空分工艺操作规程PPT课件
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空分工艺流程培训PPT
空气增压透平膨胀机，采用规整填料上塔、增效氩塔工艺。
•
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，经原料空气压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却。冷却水为经水冷
• 一、 杂质的清除系统（空气过滤器和纯化系统）；
• 二、 空气加压系统（空压机及增压机系统）；
• 三、 空气的冷却和液化系统（预冷系统和膨胀机、换热器系统）；
• 四、 空气的精馏系统（分馏塔系统）；
2•02五0/11、/19 产品的输送、贮存系统（压氮系统空和分工液艺体流程贮培训存系统）；
11
KDON-48000/80000型
• 本装置生产的纯度为99.8%的氧 气主要供下游气化装置使用，作 为气化炉的原料气参加反应；
• 纯度为99.99%的氮气供下游工 艺生产使用，作为保护气和吹扫 用气；
• 副产的工厂空气、仪表空气供所 有化工区各分厂和正常生产动力 车间生产装置使用，作为仪表气 源和吹扫用气。
2020/11/19
空分工艺流程培训
2020/11/19
空分工艺流程培训
7
二、克旗煤制气公司配 套的空分装置的流程和 特点
2020/11/19
空分工艺流程培训
8
克旗公司采用的空分装置特点
• 本界区空分装置共三期六套，其 中主精馏塔由杭州杭氧股份公司 制造，单套空分装置制氧能力 48,000Nm3/h，制氮能力 80,000Nm3/h，同时副产工厂 空气、仪表空气、液氮和液氧。
2020/11/19
空分工艺流程培训
6
• 多次的重复上述过程,气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能 不断的增加.这样经过多次的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从 而将空气中的氧和氮分离开来。
空分装置工艺流程ppt课件
4
5
1.空压机中的气体压缩原理：
空压机：指气体在压缩机中的运动是沿垂 直于压缩机轴的径向进行的。
是工作轮在旋转的过程中，由于旋转离心 力的作用及工作轮中的扩压流动，使气体 的压力得到提高，速度也得到提高。随后 在扩压器中进一步把速度能转化为压力能。 通过它可以把气体的压力提高
6
2.喘振现象 进口压力或流量突然(瞬间)降低，低过最低 允许工况点时，压缩机内的气体由于流量发 生变化，会出现严重的旋转脱离，形成突变 失速(指气体在叶道进口的流动方向和叶片 进口角出现很大偏差)，这时叶轮不能有效 提高气体的压力，导致机出口压力降低。但 是系统的压力没有瞬间相应地降下来，从而 发生气体从系统向压缩机倒流，当系统压力 降至低于机出口压力时，气体又向系统流动。 如此反复，使机组与管网发生周期性的轴向 低频大振幅的气流振荡现象。
流量为262840Nm3/h的空气经过滤器S1146吸入及 N1151消音，过滤掉气体中99%的水份、机械颗粒 和粉尘，经入口导向叶片进入空气压缩机C1161， 经三段四级压缩后输出0.627Mpa，98.7℃进入空冷 塔E2416与中部的冷却水（0.625Mpa，26℃， 590m3/h）和顶部来自水冷塔E2417的14℃， 109m3/h冷却水经泵P2467A/B加压到0.623Mpa， 再经冷水机组冷却到10℃逆流换热后空气被冷却至 12℃经过除雾去沫后进入内装有林德专用分子筛的 吸附器A2626A/B中的一只，除去空气中含有CO2、 水分及碳氢化合物后，在分子筛出口温度升至18℃ 的空气分为三股，一股（32000Nm3/h）进入低压 板式换热器E3119与返流的上塔塔顶来的纯氮气进 行换热，温度降至－168.5℃；
1500m3液氮贮槽（D7310、D7410），贮
5
1.空压机中的气体压缩原理：
空压机：指气体在压缩机中的运动是沿垂 直于压缩机轴的径向进行的。
是工作轮在旋转的过程中，由于旋转离心 力的作用及工作轮中的扩压流动，使气体 的压力得到提高，速度也得到提高。随后 在扩压器中进一步把速度能转化为压力能。 通过它可以把气体的压力提高
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2.喘振现象 进口压力或流量突然(瞬间)降低，低过最低 允许工况点时，压缩机内的气体由于流量发 生变化，会出现严重的旋转脱离，形成突变 失速(指气体在叶道进口的流动方向和叶片 进口角出现很大偏差)，这时叶轮不能有效 提高气体的压力，导致机出口压力降低。但 是系统的压力没有瞬间相应地降下来，从而 发生气体从系统向压缩机倒流，当系统压力 降至低于机出口压力时，气体又向系统流动。 如此反复，使机组与管网发生周期性的轴向 低频大振幅的气流振荡现象。
流量为262840Nm3/h的空气经过滤器S1146吸入及 N1151消音，过滤掉气体中99%的水份、机械颗粒 和粉尘，经入口导向叶片进入空气压缩机C1161， 经三段四级压缩后输出0.627Mpa，98.7℃进入空冷 塔E2416与中部的冷却水（0.625Mpa，26℃， 590m3/h）和顶部来自水冷塔E2417的14℃， 109m3/h冷却水经泵P2467A/B加压到0.623Mpa， 再经冷水机组冷却到10℃逆流换热后空气被冷却至 12℃经过除雾去沫后进入内装有林德专用分子筛的 吸附器A2626A/B中的一只，除去空气中含有CO2、 水分及碳氢化合物后，在分子筛出口温度升至18℃ 的空气分为三股，一股（32000Nm3/h）进入低压 板式换热器E3119与返流的上塔塔顶来的纯氮气进 行换热，温度降至－168.5℃；
1500m3液氮贮槽（D7310、D7410），贮
空分装置工艺流程共37页PPT
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
空分工艺培训教程(PPT45页)
我国空分流程的技术发展
方面取得了进步。随着计算机的广泛应用，空分装置的自动控制、变 负荷跟踪调节等变得更为先进。 ➢ 第一代：高低压循环，氮气透平膨胀，吸收法除杂质； ➢ 第式换热器； ➢ 第四代：分子筛纯化； ➢ 第五代：规整填料，增压透平膨胀机的低压循环； ➢ 第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩。
➢ 压缩空气除去水分和二氧化碳等杂质后，经热交换系统和增压膨胀机 制冷后进入下塔，在塔板上气体与液体接触，由于气、液之间温度差 的存在,在进行传热和传质交换时,低沸点组分氮吸收热量开始蒸发,氮 组分首先蒸发出来,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热,气体冷凝时,首先 冷凝氧组分.这过程一直进行到气相和液相的温度相等为止,也即气、 液处于平衡状态。这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷 凝的氧也进入液相,因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧 组分减少,同时由于液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了.多次 的重复上述过程,气相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度
➢ 空分的含义：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。
➢ 空分分离的方法和原理： 空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在，均匀地
混合在一起，通常要将它们分离出来比较困难，目前工业上主要有３ 种实现空气分离方法。 １）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
空分工艺易懂全面版课件
1KPa=100H2O
51
康诺瓦罗夫定律
理想溶液中液相与气相中的 成分是不同的。如果不同蒸 气压的纯液体在给定温度下 混合成二元溶液，则气相里 的成分和液相里的成分并不 相同，对于较高蒸气压的组 分， 它在气相里的成分大 于它在液相里的成分。对于 较低沸点的液体，它在气相 里的成分大与它在液相里的 成分。
态度比方法重要 结果比理由重要 认真比聪明重要
1
空分
1.空分概述 2.基本理论 3.单元操作 4.汽轮机
2
空分概述
3
空分的含义
空分，即空气的分离，是利用一 定的手段将空气中的各组分分 离开来，从而获得所需要的氧 气、氮气及一些稀有气体的过 程。
4
1903年，德国人卡尔·林德发明制造了 世界上第一台深冷（低温）法生产氧气 的空分设备，采用高压节流单塔流程， 产氧量10m3/h。
高温高焓降带来的制冷量大于因气量减少而减少的冷量膨胀量调节增压透平膨胀机增压透平膨胀机?增压透平膨胀机是利用膨胀机的输出功来直接将入膨胀机前的气体增压使得入膨胀机的膨胀气体压力升高从而达到提高膨胀机前后压差增加单位膨胀工质的产冷量降低膨胀量的目的减少膨胀量就意味着减少了循环压缩功节约了能耗并且还避免了机械能转变成电能而导致的损失提高了膨胀功的回收效率可以说它比过去常采用的电机或风机作为膨胀机的制动设备更完善
57
当温度较高的饱和蒸气与温度较低的饱和 液体互相均匀混合时，由于蒸气的温度高 于液体的温度，因此均匀混合后蒸气将放 出热量而被部分冷凝，液体将吸收热量而 部分蒸发。最后达到相同温度下的气液平 衡状态。当蒸气部分冷凝时，沸点较高的 氧，相对较多地冷凝进入液相中，使冷凝 液温度升高，则沸点较低的氮相对较多地 蒸发到气相中，最后达到平衡时，气相中 的氮增加和液相中的氧浓缩。上述过程就 是同时进行部分气化和部分冷凝过程的简 述。这样的过程进行多次就实现了精馏。
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康诺瓦罗夫定律
理想溶液中液相与气相中的 成分是不同的。如果不同蒸 气压的纯液体在给定温度下 混合成二元溶液，则气相里 的成分和液相里的成分并不 相同，对于较高蒸气压的组 分， 它在气相里的成分大 于它在液相里的成分。对于 较低沸点的液体，它在气相 里的成分大与它在液相里的 成分。
态度比方法重要 结果比理由重要 认真比聪明重要
1
空分
1.空分概述 2.基本理论 3.单元操作 4.汽轮机
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空分概述
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空分的含义
空分，即空气的分离，是利用一 定的手段将空气中的各组分分 离开来，从而获得所需要的氧 气、氮气及一些稀有气体的过 程。
4
1903年，德国人卡尔·林德发明制造了 世界上第一台深冷（低温）法生产氧气 的空分设备，采用高压节流单塔流程， 产氧量10m3/h。
高温高焓降带来的制冷量大于因气量减少而减少的冷量膨胀量调节增压透平膨胀机增压透平膨胀机?增压透平膨胀机是利用膨胀机的输出功来直接将入膨胀机前的气体增压使得入膨胀机的膨胀气体压力升高从而达到提高膨胀机前后压差增加单位膨胀工质的产冷量降低膨胀量的目的减少膨胀量就意味着减少了循环压缩功节约了能耗并且还避免了机械能转变成电能而导致的损失提高了膨胀功的回收效率可以说它比过去常采用的电机或风机作为膨胀机的制动设备更完善
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当温度较高的饱和蒸气与温度较低的饱和 液体互相均匀混合时，由于蒸气的温度高 于液体的温度，因此均匀混合后蒸气将放 出热量而被部分冷凝，液体将吸收热量而 部分蒸发。最后达到相同温度下的气液平 衡状态。当蒸气部分冷凝时，沸点较高的 氧，相对较多地冷凝进入液相中，使冷凝 液温度升高，则沸点较低的氮相对较多地 蒸发到气相中，最后达到平衡时，气相中 的氮增加和液相中的氧浓缩。上述过程就 是同时进行部分气化和部分冷凝过程的简 述。这样的过程进行多次就实现了精馏。
空分装置工艺流程ppt课件
12
三、空气净化：由分子筛吸附器 （A2626A/B）、再生蒸汽加热器 （E2617）、污氮放空消音塔（N2653）等 组成 分子筛吸附器 A2626A/B （立式径向流结构） 作用：吸附预冷后工艺空气中含有的剩余的 杂质，如水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和一 些潜在有害的碳氢化合物。 再生蒸汽加热器 E2617 （蒸汽走管程，被 加热氮气走壳程）作用：将来自分馏塔的污 氮气加热到分子筛再生所需温度。
空分装置工艺 流程
1
空分装置简述
空分装置是为煤制氢装置壳牌气化炉提供高压高纯 氧气，为煤液化、煤制氢、加氢改质、轻烃加收、 锅炉、罐区等其它装置提供高、中、低压高纯氮气， 以及向全厂各装置提供仪表空气和工厂空气。同是 也生产少量液体产品储存到后备储罐系统中，用以 来保证生产的连续性。 空分装置由二套空分装置09、10单元（含一套共用 后备贮存系统）和一套空压站组成。以下内容均以 09单元为例；
3
主空气压缩机 C1161（MAN TURBO,RIK125-1+1+1+1）：为四级透平 式压缩机，设内置式冷却器，逐级冷却的 单轴等温型压缩机。压缩机的流量通过进 口叶片调节器调整，末级出口管线设有防 喘振阀，通过导叶和防喘振阀控制压缩机 的出口压力和通流气量，以防止压缩机发 生喘振现象。主要将过滤后的空气压缩至 工艺所需压力0.63MPa
15
六、空气分离：由压力塔（T3211）、低压力塔 （T3212）、主冷凝器（E3216）、过冷器 （E3316）等 组成。 压力塔 T3211（铝制筛板塔，共54层塔盘）作用： 空气预分离，顶部产生纯氮气，底部是富氧液空。 主冷凝器 E3216 （全浸式设计，氧化亚氮和碳氢 化合物随内压缩的液氧一起连续排放，提高装置 的安全性）作用：来自压力塔顶部的氮气，在主 冷凝中，被来自低压力塔的沸腾液氧冷凝，同时 液氧得以蒸发。为压力塔、低压力塔提供回流液， 又为低压力塔提供上升蒸汽，以确保压力塔、低 压力塔精馏得以实现。
空分工艺流程课件
吸附法、膜分离法。空气中主要组分的性质如下：
名 化 沸点℃
熔点℃
称 学 101.325KPa 101.325KPa 符
号
氮 N2
-195.8
-209.86
密度
Kg/m3 气体
Kg/l 液体
1.25
0.81
临界点 ℃
-147
氧 O2
-183
-218.4
1.43
1.14
-119
氩 Ar -185.7
-189.2
到目前为止，世界上从事空分行业的 大型公司有：
德国林德 法国液空 英国BOC 美国APCI和Praxair 中国杭氧、川空、开空 1934年，中国首次从日本、德国引进 一套两国拼凑的15m3/h空分设备，由日 本人安装于青岛“中国瓦斯工厂”。
5
1949年，全国只有进口的小空分设备89套，总容量只有3415m3/h。 1953年底，哈尔滨第一机械厂首次试制成功了两套30m3/h空分设备。 杭氧从1955年试制空分设备，1956年起形成批量生产。至2000年底 全国共生产空分设备130多种规格，8339套，其中1000m3/h以上的大 中空分设备580套。全国空分生产氧的能力达277万m3/h。最近几年 的空分设备大型化发展更加迅猛。我国的中大型空分设备发展至今， 期间经历了六代变革：
装置的流程形式
我们的设备采用的是单泵内压缩、空气增压循环、膨胀 空气进下塔的内压缩流程。
空分装置流程主要分外压缩、内压缩
外压缩就是利用氧气压缩机将空分装置出来的低压产品氧气压缩至
用户所需要的压力等级。
内压缩是采用液氧泵对产品液氧进行压缩，然后换热汽化的一种流
程形式。
内压缩流程分类
内压缩流程的形式比较多，根据流程形式大致分为三种：
名 化 沸点℃
熔点℃
称 学 101.325KPa 101.325KPa 符
号
氮 N2
-195.8
-209.86
密度
Kg/m3 气体
Kg/l 液体
1.25
0.81
临界点 ℃
-147
氧 O2
-183
-218.4
1.43
1.14
-119
氩 Ar -185.7
-189.2
到目前为止，世界上从事空分行业的 大型公司有：
德国林德 法国液空 英国BOC 美国APCI和Praxair 中国杭氧、川空、开空 1934年，中国首次从日本、德国引进 一套两国拼凑的15m3/h空分设备，由日 本人安装于青岛“中国瓦斯工厂”。
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1949年，全国只有进口的小空分设备89套，总容量只有3415m3/h。 1953年底，哈尔滨第一机械厂首次试制成功了两套30m3/h空分设备。 杭氧从1955年试制空分设备，1956年起形成批量生产。至2000年底 全国共生产空分设备130多种规格，8339套，其中1000m3/h以上的大 中空分设备580套。全国空分生产氧的能力达277万m3/h。最近几年 的空分设备大型化发展更加迅猛。我国的中大型空分设备发展至今， 期间经历了六代变革：
装置的流程形式
我们的设备采用的是单泵内压缩、空气增压循环、膨胀 空气进下塔的内压缩流程。
空分装置流程主要分外压缩、内压缩
外压缩就是利用氧气压缩机将空分装置出来的低压产品氧气压缩至
用户所需要的压力等级。
内压缩是采用液氧泵对产品液氧进行压缩，然后换热汽化的一种流
程形式。
内压缩流程分类
内压缩流程的形式比较多，根据流程形式大致分为三种：
空分工艺流程简介ppt课件
9Page 9
空气分离简图
10 Page 10
空分主要设备（湛钢制氧）
3#/4#空分
空压机C01 增压机C05
预冷系统
分子筛 R01/R02
膨胀机 ET01/ET02
板式换热器 E01
冷箱 流程液体泵
后备系统
产品压缩机
液氩储槽 V30
液氧储槽 V40
液氮储槽 V50
液氩备份泵 液氧备份泵 液氮备份泵
氧压机操作画面
氮压机操作画面 20 Page 20
后备系统
液氮后备：1个4000m3容积低压储罐，1个100中压储罐，1个60高压储罐 1台50000m3/h中压氮泵，1台20000m3/h高压氮泵。 低压储罐的液氮可以通过两个泵分别充到两个压力罐，也可以直接进
入蒸汽汽化器蒸发送至管网。 液氧后备：1个3000m3容积低压储罐，2台60000m3/h高压氧泵。
液化温度K 273.15 196.6 111.7
液化温度C 0
-78.6 -161.5
7Page 7
空气中杂质的性质
对空分设备影响最大的杂质，除了灰尘外主要是水分、二氧 化碳以及碳氢化合物。
在常压下，当温度低于0℃时，水分将凝结成固体状态(冰)， 当温度低于零下78.6℃时，二氧化 碳将凝结成固体状态(干冰)， 而冷箱内的空分设备一般均工作在零下170℃以下。
低压储罐的液氧通过高压氧泵直接进入蒸汽汽化器蒸发送至管网。 液氩后备：1个2000m3容积低压储罐，2台4000m3/h高压氩泵。
低压储罐的液氩可以通过液体泵返回至冷箱板翅蒸发回收冷量后并入 管网，也可以直接进入蒸汽汽化器蒸发送至管网。
21 Page 21
空分产能数据表
工厂内目前有两套60000的法液空空分，分别是3号空分和4号空分。60000空分指的 是每小时生产60000标立方的氧气。具体产品的产能数据如下表：
空气分离简图
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空分主要设备（湛钢制氧）
3#/4#空分
空压机C01 增压机C05
预冷系统
分子筛 R01/R02
膨胀机 ET01/ET02
板式换热器 E01
冷箱 流程液体泵
后备系统
产品压缩机
液氩储槽 V30
液氧储槽 V40
液氮储槽 V50
液氩备份泵 液氧备份泵 液氮备份泵
氧压机操作画面
氮压机操作画面 20 Page 20
后备系统
液氮后备：1个4000m3容积低压储罐，1个100中压储罐，1个60高压储罐 1台50000m3/h中压氮泵，1台20000m3/h高压氮泵。 低压储罐的液氮可以通过两个泵分别充到两个压力罐，也可以直接进
入蒸汽汽化器蒸发送至管网。 液氧后备：1个3000m3容积低压储罐，2台60000m3/h高压氧泵。
液化温度K 273.15 196.6 111.7
液化温度C 0
-78.6 -161.5
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空气中杂质的性质
对空分设备影响最大的杂质，除了灰尘外主要是水分、二氧 化碳以及碳氢化合物。
在常压下，当温度低于0℃时，水分将凝结成固体状态(冰)， 当温度低于零下78.6℃时，二氧化 碳将凝结成固体状态(干冰)， 而冷箱内的空分设备一般均工作在零下170℃以下。
低压储罐的液氧通过高压氧泵直接进入蒸汽汽化器蒸发送至管网。 液氩后备：1个2000m3容积低压储罐，2台4000m3/h高压氩泵。
低压储罐的液氩可以通过液体泵返回至冷箱板翅蒸发回收冷量后并入 管网，也可以直接进入蒸汽汽化器蒸发送至管网。
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空分产能数据表
工厂内目前有两套60000的法液空空分，分别是3号空分和4号空分。60000空分指的 是每小时生产60000标立方的氧气。具体产品的产能数据如下表：
空分技术培训课件
膨胀机 W h
方法
节流阀 h
膨胀机制冷量效率高：膨胀功 W； 冷损：跑冷损失 Q1
复热不足冷损 Q2 生产液体产品带走的冷量 Q3
Q Q1 Q2 Q3
二、工艺特点 产品规格与参数
二、工艺特点
• 1、产品氧压力较高： 8.5MPa(G),通过内压 缩实现 ，典型的化工型内压缩空分流程。
• 2、产品氮气品种多样：0.42/6.0MPa(G)，所 以流程组织具有多样化。
（六）分馏塔系统的主精馏子系统
填料塔与板式塔的比较
阻力 效率 塔径 塔高
强。 变温变压吸附，吸附再生完全自动化，保证进气平稳。
法液空：立式双层径向流吸附器减小阻力，提高纯化效率 • 5、.延长分子筛使用寿命的措施
（1） 避免床层受到突然冲击切换系统采用无冲击切换控制技术： （2）避免空冷塔误操作 （3）预冷系统循环水PH值 （4）避免中毒，禁油 （5）空分进料位置选在上风处 6、 采用长周期吸附，单台吸附时间4小时，工作周期8小时。节约再生能耗，延长阀门使用 寿命，并且有利于空分工况稳定。
空分系统的组成及其作用（低温法）
净化系统 → 压缩 → 冷却→ 纯化→ 分馏 （制冷系统，换热系 统，精馏系统） →
液体：贮存及汽化系统；
气体：压送系统；
• 1、净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质；
• 2、压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；
（热力学第二定律）
• 3、预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性
• 2、方法：吸收法；冻结法；吸附法 • 3、原理：
吸附：气体与固体相接处时，在固体表面或内部将会发Leabharlann 容 纳气体的现象，即固体对气体的吸附。
解吸：已被吸附的分子或原子返回到气相或液相中去的现象。
方法
节流阀 h
膨胀机制冷量效率高：膨胀功 W； 冷损：跑冷损失 Q1
复热不足冷损 Q2 生产液体产品带走的冷量 Q3
Q Q1 Q2 Q3
二、工艺特点 产品规格与参数
二、工艺特点
• 1、产品氧压力较高： 8.5MPa(G),通过内压 缩实现 ，典型的化工型内压缩空分流程。
• 2、产品氮气品种多样：0.42/6.0MPa(G)，所 以流程组织具有多样化。
（六）分馏塔系统的主精馏子系统
填料塔与板式塔的比较
阻力 效率 塔径 塔高
强。 变温变压吸附，吸附再生完全自动化，保证进气平稳。
法液空：立式双层径向流吸附器减小阻力，提高纯化效率 • 5、.延长分子筛使用寿命的措施
（1） 避免床层受到突然冲击切换系统采用无冲击切换控制技术： （2）避免空冷塔误操作 （3）预冷系统循环水PH值 （4）避免中毒，禁油 （5）空分进料位置选在上风处 6、 采用长周期吸附，单台吸附时间4小时，工作周期8小时。节约再生能耗，延长阀门使用 寿命，并且有利于空分工况稳定。
空分系统的组成及其作用（低温法）
净化系统 → 压缩 → 冷却→ 纯化→ 分馏 （制冷系统，换热系 统，精馏系统） →
液体：贮存及汽化系统；
气体：压送系统；
• 1、净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质；
• 2、压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；
（热力学第二定律）
• 3、预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性
• 2、方法：吸收法；冻结法；吸附法 • 3、原理：
吸附：气体与固体相接处时，在固体表面或内部将会发Leabharlann 容 纳气体的现象，即固体对气体的吸附。
解吸：已被吸附的分子或原子返回到气相或液相中去的现象。
空分工艺流程培训课件
6
1.低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，经加压、预冷、纯化、并利 用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化，再进行精馏，从而获得 所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增 压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体 层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收 热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热, 气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。 这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷凝的氧也进入液相, 因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分减少,同时由于 液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了多次的重复上述过程,气 相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能不断的增加.这样经过多次 的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧和氮分离开来。
8
（三）空气组分
O2：20.93%;
N2：78.03%;
Ar2：0.932%; CO2：0.03%;
水蒸气：0.5-4%; H2：0.00005%;
O3：(1-2)×10-6%;
氖（We）：(1.5-1.8)×10-3%;
氦（He）：（4.6-5.3）×10-4%;
氪（Kr）：1.08×10-4%;
氙（Xe）：8×10-6%;
机械杂质：0.01g/㎡
9
二、空分装置介绍
10
（一）我公司空分装置简介
• 空 分 装 置 KDON13000/15000. 由 杭 州 杭 氧 股份公司制造，单套空分装 置 制 氧 能 力 1 . 3 万 Nm3/h ， 制 氮 能 力 1 . 5 万 Nm3/h ， 同 时副产仪表空气、液氮和液 氧。
1.低温法：
• 原理：是根据空气中各组分的沸点不同，经加压、预冷、纯化、并利 用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化，再进行精馏，从而获得 所需要的氧气、氮气及其它稀有气体的过程。具体原理为空气经过增 压膨胀对外作功处于冷凝温度,当穿过比它温度低的氧、氮组成的液体 层时,由于气、液之间温度差的存在,要进行热交换,温度低的液体吸收 热量开始蒸发,其中氮组分首先蒸发,温度较高的气体冷凝,放出冷凝热, 气体冷凝时,首先冷凝氧组分.此过程一直进行到气、液处于平衡状态。 这时,液相由于蒸发,使氮组分减少,同时由于气相冷凝的氧也进入液相, 因此液相的氧浓度增加了,同样气相由于冷凝,使氧组分减少,同时由于 液相的氮进入气相,因此气相的氮浓度增加了多次的重复上述过程,气 相的氮浓度就不断增加,液相的氧浓度也能不断的增加.这样经过多次 的蒸发与冷凝就能完成整个精馏过程,从而将空气中的氧和氮分离开来。
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（三）空气组分
O2：20.93%;
N2：78.03%;
Ar2：0.932%; CO2：0.03%;
水蒸气：0.5-4%; H2：0.00005%;
O3：(1-2)×10-6%;
氖（We）：(1.5-1.8)×10-3%;
氦（He）：（4.6-5.3）×10-4%;
氪（Kr）：1.08×10-4%;
氙（Xe）：8×10-6%;
机械杂质：0.01g/㎡
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二、空分装置介绍
10
（一）我公司空分装置简介
• 空 分 装 置 KDON13000/15000. 由 杭 州 杭 氧 股份公司制造，单套空分装 置 制 氧 能 力 1 . 3 万 Nm3/h ， 制 氮 能 力 1 . 5 万 Nm3/h ， 同 时副产仪表空气、液氮和液 氧。
空分流程PPT课件
一、空分设备流程
第1页/共26页
空分设备系统流程图
第2页/共26页
1.1 系统组织 • 动力系统：
第3页/共26页
• 净化系统
由空气预冷系统（空冷系统）和分子筛纯化 系统组成
经压缩后的原料空气温度较高，空气 预冷系统通过接触式换热降低空气的温度，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、丙烯、氧化亚氮以及其他碳氢化合物等对 空 分 设 备 有 害 的 杂 质第。4页/共26页
第12页/共26页
第一代 铝带蓄冷器冻结高低压流程（1956~1958）
第13页/共26页
第二代 石头蓄冷器冻结全低压流程（1964~1968）
第14页/共26页
第三代 切换式冻结高低压流程 （1970~1978）
第15页/共26页
第四代 常温分子筛净化全低压流程（1981~1984)
第16页/共26页
• 制冷系统 空分设备主要是通过膨胀制冷的，整个空分设备的制冷严格遵循经典的制冷循环。
不过通常提到空分设备的制冷系统，主要指膨胀机。
第5页/共26页
• 热交换系统 空分设备的热平衡是通过制冷系统和热平衡系统来完成的。 随着技术的发展进步，现在的换热器主要使用铝制的板式换热器。
第6页/共26页
• 精馏系统 ➢ 空分设备的核心，实现低温分离的重要设备。 ➢ 通常采用高、低压两级精馏方式。 ➢ 主要由低压塔、中压塔和冷凝蒸发器组成
制冷量大，流程相对较复杂
第19页/共26页
➢ 按流程方式 膨胀空气进上塔 膨胀空气进下塔 氮循环制冷流程 气体液化装置流程
第20页/共26页
2.3内压缩流程和外压缩流程的比较
第1页/共26页
空分设备系统流程图
第2页/共26页
1.1 系统组织 • 动力系统：
第3页/共26页
• 净化系统
由空气预冷系统（空冷系统）和分子筛纯化 系统组成
经压缩后的原料空气温度较高，空气 预冷系统通过接触式换热降低空气的温度，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、丙烯、氧化亚氮以及其他碳氢化合物等对 空 分 设 备 有 害 的 杂 质第。4页/共26页
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第一代 铝带蓄冷器冻结高低压流程（1956~1958）
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第二代 石头蓄冷器冻结全低压流程（1964~1968）
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第三代 切换式冻结高低压流程 （1970~1978）
第15页/共26页
第四代 常温分子筛净化全低压流程（1981~1984)
第16页/共26页
• 制冷系统 空分设备主要是通过膨胀制冷的，整个空分设备的制冷严格遵循经典的制冷循环。
不过通常提到空分设备的制冷系统，主要指膨胀机。
第5页/共26页
• 热交换系统 空分设备的热平衡是通过制冷系统和热平衡系统来完成的。 随着技术的发展进步，现在的换热器主要使用铝制的板式换热器。
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• 精馏系统 ➢ 空分设备的核心，实现低温分离的重要设备。 ➢ 通常采用高、低压两级精馏方式。 ➢ 主要由低压塔、中压塔和冷凝蒸发器组成
制冷量大，流程相对较复杂
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➢ 按流程方式 膨胀空气进上塔 膨胀空气进下塔 氮循环制冷流程 气体液化装置流程
第20页/共26页
2.3内压缩流程和外压缩流程的比较
空分工艺流程简介ppt课件
2
一、流程简介
什么是单位能耗？
空分消耗的能源主要是电能，因此，空 分的单位能耗通常用生产1m³（标准状 态）主要产品所消耗的电能（kW·h）来 衡量，即kW·h/m³。 所谓主要产品，是指很多情况氮气为辅 助产品，可以不算进去（若要算还需考 虑能耗分摊问题）；如液态基地主要产 品是液体；兴发基地主要产品是氮气。
1、活塞式压缩机从低压到超高压， 适用范围广；效率高，排量范围广；
2、排气不稳定，脉动大；结构复杂， 易损件多；活塞油润滑，导致空气 带油。
1、转速高，处理气量大，体积质量相对 较小；结构简单；排气平稳，不受润滑 油污染； 2、气量小的时侯效率低
压
缩
机
应 用 实
15000原料 机
10000原料 机
况
有机连接各部件、控制流向与分配
分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩塔组
成，是冷箱中最高的设备，铝制。下塔 属
一类压力容器。在精馏塔里，根据不同的
情况需要设置一定的筛孔塔板或规整填料，
空气的分离就是在精馏塔里实现的。精馏
塔通过塔体上的各种进出口接管与过冷器、
冷凝蒸发器等各部机有机地衔接起来，实
现空气的液化、分离与气体的冷却与复热
3
二、净化系统
固体杂质
空
气
中
水蒸气及二氧化碳
的
杂
质
乙炔及碳氢化合物
危 害
净化
由于空分设备是在低温下工作的， 被冻结下来的水份和二氧化碳沉 积在低温换热器、膨胀机或精馏 塔内，就会阻塞通道、管路、阀 门和踏板筛孔。乙炔聚集在液氧 中有爆炸的危险。灰尘会磨损机 械。因此，为保证空分安全可靠 运行，必须设置专门的净化设备。
运行部技术培训第二讲
一、流程简介
什么是单位能耗？
空分消耗的能源主要是电能，因此，空 分的单位能耗通常用生产1m³（标准状 态）主要产品所消耗的电能（kW·h）来 衡量，即kW·h/m³。 所谓主要产品，是指很多情况氮气为辅 助产品，可以不算进去（若要算还需考 虑能耗分摊问题）；如液态基地主要产 品是液体；兴发基地主要产品是氮气。
1、活塞式压缩机从低压到超高压， 适用范围广；效率高，排量范围广；
2、排气不稳定，脉动大；结构复杂， 易损件多；活塞油润滑，导致空气 带油。
1、转速高，处理气量大，体积质量相对 较小；结构简单；排气平稳，不受润滑 油污染； 2、气量小的时侯效率低
压
缩
机
应 用 实
15000原料 机
10000原料 机
况
有机连接各部件、控制流向与分配
分馏塔由上塔、下塔、粗氩塔、精氩塔组
成，是冷箱中最高的设备，铝制。下塔 属
一类压力容器。在精馏塔里，根据不同的
情况需要设置一定的筛孔塔板或规整填料，
空气的分离就是在精馏塔里实现的。精馏
塔通过塔体上的各种进出口接管与过冷器、
冷凝蒸发器等各部机有机地衔接起来，实
现空气的液化、分离与气体的冷却与复热
3
二、净化系统
固体杂质
空
气
中
水蒸气及二氧化碳
的
杂
质
乙炔及碳氢化合物
危 害
净化
由于空分设备是在低温下工作的， 被冻结下来的水份和二氧化碳沉 积在低温换热器、膨胀机或精馏 塔内，就会阻塞通道、管路、阀 门和踏板筛孔。乙炔聚集在液氧 中有爆炸的危险。灰尘会磨损机 械。因此，为保证空分安全可靠 运行，必须设置专门的净化设备。
运行部技术培训第二讲
空分培训ppt课件
未来发展趋势预测
绿色环保
随着环保意识的提高，未 来的空分技术将更加注重 绿色环保，减少能源消耗 和污染物排放。
高效节能
提高空分设备的能效比将 是未来发展的重要方向， 通过技术创新和优化设计 ，降低设备运行能耗。
多元化应用
空分技术将不断拓展应用 领域，如新能源、环保、 医疗等领域，为社会发展 提供更多可能性。
智能化、自动化技术应用
1 2 3
先进控制系统
采用先进的控制算法和优化策略，实现空分设备 的自动控制和优化运行，提高生产效率和产品质 量。
在线监测与故障诊断
利用传感器和数据分析技术，实时监测空分设备 的运行状态，及时发现并处理故障，保障设备安 全稳定运行。
智能化运维管理
通过大数据分析和人工智能技术，对空分设备的 运行数据进行挖掘和分析，实现设备的预测性维 护和智能化管理。
医疗领域
医疗用氧是空分技术在医疗领 域的主要应用，同时空分技术 还可用于制取医用氮气等。
其他领域
空分技术还可应用于冶金、电 子、食品等领域。
02
空分设备结构与工作原理
空分设备主要结构组成
01
02
03
04
空气压缩系统
包括空气过滤器、空气压缩机 、冷却器等，用于将空气压缩
并冷却至适宜的温度。
空气预冷系统
空分设备产氧量
单位时间内空分设备产出的氧气量，通常 以立方米/小时或吨/天表示。
氧气纯度
空分设备产出的氧气中氧的含量，通常以 百分比表示。
空分设备能耗
空分设备在运行过程中消耗的能量，包括 电耗、蒸汽耗等，通常以千瓦时/立方米氧 或千克标煤/吨氧表示。
提取率
空分设备从原料空气中提取氧、氮等产品 的效率，通常以百分比表示。
空分操作安全注意事项课件ppt
• 5；排放液空、液氧前，由厂调度或执行单
位用电话通知周围单位停止一切明火作业
和能产生火花的作业，由各单位负责人通
知到每一个职工个人，排放时，再用规定
2021/的3/10 信号，鸣放三次后开始排液。
8
• 6；排液时，任何机动车辆禁止通行，行人 应绕道而行，严禁从刚蒸发的浓气体中通 过，以防着火事故和窒息事故的发生。
2021/3/10
10
• 4；生产、使用氮气及惰性气体的现场或操 作室，须有良好的通风换气装置。仪表气 源使用氮气时，应有防止人员窒息的防护 措施；
• 5；在氮气浓度高的环境中作业时，须佩戴 氧气呼吸器，并有人专人监护；
• 6；应对氮气和惰性气体的阀门严加管理， 防止误操作；
2021/3/10
11
四：缺氧危险作业的安全操作程。
• 1；适用范围： • 适用于所有具有缺氧危险的所有作业。 • 2；定义： • 2．1缺氧：指空气中的氧气浓度低于18%的
状态。 • 2．2缺氧危险作业：指具有潜在的和明显
的缺氧危险的各种作业；
2021/3/10
12
• 2．3一般缺氧作业：指在普通作业场所的 单纯缺氧危险作业；
2021/3/10
16
• 在氧气浓度可能发生变化的作业中应保持 必要的测定次数或连续监测。
• 4.3主要防护措施
• 4.3.1监测人员必须装备准确可靠的分析仪 器，并且应定期检定、维护。
• 4.3.2在已确定为缺氧环境的作业场所，必 须采取充分的通风换气措施，使该环境空 气中氧气浓度在作业过程中始终保持在18%
• 燃爆危险：强氧化剂，助燃，与可燃蒸气 混合可形成燃烧式爆炸性混合物。
2021/3/10
31
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一路空气通过调节蝶阀（V101-V104）进行流量分流，分配进入各个 主换热器通道。空气经过主换热器与返流气体换热，被冷却至液化温度 （-170℃）后进入下塔。
另一路空气（6000~7500Nm3/h）作为膨胀气体，经膨胀机增压端增 压至0.63MPa，并经冷却器冷却至40℃后也进入主换热器与返流气体换热， 这部分空气被冷却至-113℃左右，从主换热器中部抽出，经透平膨胀机膨 胀至0.12MPa进行制冷，膨胀后的空气进入上塔中部参与精馏，多余部分 泄放至污氮管。
下塔顶部得到的中压氮气一部分在冷凝蒸发器中被液氧冷凝，被冷 凝下来的液氮分别作为下塔、上塔的回流液。
进上塔各物料经精馏后得到低压氮气、液氧、氧气和污氮气。液氧 从冷凝蒸发器抽出，一部分直接送往液体贮槽贮存，一部分通过液氧泵 增压后送往主换热器汽化复热，作为产品氧气。低压氮气从上塔顶部抽 出进入过冷器，换热后进入主换热器，复热后出冷箱可作为产品送往氮 气压缩机压缩或者水冷却塔增湿降温；污氮气从上塔上部抽出，依次通 过过冷器、主换热器，复热后其部分进入分子筛纯化系统，作为分子筛 再生气，其余部分送往水冷却塔增湿降温。
三、空 分 计 划 停 车
总 则： 停车前准备 1.氧管线退气 2.停膨胀机 3.停增压机 4.低压氮、污氮管线退气 5.封闭冷箱 6.停分子筛系统 7.停预冷系统 8.停空压机 9.停公用系统 10.停车后维护
1 空压机事故预案 2 预冷系统事故预案 3 分子筛事故预案 4 增压机事故预案 5 膨胀机事故预案 6 精馏塔事故预案 7 氧泵事故预案 8 氧压机事故预案 9 氮压机事故预案 10 全厂停电事故预案 11. DCS失控事故预案 12 公用系统事故预案 13 仪表气中断事故
水分：
8
破乳化值（40-37-3） ml54℃
9
起绝性试验， ml/ml24℃
10 氧化安定性 h(酸值达2.0mgKOH/g时)
指标
32 28.8~35.2 不高于-7 不低于180 不大于0.3
无 无 不大于15 不大于600\0 不小于1500
2.2辅料： 68号机械油
序号
质量
1
粘度等级（按GB3141）
4.5分子筛填料：13X—apg分子筛和干燥活性氧化铝
13X—apg分子筛: 13X—apg分子筛，在工业上用于一般的气体干燥，空分
1.2 基本原理和工艺流程图
1.2.1基本原理:KDON-10000/200Y/6000型空分设 备的工作原理是利用空气中各组份沸点不同，经 加压、预冷、纯化，并利用部分空气进入透平膨 胀机膨胀制冷，使空气液化后再进行精馏从而获 得所需的氧、氮产品。
CO2含量≤1ppm的空气
3
12
3
4
5
循环增压机 膨胀机
仪表系统
加温系统
3 33
1 2 增压到0.621MPa 膨胀到0.140MPa
增压到1.75MPa 降温到-141℃
喷枪用氧气
1
2
33
主 换热 器
1
-170℃空气
下塔 液空 汽化器
氮气 液氧 液氧储槽 主冷凝蒸发器
液氮 上升蒸汽
回流液 上 塔 污氮气
氮气 氮压机 阳极炉氮气底吹
2. 原辅材料技术标准
空气经自洁式空气过滤器，过滤掉尘埃和机械杂质后，进入空气 压缩机，经压缩机四级压缩、压力提高至0.47MPa后，进入空气预冷系 统。空气在空气预冷系统中与常温水和来自水冷塔的冷冻水直接接触 换热，将空气冷却降温至16℃以下，并分离掉游离水分，然后进入分 子筛纯化系统。分子筛纯化系统由两台吸附器、两台电加热器等组成。 两台吸附器切换使用，当一台工作时，另一台被分馏塔来的污氮气经 电加热器加热再生，电加热器一用一备。空气中的水分、二氧化碳、 碳氢化合物等经纯化器的活性氧化铝和分子筛除掉后进入分成五路：
第三路空气（~15500Nm3/h）去增压空气压缩机，压缩至 1.50~1.85MPa(A) 并经冷却器冷却后也进入主换热器与返流气体换热，液 化后节流进下塔。
第四路少量空气去仪表空气系统，作为仪表气。 第五路少量空气去分馏塔加温管路，作为加温用气。
空气在精馏塔下塔内经过精馏得到液氮以及富氧液空；从下塔中部 抽取部分液空过冷后节流作为上塔回流液；液氮经过冷后一部分节流作 为上塔回流液。富氧液空从下塔底部导出后进入过冷器，被从上塔来的 污氮气、氮气冷却过冷，经节流后作为回流液进入上塔。
2.1 原料：空气
常温下的空气是无色无味的气体，空气的组成是20.95%氧，
78.12%氮和0.93％氩，其它组分含量甚微，可以略而不计。
2.2 辅料：32号汽轮机油
序号
质量
1
粘度等级（按GB3141）
2
运动粘度（40℃） mm2/s
3
倾 点℃
4
闪 点（开口）℃
5
酸值 mgKOH/g
6
机械杂质：
四、加温吹扫 五、事故预案
一、空压机联锁部分 1. 空压机停车联锁值： 2、空压机联锁原因分析 二、预冷系统联锁部分 2.1 预冷系统联锁值： 2.2 预冷系统联锁的意义 三、分子筛联锁部分 四、增压机联锁部分 五、膨胀机联锁部分
附录：
一、工艺流程描述
1、流程描述
1.1空分工艺流程描述
该空分装置是一套常温分子筛吸附带增压透平膨胀机流程的内压 缩空分装置，工艺流程简述如下：
2
运动粘度（40℃） mm2/s
3
密度
4
闪 点（开口）℃
5
酸值 mgKOH/g
6
机械杂质：
7
水分：
指标
68
66.8~67.5
0.87 不低于195 不大于0.26
无 无。
2.3水冷塔和空冷塔填料：塑料填料
名称
材质规格
不锈钢鲍尔环 塑料鲍尔环 塑料鲍尔环
不锈钢∮76 RPP聚丙烯∮76 RPP聚丙烯∮50。
空分操作规程
编制： 审核： 2012年07月
目 录：
一、工艺流程描述： 1、流程描述 2、原辅材料技术标准 3、设备规格性能 4、生产技术条件及产品质量标准 5、空分运行参数
二、工艺操作规程
1.启动公用系统 2.空压机的启动 3.预冷系统的启动 4.分子筛的启动 5.空分导气吹扫 6.膨胀机的启动 7.冷塔过程 8.积液阶段 9.增压机的启动 10.精馏的建立与调纯 11.氧泵的启动 12.氧压机的启动 13.氧瓶充装操作规程： 15.氮压机的启动 16.槽车充装规程 17.循环水预膜