空分厂的知识

空分工艺流程说明及主要设备 一 基本常识 1 空气分离有哪几种方法 1 低温法将空气通过压缩 膨胀降温直至液化 再利用氧氮的沸点不同 一个大气压下氧 183 氮 196 在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断的接触 液体中的氮较多地蒸发 气体中氧较多的冷凝 以此实现将空气的分离 利用沸点差将液空分离的方法叫低温法 它是深冷与精馏的组合 是目前应用最为广泛的空气分离方法 2 吸附法它是让空气通过充填有某种多孔性物质 分子筛的吸附塔 利用分子筛选择性吸附的特点 对氮分子有较强的吸附 让氧分子通过 因而可得到纯度较高的氧气 流程简单 操作方便 低成本 产品纯度低 93 产量小 4000m3 h 3 膜分离法它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性 当空气通过薄膜或中空纤维膜时 氧气的穿透过膜的速度约为氮的4 5倍 从而实现氧氮的分离 装置简单 操作方便 启动快 投资少 富氧浓度28 35 主要用于燃烧 医疗保健 2 空气的成分以及成分的沸点 3 工业用气体 氧的应用领域 1 钢铁企业转炉炼钢 吹入高纯氧使铁中碳 磷 硫 硅氧化以提高钢质量2 化学工业合成氨生产 天然气重整生产甲醇 乙烯 丙烯 脱硫3 能源工业煤气化联合循环发电 IGCC 煤制油工业4 机械工业金属切割焊接5 国防工业 医药火箭燃料 炸药 液氧炸药 病人吸氧 4 工业用气体 氮的应用领域 1 工业保护气冶金工业 电子工业 化学工业2 化肥生产合成氨3 食品 医疗 畜牧 科研 5 工业用气体 氩的应用领域 1 冶金工业钛 锆 锗合金钢的炼制2 焊接工业飞机 造船 原子能焊接保护气3 电子工业 二 基本流程步骤 空气的除尘 空气的压缩 空气的预冷 空气的净化 空气的冷却与液化 膨胀机制冷 主换热器热交换 空气的液化循环过程 空气的精馏过程 1 压缩向分离过程提供能量2 清洁清除杂质 a 水 二氧化碳 水和二氧化碳会冻结并且导致堵塞 b 碳氢化合物 在富含氧气的环境中 碳氢化合物存在安全隐患3 热交换把空气冷却到低温水平4 分离把空气分离成达到规定的纯度和流率水平的氧气 氮气和氩气5 热交换把产品加温到环境温度水平6 制冷向液体流和损耗提供致冷 环境影响 产品需求 质量平衡 空气流量 产量 生产调整 压力平衡 空压机压力 冷量平衡 管道阻力 膨胀机制冷量 冷量损失 基本的空气分离器 ASU 三 主要设备及作用 1 空气压缩和预冷却系统1 1空气过滤器清除灰尘和机械颗粒1 2空气压缩机多级透平压缩机压缩到所需的压力1 3空气冷却塔压缩空气在直接接触式冷却塔内与水逆流冷却冲洗 2 分子筛预净化2 1分子筛吸附容器两个分子筛床层一个使用 另一个再生循环 再生循环由程序自动控制 再生循环主要有 加热 冷吹 增压 减压 2 2蒸汽加热器加热期间再生气由蒸汽加热器加温 加热污氮气从分子筛释放水分 二氧化碳 碳烃化合物在冷却阶段加热器被旁路 加热器关闭 3 主换热器净化后的空气大部分进入冷箱 在主换热器被冷箱来的冷的氧 氮却到液化温度附近 然后进入下塔底部精馏 3 1气体膨胀机 液体膨胀机 一部分空气在换热器中部引出 经透平膨胀增压机进一步压缩和冷却 进入主换热器 从主换热器中部抽出的这股空气 在透平膨胀机膨胀后气态空气进入上塔 4 精馏4 1氧 氮的精馏1 下塔2 主冷凝蒸发器3 上塔4 2氩的精馏1 粗氩塔在粗氩塔借助于低温精馏除去氧组分 来自上塔的部分富集氩的气体作为粗氩塔的原料 2 精氩塔精氩塔通过低温精馏清除残余的氮含量 为了清除移走塔内的氮气 顶部的部分气体被排放到大气中 三 内压缩流程 1 什么叫内压缩流程用低温泵压缩液态产品 经换热器复热气化后送至装置外 2 内压缩流程的特点 1 安全 氧内压缩流程不需要氧压机 液氧压缩比气氧压缩较为安全 主冷内液氧处于流动状态 烃类化合物不易聚集 有利于设备安全运转 2 可靠 通常液体泵有两台