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1、2-1 空分工艺流程2 工艺流程总体概述2.1 空气过滤及压缩来自大气中的空气经自洁式过滤器，将空气中大于1m的尘埃和机械杂质清除后，送离心式空气压缩机，自洁式空气过滤器采用PLC 控制，带自动反吹系统，反吹系统有时间、压差、时间和压差三种控制程序。流量约 23000Nm3/h、常温常压的空气在由电机驱动的单轴离心式空气压缩机中，经四级压缩， 压力被提升到0.51MPa（A） 。温度 100后进入空气预冷系统。空气流量由空压机入口导叶的开度来调节，空压机采用3组内置段间冷却器冷却压缩空气；并在末级出口还设有一放空阀，在开车、停车期间，部分空气将由放空阀放空，以防止压缩机喘振。润滑油系统：空压机
2、用一个润滑油站，油系统包括润滑油系统、事故油系统（1 个高位油箱和2 个蓄能器）。润滑油主要对机组各轴承起润滑、冷却及清洗杂质等作用。油箱内的润滑油经润滑油泵加压后后送入润滑油冷却器中冷却，经温度调节阀控制好油温后进入润滑油过滤器，过滤掉油中杂质后进入润滑油总管，然后送到各润滑点经机组润滑后返回油箱；润滑油泵出口有一总管压力调节阀，用于调节润滑油过滤器出口总管油压。在空压机供油总管上设置有蓄能器和高位油箱。以保证在主、辅油泵出现故障情况下向空压机供油，保证压缩机组的安全。2.2 空气预冷系统经空压机压缩后的压力为0.51MPa（ A） 、温度 100的空气由底部进入空冷塔内；空冷塔的水分循环冷
3、却水和循环冷冻水两路，进入空冷塔的空气首先经冷却水泵送至下塔顶部，流量为50t/h 、32的冷却水洗涤冷却，再经过冷冻水泵送至上塔上部，流量为13t/h 、 7的冷冻水进行洗涤冷却后由塔顶出来，温度被降至10送进入分子筛纯化系统。循环冷却水流量由FV3202（FIC3202）控制，空冷塔下塔的液位由LV3204（LIC3204 ）控制，空气冷却塔下部液位设有高液位连锁，当下塔液位达到联锁值时将自动停用冷却水泵。正常情况下，空冷塔下塔的循环冷却水来自凉水塔，经与空气换热后再回到凉水塔。但是， 在凉水塔加药期间，空冷塔发生液泛、拦液情况下，为防止空气将大量带水到分子筛纯化系统，此时，必须将循环冷却
4、水的供水切换至新鲜水补水（新鲜水为补入凉水塔的生产水，来自生产水总管）。另外，在空冷塔的底部有个排污阀V3252，为确保空冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V3252，将部分污水排入地沟。空冷塔上部的冷冻水为闭式回路，循环冷冻水流量由FV3203（FIC3203）控制，空冷塔上塔的液位由 LV3206 （LIC3206 ）控制。空冷塔上塔的循环冷冻水来自水冷塔，经与空气换热后回到水冷塔。在水冷塔中，循环冷冻水从顶部向下喷淋，由冷箱来的污氮、 纯低压氮气进行冷却，污氮的量由HV3056 、HV3060控制；水冷塔的液位由LIC3201控制调节阀LV3201的补水量来实现的。在水冷塔的底部有个排污
5、阀V3251 ，为确保水冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V3251，将部分污水排入地沟。由于大部分污氮气用作分子筛纯化器的再生气，且纯低压氮气也是间断送入水冷塔；为确保出空冷塔的空气温度10，因此，在循环冷冻水泵出口管路上设置了冷水机组，用以冷冻来自水冷塔的水。冷水机组属离心式高效冷水机组，由上海开利提供，采用环保型制冷剂R-134a，控制冷冻水进空冷塔的温度在 7左右。2.3 空气净化从空冷塔来的温度为10的工艺空气自下而上通过吸附器，除去水分、 二氧化碳及大部分碳氢化合名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精
6、心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 22 物，要求出分子筛纯化器的净化空气二氧化碳含量低于1ppm。净化空气出分子筛纯化器后分成三股；一股约 18900m3/h 的净化空气经主换热器换热后，温度降至-173后进入冷箱精馏塔下塔；一股约3600m3/h的空气送入膨胀机增压端增压，经换热器冷却后进主换热器换热，中抽送入透平膨胀机进行增压膨胀制冷，送入上塔中部参与精馏；另一股作空分系统自用仪表空气、膨胀机加温气及密封气。纯化系统由两台吸附器、电加热器等组成；其中MS3301A/B属立式单床层吸附器，内部装填的是13X-APG 分子筛 , 装
7、填量为8.6m3/台，目的在于除去空气当中的水分、CO2、C2H2及其他碳氢化合物。电加热器用于正常操作期间纯化器的再生，功率 321.3kW,它利用电能将来自冷箱13的污氮气加热到190后作为再生气体，再生污氮气量由KV3312 控制。2.4 空气液化及精馏纯化系统出口的合格空气在主换热器中，被从精馏塔冷凝蒸发器来的氧气及精馏塔上塔上部来的氮气、污氮气对流换热后冷却到-173左右， 温度检测点是TI3001 ，主换热器的热端温差可以通过HV3051 、HV3052 、HV3053 进行调节，出主换热器处于临界状态的空气送入精馏塔下塔底部进行精馏分离。分子筛出口一股约3600m3/h 的空气送
8、入膨胀机增压端增压，经换热器冷却后进主换热器换热，中抽送入透平膨胀机进行增压膨胀制冷，送入上塔中部参与精馏。在下塔中，空气被初步分离成氮气和富氧液空：氮气沿下塔塔体上升，在冷凝蒸发器中冷凝成液氮，一部分下流作为下塔回流液，另一部分抽出经过冷器过冷节流至上塔塔顶作为上塔回流液；-173的富氧液空则从精馏塔下塔底部抽出，依靠自身压力进入过冷器中，与来自上塔的低压氮气和污氮气对流换热后，温度降至 -177后经节流阀节流，然后以气相及液相的形式进入精馏塔上塔中部第三层、第四层填料参与精馏，进入高度不同，其目的是为了提高精馏塔上塔的精馏效率。液空蒸汽（气相）沿上塔塔体上升，液空（液相）则作为上塔的回流液
9、，参与上塔精馏。冷凝蒸发器位于下塔与上塔之间，是精馏系统的枢纽，它将上塔底部的液氧部分蒸发，为上塔提供上升气体；同时将下塔顶部的纯氮气部分冷凝，给下塔提供回流液体；维持整个精馏过程能顺利进行。下塔为筛板塔，沿下塔塔壁上的氮气与下塔顶部来的液氮回流液逆向接触，上升的氮气在冷凝蒸发器中被上塔的液氧冷凝，最终在下塔的顶部得到纯度为99.99%的液氮。从下塔顶部抽取的液氮，经过冷器过冷节流至上塔作为回流液参与上塔精馏，并在塔顶获得纯度为99.99%的氮气和液氮。从上塔顶部抽出的液氮经液体量筒分离后液氮进入液体储槽，气氮及从上塔顶部抽出的气氮汇合与上塔上部抽出的污氮一起进入过冷器为上上塔液氮、液空过冷（
10、回收一部分冷量），然后进入主换热器被复热后，氮气作为产品气送出界区，污氮作为分子筛再生气、水冷塔冷却气。利用氧气、氩气、氮气的液化温度点的不同的特性，存在于上塔底部的液氧中的氮、氩组分及少许的氧组分的在冷凝蒸发器中被蒸发，与膨胀空气及来自下塔的液空、液氮逆流接触，在上塔完成精馏，通过不断的精馏，在上塔底部得到含氧量99.6%的液氧。从上塔底部抽取液氧进入液体量筒进行气液分离，液氧送入液氧贮槽，气氧与从主冷上部抽取气氧汇合进主换热器作为返流气体与空气换热，复热后作为产品气送界区。液氧进液体量筒管线可设置为液氧倒灌管线，其目的是为了在开车前，由液氧储槽提供液氧通过液氧加热器加压后送入冷凝蒸发器作为
11、快速启动冷源，此管线在平时必须关闭加热器阀，以避免平时产生倒灌，影响正常精馏。2.5 冷量的制取冷量平衡对空分生产至关重要，而冷损又必然存在，它包括有液体产品的输出、跑冷以及主换热器热端温差带来的冷量损失等等，这就要求我们在生产过程中应不断的制取冷量，以保证空分装置的正常运行；本装置的制冷方式有：膨胀制冷、节流制冷及冷水机组制冷。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 2-3 透平膨胀机为国产膨胀机，由开封空分公司提供，
12、配置方式为一开一备，单台的制冷量约占整个制冷量的 80；从分子筛出口来的净化空气经透平膨胀机增压端增压后，进入主换热器与来自冷箱的氧气、氮气及污氮气进行对流换热，换热后温度降至-108进入透平膨胀机膨胀端膨胀制冷。空气膨胀做功后，出膨胀机的冷空气进精馏塔上塔参与精馏。国产透平膨胀机的油系统：通过润滑油油泵将润滑油从油箱中抽出，经油冷器冷却后进入油过滤器除去油中杂质后送入润滑油总管；油温通过油冷器冷却水量大小来调节，总管油压由阀门控制在0.48MPa 以上。润滑油油泵出口总管上设有一台囊式蓄油器，其目的是为了防止在润滑油泵出现故障或机组跳车后，向机组内、外轴承短期供油，以防止机组因润滑油中断而损
13、坏。润滑油油箱内设置了电加热器，目的是在开车期间，对润滑油进行加热。2.7 产品的输出2.7.1 氧气产品从冷凝蒸发器出来的氧气经过主换热器换热进缓冲罐缓冲后再经氧气压缩机增压至0.8MPa，送至VCM 装置作为氧氯化的原料气。在煤 VCM 装置故障停车情况下，氧气则通过氧气放空阀送至放空消声器放空。2.7.2 事故液氧在空分装置故障停车或氧压机故障情况下，为保证VCM装置的稳定运行，来自液氧储槽MT3601的液氧经过液氧泵PD3601 加压至 0.8MPa 后，经水浴式汽化器TY3601 加热至常温后送出界区。氧气的温度可以通过调节阀TV3602 控制蒸汽流量，或通过变频器改变液氧泵的转速来
14、实现的。2.7.3 低压氮气0.62MPa 从精馏塔上塔顶部抽取的低温氮气，经过冷器、 主换热器复热后送离心式氮气压缩机增压至0.62MPa送出空分界区，去VCM 装置作为保护气。2.7.4 高压氮气从精馏塔上塔顶部抽取的低温氮气，经过冷器、主换热器复热后送氮气缓冲罐，经氮气压缩机增压至1.4MPa 送 VCM 装置作为密封氮。2.7.5 汽化氮气在空分装置故障停车或离心式氮气压缩机故障情况下，作为保护氮补充用氮气，来自液氮储槽MT3602/3 的液氮经过液氮泵PD3602 加压至 0.8MPa 后经水浴式汽化器TY3602 加热至常温后送出界区。氮气的温度可以通过调节阀TV3652 控制蒸汽流量，或通过变频器改变液氮泵的转速来实现的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -