空分工艺流程

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”。
4
• 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：
9
二、我公司配套的空分 装置的流程和特点
10
我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 80000Nm3/h，同时副产工厂空 气、仪表空气、液氮和液氧。
• 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；
7
• 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。
• 2、吸附法：
•
原理：利用分子筛对不同的分子具有选择性吸附的特点，有
的分子筛（如5A、13X等）对氮具有较强的吸附性能，让氧分子通
过，可得到较高纯度的氧气；有的分子筛（碳分子筛等）对氧具
5
空气分离的方法
•
空气中的主要成分是氧气、氮气、氩气、二氧化碳
以及一些其它气体和杂质。它们在空气中分别以分子的状态
存在, 数目非常多，并且永不停息地作无规则的运动，均匀
地相互搀混在一起，要将它们分开，目前主要有三种方法：
低温法、吸附法、膜分离法。空气中主要组分的性质如下：
名化 称学
符 号
沸点℃
熔点℃
有较强的吸附性能，让氮分子通过，可得到较高纯度的氮气，从
而实现空气的分离。但吸附法目前的氧气纯度只有93%左右。
• 3、膜分离法：
•
原理：它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过
百度文库
薄膜或中空纤维膜时，氧气穿透过薄膜的速度约为氮的4-5倍，从
而实现氧、氮的分离 。膜分离的富氧浓度只能达到28～35%O2 。
• 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： 1、单泵、双（多）泵内压缩流程。 2、空气增压循环和氮气增压循环。 3、膨胀空气进上塔和膨胀空气进下塔。 • 内压缩流程的优点 1、取消了氧压机，无高温气氧，火险隐患小，安全性好。 2、从主冷大量抽取液氧，使碳氢化合物的积聚的可能性降低。
• 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。
11
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
空分工艺
制作单位：空分分厂 制作人: Tel:
20XX年XX月
0
目录
一、概述 • 1、空分的含义 • 2、空分行业介绍 • 3、空气分离的方法 • 4、空分设备的应用
二、我公司配套的空分装置的流程和特点 • 1、装置的流程 • 2、装置的性能参数 • 3、按流程的顺序分别介绍各个系统 • 三、空分设备的安全规定及一些事故案例 • 四、空分装置的施工
101.325KPa 101.325KPa
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
1.782
1.4
-122
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.
•
目前应用较多的是低温法（又叫深度冷冻法）。它的优点：
生产量大，产品纯度高，电耗低且可得到液态产品，故应用广泛。
8
空分设备的应用
• 一、钢铁行业：高炉炼铁的富氧粉煤送风、转炉氧气顶 吹、电炉富氧炼钢；氩气参与炼钢冶炼。
• 二、有色金属富氧冶炼； • 三、机械工业，金属焊接等； • 四、石化工业，塑料，化纤合成，保护气； • 五、化肥工业合成氨用氮，造气用氧； • 六、煤气化工程造气用氧； • 七、国防工业：氢氧发动机、火箭燃料、液氧炸药； • 八、浮法玻璃锡池氮气保护； • 九、低温工程，航天工业； • 十、医用氧，氮气保鲜，半导体等.
1
一、概述
2
空分的含义
• 空分的含义：空分，顾名思义即空气的分 离，是利用不同的方法将空气中的各组分 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。
3
空分行业介绍
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。
• 第一代：铝带蓄冷器型； • 第二代：石头蓄冷器型； • 第三代：可逆式切换板翅换热器型； • 第四代：常温分子筛吸附型； • 第五代：分子筛吸附+增压透平膨胀机型； • 第六代：规整填料塔+无氢制氩型 。 • 目前世界上最大的空分设备是法液空供加拿大长湖化工项目配套的
113880m3/h，我国现在已具备生产60000m3/h等级大型空分设备的能力。