 件 以 中 空 纤 维 膜 较 为 突 出 ， 以 中 空 纤 维 巨 大 的 分 离 比 表 面 积为 基 础 载 体 的 工 业 化 膜 组 件 能 较 好 的 满 足 客 户 的 分 离 要 求 ， 通 常 地 ， 为 了 取 得较好的经济性指标，达到低投入、低单耗的目的，膜制氮采用高压流程 。二、高压流程膜制氮压缩空气经预处理系统除去油 、 尘埃等固体杂质及大部分的气态水 ,预热后进 入 膜 分 离 器 ， 渗 透 速 率 相 当 快 的 气 体 如 水 汽 、 氧 气 、 氢 气 、 氦 气 、 硫 化 氢 、二氧化碳等透过膜后 ， 在膜的渗透侧被排除 ， 而渗透速率相对慢的气体如氮气 、氩 气 、 甲 烷 和 一 氧 化 碳 等 被 滞 留 在 膜 的 滞 留 侧 被 富 集 ； 系 统 在 PLC或 DCS系 统的 控 制 下 可 实 现 连 续 稳 定 的 输 出 氮 气 。 以 这 种 原 理 来 实 现 氧 氮 分 离 的 方 法 我 们称之为高压流程膜制氮 (MKH-N)。膜制氮设备主要特点 -1、 装置工艺流程简单、结构紧凑、设备投资省2、 装置占地面积小，可用于室内、外操作3、 装置自动化程度高，开停车方便快捷； 10分钟内达到纯度指标。4、 无阀门切换等运动部件，不需定期更换易损件，维修量少。5、 通过增加膜分离器，很容易扩大氮气产量。6、 装置运行和维护费用较 PSA法制氮低；在纯度 80 98%的范围内，具有优 越 的 性 能 价 格 比 。 它 具 有 其 它 空 气 分 离 方 法 所 不 可 比 拟 的 优 势 ， 运 行 能 耗 较低。7、 装置运行独立性强 ， 稳定性好 ， 可靠性高 ， 常温低压下工作 ， 安全性能好 8、 装置规模可从 0.2-500Nm3/h，产品氮气纯度可满足 80-9.9%。三、高压流程膜制氮设备主要组成1、空气压缩机2、空气源预处理组件3、空气缓冲罐4、膜分离器5、成品氮气缓冲罐6、切换阀门及相应的管件7、自动控制、检测系统8、可扩展的减压配置增压系统四、膜制氮设备安装运行条件 1、安装条件：安装现场应清洁、平整，吊车或叉车容易到达并进行安装；2、 使 用 环 境 要 求 ： 安 装 现 场 周 围 空 气 应 干 净 、 无 油 雾 、 无 腐 蚀 气 体 ， 通 风良好； 3、配套条件：电源： 380V/50Hz/3相五线；冷却水：符合工业用冷冻、冷却水。 五、膜制氮设备选型注意事项1、 在 具 体 选 型 前 首 先 确 认 对 所 需 氮 气 设 备 最 终 产 品 气 的 要 求 ， 在 制 造 厂 商的建议下确定所需设备的流程； 2、 考 察 设 备 设 计 的 合 理 性 （ 每 一 个 配 件 的 设 置 是 否 合 理 、 必 需 ， 并 发 挥 其最大功效）；3、考察设备运行的可靠性（考证设备设计中保证措施的合理性）；4、制造厂商研究开发能力、制造经验及水平；5、 全面计算制氮设备的成本 （ 设备价格 、 投入设备所必备的水 、 电 、 场地及 其 费 用 ， 设 备 的 使 用 维 护 成 本 ， 设 备 的 使 用 寿 命 ） ， 而 不 仅 仅 只 考 虑 设 备 的价格。 变压吸附制氮设备1、变压式吸附制氮原理 变 压 吸 附 制 氮 设 备 是 采 用 碳 分 子 筛 为 吸 附 剂 ， 利 用 变 压 吸 附 原 理 来 获 取 氮气 的 设 备 。 在 一 定 的 压 力 下 ， 利 用 空 气 的 氧 、 氮 在 碳 分 子 筛 孔 隙 中 扩 散 速 率 不同 而 达 到 分 离 空 气 的 目 的 ， 即 碳 分 子 筛 对 氧 的 扩 散 吸 附 远 大 于 氮 ， 通 过 可 编 程序 来 控 制 多 个 阀 门 的 导 通 、 关 闭 ， 达 到 两 吸 附 罐 的 交 替 循 环 ， 加 压 吸 附 ， 减 压脱附的过程，而完成氧、氮的分离，得到所需纯度的氮气。制 氮 机 主 要 由 两 个 填 满 碳 分 子 筛 的 吸 附 塔 组 成 ， 当 洁 净 的 压 缩 空 气 进 入 吸附塔时 ， 由于其中的 O2在碳分子筛内扩散速率较快 ， 使 N2在气相中得到富集 ；另一塔已完成吸附的碳分子筛则被减压解吸 ， 然后用 N2吹扫再生 ， 使其恢复原有吸附能力 ， 两塔交替循环 ， 即可得到纯度为 9%-9.9%的廉价氮气 。 再用氮气净化装置除去其中微量的 O2， H2O等杂质， N2纯度可达 9.9%以上。2、工艺特点： 能耗低，故运行成本比其它制氮工艺低；结构简单，占地面积小； 微电脑控制，只要轻轻一按， 30分钟，即可产出合格氮气，即开即用，实现无人值守，纯度、流量长期稳定； 使用方便，省去了不断更换钢瓶的麻烦；使用更安全，且无须支付运费。 3、应用范围金属热处理 -渗碳 、 碳氮共渗 、 光亮退火 、 粉末金属及磁性材料烧结 、 氮基气 氛 保 护 石 油 天 然 气 、 化 学 工 业 -管 道 及 容 器 空 气 置 换 、 注 氮 采 油 、 化 工 过 程保 护 气 电 子 工 业 -半 导 体 及 电 子 元 件 生 产 的 氮 气 保 护 煤 炭 工 业 -煤 矿 井 下 防 灭火 食 品 工 业 -充 氮 包 装 、 保 鲜 、 酒 类 保 存 医 药 工 业 -原 料 及 药 品 充 氮 保 存 ， 中草药防虫 、 防霉玻璃工业 -浮法玻璃生产过程的保护其他需用氮气的工业部门 。膜分离制氧设备一、膜分离制氧基本原理 气 体 在 膜 中 传 质 过 程 的 研 究 推 算 起 来 实 际 已 有 10多 年 历 史 了 ， 人 们 对 单一 的 气 体 在 聚 合 物 及 其 膜 中 传 送 进 行 了 大 量 的 研 究 ,从 而 在 理 论 上 得 到 了 较 好的 发 展 。 然 而 ,膜 在 实 际 中 的 应 用 却 是 近 几 十 年 间 的 事 ,较 突 出 的 例 子 是 核 武器 中 同 位 素 铀 的 分 离 。 直 到 20世 纪 70年 代 末 期 ， 气 体 在 聚 合 物 膜 中 的 渗 透 性和选择性已发展到具有工业化经济价值时，膜才像今天这样得到大规模应用。 一 般 说 来 ， 膜 对 所 有 气 体 都 是 可 以 渗 透 的 ， 只 不 过 渗 透 的 程 度 不 同 而 已 。气体透过 中空聚合物膜是一个复杂的过程 ， 其透过机制一般是气体分子首先被吸附到膜的表面溶 解 ， 然后在膜中扩散 ， 最后从膜的另一侧解吸出来 ， 膜分离技术依靠不同气体在膜中溶 解和扩散系数的差异来实现气体的分离 。 当混合气体 在 一 定 的 驱 动 力 （ 膜 两 侧 的 压 力 差 或 压 力 比 ） 作 用 下 ， 渗 透 速 率 相 当 快 的 气体如水汽 、 氧气 、 氢气 、 氦气 、 硫化氢 、 二氧 化碳等透过膜后 ， 在膜的渗透侧被富集 ， 而渗透速率相对慢的气体如氮气 、 氩气 、 甲烷 和一氧化碳等被滞留在膜的滞留侧被富集从而达到混合气体分离的目的。 二、膜分离制氧设备的流程根据分离条件中压力 不同，通常我们将膜制氧分成两种不同的工艺流程 ，用户可根据不同的工况要求，选择适合的流程以达到最低单耗的目的。 1、 高压流程膜制氧压缩空气经预处理系统除去油 、 尘埃等固体杂质及大部分的气态水 ,预热后进 入 膜 分 离 器 ， 渗 透 速 率 相 当 快 的 气 体 如 水 汽 、 氧 气 、 氢 气 、 氦 气 、 硫 化 氢 、二氧化碳等透过膜后 ， 在膜的渗透侧被富集 ， 而渗透速率相对慢的气体如氮气 、氩 气 、 甲 烷 和 一 氧 化 碳 等 被 滞 留 在 膜 的 滞 留 侧 被 富 集 ； 系 统 在 PLC或 DCS系 统的控制下可实现连续稳定的输出氧气。2、 负压流程制氧经 鼓 风 机 后 的 原 料 空 气 ， 净 化 除 去 粉 尘 再 进 入 膜 分 离 器 ， 渗 透 速 率 相 对 慢的 气 体 ， 如 氮 气 、 氩 气 、 甲 烷 和 一 氧 化 碳 等 被 滞 留 在 膜 的 滞 留 侧 富 集 后 作 为 废气 排 出 ， 以 真 空 泵 抽 真 空 将 渗 透 侧 的 富 氧 空 气 收 集 作 为 产 品 气 。 系 统 在 PLC或DCS系统的控制下可连续获得稳定纯度的氧气。 三、膜分离制氧设备的特点 膜法氧氮分离设备主要特点1、 装置工艺流程简单、结构紧凑、设备投资省2、 装置占地面积小，可用于室内、外操作3、 装置自动化程度高，开停车方便快捷； 10分钟内达到氧浓度。4、 无阀门切换等运动部件，不需定期更换易损件，维修量少。5、 通过增加膜分离器，很容易扩大富氧空气产量。6、 装置运行和维护费用较 PSA法制氧低 ； 在纯度 25 35%的范围内 ， 具有优越的性能 价格比 。 在助燃应用方面 ， 它具有其它空气分离方法所不可比拟的优势，运行能耗较低。7、 装 置 运 行 独 立 性 强 ， 稳 定 性 好 ， 可 靠 性 高 ， 常 温 低 压 下 工 作 ， 安 全 性能好。 8、 装置规模可从 0.2-500Nm3/h，产品氧气纯度可达 25-45%；四、膜分离制氧设备的基本组成高压流程设备主要组成 /低压流程设备组成1、空气压缩机 /1、鼓风机组2、空气源预处理组件 /2、除尘、冷却器3、空气缓冲罐 /3、膜分离器4、膜分离器 /4、成品氧气缓冲罐5、成品氧气缓冲罐 /5、切换阀门及相应的管件6、切换阀门及相应的管件 /6、真空泵机组7、自动控制、检测系统 /7、氧气增压机8、可扩展的增压系统 /8、自动控制、检测系统五、膜制氧设备安装运行条件 1、安装条件：安装现场应清洁、平整，吊车或叉车容易到达并进行安装 ；2、 使用环境要求 ： 安装现场周围空气应干净 、 无油雾 、 无腐蚀气体 ， 通风良好； 3、配套条件：电源： 380V/50Hz/3相五线；4、冷却水：符合工业用冷冻、冷却水。六、膜制氧设备选型注意事项 1、 在具体选型前首先确认对所需氧气设备最终产品气的要求 ， 在制造厂商的建议下确定所需设备的流程； 2、 考察设备设计的合理性 （ 每一个配件的设置是否合理 ， 必需 ， 并发挥其最大功效）； 3、考察设备运行的可靠性（考证设备设计中保证措施的合理性）；4、制造厂商研究开发能力、制造经验及水平；5、 全 面 计 算 制 氧 设 备 的 成 本 （ 设 备 价 格 、 投 入 设 备 所 必 备 的 水 、 电 、 场地 及 其 费 用 ， 设 备 的 使 用 维 护 成 本 ， 设 备 的 使 用 寿 命 ） ， 而 不 仅 仅 只 考 虑 设 备的价格。 天然气概况一、天然气概述天 然 气 无 色 、 无 味 、 无 毒 且 无 腐 蚀 性 ， 主 要 成 分 为 甲 烷 ， 也 包 括 一 定 量 的乙 烷 、 丙 烷 和 重 质 碳 氢 化 合 物 。 还 有 少 量 的 氮 气 、 氧 气 、 二 氧 化 碳 和 硫 化 物 。另外，在天然气管线中还发现有水分。 甲 烷 的 分 子 结 构 是 由 一 个 碳 原 子 和 四 个 氢 原 子 组 成 ， 燃 烧 产 物 主 要 是 二 氧化碳和水。 CH4 2O CO2 2HO与 其 它 化 石 燃 料 相 比 ， 天 然 气 燃 烧 时 仅 排 放 少 量 的 二 氧 化 碳 粉 尘 和 极 微 量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物，因此，天然气是一种清洁的能源。 二、天然气利用的历史 1、天然气的发现和早期应用在公元前 60年到公元前 20年间 ， 伊朗首先发现了从地表渗出的天然 气 。 许 多 早 期 的 作 家 都 曾 描 述 过 中 东 有 原 油 从 地 表 渗 出 的 现 象 ， 特 别 是 在 今日 阿 塞 拜 疆 的 巴 库 地 区 。 渗 出 的 天 然 气 刚 开 始 可 能 用 作 照 明 ， 崇 拜 火 的 古 代 波斯 人 因 而 有 了 永 不 熄 灭 的 火 炬 。 中 国 利 用 天 然 气 是 在 约 公 元 前 90年 。 中 国在公元前 21年钻了第一个天然气气井 ， 据有关资料记载深度为 150米 （ 50英尺 ） 。 在 今 日 重 庆 的 西 部 ， 人 们 通 过 用 竹 竿 不 断 的 撞 击 来 找 到 天 然 气 。 天 然 气用作燃料来干燥岩盐 。 后来钻井深度达到 10米 ， 至 190年已有超过 10口钻井。直 到 1659年 在 英 国 发 现 了 天 然 气 ， 欧 洲 人 才 对 它 有 所 了 解 ， 然 而 它 并没有得到广泛应用 。 从 1790年开始 ， 煤气成为欧洲街道和房屋照明的主要燃料 。在北美 ， 石油产品的第一次商业应用是 1821年纽约弗洛德尼亚地区对天然气的应用。他们通过一根小口径导管将天然气输送至用户，用于照明和烹调。2、天然气管线的改进 由于还没有合适的方法长距离输送大量天然气 ， 天然气在整个十九世纪只应用于局部地区。工业发展中的应用能源主要还是煤和石油。 1890年，燃气输 送 技 术 发 生 了 重 大 的 突 破 ， 发 明 了 防 漏 管 线 连 接 技 术 。 然 而 ， 材 料 和 施 工 技术依然较复杂 ， 以至于在离气源地 160公里 （ 10英里 ） 的地方 ， 天然气仍无法得 以 利 用 。 因 而 ， 当 生 产 城 市 煤 气 时 ， 伴 生 气 通 常 烧 掉 （ 即 在 井 口 燃 烧 掉 ） ，非伴生气则留在地下。由 于 管 线 技 术 的 进 一 步 发 展 ， 十 九 世 纪 二 十 年 代 长 距 离 天 然 气 输 送 成 为 可能 。 1927年至 1931年 ， 美国建设了十几条大型燃气输送系统 。 每一个系统都配备了直径约为 51厘米 （ 20英寸 ） 的管道 ， 并且距离超过 320公里 。 在二战之后 ，建 造 了 许 多 输 送 距 离 更 远 、 更 长 的 管 线 。 管 道 直 径 甚 至 可 以 达 到 142厘 米 。 十九 世 纪 七 十 年 代 初 ， 最 长 的 一 条 天 然 气 输 送 管 线 在 前 苏 联 诞 生 。 例 如 ， 将 位 于北极圈的西西伯利亚气田的天然气输送到东欧的管线 ， 全长 5470公里 ， 途经乌拉 尔 山 和 70条 大 小 河 流 。 结 果 ， 世 界 最 大 的 Urengoy气 田 的 天 然 气 输 送 到 东欧 ， 然 后 再 送 到 欧 洲 消 费 。 另 外 一 条 管 线 是 从 阿 尔 及 利 亚 到 西 西 里 岛 ， 虽 然 距离较短 ， 但施工难度也很大 ， 该管线管径为 51厘米 ， 沿途要穿越地中海 ， 所经过的海域有时深度超过 60米。三、 什么是 LNG？当 天 然 气 在 大 气 压 下 ， 冷 却 至 约 -162 时 ， 天 然 气 由 气 态 转 变 成 液 态 ， 称为 液 化 天 然 气 （ LiquefiedNaturalGas， 缩 写 为 LNG） 。 LNG无 色 、 无 味 、 无毒且无腐蚀性 ， 其体积约为同量气态天然气体积的 1/60， LNG的重量仅为同体积水的 45%左右，热值为 52MBtu/t（ 1MBtu=2.52 108cal）。四、液化天然气链天然气从气田开采出来 ， 要经过处理 、 液化 、 航运 、 接收和再气化等几个 环 节 ， 最 终 送 至 终 端 用 户 。 液 化 过 程 能 净 化 天 然 气 ， 除 去 其 中 的 氧 气 、 二 氧化碳、硫化物和水。这个处理过程能够使天然气中甲烷的纯度接近 10%。1、天然气田开发天 然 气 田 蕴 藏 在 地 层 内 ， 一 般 通 过 地 震 学 数 据 探 测 天 然 气 田 构 造 及 气 田 深度 ， 也 可 用 磁 力 仪 ， 通 过 测 量 地 球 表 面 磁 场 的 微 小 变 化 来 寻 找 天 然 气 和 石 油 。开采天然气田的技术在现代石油工业中已相当成熟。2、天然气液化 天 然 气 被 冷 却 至 约 -162 变 成 液 态 ， 这 将 使 其 体 积 减 少 约 60倍 ， 便 于 储存和运输。 3、 LNG船LNG船是指将 LNG从液化厂运往接收站的专用船舶 。 LNG船的储罐是独立于船 体 的 特 殊 构 造 。 在 该 船 舶 的 设 计 中 ， 考 虑 的 主 要 因 素 是 能 适 应 低 温 介 质 的 材料 ， 对易挥发 /易燃物的处理 。 船只尺寸通常受到港口码头和接收站条件的限制 。目前 1250m3是最常用的尺寸 ， 1380m3是现有船只中最大的尺寸 。 LNG船的使用寿命一般为 35年 -40年。目前世界液化天然气船的储罐系统有自撑式和薄膜式两种 （ 如下图所示 ） 。自撑式有 A型和 B型两种， A型为棱形或称为 IHSPB， B型为球形。4、液化天然气接收终端液 化 天 然 气 的 接 收 终 端 内 建 有 专 用 码 头 ， 用 于 运 输 船 的 靠 泊 和 卸 船 作 业 ；储 罐 用 于 容 纳 从 LNG船 上 卸 下 来 的 液 化 天 然 气 ； 再 气 化 装 置 则 是 将 液 化 天 然 气加热使其变成气体后，经管道输送到最终用户。 液 化 天 然 气 在 再 气 化 过 程 中 所 释 放 的 冷 能 可 被 综 合 利 用 。 一 般 而 言 ， 约 有25%的冷能可被利用。 五、什么是 CNG和 LPG?压缩天然气 (CompresedNaturalGas,简称 CNG)是天然气加压 (超过 3,60磅 /平方英寸 )并以气态储存在容器中 。 它与管道天然气的组分相同 。 CNG可作为车 辆 燃 料 利 用 。 LNG可 以 用 来 制 作 CNG， 这 种 以 CNG为 燃 料 的 车 辆 叫 做 NGV（ NaturalGasVehicle）。与生产 CNG的传统方法相比，这套工艺要求的精密设备费用更低，只需要约 15%的运作和维护费用。液化石油气 (LiquefiedPetroleumGas,简称 LPG)经常容易与 LNG混淆 ， 其实它们有明显区别 。 LPG的主要组分是丙烷 （ 超过 95%） ， 还有少量的丁烷 。 LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中 ， 常被用作炊事燃料 。 在国外 ， LPG被用作轻型车辆燃料已有许多年。六、使用天然气会中毒吗？ 天然气的主要成分是甲烷 （ CH4） ， 它本身是一种无毒可燃的气体 。 同其它所 有 燃 料 一 样 ， 天 然 气 的 燃 烧 需 要 大 量 氧 气 （ O2） 。 如 果 居 民 用 户 在 使 用 灶 具或 热 水 器 时 不 注 意 通 风 ， 室 内 的 氧 气 会 大 量 减 少 ， 造 成 天 然 气 的 不 完 全 燃 烧 。不 完 全 燃 烧 的 后 果 就 是 产 生 有 毒 的 一 氧 化 碳 （ CO） ， 最 终 可 能 导 致 使 用 者 中 毒（反应式见下）。 2CH4+3O2 2CO+4H2O七、天然气的用途天 然 气 主 要 可 用 于 发 电 ， 以 天 然 气 为 燃 料 的 燃 气 轮 机 电 厂 的 废 物 排 放 水 平大大低于燃煤与燃油电厂 ， 而且发电效率高 ， 建设成本低 ， 建设速度快 ； 另外 ，燃气轮机启停速度快，调峰能力强，耗水量少，占地省。 天然气也可用作化工原料 。 以天然气为原料的一次加工产品主要有合成氨 、甲醇、炭黑等近 20个品种，经二次或三次加工后的重要化工产品则包括甲醛 、醋酸、碳酸二甲酯等 50个品种以上。以天然气为原料的化工生产装置投资省 、能耗低、占地少、人员少、环保性好、运营成本低。 天然气广泛用于民用及商业燃气灶具 、 热水器 、 采暖及制冷 ， 也用于造纸 、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。 天然气汽车的一氧化碳 、 氮氧化物与碳氢化合物排放水平都大大低于汽油 、柴油发动机汽车，不积碳，不磨损，运营费用很低，是一种环保型汽车。中国空分设备市场现状与近期发展吴兆龙 林德工艺装置有限公司 ,大连市金州区龙湾路 5-1号 1610【 摘要 】 概述了中国空分市场的现状 ， 指出了中国空分制造业与国外各大公司 相 比 存 在 的 差 距 。 简 要 分 析 了 国 内 空 分 制 造 业 经 多 年 的 发 展 已 具 有 的 实 力 ，在 材 料 和 人 工 成 本 上 具 有 的 竞 争 优 势 ； 与 国 外 空 分 行 业 的 差 距 在 逐 步 缩 小 ： 对差距与不足及近期发展的对策谈了一些看法。 关键词：空分设备；市场份额；经济背景；优势与劣势；对策 1国内外空分市场概况近年来 ， 随着中国经济持续稳定地增长 ， 中国空分设备制造业也逐步发展 ，特 别 是 在 大 型 空 分 项 目 上 ， 国 产 设 备 的 市 场 份 额 在 逐 年 上 升 ， 以 往 外 国 大 公 司在大型空分项目上一统天下的局面正在逐步改观 。 但是 ， 我们应该充分认识到 ，在 大 型 空 分 设 备 项 目 上 ， 我 们 的 综 合 能 力 与 水 平 同 外 国 各 大 公 司 相 比 ， 还 存 在一定的差距。在世界空分设备市场，每年大部分份额由外国大公司所瓜分。 这 八 大 公 司 大 多 数 都 向 中 国 供 过 大 中 型 空 分 设 备 ， 仅 德 国 Linde公 司 就 向中国供过五十多套空分设备 ， 而法液空 、 BOC、 PRAXIAR、 MESER在中国已投资多家气体公司 ， 仅 MESER到 19年底在中国已投资了 15家合资企业 ， 总投资达 1.7亿 美 元 。 另 外 ， 法 液 空 与 杭 氧 合 资 成 立 液 空 (杭 州 )有 限 公 司 ， 林 德 与 金重合资成立林德工艺装置有限公司，主要从事空分设备的生产制造业务。 当然，中国的空分市场也是世界空分市场的一部分。由于原来的基础落后 ，与 国 外 的 差 距 很 大 。 改 革 开 放 后 ， 引 进 许 多 大 型 成 套 装 置 ， 特 别 是 20世 纪 90年 代 后 经 济 的 持 续 增 长 ， 促 进 大 型 钢 铁 和 化 工 企 业 的 投 入 增 加 ， 大 型 空 分 设 备的 引 进 进 一 步 加 快 ， 从 而 促 进 国 内 企 业 从 配 套 能 力 到 设 计 、 制 造 、 安 装 、 运 行管 理 的 整 体 水 平 进 一 步 提 高 ， 逐 步 形 成 以 杭 氧 、 开 空 、 川 空 为 核 心 企 业 的 三 足鼎立的局面。其中杭氧到 202年占国内份额的 68%左右，而大型装置则占国内份额的 70以上 ， 202年的工业总产值达 106873万元 ， 销售收入达 10561万元 ， 203年 上 半 年 新 订 “ 2万 ” 等 级 以 上 的 空 分 有 十 多 台 ， 最 大 装 置 创 国 内 记录 -“ 5万 ” 级空分 ； 川空则是后起之秀 ， 202年跃居第二 ， 工业总产值达 40319万 元 ， 销 售 收 入 达 3678万 元 ， 203年 上 半 年 新 订 “ 2万 ” 级 以 上 的 空 分 有 3个 ， 最 大 装 置 达 “ 2.8万 ” ； 开 空 近 年 来 也 发 展 很 快 ， 202年 的 工 业 总 产 值 达25648万元，销售收入达 257万元，最大空分设备做到 “ 4万 ” 。除此之外 ，还 有 哈 氧 、 苏 氧 、 邯 氧 、 江 氧 等 中 小 型 企 业 占 有 一 小 部 分 空 分 市 场 份 额 ， 外 资企 业 液 空 (杭 州 )与 林 德 工 艺 装 置 有 限 公 司 近 年 来 在 大 型 空 分 设 备 上 业 绩 都 呈 现逐步增长趋势。 2中国空分市场的宏观经济背景在 世 界 经 济 不 景 气 ， 特 别 是 发 达 国 家 经 济 出 现 衰 退 的 情 况 下 ， 中 国 宏 观 经济 形 势 依 然 呈 现 出 良 好 的 发 展 局 面 。 至 202年 ， 中 国 GDP达 10239.8亿 元 人民币， 比上年度增长 8%。中国的经济总量已跃居世界第六，化肥产量 19年达 3251万吨 ， 钢产量 201年达 1.58亿吨 。 而冶金 、 机械 、 石油化工的增长幅度 一 直 高 于 综 台 经 济 增 长 率 。 原 因 在 于 中 国 是 个 发 展 极 不 平 衡 的 发 展 中 国 家 ，基础工业装备落后 ， 为了加速经济的发展 ， 必须加大对固定资产的投入 ， 因此 ，20世 纪 90年代后中国经挤持续增长的直接原因是与每年增长率大 于 10%的社会固定资产投入分不开的 。 即便是发达的美国 ， 在过去的 10年中 ， 气体工业的增长率是 GDP增长率的 1.25 1.5倍 。 203年预计中国 GDP增长将达 7%， 社会固定资产投资增长仍将超过 10%，国家将对重点的大型工程项目的投入逐步实施 ，冶 金 钢 铁 企 业 扩 建 ， 改 造 淘 汰 低 水 平 的 生 产 装 置 ， 提 高 效 率 ， 降 低 能 耗 ； 大 型石 油 化 工 (化 肥 、 炼 油 、 乙 烯 )工 程 的 扩 建 、 增 容 ； 医 疗 、 电 子 工 业 等 的 发 展 ，引发对气体的需求。 这 些 良 好 的 经 济 背 景 ， 直 接 扩 大 了 空 分 设 备 市 场 的 需 求 。 国 家 宏 观 经 济 政策 对 基 础 工 业 的 影 响 是 直 接 的 、 即 时 的 ， 如 钢 材 市 场 的 限 产 压 库 ； 而 对 空 分 设备 这 样 的 工 业 装 备 行 业 的 影 响 是 间 接 的 、 滞 后 的 。 因 此 ， 可 以 预 见 目 前 良 好 的经 济 形 势 至 少 可 以 保 证 空 分 设 备 行 业 在 今 后 35年 保 持 稳 定 的 增 长 。 在 未 来 几年 中 ， 中 国 的 钢 铁 、 化 工 、 电 子 、 制 造 加 工 业 、 食 品 、 保 健 和 其 他 所 有 气 体 用户将继续推动气体工业的发展 ， 其年增长率至少为 15%。 而在亚洲 ， 气体工业比中国还滞后的国家如印度、越南也将步入高速发展的时期。中 国 目 前 的 空 分 市 场 是 总 量 大 ， 均 量 小 ， 个 量 (单 项 指 标 )不 足 ， 持 续 增 长仍有一定的增长空间。就拿亚洲和澳大利亚来说， 20年制氧能力的总和约 为200t d， 其中中国占 35%。 日本占 30%， 韩国占 12.5%， 中国台湾占 5%，澳大利亚占 4%，马来西亚占 3%，印尼占 3%，泰国占 2%，新加坡占 1.5%，其 它4%。 从均量上看 。 日本是中国的 4.5倍 。 中国的钢产量约为日本的 1.5倍 ， 而制氧能力却仅为日本的 1.7倍 ； 从个量上看 ， 中国空分基本是氧 、 氮 、 氩的制取 ， 而 高 纯 氮 、 氦 等 稀 有 气 体 的 制 取 尚 不 足 。 因 此 ， 中 国 空 分 设 备 的 发 展 仍 有一定的空间。所以，国内企业应抓住机遇，努力开拓市场，寻求进一步发展。从 历 史 的 发 展 来 看 ， 改 革 开 放 前 ， 中 国 的 空 分 行 业 与 国 外 的 差 距 相 当 大 。改 革 开 放 后 ， 随 着 国 外 大 空 分 的 引 进 ， 促 使 中 国 的 空 分 业 迅 猛 发 展 。 而 这 一 时期 世 界 的 空 分 业 也 出 现 过 几 次 较 大 的 技 术 改 进 ， 例 如 ， 板 翅 式 换 热 器 、 分 子 筛吸 附 器 、 规 整 填 料 塔 等 等 ， 中 国 的 空 分 业 也 迅 速 跟 进 ， 使 得 中 国 的 空 分 业 与 国际上的差距在逐步缩小 。 从目前的情况来看 ， 造成这种差距既有技术上的原因 ，也 有 经 济 上 的 原 因 。 从 技 术 上 讲 ， 以 杭 氧 为 首 的 国 内 大 型 骨 干 企 业 已 具 备“ 600” 级的空分设备的设计 、 制造 、 安装能力 ， 但尚无成熟的经验和独立承包的业绩 。 如果没有镇海化工的 “ 280” 空分的成功改造与宝钢系列大空分的配套供货的经验 ， 如果宝钢不把 “ 300” 空分改造给杭氧 ， 中国的空分业就不可 能 跨 出 “ 300” ， 迈 向 “ 400” 、 “ 500” 、 “ 600” 级 的 装 置 。 因 为大 型 空 分 设 备 是 实 践 性 很 强 的 项 目 ， 如 果 没 有 大 型 成 套 项 目 ， 就 不 可 能 有 与 之相 配 套 的 大 型 单 元 设 备 。 没 有 成 熟 的 大 型 单 元 设 备 ， 也 不 可 能 有 运 行 稳 定 可 靠的成套装置 。 即便是外国大公司也是如此 ， 像宝钢 5#“ 720” 和 6#“ 600”空 分 设 备 ， 外 方 在 安 装 调 试 过 程 中 也 遇 到 过 很 多 问 题 ， 每 次 解 决 问 题 的 过 程 都是积累经验的过程。大 型 空 分 设 备 的 运 行 成 功 反 映 的 是 行 业 的 整 体 综 合 发 展 水 平 的 提 高 ， 从 单元 设 备 、 控 制 元 件 到 整 体 的 匹 配 性 ， 控 制 系 统 的 稳 定 可 靠 性 ， 都 要 求 有 很 高 的水 平 。 这 种 高 水 平 不 仅 需 要 长 期 的 理 论 研 究 为 指 导 ， 还 需 要 长 期 的 实 践 经 验 来验证 。 我们的企业更需要的是这种机会 。 反之 ， 如果宝钢不把 “ 300” 空分给国 内 业 户 ， 又 有 谁 会 将 “ 300” 空 分 给 国 内 业 户 呢 ?因 为 大 型 空 分 设 备 是 投 入大 ， 运行有一定风险的项目 ， 一般空分用户不会轻易把 “ 300” 级空分给尚无这 样 业 绩 的 供 货 商 。 从 这 点 上 讲 ， 国 家 应 给 企 业 以 扶 持 ， 企 业 间 应 给 予 支 持 与合 作 ， 以 促 进 我 们 的 大 型 空 分 有 突 破 性 发 展 。 因 此 ， 严 格 地 说 ， 这 不 仅 是 个 技术 上 的 瓶 颈 ， 更 大 程 度 上 是 经 济 上 的 瓶 颈 。 同 样 ， 这 种 差 距 也 不 仅 仅 是 技 术 上的差距，更大程度上仍是经济上的差距。 从目前现状来石 ， 内资企业与外资企业相比 ， 在 “ 300” 级以下的项目上内 资 企 业 有 较 大 的 优 势 ； 在 “ 300 500” 级 的 项 目 上 内 资 企 业 是 弱 势 ； 在“ 600” 级以上的项目上内资企业基本不具备竞争力。3内资企业的优势分析改革开放后 ， 中国空分设备市场在大型装置上 由外国大公司一 统天下的局 面 逐 步 有 所 改 观 ， 20世 纪 80年 代 ， 100m3 h(O2)以 上 的 空 分 设 备 基 本 由外国公司承包，到 90年代末，杭氧承担镇海 化工的 280m3 h(O2)、宝钢 的300m3 h(O2)的改造、渭南化肥的 400m3 h(O2)配氩、宝钢 系列大型空分的国内配套 ， 都标志着国内已具备设 计制造 300m3 h(O2)级以上空分设备的能力 。 201年杭氧承包宝钢 300m3 h(O2)、 202年开 空德州 “ 400” 、203年杭氧北台 “ 500” 空分 设备供货合同的签订，在中国空分史上树起了一座座里程碑 。 因此 ， 在突破 300m3 h(O2)级空分 设备之后 ， 为中国空分制造 业 向 超 大 规 模 的 空 分 设 备 的 发 展 更 迈 近 一 步 。 尽 管 此 间 的 国 内 大 空 分 的 大 部分 份 额 仍 被 外 国 公 司 抢 走 ,如 202年 林 德 马 钢 “ 430” 、 南 京 扬子 ?BOC“ 3850” 及武钢 “ 600” ； 202年法液空的兖州 “ 600” ， 金陵石化“ 560” ， 鞍钢 “ 350” 以及最近林德本溪两套 “ 350” ， 但在短短的几年内 国 内 空 分 制 造 企 业 取 得 如 此 业 绩 还 是 令 人 鼓 舞 的 。 同 时 ， 在 为 国 外 大 型 空 分设备配套过程中 ， 也促进国内空分制造企 业的能力与水平的提高 ， 宝钢 6#空分设备的引进 与配套就是一个很好的例证。目前 ， 国内空分制造企业 200m3 h(O2)级 以下的空分设备的技术与流程已 经 成 熟 ， 应 有 充 分 的 能 力 与 国 外 公 司 竞 争 。 首 先 ， 国 内 空 分 制 造 企 业 有 较 低的综合经营成本，使得国产：空分设备在初期投入成本上有较强的竞争力。 从材料成本上看 ， 普通碳钢国际市场的价格略 高于国内市场 ； 铝合金材料 ，国际市场常用的 ASME-5083(德国 A1Mg4.5Mn系列 )与国内相仿； 不锈钢材料 ，国际市场价格比国内市场便宜 ， 综合 起来计算 ： 国际市场的这些材料成本与国内市场相仿 ， 加之进口关税及运费 ， 原材料综合成本高出国 内成本 ； 而配套设备如控制元件、过滤器、压缩 机、泵、阀门、仪表系统、 DCS等，国外市场价格 比 国 内 高 得 多 。 在 人 工 成 本 就 方 面 ， 国 内 远 远 低 于 国 外 ， 由 此 看 来 ， 国 外产品仅人工成本就比国内高 出一大部分，其产品的最终报价也超出国内很多 ，因 此 国 内 产 品 在 价 格 上 有 很 大 的 竞 争 优 势 。 虽 然 国 外 的 产 品 在 综 合 质 量 水 平 上比我们的高，但是，以性能价格比考虑， 国产设备有明显的优势。近年来 ， 外国 公 司 在 大 型 空 分 设 备 上 逐 步 降 低 价 格 ， 充 分 说 明 内 资 企 业 能 力 的 增 强 给 他 们造成了压力。 但是 ， 从长远来看 ， 单纯的低成本优势应该说 是有局限性的 。 随着中国加入 WTO， 中国经济逐步融人世界经济体，国际市场料工费的综合成本逐渐趋于平衡 ， 人民币有预期升值的可能 ， 中国境内的劳动密集型产品的成本必然上升 ，从 而 也 使 单 件 小 批 量 生 产 特 性 的 空 分 设 备 的 料 工 费 成 本 上 升 ， 其 中 人 工 成 本 增长 幅 度 会 更 大 。 另 一 方 面 ， 跨 国 公 司 的 优 化 资 源 配 置 、 料 工 费 的 本 地 化 、 外 资嫁 接 的 “ 水 土 不 服 ” 也 将 逐 渐 减 弱 ， 会 使 其 成 本 逐 步 降 低 ， 与 国 内 空 分 制 造业产品的价格差距会越来越小，并 逐步对国内空分制造业构成威胁。所以 ， 国内 空 分 制 造 业 应 在 充 分 利 用 现 有 优 势 的 基 础 上 ， 尽 快 在 技 术 开 发 及 经 营 规 模等方面增加投入，在项目管理方面提高水平，争取在短时间内有所突破。 4内资企业的差距与不足战略上 ， 应抓住市场机遇 ， 加强人才培训 ， 提 高人才素质 ， 特别是在大型空 分 项 目 亡 的 技 术 水 平 与 项 目 的 管 理 水 平 有 待 进 一 步 提 高 ， 才 能 创 出 良 好 的业绩以博得国内气体产品用户的信任，从而给自 身的发展创造更多的机遇 ， 进一 步 走 上 良 性 发 展 的 道 路 。 特 别 是 近 年 来 跨 国 公 司 在 中 国 的 人 才 战 略 ， 更 应引起国内企业的关注 。 因此抓好人才战略 ， 是 中国空分业在大型空分项目上进一步突破的关键。 技 术 上 ， 进 一 步 改 进 并 完 善 工 艺 流 程 ， 采 用 标 准 化 模 块 设 计 ， 使 之 运 行 更加 稳 定 成 熟 ， 大 力 推 广 使 用 新 技 术 、 新 工 艺 ， 如 第 六 代 空 分 设 备 上 采 用 的 规整 填 料 塔 ， 全 精 馏 无 氢 制 氩 等 。 加 快 关 键 设 备 的 开 发 ， 如 大 型 膨 胀 机 、 板 翅 式换热器 、 液氧蒸发绕 管换热器 、 空压机 、 过滤器等设备 。 关于技术上差距的详细 内 容 ， 大 家 可 参 阅 江 楚 标 的 论 文 “ 低 温 法 空 气 分 离 装 置 ： 技 术 进 展 ， 差 距 与对策 ” 。在行业的宏观布局上 ， 龙头企业应进一步加大 投入与开发力度 ， 继续向超大 规 模 迈 进 ， 并 进 一 步 提 高 装 置 的 稳 定 可 靠 性 ， 提 高 企 业 的 知 名 度 与 品 牌 价值 ， 努力扩大出口 。 而对于中小企业 ， 应进一步 整合 ， 分工协作 ， 提高专业化水 平 和 与 大 空 分 的 配 套 能 力 。 应 该 说 ， 我 们 的 任 何 一 个 企 业 都 不 具 备 与 大 型跨 国 公 司 抗 衡 的 能 力 ， 林 德 集 团 近 几 年 的 年 销 售 额 约 90亿 欧 元 ， 法 液 空 的 年销售额在 80亿欧元 左右。而我们 202年全行业的销售收入约人民币 21亿元(约 2.3亿欧元 )， 最大的杭氧的销售收入 仅人民 币 10.28亿元 (约 1.亿欧元 )。当 然 ， 这 里 还 存 在 另 一 个 经 济 学 问 题 ， 由 于 中 国 维 持 低 汇 率 ， 产 出 与 国 际 上存 在 量 值 不 等 且 出 入 很 大 ， 即 杭 氧 生 产 出 “ 100” 空 分 的 产 值 与 林 德 是 不 同的 。 因 此 ， 这 种 比 较 只 能 是 宏 观 上 的 粗 略 分 析 。 不 过 ， 总 体 上 还 是 能 看 出 我们与人家的差距的。 制 造 能 力 上 ， 应 不 断 增 加 投 入 。 本 人 因 工 作 培 训 ， 于 19年 与 202年 两次 去 过 林 德 的 慕 尼 黑 工 厂 ， 我 感 触 很 深 的 是 他 们 的 生 产 设 备 最 早 可 以 追 溯 至 二战 时 期 ， 之 后 各 个 时 期 的 设 备 都 有 ， 经 过 多 年 的 积 累 ， 各 种 各 样 的 生 产 设 备 应有尽有，仅仅在 19年到 202年二年间，就新增了许多大型设备。 因此 ， 人家在制造能力上始终处于领先地位。建 立 完 善 的 行 业 技 术 标 准 体 系 。 完 善 的 设 计 规 范 、 结 构 部 件 的 标 准 化 ， 都能 提 高 效 率 ， 降 低 成 本 。 例 如 ， 林 德 公 司 的 内 部 标 准 体 系 非 常 完 善 ， 从 单 元 设备 的 标 准 位 号 到 管 道 支 承 的 标 准 图 ， 非 常 详 细 ， 给 设 计 、 制 造 、 安 装 带 来 了 方便 。 甚 至 有 些 成 熟 的 中 小 型 成 套 装 置 也 形 成 标 准 化 ， 批 量 生 产 ， 从 而 降 低 了 成本，提高了经济效益。 5多方位、全面开发空分市场应 该 看 到 ， 国 内 的 空 分 设 备 企 业 的 总 的 供 货 能 力 已 经 超 过 现 有 的 市 场 容量 ， 供 大 于 求 的 局 面 在 所 难 免 ， 加 上 跨 国 公 司 的 介 入 ， 国 内 市 场 激 烈 竞 争 的 局面 依 然 存 在 。 所 以 ， 审 时 度 势 ， 空 分 设 备 制 造 业 应 制 定 相 应 的 对 策 ， 以 应 对 激烈 的 市 场 竞 争 。 在 坚 定 主 业 的 基 础 上 ， 一 方 面 利 用 各 自 的 优 势 ， 开 发 相 关 行 业的 市 场 和 非 空 分 产 品 。 其 实 ， 上 述 的 跨 国 公 司 大 多 数 也 都 是 多 元 化 经 营 的 大 型集团公司 ， 所不同的是人家的经营规模大 ， 如仅林德公司的工程承 包公司 202年的新增订单就达 15亿欧元 ， 它的业务范围和制造能力超过我们的杭氧 、 开空 、川空的总和 。 另一方面 ， 应努力扩大出口 。 如前所述 ， 气体行业在印度 、 越南 、缅 甸 这 些 发 展 相 对 滞 后 的 发 展 中 国 家 近 期 会 快 速 发 展 ， 且 国 内 企 业 已 有 向 这 些国 家 出 口 成 套 空 分 设 备 的 较 好 的 业 绩 ， 他 们 的 发 展 也 给 我 们 带 来 了 扩 大 出 口 的机会。 只 有 这 样 ， 才 能 避 免 国 内 市 场 竞 相 压 价 ， 才 能 保 护 国 内 制 造 业 有 足 够 的 利润空间 ， 作为促使全行业发展的经济动力 ， 进一步开发超大规模的装置 ， 提高企 业 的 国 际 竞 争 力 和 抗 风 险 能 力 。 同 时 在 国 家 整 顿 与 规 范 经 济 秩 序 的 宏 观 经 济政 策 指 导 下 ， 进 一 步 规 范 行 业 内 部 市 场 行 为 ， 使 项 目 报 价 评 估 更 加 透 明 化 ， 既避免高价暴利垄断 ， 又可避免低价位微利 运营的恶性循环 ， 以最终形成在稳定的行业利润指 标上良性循环的局面。应 该 承 认 ， 改 革 开 放 后 我 国 的 空 分 行 业 几 经 波 折 ， 取 得 了 巨 大 成 就 ， 与 国外空分行业的差距在逐 步缩小 。 这是我们新老交替几代空分业者共同奋斗的结果 ， 也是值得我们自豪的 。 但是 ， 我们应该看 到仍然存在的差距和问题 。 空分工 作 者 应 再 接 再 厉 ， 以 发 展 民 族 工 业 为 己 任 ， 努 力 使 中 国 空 分 业 在 超 大 型 装 置上 尽 快 迈 上 新 台 阶 。 目 前 ， 国 内 的 超 大 型 空 分 设 备 上 使 用 的 压 缩 机 、 透 平 机 、换 热 器 、 精 馏 塔 等 核 心 设 备 及 控 制 系 统 的 研 制 工 作 正 在 紧 锣 密 鼓 中 进 行 ， 两 年前我在开始撰写此文时曾说过 ： “ 我们坚信 ， 在不远的将来 ， 中国的 400 ， 500 、 600 级 空 分 设 备 不 仅 会 矗 立 于 中 国 市 场 ， 也 会 走 向 世 界 市场 。 ” 而 今 天 ， 我 们 又 可 以 激 动 地 说 ： “ 我 们 已 经 看 到 了 中 国 的 400 ，即将看到中国的 500 ，中国的 600 还会远吗 ?”空分设备在国民经济中的应用 -在煤化工中的应用煤化工是煤化学工程的简称 ， 主要研究煤炭转化利用技术 ， 包括煤的加工 、煤的气化、煤的液化等。 在 煤 的 液 化 和 气 化 中 ， 德 士 古 气 炉 和 鲁 奇 反 应 器 都 要 用 到 空 分 设 备 生 产 的氧气作为气化剂，生成合成气，用于工业生产和民用。一、煤气化 在 煤 气 化 中 ， 氧 气 作 为 气 化 剂 参 与 反 应 ， 生 成 合 成 气 ， 合 成 气 可 用 于 生 产合 成 氨 、 甲 醇 等 ； 也 可 生 产 城 市 煤 气 ， 代 替 焦 炉 煤 气 或 城 市 煤 气 ； 也 可 生 产 合成天然气，代替天然气。煤气化的另一应用是 “ 整体煤气化联合循环发电技术（ IGC） ” 。目 前 ， 我 国 大 型 化 工 项 目 推 行 的 “ 煤 改 油 ” 计 划 ， 对 化 肥 行 业 的 合 成 氨 生产 进 行 改 造 ， 用 的 就 是 煤 气 化 技 术 ， 由 壳 牌 公 司 提 供 煤 气 技 术 ， 如 中 石 化 巴 陵石化分公司，配套 600m3/h空分设备；中石化岳阳分公司、安庆石化公司和湖北枝江化肥厂，配套的空分设备为 480m3/h，均为内压缩流程。据悉，将进行化肥改造的项目有 14套。城市煤气化方面，我行业的业绩主要有：19年，义马煤气公司， 750m3/h空分设备 2套；194年，哈尔滨依兰煤气工程， 100m3/h空分设备；193年，哈尔滨依兰煤气工程， 60m3/h空分设备；191年，兰州煤气化工程， 60m3/h空分设备。目前 ， 义马煤化工工程启动 ， 建 40万吨甲醇项目 ， 分二期建设 ， 一期为 20万吨，需配套空分设备。 二、煤液化 煤 液 化 有 煤 间 接 液 化 和 煤 直 接 液 化 两 种 。 煤 间 接 液 化 用 费 托 （ FT） 合 成 原理；煤直接液化用加氢液化原理。煤间接液化工艺要配套空分设备。 煤 液 化 技 术 主 要 由 神 华 集 团 投 资 ， 在 上 海 、 天 津 等 建 立 的 试 验 基 地 ， 在 内蒙 古 、 陕 西 等 地 有 煤 液 化 的 项 目 ， 配 套 用 的 空 分 设 备 主 要 是 大 型 的 ，400600m3/h。三、煤化工中空分设备的流程 煤 化 工 配 套 用 的 空 分 设 备 为 化 工 型 流 程 ， 压 力 比 较 高 ， 如 镇 海 炼 化 的280m3/h空分设备；现多采用液氧内压缩流程，可节约用电 ,如安庆石化、枝江化肥和岳阳石化的 480m3/h空分设备。在钢铁工业中的应用空分设备在冶金工业中的应用 ,主要是为冶炼工艺过程提供工业气体。氧 、 氮 、 氩是钢铁企业不可缺少的工业气体 ， 如宝钢 、 武钢 、 鞍钢 、 首钢 、马 钢 、 邯 钢 、 天 钢 、 杭 钢 等 钢 铁 企 业 都 有 大 型 空 分 设 备 ， 这 些 空 分 设 备 为 钢 铁企业的连续生产源耕源不断地提供着气体 。 在炼钢生产工艺过程中要用到氧气 、氮气和氩气。 氧气主要用于吹氧炼钢 。 吹氧炼钢的主要方式有 ： 转炉纯氧顶吹或底吹炼钢 、电孤炉炼钢和平炉炼钢 。 转炉炼钢每吨钢耗氧 5060m3； 电孤炉炼钢每吨钢耗 氧1025m3；平炉炼钢每吨钢耗耗氧 2040m3。此外，轧钢每吨钢耗氧 36m3、钢材加工、连铸坯火焰切割，火焰清除 、 炉衬火焰每吨钢耗氧 1.414.2m3。高炉富氧喷煤炼铁：高炉富氧喷煤炼铁可提高利用系数和降低焦比。 氮气在钢铁厂的应用主要是用作保护气 ， 如轧钢 、 镀锌 、 镀铬 、 热处理 （ 尤为薄钢片）连续铸造等都要用氮气作保护气，而且氮气纯度要求 9.9%以上。炼钢过程也要用氩：如向熔融的钢水中吹入氩气，使成份均匀，钢液净化 ，并 可 除 掉 溶 解 在 钢 水 中 的 氢 、 氧 、 氮 等 杂 质 ， 提 高 钢 坯 质 量 。 吹 氩 还 可 以 取 消还 原 期 ， 缩 短 冶 炼 时 间 ， 提 高 产 量 ， 节 约 电 能 等 。 氩 气 吹 炼 和 保 护 是 提 高 钢 材质量的重要途径，我国已有不少钢厂采用。据介绍，氩气耗量为 13m吨钢。氧、氮、氩是炼钢企业不可缺少的工业气体，据报导，目前炼铁、炼钢 、 轧钢的综合氧耗已达 10140m3/t，氮耗 80120m3/t，氩耗 34m3/t。目前 ， 钢铁企业用的大型空分设备主要采用分子筛常温净 、 增压膨胀 、 填料塔 和 全 精 馏 制 氩 的 外 压 缩 流 程 和 内 压 缩 流 程 两 种 形 式 ， 同 时 考 虑 提 取 部 分 液 体作为生产调峰用。乙炔生产工艺的防火乙 炔 也 叫 电 石 气 ， 用 途 很 广 ， 主 要 用 于 金 属 切 割 、 焊 接 及 金 属 表 面 喷 镀 、 热处理等，还可用于制造有机化合物。 一 .火灾危险性乙炔是一种无色的可燃气体 ， 爆炸极限范围是各类危险品中最宽的一种（在空气中为 2.5 82 ， 在纯氧中为 2.3 93 ） ， 且点火能量也是最小的 。 在生产中还要用到清净剂 、 干燥剂 。 丙酮等可燃易燃物质 ， 一旦遇到火星 ，热源，即可发生火灾，造成巨大损失。 二 .防火措施1.原料制备时 ， 储存 、 粉碎电石的建筑应为一 、 二级耐火建筑 ， 并要按照 建筑 设 计 防 火 规 范 的 有 关 规 定 来 进 行 设 计 ， 还 应 采 取 防 爆 、 泄 压 措 施 。 电 石 需经 仔 细 检 查 ， 清 除 其 中 的 杂 质 ， 特 别 是 混 入 其 中 的 硅 铁 。 电 石 中 的 含 硫 、 含 磷量 和 发 气 量 应 经 检 测 符 合 要 求 方 可 投 入 生 产 。 粉 碎 室 应 安 装 吸 尘 设 备 ， 除 去 电石 粉 尘 。 运 输 、 贮 存 电 石 时 ， 严 防 电 石 被 雨 水 淋 湿 、 受 潮 ， 要 轻 拿 轻 放 。 操 作者 应 使 用 不 发 生 火 花 的 工 具 ， 开 启 装 电 石 及 丙 酮 的 桶 ， 勿 使 用 铁 制 工 具 。 丙 酮不 可 放 在 日 光 下 曝 晒 或 靠 近 热 源 ， 搬 运 时 轻 拿 轻 放 ， 库 内 保 持 良 好 通 风 ， 丙 酮储罐不能设在乙炔压缩间和灌充气瓶间。 2.投料时 ， 加料量应严格控制 ， 切忌加料过多过快 ， 在贮料斗中加装电石前 ，加 料 斗 顶 盖 可 能 撞 击 打 出 火 花 的 部 位 均 应 用 铝 皮 、 橡 胶 皮 覆 盖 。 当 贮 料 斗 中 的气 体 确 信 被 氮 或 惰 性 气 体 置 换 干 净 后 方 可 打 开 发 生 器 顶 盖 。 若 贮 料 斗 活 门 被 大块电石卡住，应用木锤轻轻敲打使其松脱。 3.对乙炔发生器及其附属设备应选用有关部门签定的合格产品 ， 并在开车前仔 细 检 查 其 中 的 压 力 计 、 液 位 计 、 阀 门 、 阻 火 器 等 是 否 灵 敏 好 用 ， 检 查 电 气 设备及自动联锁装置是否完好 ， 检查置换用惰性气体的含氧量是否小于 3 。 全部达到指标后方可开车。 要用惰性气体置换的设备和管道，排放气中含氧必须小干 3。需要冷却的部位 ， 应保证足够的冷却水量 。 为防止有爆炸性的乙炔铜 、 乙炔汞的生成 ，凡能接触乙炔的零部件及仪器仪表 、 检修工具应尽可能不用钢制 。 万不得已时 ，应将含铜量控制在 7O以内。禁止使用水银温度计。乙炔发生系统应设置正水封 、 逆 水 封 和 安 全 水 封 。 正 水 封 装 在 乙 炔 发 生 器 通 往 乙 炔 贮 罐 或 生 产 车 间 的 管道 上 ； 逆 水 封 应 装 在 从 乙 炔 气 柜 返 回 乙 炔 发 生 器 的 管 道 上 ； 安 全 水 封 应 装 在 放空管上， 防止压力过高而致使发生器爆炸 。 当乙炔发生器停用或乙炔输送管道内温度低于 16度时，应用热水冲洗以消除水合晶体堵塞以及消除静电。严格控制排渣速度，防止形成负压。渣坑应设在室外通风良好的地方 ，四周 1O米内禁止火源。排渣堵塞时可用水冲洗疏通，切忌用金属工具通凿 。 定期 对 乙 炔 发 生 器 检 修 时 ， 先 用 氮 气 进 行 置 换 ， 再 用 水 冲 洗 ， 勿 将 照 明 灯 具 拉 入发生器内。4.乙炔在净化时 ， 选用的清净剂应既不会与乙炔发生燃烧爆炸反应 ，