空分生产工艺过程

氮压机岗位
任务是 将低压氮气经氮压机加压至＜ 3.0MPa后，再送往净化甲烷化配氮用； 经干螺杆氮压机加压至＜0.8MPa用于 煤气化工段干灰脱除工序的气提、通气及 仪表气源； 经联合氮压机加压至＜5.2MPa后送往煤气 化给料包调压、氧管线吹扫、煤进料罐加 速器的吹扫；加压至＜7.2MPa后送往煤气 化及中高温高压过滤器、激冷器和合成气 冷却器的进口的反吹。
设备名称 空压机 型号 DA350—61 DA350—64 流量、电功率、排气压力 20000M3/h、2500Kwh 、0.63Mpa 20000M3/h、2500Kwh 、0.63Mpa 数量 3台 1台
5TYD144
4TYD122
20000M3/h、2500Kwh、 0.67Mpa
52000M3/h、5200Kwh、 0.61Mpa
控制系统
大型空分设备都采用计算机集散控制 系统，实现自动控制。
空气分离的工艺流程
原料空气在过滤器中除去灰尘和机械杂质， 进入空压机压缩至＜0.625Mpa后，送入空气冷 却塔进行清洗和预冷。压缩空气在空冷塔内自 下而上被循环水和低温水冷却降温至≤15℃。
出空冷塔的空气进入交替使用的分子筛吸 附器，除去水分、二氧化碳和乙炔等杂质。一 只工作的同时另一只利用污氮气加热、吹冷进 行再生活化，整个工作或再生时间约4小时。
空分生产流程图
原料空气 空压机 空冷系统 纯化系统
热交换系统 膨胀机系统 精馏系统 产品压缩机
液体储存系统
控制系统
氧气
空 气 自 大 气
透平空 压机
氧压机
氮气
煤气化
氮压机
甲烷化
联合氮压机 一级出口
二级出口 煤气化 净化 煤气化 外卖 外卖
5.2Mpa 送 煤气化
空 分 装 置
氮气 干螺杆压缩机 污氮气 污氮鼓风机 液氩 液氧
出口压力 Mpa 警戒温度 ℃ 液化温度 ℃ 压力 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 －187.5 0.53 0.55 0.07 －184.0 －186.9 0.57 － 171.2 －187.0 －186.4 －185.7 －185.2 －184.6 －190.0 －189.4 －188.7 －188.1 0.43 0.45 0.49 0.51
氧压机岗位
岗位任务是将纯度≥99.0%的 低压氧气经氧压机 加压至＜4.315MPa后送往煤气化供粉煤造气。
氧压机着火原因：
与氧气接触的零件脱脂不彻底，有油渍。 刮油器、挡油圈效果不好，造成活塞杆带油。 填料漏氧。 机组断水或水量不足。 工况波动大，压力温度不稳定，压缩比异常。 吸气温度高，造成排气温度高。 活塞杆温度高。 因各种原因引起火花。 内吹氮中断。
从上塔中上部引出污气，经过冷器、主换热
器复热后出冷箱，一部分进入蒸汽加热器作 为分子筛再生气体，一部分经污氮鼓风机加 压至0.050Mpa输出,其余气体送入水冷塔。
双环公司空分装置所采用的流程形式
一种采用的是第五代空分设备，常温分子筛净 化空气，增压膨胀空气进上塔的流程。 特点：氧提取率进一步提高，可达到 93%~97%、能耗进一步下降，约为 0.47~0.53KW· 。 h/m³ 以DON3200/4500型空分为代表,实际出氧 4000M3/h、纯度99.6%,出氮6000M3/h、纯度 99.99%。两套KDON4000/6000型、一套 KDON3200/5000型空分分别由原来三套 KDON3200/3200型石头蓄冷器流程相继改造而成。
在标准状态下，空气液化温度172℃，氧的液化温度-182.8℃，氮的液 化温度-195.7℃,氩的液化温度-185.7℃。 氧氮沸点相差13℃,氩氮沸点相差 10℃,这就是能够利用低温精馏法将空气 分离成氧、氮和氩气的基础。
空分装置的工作过程
①空气的过滤和压缩； ②压缩空气的初步冷却； ③空气的净化即空气中微量水份、CO2、乙 炔和碳氢化合物的清除 ； ④空气被冷却到液化温度； ⑤冷量的制取； ⑥液化和精馏； ⑦危险杂质的排除。
空分设备的核心，实现低温分离的 重要设备。 采用高、低压两级精馏方式。由低压 塔、中压塔和冷凝蒸发器组成。 液化空气在精馏塔中被分离为纯净的 氧气、氮气。
产品输送系统
生产的氧气、氮气需要一定的压 力才能满足后工序的使用。 主要由各种不同规格的氧气压缩 机和氮气压缩机组成。
液体贮存系统
空分设备能生产一定的液氧和液氩 (氮)等产品，进入贮存系统，以备需要时 使用。 主要由各种不同规格的低温贮槽、低 温液体泵和汽化器组成。
空分生产的主要设备
联合氮压机
卧式往复联合氮 压机2台：加压氮 气输送 四缸二级压缩， 一级入口压力＜ 3.0Mpa;一级出口 压力＜ 5.2Mpa， 二级出口压力＜ 7.2Mpa，电功率 800KW。 运行模式 一开一备。

空分生产的主要设备
干螺杆氮气压缩机
仪表氮压机 3台, 提供仪表氮气 处理气量 2400m³ /h，出 口压力0.8Mpa， 电功率260KW。 运行模式二开一 备
Mpa 0.41 － 174.9
液化温度 ℃
－ － 174.4 173.9
－ － － － 173.4 173.0 172.5 171.7
影响产品产量和纯度的因素:
①加工空气量越多,气体产品越多,空气量受季节、 环境温度的影响，夏季相对冬季来讲，空气量要 少一些。 ②产品流量与产品纯度成反比，气体产品取出越多， 产品纯度就会下降。 ③膨胀空气量过大，不利于产品纯度提高。 ④精馏塔的精馏工况和精馏效率。 ⑤节流调节阀开度的影响。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1台
1台
分馏岗位
岗位任务是将空压机送来的压缩原料空气经过冷却、净化、 液化、精馏等过程制取纯度达99.0％以上的低压氧气、99.99％ 的低压氮气、99.2％以上的液氧及纯度≥99.999％的液氩等产品。
本岗位包括空气预冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀 机系统及空气精馏系统。 主要技术工艺参数： 产品氧气纯度≥98.5% 出上塔污氮气纯度≤5%O2 产品氮气纯度≥99.99% 下塔液空纯度38%O2 空气吸附后的CO2含量＜1ppm 膨胀机出口温度控制:
空分生产工艺过程介绍
概
述
空分，顾名思义就是空气分离。 就是要设法将空气中的氧气分离出来， 因此也叫“制氧”。制氧机也被称作 “空气分离设备”。 由于氧、氮在工业生产和科学技术 发展中有重要的作用，工业上制氧的 方法有：化学法、电解法、吸附法和 低温精馏分离法。
空气分离目前主要采用低温 精馏分离法，特点是生产成本低、 技术成熟，不仅最经济，又能大量 生产氧、氮气，而且适合大规模工 业化生产，成为工业上制取氧气的 主要方法。
空分生产的重点岗位

透平空压机岗位 分馏岗位 氧压机岗位 氮压机岗位
透平空压机岗位
岗位任务是:将空气经过三段（或五级、四 级）压缩至≤0.626MPa（表）并冷却后进 入空气冷却系统。
透平空气压缩机工作原理: 连续性气体在工作轮作用下，利用气流惯性力 在随后的减速运动中，使气体分子之间距离更加接 近而达到气体压力提高的目的。 主要设备及参数：
净化后的加工空气分两股：一股经增压膨胀
机膨胀后送入上塔参与精馏。另一股进入主 换热器被返流气体冷却至液化温度-173℃后 进入下塔。 空气在下塔初步精馏后，在下塔底部获得含 氧38%的液空，在下塔顶部获得纯液氮。抽 取下塔液空、纯液氮进入上塔相应部位，在 上塔顶部获得纯氮气。经过冷器、主换热器 复热至18℃后出冷箱作为产品输出。
7.2Mpa 送 煤气化
空分系统流程示意图
动力系统：指原料空气压缩机。
空分设备将空气经低 温分离得到氧、氮等 产品，本质上是通过 能量转换完成的，装 置的能量是由原料空 气压缩机输入的。 因此空分所需的总能 耗中绝大部分是空压 机的能耗（电耗）。
净化系统
由空气预冷系统和分子筛纯化系统 组成。 压缩后的原料空气温度较高，空冷 系统通过空气和水接触式换热降低空气 温度，同时可以洗涤其中的酸性物质等 有害杂质。 分子筛纯化系统则进一步除去空气 中的水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合 物等对空分设备运行有害的物质。
制氧的工艺原理

低温精馏分离法制氧就是以自然 界中取之不尽、用之不竭的空气 为原料，先使空气在低温下液化， 然后在精馏塔中利用氧、氮各组 分沸点的不同，分离为氧气和氮 气。
干燥空气的组成
空气是一种均匀的多组分混合气体， 主要成分是氧、氮、氩，此外还有微量的 惰性气体。 根据地区条件不同，空气中含有不定 量的二氧化碳、水蒸汽以及乙炔等碳氢化 合物。 空气中氮占78.084%、氧占20.95%、氩 占0.932%。
氮压机
主要产品质量控制指标
工艺氧气纯度≥99.0% 工业氧纯度(液氧)≥99.2% 氮气纯度≥99.99% 液氩纯度≥99.999%
空分生产的主要设备
透平式空压机
6台,用于压缩原料空气，为空分装置提供动力。 1#、2#、3#、4#、5#空压机处理空气量约2100024000m³ /h，电功率2500KW。 6#空压机处理空气量 约52000 m³ /h，电功率 5200KW。 运行模式一大三小，二备。
空分生产的主要设备
氧气压缩机 卧式往复氧压机7 台，四缸四级压缩, 用于加压氧气输送 1-5#机处理气量3500 m³ /h，6、7#处理气 量4000 m³ /h，终压 ＜4.325Mpa,电功率 800KW 运行模式六开一备
空分生产的主要设备
氮气压缩机
卧式往复氮压机7台，加压氮气输送 • 1#、2#、3#、4#、5#均为四缸三级压缩，处理气量3500 m³ /h，终压＜ 3.0Mpa,电功率630KW; • 6#氮压机为四缸四级压缩,处理气量3500 m³ /h,终压3.0Mpa,电功率 800KW; • 7#氮压机六缸四级压缩，处理气量14000 m³ /h,终压＜3.0Mpa,电功率 2500KW。 运行模式一大四小二备
空分生产的主要设备
空分装置
空分装置5套，用于制取氧、氮气 1#、2#装置生产设计能力产氧气4000 m³ /h，纯度≥99.6%，产氮 气6000 m³ /h，纯度≥99.99%； 3#装置生产设计能力产氧气3200 m³ /h，纯度≥99.99%，产氮气 5000 m³ /h，纯度≥99.99%； 4#装置生产设计能力产氧气3200 m³ /h，纯度≥99.6%，产氮气 4500 m³ /h，纯度≥99.99%； 5#装置生产设计能力产氧气 10000 m³ /h，纯度≥99.6%， 产氮气20000 m³ /h，纯度≥99.99%， 产液氧200 m³ /h（折合成气态）， 纯度≥99.6%， 产液氩300 m³ /h（折合成气态）， 纯度≥99.999%。 运行模式一大三小 一备
在上塔底部获得氧气，经主换热器复热至
18℃后出冷箱作为产品输出。液氧产品从冷 凝蒸发器底部抽出，进入液氧贮槽。 从上塔中部抽取约11140m³ /h、含氩711%（含氧92%左右）的氩馏分送入粗氩塔。 粗氩塔在结构上分为两段，第二段粗氩塔底 部的液体经循环液氩泵加压至0.8Mpa被送入 第一段顶部作为回流液。经粗氩塔精馏得到 氩含量≥98.5%、氧含量≤2pmm流量约347 m³ /h的粗氩气，进入精氩塔中部。经精氩塔 精馏实现氩氮分离，在精氩塔底部得到含量 99.999%的精液氩。


另一种采用的是第 六代空分设备，常温分 子筛净化，增压膨胀空 气进上塔，填料型上塔， 全精馏无氢制氩流程。 特点采用多项新技术， 节能效果显著，与第五 代空分设备相比装置总 能耗下降8%~10%，制氧 能耗为0.37~0.43 KW· 。 h/m³ 以 KDON10000/20000型空 分为代表，实际出氧 9500M3/h以上，纯度 99.6%,出氮19000M3/h 以上,纯度99.99%,出氩 200~300M3/h,纯度达 99.999%以上。
制冷系统
空分设备是 通过压缩空气在 膨胀机内进行绝 热膨胀，产生空 分装置所必需低 温,提供冷量。
热交换系统
空分的热平衡是通过制冷系统和 热交换系统来完成的。 经过初步降温、 净化后的常温空气在 主换热器中被低温氧 气、氮气、污氮气冷 却至液化点，同时氧、 氮、污氮气被空气加 热至常温。
精馏系统