空分分離工藝

二期甲醇工藝

——空分分離工藝了解二期空分工藝流程，掌握關(guān)鍵質(zhì)量控制指標(biāo)。培訓(xùn)對(duì)象：化工化驗(yàn)員培訓(xùn)目標(biāo)：培訓(xùn)講師：XXX01空分發(fā)展02工藝簡(jiǎn)介03清除雜質(zhì)04空氣壓縮05空氣預(yù)冷06空氣凈化07空氣膨脹08空氣分離09設(shè)備簡(jiǎn)介10氮?dú)鈮嚎s

11后備系統(tǒng)

ContentsPage吸附法：讓空氣通過(guò)充填在某種多孔性物質(zhì)—分子篩的吸附塔，利用分子篩對(duì)不同的分子具有選擇性吸附的特點(diǎn)，有的分子篩對(duì)氮有較強(qiáng)的吸附性，讓氧分子通過(guò)，可得純度較高的氧氣，有的分子篩對(duì)氧有較強(qiáng)吸附性，讓氮分子通過(guò)，可得純度較高的氮?dú)?。由于吸附劑的吸附容量有限，?dāng)吸附某種分子達(dá)到飽和時(shí)，就沒(méi)有繼續(xù)吸附的能力，需要將被吸附的物質(zhì)驅(qū)趕掉，才能恢復(fù)吸附的能力，這一過(guò)程叫“再生”。因此為了保證連續(xù)供氣，需要兩個(gè)以上的吸附塔交替使用。再生的方法可采用加熱提高溫度的方法(TSA)或降低壓力的方法(PSA)

這種方法流程簡(jiǎn)單，操作方便，運(yùn)行成本較低，但要獲得高純度的產(chǎn)品較困難，產(chǎn)品氧純度在93%左右。并且適于容量不太大（<4000m3/h）的分離裝置。空氣分離的方法

膜分離法：利用一些有機(jī)聚合膜的滲透選擇性，當(dāng)空氣通過(guò)薄膜（0.1μm）或中空纖維膜時(shí)，氧氣的穿透過(guò)薄膜的速度約為氮的4～5倍，從而實(shí)現(xiàn)氧、氮的分離。這種方法裝置更為簡(jiǎn)單，操作方便，投資小但產(chǎn)品只能達(dá)到28%--35%的富氧空氣，且規(guī)模只宜中小型化，只適用于富氧燃燒及醫(yī)療保健領(lǐng)域應(yīng)用。

低溫精餾法：利用空氣中各組分沸點(diǎn)的不同，通過(guò)一系列的工藝過(guò)程，將空氣液化，通過(guò)精餾來(lái)達(dá)到不同組分分離的方法。這種方法較前兩種方法可實(shí)現(xiàn)空氣組分的全分離、產(chǎn)品精純化、裝置大型化、狀態(tài)雙元化（液態(tài)及氣態(tài)）。故在生產(chǎn)裝置工業(yè)化方面占據(jù)主導(dǎo)地位。低溫精餾法和傳統(tǒng)的分離相比，這些氣體的分離需在100K以下的低溫環(huán)境下才能實(shí)現(xiàn)，所以稱之為低溫法（或深冷法）。我車間的三套52000Nm3/h空分裝置選用低溫精餾法。

鋁帶蓄冷器凍結(jié)高低壓空分流程(簡(jiǎn)稱第一代空分)1956年4月杭氧集團(tuán)有限公司前身承擔(dān)了設(shè)計(jì)試制高低壓流程3350m3/h空分設(shè)備的艱巨任務(wù)，在參觀、剖析了吉林化肥廠從蘇聯(lián)進(jìn)口的3350m3/h空分設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)近兩年的努力，于1958年4月30日試制成功第一套3350m3/h空分設(shè)備。石頭蓄冷器凍結(jié)全低壓空分流程(簡(jiǎn)稱第二代空分)切換式換熱器凍結(jié)全低壓空分流程(簡(jiǎn)稱第三代空分)常溫分子篩凈化全低壓空分流程(簡(jiǎn)稱第四代空分)常溫分子篩凈化增壓膨脹空分流程(簡(jiǎn)稱第五代空分)常溫分子篩凈化填料型上塔全精餾制氬空分流程(第六代空分)空分設(shè)備的發(fā)展

1、甲醇廠空分裝置共配備三套KDON-52000/30000空分裝置，本空分裝置采用低溫精餾內(nèi)壓縮的方法將原料空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾、壓縮、冷卻洗滌、吸附凈化、制冷、精餾等系統(tǒng)分離出氧、氮，為后系統(tǒng)提供純度≥99.6%的氧氣、純度≥99.99%的氮?dú)獾雀鞣N不同壓力等級(jí)的產(chǎn)品氮?dú)?，并生產(chǎn)液氧、液氮等低溫液體產(chǎn)品，同時(shí)保證輸送儀表空氣與工廠空氣的正常供給。工藝簡(jiǎn)介2、本車間生產(chǎn)工藝屬于內(nèi)壓縮流程。是采用液氧泵對(duì)氧產(chǎn)品進(jìn)行壓縮的一種流程形式?；づc石化用戶要求氧氣壓力很高，采用外壓縮必須是氧透+活塞式氧壓機(jī)，而內(nèi)壓縮流程則只用一臺(tái)增壓空壓機(jī)替代了二臺(tái)氧壓機(jī)，其運(yùn)行可靠性大大提高。內(nèi)壓縮流程取消了氧壓機(jī)，因而無(wú)高溫氣氧，火險(xiǎn)隱患小，安全性好。主冷大量抽取液氧，保證碳?xì)浠衔锏姆e聚可能性降到最低程度。產(chǎn)品液氧在高壓下蒸發(fā)，使烴類物質(zhì)積累的可能性大大降低。

內(nèi)壓縮流程是根據(jù)最終產(chǎn)品的壓力、流量及使用特點(diǎn)等具體情況經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化計(jì)算，選擇合理的流程組織方式、最佳的氣化壓力和循環(huán)流量，使空分設(shè)備的氧、氬提取率更高。

原料空氣等溫壓縮膨脹制冷精餾分離產(chǎn)品輸出

空氣分離基本過(guò)程空氣壓縮空壓機(jī)汽輪機(jī)增壓機(jī)變速箱8.9MPa510℃聯(lián)軸器采用膜片式聯(lián)軸器，主要承受扭矩，要求材料具有較高的綜合機(jī)械性能空氣壓縮機(jī)EIZ125-4 機(jī)型含義：E表示水平剖分結(jié)構(gòu)的離心壓縮機(jī)I表示帶有安裝在機(jī)殼內(nèi)（緊湊式）的氣體冷卻器Z等溫型壓縮機(jī)125表示首級(jí)葉輪名義葉輪直徑為125mm-4--表示轉(zhuǎn)子由4級(jí)葉輪組成增壓機(jī) EBZ65-7機(jī)型含義：E表示離心式壓縮機(jī)B表示筒型結(jié)構(gòu)Z表示帶外置式中間冷卻器65表示首級(jí)葉輪名義葉輪直徑為65cm-7-表示葉輪級(jí)數(shù)為7級(jí)。汽輪機(jī)HNKS50/71機(jī)型含義：H高進(jìn)氣參數(shù)14MPaN正常進(jìn)氣參數(shù)10MPaK凝汽式汽輪機(jī)空分系統(tǒng)配備的壓縮機(jī)組

1空氣壓縮機(jī)從大氣吸入275000Nm3/h的空氣壓縮至0.492MPa（G）后送往空分裝置純化系統(tǒng)。2出純化器的5000Nm3/h空氣作為全廠工廠空氣送出。3純化器的150200Nm3/h干燥空氣進(jìn)入增壓機(jī)增壓送出。3.1增壓機(jī)第一段抽出1.212MPa（G）、流量為4000-8000Nm3/h的壓縮空氣送往儀表氣球罐3.2增壓機(jī)第二段抽出2.712Mpa（G）、流量為66600Nm3/h壓縮空氣送往膨脹機(jī)增壓端。3.3壓力6.712Mpa（G）、流量為79600Nm3/h的壓縮空氣從增壓機(jī)末級(jí)送往空分裝置冷箱?？諌簷C(jī)組崗位工作任務(wù)汽輪機(jī)（ST101）進(jìn)汽量：143.38T/h～156.24T/h進(jìn)汽壓力：8.812～9.82MPa(G)排汽壓力：～-0.068MPa(G)進(jìn)汽溫度：480℃～510℃排汽溫度：～62℃額定轉(zhuǎn)速：～4350r/min電超速脫扣：5024r/min2.4.2空壓機(jī)（C101）進(jìn)氣量：275000Nm3/h進(jìn)氣壓力：～-0.003KPa排氣壓力：≤0.492MPa進(jìn)氣溫度：～25℃轉(zhuǎn)速：～4350r/min排氣溫度：～95℃臨界轉(zhuǎn)速：nc1：1253r/minnc2：4014r/min2.4.3增壓機(jī)（C102）轉(zhuǎn)速：～10272r/min臨界轉(zhuǎn)速：nc1：3350r/minnc2：13000r/min一段進(jìn)氣量：150200Nm3/h～157710Nm3/h進(jìn)氣壓力：≤0.452MPa排氣壓力：≤1.296MPa抽出氣量：4000Nm3/h~8000Nm3/h進(jìn)氣溫度：～25℃排氣溫度：～95℃一段冷卻器換熱面積：2975m2二段：常用氣量：～66600Nm3/h排氣壓力：≤2.712MPa工作溫度：≤40℃三段排氣量：≤79600Nm3/h進(jìn)氣壓力：～2.712MPa排氣壓力：≤6.712MPa工作溫度：≤40℃末段冷卻器換熱面積：315.3m2壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)或工作特征的分類原料空氣經(jīng)自潔式空氣過(guò)濾器除去灰塵及其它機(jī)械雜質(zhì)后，經(jīng)空氣透平壓縮機(jī)壓縮至0.492MPa(G)，經(jīng)空氣冷卻塔預(yù)冷，冷卻水分段進(jìn)入冷卻塔內(nèi)，下段為循環(huán)冷卻水，上段為經(jīng)水冷塔冷卻后的低溫水，空氣自下而上穿過(guò)空氣冷卻塔，在冷卻的同時(shí)，又清洗除去空氣中的游離氯離子、部分水份、灰塵、雜質(zhì)等?？諝饨?jīng)空氣冷卻塔T111冷卻后，溫度降至～14℃，然后進(jìn)入切換使用的分子篩純化器S121A(或S121B)，空氣中的二氧化碳、C2H2、部分碳?xì)浠衔锛皻埩舻乃羝晃?。分子篩純化器為兩只切換使用，其中一只工作時(shí)，另一只再生，純化器的切換時(shí)間約為240分鐘，定時(shí)自動(dòng)切換?？諝饨?jīng)凈化后，潔凈空氣分五路：第一路空氣在低壓主換熱器中與返流氣體(污氮?dú)?、粗氬?換熱接近空氣液化溫度約-169℃后進(jìn)入下塔精餾。第二路空氣進(jìn)入空氣增壓機(jī)進(jìn)行增壓，壓縮后的空氣又分為三路：a、一路空氣從增壓機(jī)一段抽出送往儀表氣球罐，經(jīng)過(guò)減壓至0.75MPa(G)作為用戶的儀表空氣使用

b、另一路空氣從增壓機(jī)二段抽出，經(jīng)膨脹機(jī)組的增壓端增壓后進(jìn)入高壓主換熱器,在高壓主換熱器內(nèi)被返流氣體冷卻至-114℃時(shí)抽出，進(jìn)入膨脹機(jī)組的膨脹端ET141膨脹制冷，膨脹后的空氣經(jīng)汽液分離器分離后氣體部分進(jìn)入下塔T101，液體經(jīng)節(jié)流后送入增效氬塔液空節(jié)流閥LV1701閥后進(jìn)入增效氬塔。

c、最后一路空氣從增壓機(jī)末級(jí)抽出后進(jìn)入高壓換熱器E101A～B，與返流的液氧、液氮、低壓氮?dú)夂蛪毫Φ獨(dú)鈸Q熱后冷卻至-172℃，經(jīng)節(jié)流進(jìn)入下塔中部。第三路空氣從分子篩純化系統(tǒng)后空氣管道上抽出作為用戶工廠空氣使用。第四路少量空氣進(jìn)入本空分的儀表控制系統(tǒng),作為儀表氣源。第五路少量空氣作為本空分設(shè)備的加溫空氣?？諝夥蛛x當(dāng)處于冷凝溫度的氧、氮混合氣穿過(guò)比它溫度低的氧、氮混合液體時(shí)，氣相與液相之間就發(fā)生熱、質(zhì)交換，氣體中的部份冷凝成液體并放出冷凝潛熱，液體則因吸收熱量而部份蒸發(fā)。低溫液相把氣相中氧冷凝到液相中，高溫氣相把低溫液相中氮蒸發(fā)到氣相中，直到氣、液相組分達(dá)到該部位溫度、壓力下飽和平衡為止。因沸點(diǎn)的差異，氧、氬的蒸發(fā)順序?yàn)椋旱?gt;氬>氧，冷凝順序?yàn)椋貉?gt;氬>氮。該過(guò)程是在塔板或填料表面上進(jìn)行的。多次的進(jìn)行蒸發(fā)和冷凝，這種相互交替的過(guò)程，把空氣分離成氧與氮在下塔中，空氣被初步分離成氮?dú)夂透谎跻簯B(tài)空氣，頂部氣氮在主冷凝蒸發(fā)器E104中液化，同時(shí)主冷凝蒸發(fā)器E104的低壓側(cè)液氧被氣化。絕大部分液氮作為下塔回流液回流到下塔，其余液氮經(jīng)過(guò)冷器E103A～B被純氮?dú)夂臀鄣獨(dú)膺^(guò)冷并經(jīng)HV1003節(jié)流閥節(jié)流后送入上塔T102頂部。從下塔中部抽出的污液氮經(jīng)過(guò)冷器E103A～B過(guò)冷后,再經(jīng)HV1002節(jié)流閥節(jié)流送入上塔T102上部。從下塔底部抽出的富氧液空在過(guò)冷器E103A～B中過(guò)冷后經(jīng)LV1001節(jié)流閥節(jié)流送入上塔T102中部作回流液。產(chǎn)品液氧在主冷凝蒸發(fā)器底部導(dǎo)出分兩路送出，一路經(jīng)高壓液氧泵P161A/B加壓，然后在高壓換熱器E101A～B復(fù)熱后以5.221MPa(G)的壓力作為產(chǎn)品氣體出冷箱,另一路經(jīng)過(guò)冷器吸收出塔氮?dú)狻⑽鄣獨(dú)饫淞亢笳{(diào)節(jié)送入液氧儲(chǔ)槽。b、0.007MPa低壓氮?dú)鈴纳纤敳恳觯谶^(guò)冷器及高壓換熱器E101A～B中復(fù)熱后,30000Nm3/h作為產(chǎn)品氣送出冷箱，其余部分送往水冷卻塔中作為冷源冷卻外界水。c、0.4MPa壓力氮?dú)鈴南滤101頂部引出來(lái)，在高壓換熱器E101A～B中復(fù)熱后出冷箱。d、產(chǎn)品液氮經(jīng)HV1008閥送入貯槽V081,從貯槽出來(lái)的液氮經(jīng)高壓液氮泵P083A/B加壓后送回高壓換熱器復(fù)熱后以8.212MPa(G)壓力、9000Nm3/h流量送出冷箱作為高壓產(chǎn)品氮?dú)狻Ｍ钙降獨(dú)鈮嚎s機(jī)參數(shù)空分車間配置兩套透平氮?dú)鈮嚎s機(jī)組（C003A、C003B），由杭氧透平機(jī)械有限公司生產(chǎn)，每套氮?dú)鈮嚎s機(jī)組的排氣量為25000m3/h。氮?dú)鈮嚎s機(jī)組的生產(chǎn)任務(wù)是將空分裝置所生產(chǎn)的0.007MPa常壓氮?dú)饧訅褐?.8MPa送入管網(wǎng)，一部分供烯烴裝置使用，另一部分至活塞壓縮機(jī)增壓。額定轉(zhuǎn)速1493r/min空分車間的活塞氮?dú)鈮嚎s機(jī)由沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，其任務(wù)是將透平氮壓機(jī)壓縮送出的0.8MPa氮?dú)庠俅渭訅褐?.2MPa送往氣化工段使用，同時(shí)部分5.2MPa氮?dú)饨?jīng)后冷卻器冷卻至常溫經(jīng)氮?dú)鈨?chǔ)罐V003緩沖后，減壓至4.0MPa送出供烯烴開(kāi)車時(shí)使用?；钊?dú)鈮嚎s機(jī)參數(shù)空分裝置參數(shù)：氧氣后備系統(tǒng)：一個(gè)2000m3的液氧儲(chǔ)槽，儲(chǔ)存三套空分的液氧產(chǎn)品。一臺(tái)流量為52000Nm3/h，出口壓力為5.2MPa（G）的液氧泵P071，以及與其配套的水浴式蒸汽汽化器，提供當(dāng)一套空分跳車后系統(tǒng)所需要的高壓氧氣。80％液位時(shí)能夠?yàn)楹笙到y(tǒng)提供氧氣（52000Nm3/h、5.2