空分工藝流程說(shuō)明.doc

2.2.2 工藝流程簡(jiǎn)述2.2.2.1壓縮、預(yù)冷原料空氣通過(guò)空氣過(guò)濾系統(tǒng)，去除灰塵和機(jī)械雜質(zhì)。過(guò)濾后的空氣由多級(jí)壓縮機(jī)壓縮到工藝所需壓力，然后進(jìn)入空冷塔進(jìn)行冷卻。壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝疏水在廠(chǎng)房?jī)?nèi)凝液罐中匯集后，由凝液泵加壓送入循環(huán)回水管線(xiàn)。空氣自下而上穿過(guò)空冷塔，以對(duì)流形式被循環(huán)冷卻水和低溫冷凍水分段冷卻，同時(shí)也得到了清洗。在空冷塔底部，空氣被由冷卻水泵送入的循環(huán)冷卻水預(yù)冷。在頂部，空氣由冷凍水泵送入的冷凍水進(jìn)一步冷卻。低溫冷凍水是在水冷塔中產(chǎn)生，其產(chǎn)生的原理是利用從冷箱來(lái)的干燥的污氮?dú)馄〔糠盅h(huán)冷卻水，水在汽化過(guò)程中吸收熱量，同時(shí)使冷卻水的溫度降低。空氣離開(kāi)空冷塔的溫度越低，對(duì)于下游空氣純化單元的負(fù)荷就越小?？諝庵械纳倭炕瘜W(xué)雜質(zhì)也被冷卻水吸收?？绽渌退渌樘盍纤?，在空冷塔頂部設(shè)置有除沫器以去除空氣中的水霧。2.2.2.2 吸附凈化空氣純化單元包括兩臺(tái)交替運(yùn)行的分子篩吸附器，壓縮空氣通過(guò)吸附器時(shí)，水、CO2、氮氧化合物和絕大多數(shù)碳?xì)浠衔锒急晃健Ｎ狡鹘惶嫜h(huán)，即一只吸附器吸附雜質(zhì)而另一只吸附器被再生。吸附和再生過(guò)程順序自動(dòng)控制以保證裝置連續(xù)運(yùn)行。采用來(lái)自冷箱的污氮對(duì)吸附器進(jìn)行再生。再生時(shí)吸附器與吸附流程隔離，再生氣放空。與吸附流程隔離的吸附器先卸壓，然后先用經(jīng)蒸汽加熱器加熱的低壓污氮進(jìn)行再生，然后用從蒸汽加熱器旁路來(lái)的冷低溫氮?dú)鈱?duì)吸附器進(jìn)行冷卻，之后再用吸附后的空氣對(duì)吸附器升壓并返回吸附流程。再生循環(huán)主要有下面幾個(gè)組成部分：泄壓加熱冷卻增壓?jiǎn)闻_(tái)吸附器的設(shè)計(jì)切換周期不少于4小時(shí)。法液空流程的純化單元設(shè)置特殊再生加熱器，必要時(shí)可用特殊再生加熱器進(jìn)行特殊再生。針對(duì)廠(chǎng)區(qū)空氣中CO2含量波動(dòng)大的特點(diǎn)，在分子篩吸附器空氣出口設(shè)有CO2在線(xiàn)分析儀，可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)吸附器的運(yùn)行工況，從而保證出口的CO2組分滿(mǎn)足工藝要求。凈化后的空氣分為兩股：其中一股進(jìn)入低壓換熱器；另一股去空氣增壓機(jī)增壓。2.2.2.3 空氣精餾凈化后的空氣分為兩部分：一部分凈化空氣主氣流直接進(jìn)入冷箱，并在低壓主換熱器中與返流產(chǎn)品進(jìn)行熱交換而冷卻至接近于露點(diǎn)。這股氣流然后進(jìn)入中壓塔底部作首次分離。上升氣體和下降液體接觸后氮的含量升高。中壓塔頂部的氮?dú)庠谥骼淠舭l(fā)器中被沸騰液氧冷凝成液氮作為中壓塔的回流液。另一部分凈化空氣經(jīng)增壓機(jī)壓縮后部分送入透平膨脹機(jī)的增壓端中增壓后送入冷箱，在冷箱的高壓主換熱器中與高壓氧換熱被液化，然后經(jīng)過(guò)高壓節(jié)流閥節(jié)流后作為回流液進(jìn)入中壓塔和低壓塔。剩余部分增壓空氣在高壓主換熱器中冷卻至適當(dāng)溫度抽出，然后經(jīng)透平膨脹機(jī)膨脹端膨脹后送入中壓塔。從上到下，中壓塔產(chǎn)出如下產(chǎn)品：液氮產(chǎn)品、低壓氮?dú)猱a(chǎn)品（下游MTO裝置啟動(dòng)時(shí)的氮?dú)猓?、中壓氮?dú)猱a(chǎn)品、污氮回流液、富氧液空。液氮產(chǎn)品經(jīng)過(guò)過(guò)冷器后作為液體產(chǎn)品輸出，部分送入貯槽。中壓氮?dú)庠诘蛪褐鲹Q熱器中被汽化并復(fù)熱作為氮?dú)猱a(chǎn)品輸出。在進(jìn)低壓主換熱器前，中壓塔抽出來(lái)的液氮已經(jīng)過(guò)液氮泵壓縮至中壓氮?dú)猱a(chǎn)品壓力。低壓氮?dú)鈴闹袎核敳砍槿?，?jīng)過(guò)低壓主換熱器中被復(fù)熱后送出。低壓氮?dú)庖舶ㄏ掠蜯TO裝置啟動(dòng)時(shí)所需的低壓氮?dú)?，該股氮?dú)庠谒统隼湎浜蠼?jīng)節(jié)流減壓至常壓進(jìn)入氮壓機(jī)增壓至規(guī)格壓力。污氮回流液和富氧液空在過(guò)冷器中過(guò)冷后，經(jīng)節(jié)流送入低壓塔。低壓塔產(chǎn)生如下產(chǎn)品：在底部的液氧、在頂部的污氮。從低壓塔的底部抽出液氧，送入高壓液氧泵增壓至產(chǎn)品壓力后，進(jìn)入冷箱內(nèi)高壓主換熱器在其中被汽化并復(fù)熱作為高壓氧氣產(chǎn)品輸出。高壓液氧泵采用350%配置，兩臺(tái)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，另一臺(tái)冷備，當(dāng)運(yùn)行的這兩臺(tái)泵其中有一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，備用泵立即投用工作。在低壓塔的頂部抽出污氮，復(fù)熱后出冷箱，一部分送到分子篩吸附器做為再生氣體，剩下的被送到水冷塔。2.2.2.4 液氧、液氮儲(chǔ)存及氣化（1）液氧貯槽和后備系統(tǒng)來(lái)自低壓塔的液氧產(chǎn)品經(jīng)過(guò)過(guò)冷器后可送入3,000m3的液氧貯槽。后備系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，貯槽中的液氧產(chǎn)品經(jīng)過(guò)高壓液氧后備泵升壓至所需壓力后，在水浴式汽化器中汽化作為緊急情況時(shí)的后備高壓氧氣產(chǎn)品輸出。配置兩臺(tái)低壓液氧后備泵（2100%，排壓0.9 MPag，連接到汽化器，）用于生產(chǎn)低壓氧氣。另外，低壓液氧后備泵后預(yù)留液氧充車(chē)接口。（2）液氮貯槽和后備系統(tǒng)來(lái)自中壓塔的液氮產(chǎn)品經(jīng)過(guò)過(guò)冷器后送入3,000m3的液氮貯槽。當(dāng)需要啟動(dòng)低壓液氮后備系統(tǒng)時(shí)，貯槽中的液氮產(chǎn)品可經(jīng)過(guò)低壓液氮后備泵升壓至所需壓力后，在水浴式汽化器中汽化作為低壓氮?dú)猱a(chǎn)品輸出。當(dāng)需要啟動(dòng)高壓液氮后備系統(tǒng)時(shí)，貯槽中的液氮產(chǎn)品可經(jīng)過(guò)高壓液氮后備泵升壓至所需壓力后，在水浴式汽化器中汽化作為高壓氮?dú)猱a(chǎn)品輸出。從低壓液氮后備泵出口接出一根液氮裝車(chē)線(xiàn)。液氮裝車(chē)設(shè)施包括快速切斷閥、手閥、安全閥。后備系統(tǒng)設(shè)置返液氮至精餾塔的管線(xiàn)。增加外購(gòu)液氮至后備液氮罐充裝裝置，進(jìn)口為低溫閥門(mén)。事故氮?dú)獾纳a(chǎn)，來(lái)自液氮貯槽的液氮，進(jìn)入事故液氮后備泵增壓至1.0MPag。之后液氮送入空浴式蒸發(fā)器和與之串聯(lián)的電熱式蒸發(fā)器。后備系統(tǒng)液氮貯槽2130-V50中液氮經(jīng)過(guò)高壓液氮后備泵2130-P53A/B增壓至8.5MPaG后，經(jīng)過(guò)高壓液氮汽化器2130-E53復(fù)熱至常溫后送入高壓氮?dú)饩彌_罐2130-V04，再送入高壓氮?dú)夤芫W(wǎng)。高壓氮?dú)饩彌_罐2130-V04后設(shè)置壓力控制閥，保持高壓氮?dú)夤芫W(wǎng)穩(wěn)定在68.0MPaG。當(dāng)高壓氮?dú)夤芫W(wǎng)壓力低于6 MPaG，啟動(dòng)高壓液氮后備泵給高壓氮罐充壓，當(dāng)高壓氮?dú)夤迚毫_(dá)到8.5 MPaG，停高壓液氮后備泵。2.2.2.5冷量的制取裝置所需的大部分冷量由增壓透平膨脹機(jī)組膨脹制冷和高壓液空節(jié)流時(shí)產(chǎn)生制冷所提供。2.2.2.6 稀有氣體粗提裝置（1）貧氪氙的提取氪和氙比空氣中主要成份的沸點(diǎn)均高，因此它們?cè)诳辗盅b置中積聚在溫度較高的塔底。抽取低壓塔主冷凝蒸發(fā)器底部的含Kr/Xe的液氧，經(jīng)過(guò)液氧過(guò)濾器除去N2O，送入貧氪氙塔中精餾，在貧氪氙塔的底部得到純度約0.2%的氪氙液體；而大部分液氧在塔中被氣化，之后返送至低壓塔內(nèi)。積聚塔底部設(shè)有冷凝蒸發(fā)器, 來(lái)自中壓塔的中壓氮?dú)庾鳛闊嵩矗淠蟮囊旱椭恋蛪核?。?）粗氖氦的提取抽取中壓塔頂部含Ne/He的氣氮，送入粗氖氦混合液塔精餾，在塔頂部通過(guò)粗氖氦冷凝器得到氖氦氣體產(chǎn)品；塔底部的液氮返送回中壓塔內(nèi)。（3）產(chǎn)品輸送貧氪氙、粗氖氦由液體產(chǎn)品泵通過(guò)真空管道送到界區(qū)外稀有氣體精制裝置。2.2.2.7儀表空氣和工廠(chǎng)空氣的供應(yīng)正常生產(chǎn)時(shí)儀表空氣和工廠(chǎng)空氣由空分裝置供氣，開(kāi)車(chē)和空分故障時(shí)由空壓站供氣；儀表空氣由空分裝置空氣增壓機(jī)一級(jí)出口抽取。每套空分抽取氣量為11000Nm3/h，0.97MPa（G）的壓縮空氣，其中6000Nm3/h用于儀表空氣，5000Nm3/h用于工廠(chǎng)空氣。來(lái)自三套空分共18000Nm3/h的儀表空氣進(jìn)入儀表空氣緩沖罐（2160-V02），經(jīng)儀表空氣壓力調(diào)節(jié)閥減壓后送全廠(chǎng)使用。為保障全廠(chǎng)儀表空氣用氣安全，儀表空氣壓力調(diào)節(jié)閥采用兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥，其中一臺(tái)作為備用。從三套空分裝置空氣增壓機(jī)末級(jí)出口共抽取3000Nm3/h，4.8MPa（G）的壓縮空氣送入儀表空氣儲(chǔ)罐（2160-V01A/B）,作為全廠(chǎng)事故時(shí)儀表空氣儲(chǔ)罐的補(bǔ)充氣源。事故儀表空氣儲(chǔ)罐選用兩臺(tái)，儲(chǔ)罐工作壓力4.8MPa（G），為單臺(tái)全容積134m3，兩臺(tái)總?cè)莘e264m3。事故工況下可連續(xù)向全廠(chǎng)供應(yīng)0.7MPa（G）（出儀表空氣界區(qū)）的儀表空氣30分鐘。事故工況時(shí)，經(jīng)儀表空氣壓力調(diào)節(jié)閥減壓后送全廠(chǎng)使用。為保障全廠(chǎng)儀表空氣事故時(shí)用氣安全，儀表空氣壓力調(diào)節(jié)閥也采用兩臺(tái)調(diào)節(jié)閥，其中一臺(tái)作為備用。2.2.2.8 空壓站空壓站用于空分裝置開(kāi)車(chē)前為全廠(chǎng)提供儀表空氣和工廠(chǎng)空氣空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器進(jìn)入離心式空氣壓縮機(jī)入口，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮到1.0MPag后，高溫、飽和的濕空氣由壓縮機(jī)排出后直接進(jìn)入干燥機(jī)，其中先進(jìn)入干燥機(jī)的一塔對(duì)其進(jìn)行加熱，后進(jìn)入后冷卻器，再進(jìn)入氣水分離器，液態(tài)水份被分離后再進(jìn)入另一塔進(jìn)行干燥，達(dá)到壓力下的露點(diǎn)溫度-45后干燥空氣，送到儀表空氣緩沖罐或工廠(chǎng)空氣緩沖罐，再經(jīng)過(guò)管道送到各用戶(hù)。150分鐘后，被加熱的塔由旁通閥旁通，高溫、飽和的濕空氣直接進(jìn)入后冷卻器冷卻，再經(jīng)過(guò)氣水分離、干燥進(jìn)入使用管網(wǎng)，而由干燥機(jī)的出口引一部分氣流經(jīng)過(guò)節(jié)流孔，完成對(duì)被加熱的塔冷吹，這一部分氣流最后由再生排氣口排出。85分鐘后，冷吹結(jié)束，開(kāi)始升壓；5分鐘后雙塔壓力均衡，4小時(shí)整，雙塔切換，干燥機(jī)進(jìn)行另外一塔的再生過(guò)程。如干燥機(jī)處于露點(diǎn)監(jiān)控狀態(tài)，在升壓結(jié)束后，干燥機(jī)根據(jù)出口露點(diǎn)情況切換。合格的儀表空氣和壓縮空氣被送入相應(yīng)的管網(wǎng)，儀表空氣和工廠(chǎng)空氣的氣量可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要靈活分配。2