怎样提高空分设备的氩提取率
如何提高空分装置的效率
如何提高空分装置的效率空分装置的能耗是合成氨生产中能源消耗的大户，随着市场经济的竞争加剧，如何降低合成氨的生产成本成为企业生存的关键，因此空分装置如何提高效率，得到重视，空分生产中不仅要考虑安全性，还要考虑其生产的效益。
我厂3#16000制氧机设备系由四川空分集团公司设计制造，采用当今国内最先进的第六代全精馏制氩流程。
制氩系统由粗氩Ⅰ塔、粗氩Ⅱ塔、精氩塔（三个塔均为规整填料塔结构）、计量罐和循环液氩泵等设备组成，具有压降小、操作弹性大、氩提取率高等特点。
现将运行中如何提高制氧机效率方法总结和解决方法如下：一、改造操作方法，提高空分设备的节能增效1．缩短空分设备启动时间空分设备的启动过程需要消耗大量能耗过程，该过程越短，经济效益越高，因此减少启动时间与节能关系重大。
根据我厂采用是蒸汽空压机，空气量大，出口压高等特点，操作如下：（1）开车前，将空气压力提至0.57MPa,将装置吹除阀开大,加温吹扫一定要彻底，控制吹除阀后吹除的空气在15℃左右。
加温好坏，直接影响开机顺利，确保阀门、管道畅通无阻，出口温度得到保证。
（2）保证水冷塔稳定运行，保证纯化器工作正常，使加工空气中CO2及乙炔含量不超标。
（3）充分发挥膨胀机最大制冷能力。
二台膨胀机控制在最大进气量，使膨胀机发挥最大效益，尽可能增大温差。
（4）及时准确开关阀门，及时调整。
主冷积液时要正确认识液面上涨慢的原因。
上涨慢说明膨胀机产生的冷量转移到塔板上，精馏工况已慢慢建立，主冷开始工作要适时调整，积累液体。
当主冷液位涨至25%时，利用液氧泵将储罐的液氧反送到主冷，使主冷液位较快上涨，开泵8小时，累计返送液氧28m3，节约了大量时间。
二、降低分馏塔上塔压力。
根据空分精馏原理，上塔压力的变化引起主冷冷凝蒸发器内液氧与下塔侧氮气之间的温差变化，上塔压力高，则液氧的汽化温度亦高，这样在下塔压力不变的情况下，主冷内氧、氮之间的温差必然缩小，换热量减小，使下塔的回流量减少，必然引起下塔压力增高，使氮气温度提高，从而满足主冷换热器对温差的要求，下塔压力增高后，空压机的压力必然增大，这使空压机轴功率增大，耗蒸汽量增加，因此在调节精馏工况时，尽量降低上塔压力。
提高6500m3h空分设备氧氩产量的操作体会
压力会有波动。切换前减少氧气排出量，切换后恢复氧气排出量，仅采用这一操作方法，就 可解决上塔压力波动的问题，保证氩塔运行工况的稳定性。 （５）膨胀机采用增压膨胀机，设计膨胀空气量７４４０ｍ３／ｈ，目前进上塔膨胀空气量 ３６００ｍ３／ｈ，旁通量约３８４０ｍ３／ｈ。通过实际操作发现，膨胀制冷量只要能补偿冷损，包括液
４５０ ＞９９．６％ １３０００ ＞９９．７５％ １３３００ ９９．６％ ２００ ９９．７５％ ２２０
６５００ｍ３／ｈ空分设备设计参数与实际运行参数比较 设计值
３５６３０ ６５００
实际运行值
３５５００ ６６５０
≤２０Ｘ １０—６０２
１９０
≤１０Ｘ
１０—６０２
２１０
≤５Ｘ １０—６（０２＋Ｎ２）
～２００
３进一步优化操作的设想
６５００ｍ３／ｈ空分设备以生产气氧、液氩为主，少产液氧为辅，可做到成本低、效益好。
在压氧能力有富余情况下，多生产气氧更为有利。精馏塔排放的液氧量以保证主冷中的碳氢
化合物不聚集、不超标为基准。
操作主塔带全精馏无氢制氩系统的空分设备时，进上塔膨胀量要有限度，否则会造成平 均氮纯度降低，氩馏分氮含量增多形成“氮塞”。目前操作时，进上塔的膨胀量没达到设计 指标，空分设备运行时平均氮纯度较高，上塔还有一定的精馏潜力。
于氧、氮分离，提高氧的提取率。这也说明原设计的精馏塔内设备、管路和冷箱外的管道阻
力小，在此压力下完全能保证污氮进加热炉和分子筛纯化系统的需用量。 （３）要控制进上塔膨胀空气量，否则污氮纯度会下降。起初，控制进上塔的膨胀空气量
仅在２８００ｍ３／ｈ左右（规定在４０００ｍ３／ｈ），氧、氩产量偏低，逐渐增加进上塔膨胀空气量至
１操作要点
（１）众所周知双高产品的空分设备，下塔的操作至关重要，因为下塔精馏是上塔精馏的 基础。根据实际操作经验，液空的氧含量易保持在３５％，目的是将下塔氮中的氩洗涤下来， 使其滞留在液空中，从源头减少氩的损失。
非标准工况下空分设备增产氩的研究与实践
参数 ，分析 了在非标准工况下精馏塔 内的组分浓度分布 ，并提 出了优 化后 的操作方案和操作 参
数 ，实施后提 高 了空分设 备 的氩提 取 率 ，取 得 了显 著 的经 济效 益 。
（ ．Ｃ ｌｇ ｆ ＭｅｈｎｃｌＥ ｇｎｅｎ Ｊ ｏｅｅｏ ｃａ ｉ ｎｉ ｒｇ，Ｕ ｉ ｒｔ ｃ ｎｅ ａ ｄ Ｔｃｎｌ ｙ Ｂ ｉ ｇ，Ｘ ｅｕｎ Ｒ ａ ， ｌ ａ ｅｉ ｎｖ ｓｙ ｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅ ｏ ｇ ｅ ｎ ｅｉ ｆ ｅ ｈ ｏ ｕｙａ ｏｄ
Ｈａ ｄａ ｓｒｃ ， Ｂｅ ｎ ０ ０ ３ ， Ｐ ． Ｒ ． Ｃ ｉ ａ； ２． Ｅｎ ｒ ｙ Ｄｉｉｉｎ ， Ｂａ ｓ ａ ｒ ｎ ＆ Ｓ ｅｌ Ｃ ．， Ｌ ｄ． ｉ ｉｎ Ｄｉｔｉｔ ｇ１０ ８ ｈｎ ｅｇ ｖｓｏ ｏｈ ｎ Ｉｏ ｔｅ ｏ ｔ ，
维普资讯
第３ 期 ２０ ０ ６年 ５ 月
深冷 技术
ＣＲ ＹＯＧＥＮＩ Ｔ Ｃ ＥＣＨＮ ＯＧＹ ＯＬ
Ｎｏ． ３ Ｍａ ０ ６ ｖ２ ０
非标准工况下空分设备增产氩 的研 究与实践
李 军’ ，高 远 ，孙 淑 凤’ 。王 Ｉ Ｉ 。王 立’ Ｉ Ｉ
关 键词 ：大型 空分设 备 ；制氩 系统 ；数 学模 型 ；非标 准工 况
中图分 类号 ：Ｔ １６ ４ Ｑ １ ．３ 文献 标识 码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ ．４ ５ （０ ６ ３０ ３ ．４ ０ ９９ ２ ２ ０ ）０ ．０ ４０
Ｓ ｕ ｙ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ｅｏ ｃ ｅ ｓ ｇａ ｇ ｎ ｏ ｔ ｕ ｒ ｍ ｎ ａｒ ｔ ｄ ｎ ｒ ｃｉ ｆｉ ｒ ａ ｉ ｒ ｏ ｕｐ ｔｆｏ ａ ｉ ｃ ｎ ｎ
空分装置氩系统优化调整探索
空分装置氩系统优化调整探索摘要：某公司两套四万等级空分装置由于氧氮实际用量偏离设计工况、主塔调整不当、部分关键控制器PID参数设定不合理以及用气量波动等诸多因素制约导致氩提取率偏低。
本文详细分析了氩提取率偏低的原因以及采取的改进措施，同时也分析了目前制约装置进一步优化调整的不利因素。
通过不断探索优化，实现了氩提取率的大幅度增加，即增加了空分装置运行的稳定性同时也带来了非常可观的经济效益。
关键词：空分设备；氩系统；回流比；氮塞；氩提取率；前言某气体公司两套四万空分装置，于2009年初投产，氧氮产品性能指标均达到设计要求，但氩系统工况稳定性差且氩提取率严重偏低。
经过多次调整，氩系统稳定性有所增强，氩提取率也有所提高，但与设计产量仍相距甚远。
2011年12月，在成套设备厂商和公司技术人员对两套装置进行了全面的技术分析，并在此基础上进行了大幅度的优化调整。
之后氩产量明显提高，氩提取率接近设计值。
本文详细就氩系统调试中遇到问题和积累的经验，，以及后续优化的方向进行思考和探索。
1、工艺流程简介某公司两套四万空分装置采用电机驱动的多轴等温压缩、氮水预冷、分子筛吸附、中压透平膨胀机制冷、氧氮内压缩以及全精馏无氢制氩工艺流程。
原料空气经过滤器后被空压机压缩至0.48MPa（本文压力均为表压），经预冷系统冷却和分子筛吸附器后,分为低压空气、膨胀空气、高压空气三路进入下塔。
低压空气与上塔污氮气和工业氮气换热后进下塔；膨胀空气先经增压机前三级压缩到2.3 MPa再经增压透平膨胀机膨胀后进下塔；高压空气经增压机五级压缩至6.85MPa，然后与内压缩氧、氮换热，再节流进入下塔。
本装置精馏系统包括主塔单元、氩系统单元和氪氙系统单元三部分（如图1示）。
主塔单元由上塔、下塔、主冷三部分组成，其中上塔为规整填料塔，下塔为筛板塔，主冷采用多层浴式结构。
氩系统采用全精馏无氢制氩工艺，从上塔提馏段抽取得氩馏分，经粗氩塔精馏后得到含氧小于1ppm的粗氩，再经精氩塔脱氮后得到含氮量小于1ppm的液氩产品。
氩产量偏低的原因分析及对策
氩产量偏低的原因分析及对策孙全海（扬子石化烯烃厂空分车间，南京大厂区，210048）摘要：针对扬子20000m 3/h 空分设备在原MPC 控制下氩产量偏低这一事实，利用汽液相平衡和相对挥发度的概念，分析指出了造成氩产量偏低的主要原因是氩馏分中的氩含量过低，提出应将氩馏分中的氩含量提高至10×10-2以上。
通过更改MPC 的控制策略和数据，使得氩提取率达到了90×10-2的设计指标，年经济效益500万元以上。
图1表2参2。
关键词： 空分设备 氩产量 分析 MPC1 问题的提出扬子20000m 3/h 空分设备是我公司从美国Praxair 引进的，它采用的是膨胀空气进下塔的内压缩流程，上塔和氩塔使用了规整填料塔，利用全精馏的方法从空气中提取氩产品。
一般来说，采用上述几种先进技术的空分设备应当可以得到较高的氩提取率。
但实际上，这套空分设备在原MPC 控制下的氩提取率尚不到60×10-2，远低于90×10-2的设计指标。
氩在空气中的含量虽不多（0.932×10-2），扬子各化工生产装置也不需要用氩，但它是一种较有价值的产品，在当今的气体市场上一直供不应求。
因此，如果能设法将氩提取率提高至接近或达到设计指标，增加这种副产品的产量，则其经济效益是很明显的。
而本文通过计算和分析认为，只要对原运行工况作某些调整，达到90×10-2左右的的氩提取率是完全可能的。
2 对原运行工况的分析2.1 氩系统简介扬子20000m 3/h 空分设备氩塔示意图见图1所示。
从空分设备上塔的下部抽出几乎不含氮的氧氩混合气体（氩馏分）进入氩塔底部，并在氩塔内的上升过程中被塔内回流液体精馏掉几乎所有的氧，上升气体在到达氩塔顶部时其氧含量只有1×10-6左右。
氩塔顶部的气体在进入氩冷凝器被冷凝成液体后，全部送入氩塔作为氩塔精馏的回流液体，液氩产品由离塔顶数级的位置取出。
浅谈空分设备制氩系统优化操作
浅谈空分设备制氩系统优化操作摘要：根据空分设备制氩的理论依据，谈谈个人对空分设备制氩系统的优化操作。
关键词：空分设备；粗氩塔；优化操作氩在空气中的体积含量为0．932％，是大气中五种稀有气体之一，大型空分设备的制氩系统有两种流程：加氢制氩和全精馏制氩。
由于全精馏制氩具有流程简单、操作方便、安全、稳定、氩提取率高等优点，是空分设备用户首选的制氩流程。
全精馏制氩就是在粗氩塔中进行氧一氩分离，直接得到氧含量小于lx10-6的粗氩，在精氩中再进行氩一氮分离，得到纯度为99.999%的精氩产品。
由于氧、氩常压下沸点仅差3K，如果用筛板精馏来实现氧一氩分离，约需150一180块理论塔板。
规整填料每当量理论塔板压降是每理论筛板的1/8左右，这样在粗氩塔允许的压降范围内就可以设置相当于170块理论塔板的规整填料实现氧-氩全精馏分离。
为降低粗氩塔的高度，往往设置二级粗氩塔，粗氩塔出口氩中氧含量为2% - 3%，粗氩塔出口氩中氧含量小于1x10-6，可直接进人精氩塔进行精馏。
1、氩馏分的提取粗氩塔的原料—氩馏分来自于主塔，冷源液空也来自于主塔，且在粗氩塔冷凝器中蒸发返回主塔，所以，粗氩的制取既要关注主塔工况的变化又要兼顾粗氩塔的工况变化，二者互相影响，密切相关。
氩在上塔有两个富集区，液空进料口上下各一个。
氩在上塔的分布是随氧、氮产品的纯度变化而变化。
氧产量减少，提馏段的上升蒸汽相对增多回流比减小，液相中的氮、氩组分充分蒸发上去氧纯度提高，富氩区上移，即精馏段富氩区含氩量增高，而提馏段富氩区含氩量下降。
氩馏分抽口在提馏段，氩馏分中的氩含量减少，氧含量增加，氮含量减少。
如果氮产量减少，主塔内上升气相对回流液来说减少，回流比增大，气相中的氧、氩组分被充分冷凝到液体中，沿塔板下流，氮纯度提高精馏段富氩区含氩量下降，提馏段富氩区的含氩量增高。
氩馏分中氩含量增加，氮含量增加，氧含量减少。
平时，空分设备操作时要根据主塔中氩富集区的分布情况及其受氧、氮产品变化的影响原理，来调节氩馏分中氩、氧、氮的含量，使氩馏分的各组分满足粗氩塔正常运行的要求。
关于空分设备增加提氩装置的操作和优化
关于空分设备增加提氩装置的操作和优化摘要：简述了柳化空分提氩系统的流程，就制氩装置运行过程中出现的问题，定性地分析了氩系统的优化操作和改进方案。
关键词：全精馏无氢制氩；提氩系统；优化操作一、前言柳州化工股份公司制氧能力28000Nm3/h（标准立方米/小时）的大型空分装置与壳牌粉煤气化项目配套设计。
为了综合利用现有资源，通过技术论证和市场调研，柳化大力气体厂决定在空分装置上直接串入提氩装置，采用无氢除氧工艺技术（也称全精馏制法），无氢除氧工艺流程简单、操作简单、能耗低、效益高，具备了其它工艺无法比拟的优势，是最先进的制氩工艺，氩的提取率能达到60%以上。
该装置可生产出市场需求量大、产品效益好的液氩产品。
该项目把提氩装置的设备和管道一起放到空分的冷箱内，最大限度降低冷量损失，既稳定空分装置的操作又降低液氩的生产成本。
二、技术原理与生产流程1、技术原理本项目采用无氢除氧工艺提取纯氩，其原理是利用氧气、氮气、氩气的沸点不同，采用精馏原理进行分离，其中氮的沸点（-195.78℃）、氧的沸点（-182.83℃）和氩的沸点（-185.7℃），由于氧的沸点比氩高，在精馏过程，高沸点组分氧被大量地洗涤下来，形成回流液返回空分上塔，此外，氩的沸点比氮高，高沸点的氩被洗涤下来，少量低沸点氮作为废气排放。
通过低温精馏法，在粗氩塔中完成氧－氩分离，在精氩塔中完成氩－氮分离，从而得到纯氩。
2、工艺流程本项目的低温全精馏制氩的所有设备均置于空分设备的保冷箱内，粗氩塔I、粗氩塔II、精氩塔均为填料塔。
在粗氩塔I、粗氩塔II内，气态氩馏份沿填料盘上升，由于氧的沸点比氩高，故高沸点组分氧被大量地洗涤下来，形成回流液返回上塔。
粗氩塔I底部的液氩经液氩泵加压后打入粗氩塔II上部作为回流液；因此，上升气中的低沸点组分氩含量不断提高，最后在粗氩塔I顶部得到含氧≤2ppm、含氮<1%的粗氩气，粗氩气在粗氩冷凝器中被液空冷凝成粗液氩。
提升空分系统氩气外供能力的措施
～一 … … 一 一 ： 翅 ：
在原 工 况 调整 经 验 及 过程 数 据 分析 的基 础 上 ， 优化 并规 范 Ｊ ： 况调 整操作 。 １ ）Ｆ Ｉ Ｃ— Ｆ ２ ６ １ ５ （ 空压 机 流 量控 制 阀 ） 根据进 口
导叶及外 部气 温 的情 况 ， 一般控制在 ７ ０ ％左 右， 留 出调 节余 地 。Ｆ Ｉ Ｃ—Ｆ ３ ４ １ ０（ 膨胀 机流量控制 阀） 一 般为 Ｆ Ｉ Ｅ— Ｆ ２ ６ １ ５ （ 空 压机 流 量控 制 阀 ） 的１ ７ ％ 左 右 的量 ， 过 多过 少产 生 的膨 胀 过 热 度 对 上塔 工 况 影 响 比较 大 。
１ ． ２ ６ 制 氧机 组
随着某些能源行业的发展 ， 氩气市场需求 日益扩大。 天元气体公司共有 ８台制氧机组 ， 其中 ４ 一 ｌ ０ 机组
均具 备 氩气 生产 能 力 。经 统 计 分 析 ， 部 分 机 组 实 际 产 能较设 计 产能 仍有 一 定 差 距 ， 通 过 对 各 机 组 氩气 生 产及 外供 系统 的研究 分 析 ， 选择 设 计 产 能 与 实 际 产 能差 别最 大 的 ４ 及６ 制 氧 机组 作 为 氩 气 产 能 的
作者简介 ： 赵 （ １ ９ ８ ７ 一） ， 女， ２ ０ ０ ９年毕业于晕庆科技学院 机械制造
及其 自动化专业。助理工程师 ， 现从事技术工作。
２ ０
圈 １ 新 增 控 制 阀 所 在 位 置
莱 钢科 技 将 此低 濉 Ｉ １ 动 制 阀｝ ¨ 驳 放 阀 的竹 浴 熊 发 系统 的优 － 、 ， ｝ Ｉ
了该 机组 氩气 产 量 的 提 升 。２ ） 精 馏 塔 工 况 调 整 方
如何在西钢空分系统中有效提高氩气提取率
如何在西钢空分系统中有效提高氩气提取率作者：李永洲来源：《中国高新技术企业》2015年第11期摘要：在科技发展日新月异的今天，钢铁工业的前行与空分气体的发展是互相依存、互相促进的关系。
钢铁工业的增长带动了空分气体的发展，气体工业的发展又促进了钢铁工业迈步前行，两者的关系密不可分。
文章对如何在西钢空分系统中有效提高氩气提取率进行了探讨。
关键词：西钢空分系统；氩气提取率；氩塔系统；钢铁工业；气体工业文献标识码：A中图分类号：TQ116 文章编号：1009-2374（2015）11-0032-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.11.017近期，由于西宁特殊钢股份有限公司新建炼钢、精品棒材生产线的投入使用以及炼钢用户新工艺的增加和部分生产工艺的改进，氩气产品的消耗量也随之增加，而对于我单位KDON——15000m3/h型空分系统中500m3/h的粗氩产量已经不能满足生产用户和外销量的需求。
为此根据能源作业区领导的指示安排，空分系统操作人员进行了一系列系统参数及工艺工况的调整，进一步通过改善操作方法来提高氩气产品的提取率，以保证各用户的需求量，达到节能减排、增产创效的目的。
1 空分系统中的主塔工况是氩精馏系统的根本和基础一般来说，空气中的氩气含量是恒定不变的。
在气体工业生产中，要想提高产品氩气的产量，首先需要增加原料空气量。
因此，空分操作人员根据空气压缩机流量先将进塔空气量由原来的76000m3/h提高到78000m3/h。
进塔空气量增加后，根据氩馏份在线纯度分析仪AI701，将产品氧气的产量由15000m3/h 提高到15500m3/h，并将氩馏份纯度分析仪AI701的百分含量控制在8%～9%Ar以内，为初步提高粗氩产量做好前期准备。
与此同时，在确保主冷液位相对稳定的基础上，为了进一步挖掘空分系统主塔中上塔的精馏潜力，将膨胀空气旁通进入污氮气管道的气量FI1由2800m3/h减少到2650m3/h。
影响氩抽取率的因素
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≤2PPmO），2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%。
氩系统优化调整120208
氩系统优化调整氩气属于稀有气体，在空气中的含量为0.932%。
由于氩气具有密度大、导热低和化学惰性的特点，在钢铁、半导体、照明、焊接保护等领域得到广泛应用，氩气的最大用户是钢铁工业。
氩气产品的市场价值高，提取难度大，故各气体生产单位对空分提氩系统的优化操作及提氩空分装置的挖潜改进都相当重视。
本文以提高氩经济效益为目标，根据笔者在气体生产厂多年的工作经验，结合我公司现有的设备，和大家一起分析和探讨。
一、空分氩系统工作原理利用低温精馏从空气中提取氩产品的工艺流程，可分为两种类型，分别是传统制氩和全精馏制氩。
这两种制氩方式的原理基本相同，都是在粗氩塔中完成氧—氩分离，精氩塔中完成氩—氮分离。
所不同的是在传统制氩工艺流程中粗氩塔只能实现氧的百分量分离，约含氧2%，还需加氢除氧才能进一步降低氧含量，使含氧量达到PPm级；而在全精馏制氩工艺流程中，由于采用了规整填料塔，分馏塔的精馏效率显著提高，在粗氩塔中就能实现氧的10-6（PPm）级分离，可使工艺氩中的氧含量降达到（1~2）×10-6。
无论传统制氩还是全精馏制氩，塔中精馏工况的建立都是相同的。
粗氩塔的原料气来自上塔的氩馏分，粗氩塔的回流液返回上塔，来自下塔的液空为粗氩冷凝器提供冷源，液空蒸汽及回流夜空返回上塔。
由于氩的蒸发压力曲线介于氧、氮之间，故它在精馏塔中的工作特性也介于氧、氮之间，进入空分下塔的所有氩随液空和液氮流出，其中大部分随液空流出。
在空分上塔中，进入的氩在塔的上部冷凝，在下部蒸发，故在上塔中部形成氩富集区。
从底部开始浓度增加，达到最大值后再下降，粗氩塔的进料就来自于上塔氩富集区，氩馏分抽口在氧气抽口以上的填料层的上方，一般为含氩7~10%，含氮量小于0.06%（600PPm）。
由于上塔氩馏分抽口位置已定，故上塔精馏工况的改变将造成氩富集区的移动，导致氩馏分组分的变化。
氧含量增加，氩富集区上移，氩提取率受影响，反之氩富集区下移，氮含量过高，将影响粗氩冷凝器的换热工况，严重时将出现“氮塞”，粗氩塔精馏工况遭到破坏的现象、由此可见粗氩塔与主塔精馏工况息息相关，相互制约。
氩产量不达标的原因分析及调整方法
技术论谈篇
表３调整后空分运行参数
氩馏分
流量 浓度（Ｏ／ｏＡｒ）
７—１ｌ ５．Ｏ～７．Ｏ ６．５～８．Ｏ
液氩产品 流量
７５０ ５３９ ６０８
纯度（觥）
≤２ １～３ １～３
氧产品
氮气
流量
２２０００ ２３５６０ ２３４８３
流量
２１０００ ２１４３０ ２１３９０
纯度（％０２）
９９．６ ９９．８５ ９９．８２
的调整过程中，我们试图将氩馏份中的氩含量，保持在一个较高的数值（８．０～１０．０％舡）上时， 系统工况很难稳定，极易出现波动，甚至会殃及氧、氮产品的产量和质量，影响到氧气、氮气的外 供。针对上述问题，我们将对整个制氧机系统的运行情况做进一步的分析研究，而后再做相应 的试验调整，力求达到或接近液氩产量的设计指标。 参考文献： ［１］徐文灏，王宝洲．低温全精馏制氩工艺计算演绎之一：夹议夹叙氩精馏（上）．深冷技 术，１９９９（１） ［２］ＫＤＯＮ一２１０００／２２０００型空分装置技术参数表（内部资料） ［３］李化治编著．制氧技术
Ｄ≤［１一÷］・Ｖ・ＹＡ…………………（７）
式（７）表明，通常情况下，氩产量不可能超过氩馏份中氩总量的三分之一。 （４）影响氩产量的几个主要因素： 由式（６）可以看出，即使不考虑氩塔本身的因素，氩产量Ｄ受到粗氩塔底部的氩对氧的相对 挥发度ＱＡＯ、氩馏份流量Ｖ、氩馏份中的氩含量Ｙ＾这三个因素的制约。现对这三个影响因素分 别加以讨论。 增大氩对氧的相对挥发度ａ＾ｏ可以提高氩的提取率，但一般情况下只有通过降低操作压力 才能增大相对挥发度。而实际上，因各种阻力的存在，操作压力几乎是无法改变的。也就是说 实际操作中，几乎不可能通过增大氩对氧的相对挥发度来提高氩的产量。 增大氩馏份ｖ也可以提高氩的产量，但氩馏份气量受到氩塔流通能力的限制，过大的气量 将导致氩塔的性能降低，严重时可引起液泛。另一方面，从上塔抽出的氩馏分气量越多，则上塔 氩馏份抽口以上段的上升气量就越少，这样可能使得氩馏分中的氮含量增高，从而使得氮气进 入粗氩塔内。众所周知，氮的沸点比氩更低，进入粗氩塔内的氮气，不能与氧一样通过精馏的方
西钢空分系统中氩气提取率的探究
西钢空分系统中氩气提取率的探究近期，由于西宁特殊钢股份有限公司新建炼钢、精品棒材生产线的投入使用以及炼钢用户新工艺的增加和部分生产工艺的改进，氩气产品的消耗量也随之增加，而对于我单位KDON—15000m3/h型空分系统中500m3/h的粗氩产量已经不能满足生产用户和外销量的需求。
为此根据能源作业区领导的指示安排，空分系统操作人员进行了一系列系统参数及工艺工况的调整，进一步通过改善操作方法来提高氩气产品的提取率，以保证各用户的需求量，达到节能减排、增产创效的目的。
1空分系统中的主塔工况是氩精馏系统的根本和基础般来说，空气中的氩气含量是恒定不变的。
在气体工业生产中，要想提高产品氩气的产量，首先需要增加原料空气量。
因此，空分操作人员根据空气压缩机流量先将进塔空气量由原来的76000m3/h提高到78000m3/h。
进塔空气量增加后，根据氩馏份在线纯度分析仪AI701，将产品氧气的产量由15000m3/h提高到15500m3/h，并将氩馏份纯度分析仪AI701的百分含量控制在8%-9%Ar以内，为初步提高粗氩产量做好前期准备。
与此同时，在确保主冷液位相对稳定的基础上，为了进一步挖掘空分系统主塔中上塔的精馏潜力，将膨胀空气旁通进入污氮气管道的气量FIL由2800m3/h减少到2650m3/h。
这样逐步调整主塔工况，首先是为了进一步挖掘上塔的精馏潜力，从而可以有效提高氧气和氦气的产量：其次是为氩精馏系统工况调整和氩气产品提取打下良好的基础：再次是充分增加空分系统中的氩组份含量，即有从（76000-2800)*0.932%-682m3/h 提高到（78000-2650）*0.932%=702m3/h，702-682=20m3/h，因此，在通常情况下有20m3/h氩组份含量的增加量。
2粗氩塔的工况及有效调节是提高氩气产量的中间环节和有效组成部分在氩塔系统中，参与精馏的粗氩气产量直接决定了产品氩气的提取量，而从上塔中抽取出的氩馏份气量FIC702又制约着粗氩气的产量。
关于优化20000m3h空分设备操作提高氩纯度的研究
工业与信息化
关于优化20000m3/h空分设备操作提高氩纯度的研究
石伟 湖南湘钢梅塞尔气体产品有限公司 湖南 湘潭 411101
摘 要 本文从控制系统波动、优化粗氩塔控制、调整精氩塔控制几方面入手，提出了20000m3/h空分设备操作的 优化策略，并展开了为期6个月的操作分析。结果表明，这些优化操作策略能够达到提升氩纯度、降低氩产品中含 氧含氮量的效果。 关键词 空分设备；操作优化；氩纯度
参考文献 [1] 周金城.20000 m3/h内压缩流程空分设备主换热器操作方法改进
[J].低温与特气,2018,36(3):30-33. [2] 焦兆文.优化20000m3/h空分设备操作提高氩纯度的实践[C].中
国金属学会.第十一届中国钢铁年会论文集——S17.冶金设备与工程技 术.中国金属学会:中国金属学会,2017:412-415.
3 结束语 综上所述，在保证ห้องสมุดไป่ตู้分主塔工况的物料与冷量动态平衡的
条件下，依托控制系统波动、优化粗氩塔控制、调整精氩塔控 制，达到了降低氩产品中含氧量、含氮量的效果。实践结果表 明，在引入前文所述的操作优化方法后，氩产品的纯度均稳定 在99.9995%以上；氩产品中的含氧量、含氮量均呈现出明显下 降趋势。
引言
高纯度氩产品的市场需求量较高，且有着极为可观的利 润。因此，更新调整20000m3/h空分设备操作推动氩纯度提升成 为各气体生产单位的关注热点，拥有极高的研究现实价值。
1 20000m3/h空分设备操作的优化策略 1.1 前提条件 控制空分主塔工况的物料与冷量动态平衡是保证氩塔正常
运行的前提，为了提升空分主塔的稳定性，需要对粗氩塔精馏 工况展开优化调整。实践中，必须将加工空气量、氮、氧、氩 气产量与纯度维持在平衡水平，达到提升精馏效率、氩产品质 量以及氩纯度的效果。
氩馏分的一些控制心得
氩馏分的一些控制心得1.液空纯度与氩馏分液空纯度与液空量对上塔精馏工况有着显著的影响，因此液空纯度对氩馏分的质与量也有密不可分的联系。
下塔液空含氧量降低，使上塔的原料液质量变差，在上塔结构参数与等效塔板效率不变的情况下，增加了上塔分离的负担，因为其分离能力是有限度的，带来的结果是氧气纯度的下降，同时氩馏分中的氮含量增加；反之，下塔液空含氧量太高，使上塔提馏段中氧含量升高，致使氩馏分含氧量升高；同时因为液空还是粗氩塔冷凝器的冷源，其温度升高，不利于冷凝器工作，上塔氮气纯度下降。
与此同时，下塔液空氧含量高说明氩组分在氮中含量增加，流入上塔以后不利于氩的提取。
在这两种情况下，如果单纯对氧产量或粗氩塔的热负荷进行调节，整个工况就会向另一个极端靠近，所以在调节中总是会遇到氩馏分不是含氧高就是含氮高，有时两种情况兼有。
由此可知，下塔液空纯度对氩塔工况也是有非常重要的影响作用。
在实际操作中注意到这一点，是非常有益处的。
2.氧氮产量、主冷液位与氩馏分从主塔氧组分的平衡来看，氧、氮产量和主冷液面对氩塔的稳定也是很重要的条件。
通常氧产品纯度波动0．1％。
氩馏分中氩含量变化0．8％~ 1％，波动幅度扩大8～10倍；主冷液面波动5cm~10cm，粗氩塔就会出现相应的显著反应，影响氩馏分的组成或抽取量。
在粗氩冷凝器热负荷及其它参数不变的情况下降低氧产量或提高氧纯度，氩馏分含氧将增多，抽取的氩馏分量增加，粗氩塔的回流比减少，粗氩中含氧量增加，纯度下降；若氩馏分中含氮量过高，粗氩塔冷凝器的温差减小，粗氩塔下流液体量减小，粗氩的纯度和产量也下降。
另外，粗氩塔冷凝器的热负荷决定了粗氩的产量及纯度。
热负荷过大，粗氩塔回流比大，粗氩纯度高且产量少，严重时会引起粗氩塔液泛，还会增加主塔的负担，影响主塔的工况；反之，粗氩产量高时纯度降低，将增加粗氩净化的负担。
因此，粗氩塔冷凝器的热负荷应适当，这可以通过粗氩塔冷凝器液空液位和液空回主塔的量来调节。
空分氩气含量高的原因
空分氩气含量高的原因探析
氩气是一种无色、无味、无毒的惰性气体，广泛应用于焊接保护、电子工业、激光技术、医疗等领域。
在空气分离过程中，氩气的提取是一个重要的环节。
然而，在某些情况下，我们可能会发现空分氩气的含量较高。
那么，这是什么原因呢？本文将对此进行探讨。
首先，我们需要了解空气分离的基本原理。
空气分离是通过低温精馏的方式，将空气中的氮气、氧气、氩气等成分进行分离的过程。
在这个过程中，由于氩气的沸点介于氮气和氧气之间，因此可以通过控制温度和压力来实现氩气的有效提取。
然后，我们要知道影响氩气含量的因素。
氩气含量的高低主要受到以下几方面因素的影响：
1. 原料气质量：原料气中氩气的初始含量会影响最终产品的氩气含量。
如果原料气中含有较高的氩气，那么经过分离后得到的氩气含量也会相应增加。
2. 分离工艺：不同的分离工艺对氩气的提取效果也有所不同。
一些高效的氩气提取工艺可以提高氩气的产量和纯度。
3. 设备性能：设备的性能对氩气的提取也有很大影响。
例如，设备的制冷效率、塔板的设计等因素都会影响到氩气的提取效果。
4. 操作条件：操作条件如温度、压力、流量等的控制也是影响氩气含量的重要因素。
合理的操作条件能够提高氩气的提取率和纯度。
综上所述，空分氩气含量高的原因可能是由于原料气中含有较高的氩气、采用了高效的氩气提取工艺、设备性能优良以及操作条件控制得当等因素共同作用的结果。
然而，也需要注意到，过高的氩气含量可能会导致其他有用气体的产量降低，因此在实际生产中需要根据具体情况合理调整操作参数，以达到最佳的分离效果。
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氩气是广泛应用于工业各领域的稀有气体，用作不锈钢、铝等金属电弧焊接保护气和钢铁、铝、钛、锆等金属的冶炼吹除气体，用于照明技术和日光灯的填充，工业电子也用氩气作为保护气。
氩气在空气中的含量为0.932%，在空分装置中，一般可将加工空气中30%-50%的氩作为产品获得，随着制氩技术的提高及先进的空分工艺流程和操作方法的改进，现在已将氩的提取率提高到80%以上。
在空分设备中，影响氩提取率的因素有：主塔工况、氩馏分控制系统、粗氩塔工况等。
主塔工况稳定是氩塔工况稳定的前提条件，而氩馏分稳定是粗氩塔运行稳定的基础，以上条件缺一不可。
影响主塔工况的主要原因有空分设备负荷变动的幅度和频率，分子筛纯化器的切换过程造成的入塔空气量的变化，日常运行中，可采取规定的变负荷量，来保证主塔工况的稳定，通过对氩馏分控制系统的改进，在保证氩馏分稳定的基础上，适当降低控制值，来减小氩馏分的波动范围。
在操作中，可经常性地将粗氩塔顶部的排放阀打开3%-5%，在工况稳定的基础上增加粗氩气体的排放，以保证粗氩塔不发生氮塞。
通过以上方法，可有效地提高空分设备的氮提取率，为企业取得可观的经济效益。
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