空分车间——精选推荐

空分车间

⼀、现场学习笔记整理

空分车间每班五⼈，整个空分车间的职责是将空⽓分离为氧⽓和氮⽓及其它⽓体.通过低温的处理,将空⽓变为液态空⽓,再通过精馏的⽅式进⾏分离.⽣产出的氧⽓并⼊氧⽓管⽹，主要供⽓化车间使⽤，⽣产的氮⽓并⼊氮⽓管⽹，供全场使⽤。

1. 空分定义和原理

简单说就是利⽤物理或者化学⽅法将将空⽓混合物各组进⾏分开，获得⾼纯氧⽓和⾼纯氮⽓以及⼀些稀有⽓体的过程。

甲醇⼚采⽤深冷法（也称低温法）：先将混合物空⽓通过压缩、膨胀和降温，直⾄空⽓液化，然后利⽤氧、氮汽化温度（沸点）的不同（在标准⼤⽓压下，氧的沸点为﹣１８３℃；氮的沸点为﹣１９６℃，沸点低的氮相对于氧要容易汽化这个特性，在精馏塔内让温度较⾼的蒸⽓与温度较低的液体不断相互接触，低沸点组分氮较多的蒸发，⾼沸点组分氧较多的冷凝的原理，使上升蒸⽓氮含量不断提⾼，下流液体中的氧含量不断增⼤，从⽽实现氧、氮的分离。要将空⽓液化，需将空⽓冷却到﹣１７３℃以下的温度，这种制冷叫深度冷冻（深冷）；⽽利⽤沸点差将液态空⽓分离为氧、氮、氩的过程称之为精馏过程。

2. 空分⼯艺流程

3.本装置⼯艺为分⼦筛净化空⽓、空⽓增压、氧⽓和氮⽓内压缩流程，带中压空⽓增压透平膨

胀机，采⽤规整填料分馏塔，全精馏制氩⼯艺。

原料空⽓⾃吸⼊⼝吸⼊，经⾃洁式空⽓过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空⽓进⼊离⼼式空压机经压缩机压缩，然后进⼊空⽓冷却塔冷却。冷却⽔为经⽔冷塔冷却后的⽔。

空⽓⾃下⽽上穿过空⽓冷却塔，在冷却的同时，⼜得到清洗。

经空冷塔冷却后的空⽓进⼊切换使⽤的分⼦筛纯化器空⽓中的⼆氧化碳、碳氢化合物和⽔分被吸附。分⼦筛纯化器为两只切换使⽤，其中⼀只⼯作时，另⼀只再⽣。纯化器的切换周期约为4⼩时，定时⾃动切换。

净化后的空⽓抽出⼀⼩部分，作为仪表空⽓和⼯⼚空⽓。

其余空⽓分成两股，⼀股直接进⼊低压板式换热器，从换热器底部抽出后进⼊下塔。另外⼀股进⼊空⽓增压机。

经过空⽓增压机的中压空⽓分成两部分，⼀部分进⼊⾼压板式换热器，冷却后进⼊低温膨胀机，膨胀后空⽓进⼊下塔精馏。另⼀部分中压空⽓经过空⽓增压机⼆段压缩为⾼压空⽓，进⼊⾼压板式换热器，冷却后经节流阀节流后进⼊下塔。

空⽓经下塔初步精馏后，获得富氧液空、低纯液氮、低压氮⽓，其中富氧液空和低纯液氮经过冷器过冷后节流进⼊上塔。经上塔进⼀步精馏后，在上塔底部获得液氧，并经液氧泵压缩后进⼊⾼压板式换热器，复热后出冷箱，进⼊氧⽓管⽹。

在下塔顶部抽取的低压氮⽓，进⼊⾼压板式换热器，复热后送⾄全⼚低压氮⽓管⽹。

从上塔上部引出污氮⽓经过冷器、低压板式换热器和⾼压板式换热器复热出冷箱后分成两部分：⼀部分进⼊分⼦筛系统的蒸汽加热器，作为分⼦筛再⽣⽓体，其余污氮⽓去⽔冷塔。

从上塔中部抽取⼀定量的氩馏份送⼊粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段，第⼆段氩塔底部的回流液经液体泵送⼊第⼀段顶部作为回流液，经粗氩塔精馏得到99.6?Ar，2ppmO2的粗氩，送⼊精氩塔中部，经精氩塔精馏在精氩塔底部得到纯度为99.999%Ar 的**氩作为产品抽出送⼊进贮槽。

4. 空分设备

①⾃洁式空⽓过滤器

空⽓中含有⼤量的尘埃，空压机在长时间的⾼速运⾏中，粉尘会造成机器内部的叶轮、叶⽚等部件的磨损、腐蚀和结垢，缩短机器的使⽤寿命，因此设置空⽓过滤器，清除掉空⽓中的灰尘及杂质。

作⽤：清除原料空⽓中的机械杂质、灰尘。

结构：由⾼效过滤筒、⽂⽒管、⾃洁专⽤喷头、反吹系统、控制系统、净⽓室出风⼝、柜架等组成。

原理：在吸⽓负压作⽤下，空⽓穿过⾼效过滤筒，粉尘由于重⼒、静电和接触被阻留，净化空⽓进⼊净⽓室。可对⼤于1UM以上的灰尘过滤效率达

99.9%，滤筒上的灰尘通过专⽤喷头吹除达到清除。

②空压机组

原料空⽓压缩机和增压空⽓压缩机

作⽤：为提供带压原料空⽓

离⼼式压缩机是利⽤装于轴上带有⼯作轮的叶⽚在原动机的带动下做⾼速旋转运动，叶轮对⽓体做功，使⽓体获得动能，然后⽓体在扩压器中速度下降，动能转变为静压能，压⼒得到进⼀步提⾼的过程。

汽轮机的⼯作原理：利⽤⾼温⾼压蒸⽓进⼊喷嘴静叶栅中蒸⽓内能减少，动能增加，获得了很⼤的流速，蒸⽓的温度压⼒下降，⾼速⽓流冲击动叶⽚，使叶轮旋转，蒸⽓的热能⼜转化为转⼦的机械能，同时蒸⽓的温度压⼒下降。空⽓经⾃洁式过滤器过滤其中的机械杂质、灰尘等，然后进⼊原料空⽓压缩机（MAC）经过四级压缩，送⾄空⽓冷却塔冷却。

③空⽓预冷系统

空冷、⽔冷塔:

空⽓冷却塔

作⽤：⽤来降低进分⼦筛吸附器的空⽓温度与含⽔量，把空压机出来的⾼温⽓体（<116℃）冷却到17℃并使⽓体得到洗涤；使⽤⽅式：空⽓从空冷塔下部进⼊，在填料表⾯与⾃上⽽下流过的冷却⽔和常温⽔进⾏热质交换，使空⽓冷却并洗除空⽓中的⼀些有害杂质?压缩后的⾼温空⽓进⼊空⽓冷却塔下部，由下向上穿过空⽓冷却塔中的传热传质单元，依次与常温⽔和和冷却⽔进⾏逆流接触⽽进⾏传热传质以达到冷却空⽓的⽬的，并除去⼤部分⽔溶性有害物质如ＮＨ３．ＳＯ２等。

⽔冷塔利⽤来⾃冷箱内污氮、氮⽓含⽔的不饱和性吸收蒸发潜热使循环⽔降温；通过低温⽔泵加压送⼊空冷塔上部对空⽓进⾏冷却，空冷塔和⽔冷塔为堆散填料塔，⽔泵为多级卧式离⼼泵。

④分⼦筛纯化系统

分⼦筛吸附器

作⽤：吸附空⽓中⽔分、⼄炔、CO等碳氢化合物。

结构：卧式圆筒体，内设⽀承栅架。

使⽤⽅式：由于分⼦筛的吸附特性将空⽓中的⽔份、⼄炔、CO2等吸附，后被⾼温⽓体反向再⽣。分⼦筛吸附器成对交替使⽤，⼀只⼯作时，另⼀只被再⽣。

空⽓由多组分组成，除氧⽓、氮⽓等⽓体组分外，还有⽔蒸汽、⼆氧化碳、⼄炔及少量的灰尘等归体杂质。这些杂质随空⽓进⼊空压机与空⽓分离装置中会到来较⼤危害，固体杂质会磨损空压机运转部件，堵塞冷却器，降低冷却效果；⽔蒸⽓和⼆氧化碳在空⽓冷却过程中会冻结析出，将堵塞设备及⽓体管道，致使空分装置⽆法⽣产；⼄炔进⼊空分装置后会导致爆炸事故的发⽣，所以为了保证制氧机的安全运⾏，清除这些杂质是⾮常有必要的。

分⼦筛吸附原理：

经空冷塔冷却后的空⽓⼀般在１８℃左右进⼊吸附器内吸附纯化。⽔分⼄炔、⼆氧化碳都是极性或不饱和分⼦。分⼦筛对它们都有很强的亲和⼒。分⼦筛的共吸附性能使它可以在吸⽔的同时还可以吸附其它物质，这种亲和⼒的顺序是：H2O > C2H2 > CO2。

分⼦筛吸附系统采⽤长周期，双层床净化技术，切换系统采⽤⽆冲击切换控制技术，其作⽤是吸附空⽓中的⽔份、⼆氧化碳、⼄炔、丙稀、丙烷、重烃等杂质。分⼦筛吸附器采⽤双层床结构，底层活性氧化铝床层可有效地保护分⼦筛，延长分⼦筛使⽤寿命，同时采⽤双层床也使吸附器再⽣阻⼒下降，再⽣温度降低，节约了再⽣能耗。

⑤增压透平膨胀机

作⽤：膨胀机是空分设备的⼼脏部机之⼀，由⽓体在膨胀机中等熵膨胀⽽制取冷量，正常⽣产中为系统补充冷损。

⼯作原理：⼯质在透平膨胀机的通流部分膨胀获得动能，并由⼯作轮轴端输出外功，因⽽降低了膨胀机出⼝⼯质的内能和温度。