《空分厂的知识》PPT课件.ppt

空分工艺流程说明及主要空分工艺流程说明及主要设备设备一、基本常识n n1.空气分离有哪几种方法n n(1)(1)低温法低温法n n将空气通过压缩、膨胀降温直至液化，再利用氧氮的沸点将空气通过压缩、膨胀降温直至液化，再利用氧氮的沸点不同（一个大气压下氧不同（一个大气压下氧-183-183，氮，氮-196-196）在精馏塔内让）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，利用沸点差将液空分离的方法叫低温法，利用沸点差将液空分离的方法叫低温法，利用沸点差将液空分离的方法叫低温法，它是深冷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与精馏的组合是目前应用最为广泛的空气分离方法n n（2 2）吸附法）吸附法n n它是让空气通过充填有某种多孔性物质它是让空气通过充填有某种多孔性物质分子筛的吸附分子筛的吸附塔，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（单、操作方便、低成本、产品纯度低（93%93%）、产量小）、产量小（4000m4000m3 3/h/h）n n(3)(3)膜分离法膜分离法n n它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性, ,当空气通过薄膜当空气通过薄膜或中空纤维膜时或中空纤维膜时, ,氧气的穿透过膜的速度约为氮的氧气的穿透过膜的速度约为氮的4545倍倍, ,从而实现氧氮的分离从而实现氧氮的分离. .装置简单装置简单, ,操作方便操作方便, ,启动快启动快, ,投资少投资少, ,富氧浓度富氧浓度28%35%,28%35%,主要用于燃烧主要用于燃烧, ,医疗保健医疗保健. .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1.1.钢铁企业钢铁企业 转炉炼钢，吹入高纯氧使铁中碳、磷、硫、硅氧化以提高转炉炼钢，吹入高纯氧使铁中碳、磷、硫、硅氧化以提高钢质量钢质量2.2.化学工业化学工业 合成氨生产、天然气重整生产甲醇、乙烯、丙烯、脱硫合成氨生产、天然气重整生产甲醇、乙烯、丙烯、脱硫3.3.能源工业能源工业 煤气化联合循环发电煤气化联合循环发电(IGCC)(IGCC)、煤制油工业、煤制油工业4.4.机械工业机械工业 金属切割焊接金属切割焊接5.5.国防工业、医药国防工业、医药 火箭燃料、炸药（液氧炸药）、病人吸氧火箭燃料、炸药（液氧炸药）、病人吸氧4.工业用气体：氮的应用领域n n1.工业保护气 冶金工业、电子工业、化学工业冶金工业、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n n1.冶金工业 钛、锆、锗合金钢的炼制钛、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 空气的除尘空气的除尘 空气的压缩空气的压缩 空气的预冷空气的预冷 空气的净化空气的净化 空气的冷却与液化空气的冷却与液化G膨胀机制冷膨胀机制冷G主换热器热交换主换热器热交换空空气气的的液液化化循循环环过过程程空空气气的的精精馏馏过过程程1) 压缩压缩 向分离过程提供能量2) 清洁清洁清除杂质(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) 热交换热交换把空气冷却到低温水平4) 分离分离 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) 热交换热交换把产品加温到环境温度水平6) 制冷制冷向液体流和损耗提供致冷环境影响环境影响产品需求产品需求质量平衡质量平衡空气流量空气流量产量产量生产调整生产调整压力平衡压力平衡空压机压力空压机压力冷量平衡冷量平衡管道阻力管道阻力膨胀机制冷量膨胀机制冷量冷量损失冷量损失基本的空气分离器（基本的空气分离器（ASUASU）三、主要设备及作用n n1.空气压缩和预冷却系统空气压缩和预冷却系统n n空气过滤器空气过滤器空气过滤器空气过滤器 n n清除灰尘和机械颗粒清除灰尘和机械颗粒n n空气压缩机空气压缩机空气压缩机空气压缩机 n n多级透平压缩机压缩到所需的压力多级透平压缩机压缩到所需的压力 n n空气冷却塔空气冷却塔空气冷却塔空气冷却塔n n压缩空气在直接接触式冷却塔内与水逆流冷却冲洗。

压缩空气在直接接触式冷却塔内与水逆流冷却冲洗n n2.分子筛预净化分子筛预净化n n分子筛吸附容器分子筛吸附容器分子筛吸附容器分子筛吸附容器 n n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n n再生循环主要有：加热、冷吹、增压、减压再生循环主要有：加热、冷吹、增压、减压l l蒸汽加热器蒸汽加热器蒸汽加热器蒸汽加热器l l加热期间再生气由蒸汽加热器加温，加热污氮气从分子筛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、二氧化碳释放水分、二氧化碳 、碳烃化合物、碳烃化合物l l在冷却阶段加热器被旁路，加热器关闭在冷却阶段加热器被旁路，加热器关闭 l l3. 主换热器主换热器l l净化后的空气大部分进入冷箱，在主换热器被冷箱来的冷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的氧、氮却到液化温度附近，然后进入下塔底部精馏l l气体膨胀机（液体膨胀机）气体膨胀机（液体膨胀机）气体膨胀机（液体膨胀机）气体膨胀机（液体膨胀机）l l一部分空气在换热器中部引出，经透平膨胀增压机进一步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。

空气，在透平膨胀机膨胀后气态空气进入上塔n n4.精馏精馏n n氧、氮的精馏氧、氮的精馏氧、氮的精馏氧、氮的精馏n n1. 1. 下塔下塔下塔下塔n n2.2.主冷凝蒸发器主冷凝蒸发器主冷凝蒸发器主冷凝蒸发器n n3.3.上塔上塔上塔上塔n n氩的精馏氩的精馏氩的精馏氩的精馏n n1.1.粗氩塔粗氩塔粗氩塔粗氩塔n n在粗氩塔借助于低温精馏除去氧组分，来自上塔的部分富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集氩的气体作为粗氩塔的原料n n2.2.精氩塔精氩塔精氩塔精氩塔n n精氩塔通过低温精馏清除残余的氮含量精氩塔通过低温精馏清除残余的氮含量n n为了清除移走塔内的氮气，顶部的部分气体被排放到大气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n n1.什么叫内压缩流程什么叫内压缩流程什么叫内压缩流程什么叫内压缩流程n n用低温泵压缩液态产品，经换热器复热气化后送至装置外用低温泵压缩液态产品，经换热器复热气化后送至装置外n n2.2.内压缩流程的特点内压缩流程的特点n n（1 1）安全氧内压缩流程不需要氧压机，液氧压缩比气）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不易聚集，有利于设备安全运转n n（2 2）可靠通常液体泵有两台，一用一备，这样增加了）可靠通常液体泵有两台，一用一备，这样增加了装置的可靠性装置的可靠性n n（3 3）冷量充足液体产量高冷量充足液体产量高n n（4 4）增加一台增压机与减少一台氧压机的费用及电耗大）增加一台增压机与减少一台氧压机的费用及电耗大致相当n n（5 5）换热器造价增加，装置总体能耗略高于外压缩流程换热器造价增加，装置总体能耗略高于外压缩流程n n 谢 谢！。