高纯气体生产-高纯氮气

以空气为原料，采用低温精馏分离空气来制取氮气和氧气，这是迄今为止工业上生产氮气和氧气最为经济实用的方法。现场制取高纯氮气的生产工艺。

空气纯化.空气纯化在“热部”中进行。被加工的空气经过过滤器除去灰尘等机械杂质，并在空气压缩机中被压缩到工艺所需要的工作压力（约0.95MPa）。空气进入一氧化碳转换器后，在钯催化剂的作用下，空气中所含的少量一氧化碳几乎全部被转换成二氧化碳。压缩空气在室温下冷却至40℃左右，然后在带有冷冻机的空气冷却系统中继续冷却到10℃左右，送入到分子筛吸附塔。在分子筛吸附塔中，空气中含有的二氧化碳和水分被彻底除去。除去了水分、二氧化碳和其他杂质的压缩空气被送往生产系统的低温装置中作进一步处理。

冷箱由箱内的若干设备（热交换器、冷凝蒸发器、精馏塔、管道及阀门等）和冷箱外壳组成。由于冷箱内处于极低温，因此在冷箱内充填了绝热材料珠光砂。有时还将冷箱内部抽成真空，以提高绝热效果。加工的压缩空气在热交换器中国被返流的气体冷却到接近液化温度，送入氮气塔的下部。通过低温精馏，空气被分离，在氮气塔的顶部得到高纯氮，在氮气塔的底部得到富氧液空。富氧液空被送入位于氮气塔顶部的冷凝蒸发器的蒸发侧，富氧液空的蒸发使氮气塔顶部（冷凝蒸发器的冷凝侧）的大部分高纯氮气被冷凝为精馏过程所必需的回流液，在除去了氢和氖、氦氦等不凝性气体之后，在氮气塔的顶部引出的高纯氮在热交换器中冷却压缩空气后被复热，然后送往用户。

高纯氮气现场生产装置采用低温工艺流程，生产过程中将有冷量损失，有的高纯氮气生产装置为此配备了气体膨胀机产生低温以补偿冷量损失；有的高纯氮气生产装置虽然采用的仍是低温精馏流程，但摒弃了补偿冷量的机械设备膨胀机，取而代之的是采用外部的液氮直接补偿的所需的低温含量。这种无膨胀机的高纯氮气生产装置因减少了机械故障而提高了装置运行的可靠性。无膨胀机的高纯氮气生产装置的液氮补充量约占高纯氮气产量的3%左右

整套高纯氮气现场生产装置除了空气压缩机、热部、冷箱之外，还有一个重要的部分即液氮（或高纯液氮）系统。这个液氮（或高纯液氮）系统有三个功能；可补偿生产过程中的冷损；用气量的调峰，氮气生产装置停机是产品气的备用。