影响氩抽取率的因素.doc

影响氩抽取率的因素陈明敏【摘要】详细分析了影响空分设备氩提取率的诸多因素主题词：空分设备 制氩 氩提取率 影响因素 空分设备制氩是生产氩气的主要方法在空分设备中，制氩系统是整个装置的有机组成部分，并不是独立的系统，它受到诸多因素的牵制，因而，影响氩提取率的因素很多 空分设备的工艺流程，特别是制氩系统的工艺流程，是影响氩提取率的主要因素之一分子筛吸附净化、增压膨胀机制冷、全精馏制氩的空分工艺流程，是目前最先进的工艺流程 由于采用分子筛净化空气，使空分设备的纯产品量增加，同时，与系统压力交变的切换流程相比，精锐馏系统的压力比较稳定，这两点都有利于提高氩提取率；而增压膨胀机的采用，有效地降低了膨胀量，提高了产品提取率，有利于氩的提取；制氩系统采用的全精馏制氩工艺，是近年来随着规整填料在空分设备上得以应用而发展起来的一种新的制氩工艺，该工艺流程先进、氩提取率高 全精馏制氩就是利用规整填料压降低、分离效果的特点，使规整填料的粗氩塔允许设置足够多的塔板，在粗氩塔中实现沸点相当接近的两个组分的彻底分离，即氩氧的分离，制取含氧量很低的粗氩（一般粗氩含氧量≤2PPmO2），然后在精氩塔中除去粗氩中的氮，利用精馏法直接制取纯氩产品。

一般地说，采用全精馏制氩工艺，氩提取率将提高，这是由规整填料特性所决定的由于规整填料压降低，在相同的粗氩塔压降允许范围内，规整填料的粗氩塔可以设置更多的塔板，提取更高纯度的粗氩，从而在一定程度上提高氩提取率 精馏系统的操作压力，是影响氩进取率的另一主要因素任何降低精馏系统操作压力的措施，都有利于提高氩提取率较低的精馏压力可增大各组分的相对挥发度，使上塔提馏段更有利于氩氧分离，这是非常重要的，而对粗氩塔来说，则更有利氩氧的彻底分离在可比条件下，当氩馏份为10%Ar，粗氩纯度为99.6%Ar时，粗氩塔操作压力从1.5bar降到1.4bar，其最小回流比从29.8降到28.9，若取工作回流比为1.05倍的最小回流比，则所需氩馏份量从32.29倍粗氩量降到31.345倍粗氩量，也就是说，由于粗氩，塔操作压力的降低，同样量的氩馏份，可提取更多的粗氩，在上述例子中，可增加粗氩～3%规整填料对空分制氩的影响之一，就是当它用于上塔时，降低了整个空分精馏系统的操作压力，提高了氩提取率有资料指出，使用规整填料的精馏塔系，较之在可比条件下使用筛孔塔板的精馏塔系，氩的抽取率有明显提高，在同样的理论塔板数情况下，用规整填料塔，可使氩提取率增加5～12%。

所以，规整填料对空分制氩的贡献，不仅仅在于变革了制氩工艺，使它更具先进性，更重要的是从根本上改善了精馏过程氩的分离，提高了氩提取率上塔采用规整填料塔，是提高氩制取率的有效措施 膨胀量是影响氩提取率的一个重要因素膨胀量的多少，对氩提取率影响极大，膨胀量占加式空气量的比例过大时，将严重影响氩提取率，采取有效的方法减少膨胀量，是提高氩提取率的重要的措施规整填料用于空分设备，改革了空分制氩工艺，改善了氩的精馏过程，提高了氩提取率但是，在相同的设计条件下，采用规整填料塔的空分设备与采有筛孔塔的空分设备相比，其膨胀量要大得多这是由于采用规整填料后，空分设备的系统操作压力下降（与使用筛孔塔的空分设备相比，压力约下降0.05～0.08MPa），导致膨胀机进口压力下降，而膨胀空气进上塔压力，也即膨胀机出口压力基本不变，所以，在制冷量要求相同的情况下，其膨胀量必然要增加另外，采用全精馏制氩工艺后，粗氩塔所需的理论塔数很多，一般需要180～200块左右理论塔板数，粗氩塔很高，装置冷损增加，同时为了降低冷箱高度，一般将粗氩塔分成二段，二段之间设置一台低温液体循环泵，进一步增加了冷损因此，采用全精馏制氩工艺后，膨胀量也将增加。

所以，在采用规整填料塔这一新技术和全精馏制氩工艺后，我们应同时更新其它技术，以提高氩提取率合理地确定产品设计指标、精心组织工艺流程；进一步提高增压透平膨胀机的效率；对冷箱、支架、管架、阀架、充气密封等结构加以改进，以降低装置的跑冷损失，这些都是减少膨胀量、提高氩提取率的有效措施 精馏系统的合理设计，是提高氩提取率的关键精馏系统的设计主要，包括上塔的设计，即上塔理论塔板数的确定，粗氩纯度的确定，以及精氩塔冷凝器的冷源，蒸发器的热源的选择 上塔的设计，对氩提取率影响很大合理地选择各进出物流的参数，以合理确定各段理论塔板数，是上塔设计的主要目的上塔设计包括确定膨胀空气进上塔的量；氩馏份抽口的确定；纯产品提取量的确定当膨胀量过大时，应合理地确定膨胀空气进上塔的量，力求达到最大氧产量与最大氩产量的平衡，同时，充分考虑进塔膨胀空气多少对上塔各段理论塔板数，及产品提取庇护影响，使上塔设计具有弹性氩馏份抽口的确定，是上塔设计的重点，影响氩馏份纯度的因素很多，膨胀量、氧提取率、粗氩量、粗氩纯度、氮气量、液空纯度等等，都将影响氩馏份的影响以及影响趋势。