空气制氮气

1-2年进行一次 大修，日常维 护量较大，需 定期大修
运动部件少， 维修和保养工 作量小
经济适用性
气体产品种类 多，气体纯度 高，适用于大 规模制气、用 气场合。
投资小、能耗 低，氮气纯度 79%～99.9995 的中小规模应 用场合
4、三种制氮技术的综合比较
三种制氮工艺技术各有自己优点和缺点。 变压吸附和膜分离制氮气，要满足石油、化 工行业对高纯氮气的要求，需在其后增设氮气纯 化系统。目前的纯化工艺为加氢除氧，加氢除氧 在操作和安全要求上比较高，受外界条件制约因 素多。在出现事故(如停电)时如果氢气跟不上生 产要求，将导致无法生产合格产品。
这样非低温制氮设备与液化装置配备，可以快速
产液，以充分利用非低温的优势。从而把二者的优势 结合起来，达到长周期安全稳定运行的目的。
空气制氮工艺流程 及阀门应用
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一、概述 二、工艺流程 三、阀门的应用
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一、概述
1、氮气在工业上的应用:
氮气，化学式N2，占大气总量的78.12%。
1.1、氮气在化学工业行业中作为原料气
用做生产石灰氮的原料 用做合成氨的原料 做合成金属氮化物的原料 做合成金属氰化物的原料 做合成氮化硅的原料 用做包裹TiN涂层的载气
深冷法 制氮一次性投资大，工艺 流程复杂，但该技术成熟，受外界制约
因素少，产品质量高，能满足化纤所需
要的高纯氮气，能够生产液态氮，在全 厂出现故障时，可以作为氮气调峰的手 段。
大型石化企业的大量用氮，采用深冷法制氮工艺
技术仍不失为一种最佳选择，但也可以根据情况，采 用深冷法与变压吸附法并联的方式供氮，利用变压吸 附法或膜分离法快速起动生产出氮气，再经液化装置 ，就可以生产出液氮，即“组合式空分设备”。
来越高，从而使氧、氮分离，这就是空气精馏 此法无论是空气液化或是精馏，都是在 120K以下的温度下进行的，故称低温法空气分 离。
2.1.2深冷制氮的特点
生产量大、氮气纯度高、电耗低、流程复杂、操
作弹性小、安装周期长、基建投资高。设备的制造、 安装调试等要求高，一次性投资多，占地面积大，启 动时间长(12 ~ 24 h)
以实现无人操作。
操作成本较低：主要操作成本为电耗。 分子筛寿命长：一般可使用8一10年，无环境污染。 投资省：一次性投资低。
2.3膜分离制氮技术
2.3.1分离原理： 膜法气体分离的基本 原理，是根据混合气体中 各组分在压力的推动下透
过膜的传递速率的不同，
从而达到分离目的
2.3.2膜法空分的特点
能耗低：膜分离制氮的氮气回收率高 可靠性高：静态运行，连续运行可靠。 寿命长：膜使用寿命10年以上。 技术可靠：有数千台套设备在世界各地运行， 使用效果良好。 操作弹性大：若需要增加氮气产量，只需增加 膜分离器即可。 体积小、重量轻：由于膜分离系统结构紧凑，故不 需基建投资，安装费用低。 瞬间启动：开停车既方便又迅速，操作简便。 自动化程度高：产品气的浓度和产量、温度和压力 按要求均可以自动控制。 对环境无要求：可在恶劣情况、有爆炸气氛下工作。
3、三种工艺技术的比较表
基本性能
分离介质
深冷法
塔板、填料
变压吸附法
碳分子筛
根据碳分子筛 对氧、氮分子 筛分的作用进 行分离 120(制高纯氮
膜分离法
中空纤维
分离原理
将空气液化根 据氧氮沸点差 异进行分离
利用膜对氮、 氧的不同渗透 率进行分离
3 1 消耗H2 / m h
/
用)
90 (制高纯氮 用)
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1.2、氮气在化学工业行业中作为保护气
氮气作为惰性气体的一种，用于易燃、易爆、易腐蚀、 易氧化物料的保护、输送、密封等，以保障安全生产。 在石化企业如炼油厂中重整、加氢装置的生产，要用纯 氮（99.99%）作保护气、置换气，为了保护设备，有的大型 机组的密封气要用到氮气。高纯氮气（99.999 %）是化纤生 产至关重要的气体，主要用作保护气、输送气，防止原料的 氧化
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基本性能
氮气纯度/% 分离介质寿命
深冷法
99.999 20年
变压吸附法
95~99 国产8年，进口 12年 切换阀门易损 ，动作频繁， 但维护工作量 和故障率小， 定期补充分子 筛 投资小、能耗 低，适用于氮 气纯度79%～ 99.99的中小规 模应用场合
膜分离法
98 4年
维修量
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可以说石化行业是用氮大户，氮气是化
工厂的“保安气”。wk.baidu.com
工业对氮气的大量需求，一般采用空气
分离方法。
在空气分离方法中包括深冷法、变压吸 附法、膜分离法。
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2、气体分离制氮工艺技术
2.1深冷法分离制氮技术 2.1.1分离原理 深冷法是先将空气压缩、冷却，并使空气
液化，利用氧、氮组分沸点的不同，含氧量越
2.2变压吸附制氮技术
2.2.1分离原理 利用氧和氮在碳分子 筛上吸附容量、吸附速率
、吸附力等方面的差异及
分子筛对氧氮随压力不同 具有不同的吸附容量的特 性，来实现 氧氮分离。
2.2.2变压吸附分离的特点
开停车方便：开车十几分钟左右可按要求获得合格氮气。
操作弹性大； 自动化程度高：整个吸附分离过程由PLC或DCS控制，可