制氧装置的危险性及安全要素分析
作者：安全管理网来源：安全管理网点击数：665 更新日期：2011年09月26日
摘要：制氧装置涉及氧、氮、氩等，制氧装置实际运行过程中存在的危险有害因素主要是爆炸、火灾，其次还存在中毒窒息、触电、机械伤害、高处坠落、物体打击、低温、噪音等危险有害因素。通过对制氧装置所涉及到的主要生产装置、设备、设施和物料进行分析，辨识出制氧装置的主要危险有害因素，对相关安全要素进行分析，提出应采取的安全设施和对策措施，提高制氧装置的安全管理。
关键词：制氧，危险因素，分析，安全
第1章引言
随着国民经济的发展，国内空分行业发展很快，装备制造水平、生产能力等方面有长足进步。因空分行业的最终产品氧气、氮气等工业气体主要服务于国家支柱产业，如化工产业、冶金产业、医疗行业以及电子行业等。因此空分行业的未来发展与化工产业、冶金产业、医疗行业以及电子行业等息息相关。
通过对空分制氧工程固有的和潜在危险、有害因素的辨识和分析，对工程可能出现的各种危险事故及其风险程度进行定性、定量分析，并预测重大事故的性质及危险、有害程度。分析、预测项目潜在的危险、有害因素，并找出制氧系统过程中应重点防范的危险、有害因素。提出保证制氧工程安全运行，避免各类事故的发生，保障员工身心健康的对策措施，同时提出有关劳动安全方面的意见及建议，为设计提供依据，为劳动安全管理工作提供重要的参考意见，以确保项目的本质安全。
第2章国内制氧技术简介
2.1制氧行业的发展
工业上制取氧气的方法很多，常见的有电解水法（同时制取氢气和氧气）和分离空气制取氧气法两种。电解水制氧的方法由于耗电量大，只有在使用氢气的企业考虑综合利用。空分制氧有两种分离方法，一是全低压吸附工艺，二是深度冷冻法分离空气同时制取氧气和氮气。空气深度冷冻分离法生产工艺按压缩空气压力的高低又分为：高压流程（10～20MPa），多是小型；中压流程（2～2.5MPa），多是中小型；高低压流程（0.6、10、20MPa），多是大中型；全低压流程（0.6MPa），多是大型。
空分装置是以空气为原料制备氧气和氮气及氩气等惰性气体的分离装置。空分机组制备氧气、氮气、惰性气体（如氩气）使用的主要原料就是充斥于大气层的空气。通过对空气进行压缩、膨胀制冷，进而使空气液化，利用分馏装置精馏提纯，在空气中分离出氧气、氮气和惰性气体（如氩气）等产品。生产中使用的原料空气不需要特殊开发过程，可以在生产地随意获得。目前空分行业是属于化工产业的一个分支行业。根据空分行业自身发展趋势来看，目前空分行业的发展具有以下特点：
第一，装备规模大型化。目前随着化工、冶金产业生产装置的大型化，对于氧气、氮气、惰性气体（如氩气）等工业气体的需求也相应增加，这就要求与之匹配的空分设备具有更大的生产能力。经过多年的技术积累，我国空分设备的制造水平不断提高。目前国内制造的最大空分装置（杭氧制造）已经达到60000Nm3/h空分的规模。
第二，自动化水平不断提高。目前国内制造的空分装置普遍采用DCS集散控制系统，实现了空分生产的自动控制。大大降低了劳动强度，减少了人员配置。
第三，工艺更先进，可靠性、安全性更高。目前空分装置普遍采用全低压分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、规整填料上塔及全精馏无氢制氩等新工艺、新技术。在氩提取的过程中不再使用危险性高的氢气，大大提高了可靠性和安全性。
2.2空分制氧工艺流程
原料空气在空气吸入过滤器中去除了灰尘和机械杂质后，进入空气透平压缩机中，借助中间冷却器进行中
间冷却，将空气压缩至约0.62MPa(A)，然后进入空气冷却塔中冷却。
空气在直接接触式空气冷却塔中与水进行热质交换，降温至～10℃，然后进入交替使用的分子筛吸附器。用于冷却空气的水有两部分：一部分为常温水，由泵加压后进入空冷塔中部；另一部分称为冷冻水的则是来自循环水网，先进入浑水器中，而后经过水泵加压进入冷水机组，降温后进入空冷塔的顶部。
出空冷塔空气进入分子筛吸附器，分子筛吸附器为立式双床层，用来清除空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物，从而获得干净而又干燥的空气。两台吸附器交替使用，即一台吸附器吸附杂质，另一台吸附器则由污氮气进行再生。
净化后的加工空气分成两路:一路被称作膨胀空气，首先经过一个精细过滤器滤去机械杂质，而后进入膨胀机增压端增压，增压后的空气首先在增压机后冷却器中被冷冻水冷却，然后进入主换热器中的膨胀气通道，被相邻通道中的返流气冷却后，再从主换热器中部抽出，进入透平膨胀机中膨胀，膨胀后的空气进入上塔中部参加精馏；另一路空气直接进入主换热器被冷却至露点温度进入下塔。
已冷却的空气进入下塔参加精馏。进入下塔的空气通过塔板上的筛孔使塔板上的液体蒸发，由于氧、氮、氩的沸点间的差异，使更多的氮气从液体中蒸发出来，同时经过塔板的空气中更多的氧组分被冷凝下来。最终在下塔底部获得含氧38%的富氧液空，而在下塔顶部获得纯氮。
下塔顶部的氮气经过冷凝蒸发器，与来自上塔底部的液氧进行热交换，液氧被蒸发，而氮气被冷凝，一部分冷凝液氮再回到下塔作回流液，另一部分液氮，在过冷器中进行过冷，然后送入上塔顶部作为上塔的回流液。从下塔底部抽出富氧液空，在过冷器中过冷，其中一部分富氧液空提供给粗氩塔冷凝器作为冷源，另一部分送入上塔中部参加精馏。
以不同状态进入上塔的各物料：液空、液氮、来自粗氩塔冷凝器的液空蒸汽和膨胀空气，通过上塔的进一步分离，在上塔底部获得纯度为99.6%的氧气，经主换热器复热至～12℃后出冷箱，作为氧产品送出。
从上塔的上部抽出污氮气，经过冷器、主换热器复热后部分去纯化系统作再生气，另一部分去水冷塔。从上塔顶部抽出的氮气，经过冷器、主换热器复热后分成两股，一股作为产品氮气并入管网，另一部分送入预冷系
统的水冷塔。
从上塔的中部抽取一定量的氩馏份送入氩塔，氩塔在结构上分为两段，两段之间由液氩泵连接，第二氩塔底部的回流液经液氩泵送入第一氩塔顶部作为回流液，经过氩塔精馏，在塔上部获纯氩，并送入液氩贮存系统。
2.3 主要生产设备、设施
在空分系统的装置中，主要包含空气预冷系统、分子筛纯化系统、增压透平膨胀机系统、空气分馏系统、液体储存系统和循环水系统等。
空气预冷系统主要包含的设备有：自洁式空气过滤器、空气压缩机、空冷塔（填料塔）、水冷塔（填料塔）、水过滤器、冷水机组等。
分子筛纯化系统包含的设备有：分子筛吸附器、电加热器、放空消音器等。
增压透平膨胀机系统包含：增压透平膨胀机组、增压机后冷却器。
空气分馏系统包含：分馏塔、主换热器单元、上塔、下塔、冷凝蒸发器、主冷板式单元、过冷器单元、液氧蒸发器、液氧蒸发器板式单元、粗氩塔、粗氩冷凝器、粗氩冷凝器板式单元、纯氩塔、纯氩冷凝器、纯氩冷凝器板式单元、纯氩蒸发器、纯氩蒸发器板式单元等。
液体储存系统包含：液氧储槽、液氩储槽、液氮储槽、水浴式液氧汽化器等。
循环水系统由冷却塔、全自动过滤装置、软化水处理装置等组成。
第3章危险有害因素辨识与分析
危险因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损坏的因素。有害因素是指能影响人的身体健康，导致疾病或对物造成慢性损坏的因素。
在新鲜原料空气中，主要成分是氮气约为78.0%，其次是氧气约为20.9%，氩气等惰性气体约为0.93%，二氧化碳约为0.03%，还有水蒸气、臭氧及痕量的污染物如甲烷、乙炔、二氧化硫、二硫化碳、氧化氮及尘粒等。除了空气中的氮、氧成分作为原料外，乙炔、甲烷、二氧化硫、二硫化碳等污染物对工艺安全有重要的影响。为了能较为全面、准确地辨识空分制氧过程中潜在的各种危险有害因素，下面从涉及的危险化学品、工程装置正
常生产过程中危险有害因素等方面进行分析。
第3章主要危险物质的危险有害特性
《危险化学品安全管理条例》所称危险化学品，包括爆炸品、压缩气体（易燃气体、不燃气体和有毒气体）和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、有毒品和腐蚀品等。根据《危险化学品名录》（国家安监局[2003]第1号公告），制氧工程中涉及的危险化学品主要有：氧气、氮气和氩，它们均为第2.2类不燃气体。另外，压缩空气在《危险化学品名录》（国家安监局[2003]第1号公告）中也属第2.2类不燃气体，助燃，并且压缩空气具有一定压力，其危险有害特性可参考氧气。
表3-1 装置中存在的主要危险化学品一览表
表3-2 主要危险化学品的有毒有害特性及防护、应急措施表
制氧装置的危险性及安全要素分析
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续表3-2
续表3-2
注：此部分资料来自危险化学品的安全技术说明书和危险货物运输包装类别划分原则。
3.2生产装置中主要危险化学品的分布
制氧装置运行过程中涉及的主要危险化学品在各装置或部位的分布见下表。
表3-3 装置中主要危险化学品的分布一览表
3.3主要危险有害因素分析
空分制氧装置涉及的氧气为助燃物质，属强氧化剂，泄漏后能与易燃物（如乙炔、甲烷等）形成爆炸性混合物。遇火源可能会发生火灾爆炸事故；氮气、氩属窒息性物质，当空气中氮气、氩含量过高，人吸入后血氧饱和度下降，人会因缺氧而窒息，以至死亡，液氮还可引起低温冻伤；制氧装置中大量电气设备的使用还易引发触电事故；大型机械设备的运转能产生噪音危害等等。因此，制氧装置实际运行过程中存在的危险有害因素
主要是爆炸、火灾，其次还存在中毒窒息、触电、机械伤害、高处坠落和物体打击伤害、低温、噪音等危险有害因素。具体分析如下：
1、火灾、爆炸
空分制氧工程以空气为原料，空气在分馏塔内分离过程中，各种组分分别在塔内不同位置得到富集。纯氧具有强氧化性、助燃性质。如果空气来源不清洁、没有达到《氧气及相关气体安全技术规程》（GB16912-1997）要求的指标，即空气中的有机物在除尘装置、分子筛预过滤系统中没有达到过滤指标，也就是没有净化彻底，有机物在纯氧中积聚，在整个生产系统中的各个位置都容易发生爆炸。小的爆炸不容易引起注意，大的爆炸可损坏设备，甚至导致人员伤亡。
空气中的有机污染物含量多种多样，并且是不固定的，它们有乙炔、甲烷、乙烯、丙烯等碳氢化合物，有二硫化碳、其它含碳化合物、硫化物及其它还原性物质等。我国冬季使用燃料煤量大，空气中二硫化碳、二氧化硫量较高，如果过滤净化不彻底，在生产系统中积聚，在氧气或液氧中达到爆炸下限即可发生爆炸。
乙炔在上述易爆物质中最为危险。乙炔在液氧中溶解度很低(在上面提到的有机物中为最低)，因而易析出、积聚。乙炔的爆炸敏感度很大，最小引燃能只有0.019mj。乙炔的爆炸范围宽、危险性大，是上述物质中危险性最大的。乙炔在液氧中与氧反应能发生爆炸；此外乙炔本身不稳定，易爆炸。这些性质说明了乙炔是分馏塔中最为危险的污染物，因而也不难理解，对于空气分离装置，危险物质的控制指标应以乙炔和碳氢化合物为主。另外，在空分制氧装置中，也不应忽视有机粉尘、一氧化碳等进入空分塔引起爆炸的危险。空分制氧装置所在的厂区生产过程中可能会产生粉尘、一氧化碳等可燃性物质，如果环保处理设施出现故障，产生的粉尘弥漫在空气中以及周围其他工厂产生的有机粉尘和近年来愈来愈严重的沙尘暴天气等情况都可能会对空气预处理系统产生较大影响。
制氧装置的危险性及安全要素分析
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空气分馏系统大部分设备为压力容器，为此空分设施设有压力自动调节系统，如果压力容器以及一些不属压力容器的设备在压力自动调节系统失灵或事故状态下不及时泄压，超过其承载能力时就可能会发生爆炸。连接这些压力容器的管道为压力管道，属特种设备，也存在超压爆炸的潜在危险。
空分装置内的介质为液态空气、液氧、液氮等低温物质，在低温条件下运行，设备材质如果选用不当，会发生“冷脆”现象，导致脆性断裂，引发爆炸事故。
空分装置如果发生液氧泄漏，液氧在设备外与可燃物形成爆炸体系，可发生塔外爆炸。因此，空分装置应严禁油脂等可燃物污染。
当空分装置发生氧气泄漏或检修氧气储罐时未置换或置换不彻底，作业环境达到富氧状态，遇明火或高温极易发生火灾事故。富氧状态下许多难燃物质会变得可燃，可燃物质会变得易燃，最小点火能下降很多，燃烧速度快且不易扑救。富氧状态下的火灾事故已发生多起，应引起高度重视。因此必须建立安全动火批准和分析检测制度，并严格落实执行。
空分装置使用的透平油和润滑油及其分解产物的危险性也不小，尤其是氧压缩机，应做好防止油脂和氧气的泄漏工作。
液氧通过空分塔阀门时，长时间受到摩擦和气流冲击，在产生的静电作用下，能够使少部分液氧变成液态臭氧（O3），它是一种深蓝色的液体，在通常条件下，液体气化分解，能使氧分压急剧增大，具有爆炸的危险。试验证明，臭氧浓度达到25%（停车后，液氧大部分被蒸发的情况下，可能达到此程度）时会将可爆物质引爆。若臭氧和氮氧化物同时存在时，混合物的爆炸敏感性更高。
高压氧气管道一般都采用钢管，如果其内壁、阀门、接头等管件的表面不平滑，有突起；氧气管道弯头多，且残留有锈垢及磨损产生的铁粒子和吸附剂粒子，气流的摩擦、撞击等易引起氧气管道的燃烧事故。
氧气管道内氧气流速过大、输送时产生静电、液氧泄漏、绝热压缩（输送过程中，急开或速闭阀门时）易造成氧气管道的着火或爆炸。
空气、氧气压缩过程中，如果机件冷却不良或形成积碳易发生着火爆炸事故；氧压机爆燃事故也是制氧过程的易发事故，当汽缸内温度过高时，活塞环、皮碗或密封易发生分解产生可燃气体，与氧混合而爆炸，当汽缸内进入铁屑时，会因摩擦或碰击而产生火花促使爆炸事故发生，由于装配不良、磨损加快，常常会造成油封漏油，气封漏气，摩擦产生的火星，就会导致燃烧爆炸，在出口管道拐弯处和阀门后如果存在铁锈，在高速氧气吹刷下与钢管摩擦起火，会导致燃烧爆炸。
液氧泵发生爆炸事故的情况有以下两种：泵体内爆炸，即在叶轮和泵壳处爆炸，常常由于泵内落入铁屑、铝末等异物引起；泵体外爆炸，即在密封上半部和电机之间爆炸，主要是液氧泄漏和轴承润滑脂燃爆炸，由于液氧在常温下迅速汽化，易于短时间内在周围形成一定的富氧区域，且液氧的大量蒸发，使储槽内乙炔浓度也可能提高。
装置区内存在明火，有导致燃烧、爆炸事故的可能，明火的主要来源如：a、设备、管道静电接地设施不良引起的静电火花；b、爆炸危险区域内使用非防爆型电气设备产生电打火；c、明火管理不善，使爆炸危险区域内出现明火火焰、赤热物体、火星、吸烟的烟头和违章动火或用火、装卸操作不当引起的撞击或摩擦火花；d、避雷设施不符合要求引起的雷电火花；e、站区内有明火取暖设施;f、绝热压缩；g、化学反应及发热自燃等。
空分装置的临时停车再启动，不可避免地存在主冷一定时间的低液面操作，此阶段易发生烃类的局部浓缩，同时重新启动时，换热器在一段时间内工况如果不正常，自清除效果不好，会造成二氧化碳堵塞，再加上气流冲击，就有可能在主冷发生微爆，所以应最大限度的减少临时停车的次数，或避免全排液，对主冷实行单独加温，有条件应全面加温。
空分制氧生产装置的变配电系统也存在火灾爆炸危险性：变压器是变配电系统的重要元件之一，如果变压器发生故障，产生的电弧可能会使箱体内绝缘油的温度、压力升高喷出甚至爆裂喷出，同时电弧还可能引起绝缘
油着火，而且火势发展很快，如果没有有效的防护措施，会导致严重的后果。
变压器爆炸着火的主要原因有：绕组绝缘损毁产生短路（如老化、变质、绝缘强度降低、焊渣或铁磁物质进入变压器、制造质量不良等）引起着火爆炸事故；变压器主绝缘击穿（如操作不当引起过电压，变压器内部发生闪络，密封不良，雨水漏入变压器，引线对油箱内距离不够等）；分接开关和绕组连接处接触不良，产生高温；磁路发生故障，铁芯故障，产生涡流、环流发热，引起变压器故障等。
配电装置、电动机以及各种照明设备等也存在电气火灾的危险。电气设备本身除可构成引燃源外，也可能成为爆炸性气体或火灾易燃物的危险源。配电装置等着火的原因主要有以下方面：部分电气设备中充有大量易燃物如油浸变压器、多油开关等，在电弧作用下油可分解为大量可燃性气体油雾；电气设备过载时，发热量往往大大超过允许限度，轻则加速绝缘层老化，重则会使可燃绝缘层燃烧而引起火灾；电气短路时，电源电动势被短接，短路点阻抗变小，造成电气回路中电流突然增大，在短路处可产生高达700℃的火花，甚至产生6000℃以上的电弧；不仅会使金属导线熔化和绝缘材料燃烧，还会引起附近的可燃物着火及可燃性气体与空气混合物爆炸；接触电阻过大，当电流通过时，在接触电阻过大的部位，就会吸收很大的电能，产生极大的热量，从而使绝缘层损坏以致燃烧，使金属导线变色甚至熔化，严重时可引起附近的可燃物质着火而造成火灾；电火花和电弧的温度极高，可达5000℃，不仅能引起绝缘物质的燃烧，甚至还可能使导体金属熔化、飞溅，构成火灾爆炸的危险源。
另外，安全生产管理不严格，有关人员的管理不到位、违反操作规程或操作失误、对安全生产认识不足等，同样也能引发火灾爆炸事故。
2、中毒窒息
常压下，当氧的浓度超过40%时，人体就有可能发生氧中毒，出现胸骨后不适感、咳嗽，进而胸闷、胸骨后烧灼感和呼吸困难，严重者发生肺水肿，甚至出现呼吸窘迫综合症。当吸入氧浓度超过80%时，会出现面部肌肉抽动、面色苍白、眩晕、心动过速、虚脱，继而全身强直性抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。
空分装置的产品氮、氩均属窒息性物质，它们泄漏后会冲淡大气中的氧含量，使人吸入的空气中氧含量降低，造成人体缺氧窒息，甚至死亡。
冷箱内的珠光砂是松散的，人员掉进去很容易被淹没导致窒息，非常危险，也应加强防范。
另外，生产装置正常维修或检修，作业人员如果不进行个体防护、进入塔、罐等限制性空间时无专人监护或长期工作在窒息性物质超标的环境中，也有造成人员窒息甚至死亡的危险。
3、电气伤害
空分制氧装置厂区内高、低压电气设备较多，在进行电气设备、电气线路等的维护、检修时，如果人员违章操作或电气设备（线路）老化、过负荷、敷设不规范、安全用具不合格或长期不鉴定、电压等级不符、使用方法不对等，有发生火灾、爆炸事故的可能，同时，也存在触电、烧伤、电击伤等事故的可能。
在检修和排除故障中，如果人员违章作业、误操作，以及电器本身缺陷或绝缘损坏、线头外露等未能及时发现和整改等原因，也可能造成触电事故的发生。
若人体不慎触及带电体或过份靠近带电部分，都有可能发生电击、电灼伤的触电危险。特别是高压设备和线路，因其电压值高，电场强度大，触电的潜在危险更大。
变配电装置、生产厂房、高大构筑物若防雷设计不合理、施工不规范、接地电阻值不符合规范要求，则雷电过电压在雷电波及范围内会严重破坏建筑物及设备设施，并可能危及人身安全乃至有致命的危险，巨大的雷电流流入地下，会在雷击点及其连接的金属部位产生极高的对地电压，可能导致接触电压或跨步电压的触电事故。
4、机械伤害
机械伤害指各种机械设备转动（静止）部件、工具、加工件等直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等伤害。
造成机械伤害事故的主要原因包括：
1）安全操作规程不健全或管理不善，对操作人员缺乏基本培训。操作人员不按安全操作规程操作，未正确佩带防护用具等。
2）设备在非最佳状态下运转。机械设备存在缺陷，机械设备的组成部件、附件和安全防护装置的功能失效和人为损坏等，均可能导致机械伤害事故的发生。
3）工作场地环境不好也是造成机械伤害事故的原因之一。如工作场地照明不良、温度、噪声过高、地面或脚踏板被弄脏、设备布局不合理、零件及半成品堆放不合理等。
制氧装置区内使用到许多机械设备，如物料输送泵、各类压缩机等，如果这些设备的防护措施设置不当，操作人员在进行操作、检修或在事故状态时，就有发生机械伤害的可能。如出现故障不停机处理、检修时无人监护、不挂禁动牌、启动前不全面检查等都易造成机械伤害事故；另外，如果靠背轮质量不好、安装不牢、无防护罩或操作失误，可能发生靠背轮破碎飞出伤人事故；当转动部分缺少护栏护罩，操作、擦洗时，操作人员触及还可能发生撞击、衣物或长发被缠绕而造成伤害。
5、高处坠落
高处坠落指在高处作业中发生坠落造成的伤亡事故。
空分制氧生产装置区及储罐区的设备、容器大都露天布置，作业平台也较高，存在高处坠落危险，如空气压缩机组、空气冷却塔、水冷却塔、水过滤器、空气纯化系统、分馏塔、增压透平膨胀机系统、氧压缩机、氮压缩机等的巡检处均在2m（含2m）以上，操作人员在进行正常生产作业或巡检、检修作业时，如果梯子、防护栏杆、平台等损坏、因腐蚀失去应有的防护作用或设置不规范、操作人员不小心等原因，就有发生高处坠落的危险。生产装置区现场因各种设备和管道布置的需要，不同运转层的地面上可能留有升降口、吊装孔、阀门井、排水沟、坑、池等，也会因防护措施不完善发生坠落伤害事故。
另外，电工、维修人员，进行高处安装、检修、操作等作业时，如果没有佩戴安全带、脚下没有实物支撑等，也有发生高处坠落的危险。
如果现场人员在正常操作或与检修交叉的作业中操作不当、相互间配合不协调、精力不集中、违反操作规程或安全措施不健全或习惯性违章作业等，也有可能引发高处坠落事故。
6、物体打击
如果现场人员在正常操作或与检修交叉作业中操作不当、相互间配合不协调、违反操作规程或安全措施不健全或习惯性违章作业等，有可能引发物体打击伤害事故。
7、低温伤害
低温环境会引起冻伤、体温下降，严重时甚至导致死亡。低温作业的人员受低温环境影响，操作功能随温度的下降而明显下降。如手皮肤温度降到15.5℃时，操作功能开始受到影响；降到4～5℃时，几乎完全失去触觉的鉴别能力和知觉。
空分制氧装置中的液氧、液氮、液氩属低温产品，如果输送这些产品的泵、阀门、管道及贮罐等设备密封不严、设备发生裂纹或破碎，将发生泄漏事件，喷洒到操作人员的身体上，由于它们的沸点非常低，加之汽化时要吸收大量的热量，所以会造成人体冷冻。在处理盛有这些液体的管道、阀门或容器等时，必须做好个体防护，防止造成冻伤。
化验分析人员为了检验分析液空、液氧等，需要对低温液体取样，也有可能造成冻伤事故。
8、噪声危害
一般所称噪声系指生产性噪声，生产性噪声是指生产过程中产生的人们所不需要的一切声音。
噪声的危害包括对人体的影响和对生产活动的影响，对人体的影响包括对听力的影响和对人体生理和心理的影响。噪声可诱发事故，在高噪声环境中作业，人的心情烦躁，容易疲劳，反应迟钝，工作效率下降，工伤事故增多。强噪声还会损坏建筑物，如抹灰开裂、墙裂缝、玻璃损坏等。噪声还对物体产生破坏作用，同时，强噪声使操作人员作业精力无法集中，失误率增加，而且干扰运货车辆、装卸机械、道路交通警示鸣笛与指挥信号的传递，易引发二次事故。
空分制氧装置生产过程中的噪声源很多，如原料空气过滤器；空气透平压缩机、空气预冷系统（空气冷却塔、水冷塔、冷却水泵、冷冻水泵等）；分子筛纯化系统（动力设备、放空器等）；增压透平膨胀机；分馏塔上的氧气、氮气放空部位；氧气压缩机以及为液氧贮罐、液氮贮罐、液氩贮罐配套的输送液化气体的泵等，如果设备选型、安装不好或未采取降噪措施可能会产生较大的噪声，操作人员如果长时间在附近操作，可能会对人员造成不同程度的伤害
制氧装置的危险性及安全要素分析
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9、其他伤害
空分制氧装置生产过程中其他伤害指除上述以外的伤害，如车辆伤害、起重伤害、物体打击伤害等。
10 危险、有害因素辨识结果
通过上述分析可知：空分制氧装置区的主要危险部位是空分塔，其中的主冷及其附近的氧气管道的爆炸危险性较大，其次是氧压缩机、氧气调压站及其附近区域，另外，储罐区、低温液体装卸车区域及其他压力容器、压力管道也为较危险的区域；生产厂房及其它有限性空间，包括设备内、工作中临时形成的有限性空间为易发生窒息事故的危险区域。因此，必须加强防范措施，以防重大事故发生。
空分制氧装置生产过程中的主要危险有害因素种类及分布见下表。
表3-4 主要危险有害因素种类及分布一览表
空分制氧生产装置中危险性较大的设备见下表。
表3-5 装置中危险性较大的设备一览表
第4章建设制氧站的安全要素
通过以上分析可以看出：空分制氧生产装置正常运行存在的主要危险有害因素是火灾、爆炸，其次是窒息和电气伤害，另外，还存在机械伤害、高处坠落和物体打击伤害、低温伤害、噪声伤害等危险有害因素。主要的危险部位是空分装置区和储罐区。因此，在选址、设计、建设及装置投入运行后要把如何预防火灾、爆炸作为重点防范的危险因素加以考虑，以降低事故发生的几率，减少事故损失。
4.1选址及总图布置
空分制氧生产场所应选择在环境洁净地区，并布置在有害气体及固体尘埃散发源的全年最小频率风向的下风侧，应考虑周围企业扩建时可能对本厂安全带来的影响。
空分制氧装置区周边应当无乙炔站（厂），无电石、炼焦、炼油、液化石油气生产厂，无合成氨、硝酸、硫化物
生产厂及大批量金属切割和焊接生产厂，与其他的重要公共建筑应保持在安全距离之外。
另外空分制氧生产场所应具有良好的地质条件，不宜选择在地震断层及地震基本烈度大于或等于9度的地震区。应避开滑坡、崩塌、河床冲刷、煤矿采空区、地层变形位移等不良地质现象的地区建设。初步设计前必须由有资质单位进行地质勘探。
总图布置时应充分考虑生产流程、生产特点、装置与风向的关系和装置的火灾爆炸危险性，以减少危险有害因素的交叉影响。
4.2自然灾害方面
（1）防暑防寒
为消除电气设备运行产生的热量，优化工作环境，在电气室、操作室设置通风空调系统。
（2）抗震
为防止地震对建（构）筑物造成的危害，所有建（构）筑物应按《建筑抗震设计规范》和《构筑物抗震设计规范》及项目地有关要求进行抗震设计。
（3）防洪
为防止暴雨形成洪水造成洪涝灾害，厂区应设置雨水及时排出系统，地下建构筑物设积水排除设施。
4.3劳动安全防范方面
(1)防火防爆
为防止空分制氧装置中碳氢化合物积聚引发爆炸，应将空分设备的吸风口设于空气洁净处，并采用分子筛吸附清除吸入空气中的碳氢化合物，同时在运行中连续抽取少量液氧经喷射蒸发气化后送入氧气管道，以防止碳氢化合物在空分装置中的积聚。
各液体、气体储罐（槽）严格按照《钢制压力容器》进行设计。
有爆炸危险的场所，电气设备选用防爆型。
排除氧气的放空管引到室外并高出建筑物2～3米，在排氧的危险区域内应设置警告标志，严禁人员进入，并不得有任何明火和存放任何可燃的材料。
液氧贮罐周围5m的范围内，不应有可燃物和设置沥青路面。
(2)防雷、防静电
设置防雷接地系统，氧气生产、储配系统应按Ⅲ类防雷保护进行设计。
厂房防雷保护利用金属面或金属网架做接闪器。通过钢结构柱或混凝土柱内钢筋做引下线就近接到接地网上，防雷接地电阻不大于30Ω。
车间设置接地装置，接地电阻不大于4Ω。利用车间吊车梁钢结构柱等和接地极连接组成保护接地网。
分馏塔、主冷凝器、液体贮罐、所有可燃及有爆炸危险介质流经的架空管道等均应设防雷防静电接地。
有氧气积聚的管道及设备均进行可靠的防静电接地，接地电阻不大于10欧姆；对装有法兰或阀门的管道或有绝缘管件存在的地方，均采用导线进行跨接，并保证静电接地的有效。
(3)防设备事故
各主要生产设备之间设置必要的安全连锁装置，以避免误操作造成设备事故。
加强氧浓度的测定；在一定压力下操作的氧气设备，按有关安全要求设置安全阀和爆破片。
对危险性较大的设备设置超限报警装置，尽量防止和减少事故的发生，保障安全生产。
(4)防机械伤害和人体坠落
以操作人员的操作位置所在平面为基准，高度在2m之内的所有传动带、转轴、传动链、联轴节等外露危险零部件及危险部位，必须设置安全防护装置。各机械传动装置，如输送带、明齿轮、联轴器、皮带轮、飞轮等，易使人卷入的旋转部分，应设置防护罩，并确保有效、可靠。
厂房内设置安全通道及安全标志，车间内按有关规范要求涂刷安全色。
架空管道的阀门及仪表应设置必要的检修操作平台。
所有与地坪高差1m以上的平台以及坑、沟等应设置梯子、围栏或盖板。
2 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S01101,将空气中大于1卩m的尘埃和机械杂质清除后，送离心式空气压缩机K01101，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168000Nm3/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K01101中, 经四级压缩，压力被提升到0.632MPa (A)。温度v 105C后进入空气预冷系统。空气流量由 空压机入口导叶B011101 的开度来调节，空压机K01101 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BV011121 ，在开车、停车期间，部分空气将由BV011121 放空，以防止压缩机喘振。 润滑油系统：空压机和增压机共用一个润滑油站T011101，油系统包括润滑油系统、事故 油系统( 2 个高位油箱和4 个蓄能器，空压机组和增压机组各1 个高位油箱，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E-011101A/B 中冷却，经温度调 节阀控制好油温后进入润滑油过滤器S-011101A/B ，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S- 011101A/B 出口总管油压。 该油路同时为增压机提供润滑油，在空压机供油总管和增压机供油总管上分别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、增压机供油，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0.632MPa( A)、温度v 105C的空气由底部进入空冷塔C01201 内；空冷塔的水分循环冷却水和循环冷冻水两路，进入空冷塔的空气首先经循环冷却水泵 P01201A/B送至下塔顶部，流量为452t/h、32C的冷却水洗涤冷却，再经过循环冷冻水泵 P01202A/B送至上塔上部流量为100t/h、8C的冷冻水进行洗涤冷却后由塔顶出来，温度被降 至10C送进入分子筛纯化系统。 循环冷却水流量由V012004 (FIC012002 )控制，空冷塔C01201下塔的液位由V012038 (LIC012001 )控制，循环冷却水流量设有高、低流量连锁，当循环冷却水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷却水泵。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C01202 的底部有个排污阀 V012043，为确保空冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V012043，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V012028(FIC012001 )控制，空 冷塔C01201 上塔的液位由V012030 (LIC012003 )控制，循环冷冻水流量设有高、低流量连锁，当循环冷冻水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷冻水泵。空冷塔上塔的循环冷冻水来自水冷塔C01202,经与空气换热后回到水冷塔C01202。在水冷塔C01202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V015105(FIC015105) 控制；水冷塔
空分车间生产基本工艺与原理 1、空分综述 1.1、空气及空气分离 空气存在于我们地球表面，属典型的多组分混合物，主要成分有氮气、氧气及惰性气体，按体积含量计，氧气占20.95%、氮气占78.09%、氩占0.932%，此外还有微量的氢、氖、氦、氪、氙、氡，以及不定量的水蒸汽及二氧化碳。在标准状况下，空气液化温度为87.7K。 空气分离是指把空气通过一定的方法分离出氧气、氮气和惰性气体的过程。 目前分离的方法主要有深冷法、变压吸附法、膜分离法，它们各有自己的优缺点。变压吸附法、膜分离法主要用于低纯度、小型空分设备；焦炉煤气制合成氨项目用产品气量大且纯度要求高，故采用深冷法。 深冷法基本原理是：将空气液化后，根据各组份沸点不同，通过精馏将各组分进行分离。空气分离的主要产品为氧气及部分氮气。 1.2、空分装置简介 1.2.1.装置特点 我公司选用了由开封黄河制氧厂生产的第六代空分装置，流程上采用全低压、外压缩，不提氩的结构。主要特点： ⑴采用带自动反吹的自洁式空气过滤器，保证了运行周期及运行效果； ⑵预冷系统利用多余的污氮气及氮气对水进行冷却，降低冷水机组热负荷，减小冷水机组功率选型，不但节能且充分利用了富余气体干基吸湿
潜热； ⑶采用分子筛吸附，大大简化空气净化工艺，延长了切换周期，减少加工空气切换损失。利用分子筛所具有的选择性高吸附率，提高了净化效果，减少碳氢化合物、氮氧化物及二氧化碳进入液氧的量，确保主冷的安全同时延长装置大加温周期； ⑷采用增压机制动的透平膨胀机，提高单位气体制冷量，减少膨胀空气对上塔精馏段的影响，优化了精馏操作； ⑸分馏塔下塔采用高效塔板，上塔采用规整填料，降低精馏塔操作压力，提高了塔板和填料的精馏效率，保证了氧的提取率、降低制氧单耗； ⑹设置液氧贮槽及汽化系统，加大主冷液氧排放量，杜绝碳氢化合物、氮氧化物及二氧化碳在液氧中析出，最大限度保证主冷安全。液氧汽化系统为空分装置短停时系统用氧提供了方便，确保后工段工艺连续，减少后工段开停车损失； ⑺装置采用DCS集散控制系统，使操作更加方便和稳定。 1.2.2.装置主要参数 空分装置型号为KDON—4500/6000，其主要参数： ⑴空压机：≥25000Nm3/h,出口压力：0.6MPa(G); ⑵氧气：产量≥4500 Nm3/h，纯度99.6%，出界区压力：3.0 MPa(G); ⑶氮气：≥6000 Nm3/h，纯度99.99%，出界区压力0.8 MPa(G); ⑷仪表空气≥3000 Nm3/h，露点≤－40℃,出界区压力≥0.8MPa(G)。 1.2.3.装置设计运行要求 ⑴操作弹性 本装置可在不外加任何设备的情况下，能以设计氧产量的75～105%变
空气分离制氧技术的研究
摘要：近年来,随着社会工业的发展，化学工业、冶金工业等部门中大量应用氧气，氧气是气体工业中数量最大的品种。本文首先介绍了空气分离制氧气的三种方法：深冷法、变压吸附法(PSA)、膜分离法，并比较了各自的优缺点，最终选用变压吸附法进行研究。随着新型吸附剂的开发、工艺不断改进以及控制手段的逐步完善，PSA制氧工艺的技术已有明显提高。本文又对变压吸附工艺的改进和吸附剂的改进和选型等方面进行介绍，最后对PSA空分制氧技术的发展前景进行展望。 关键词：氧气；深冷法；变压吸附；膜分离；吸附剂；PSA-MS联用 在过去的几个世纪里，物质生活水平不断提高和人口不断增长，人类对资源的需求日益增大，同时对环境的破坏也日趋加剧。如何以最低的环境代价确保经济持续增长，同时还能使资源可持续利用，已成为所有国家新世纪经济、社会发展过程中所面临的一大难题。我国实施了“科教兴国”和“可持续发展”两大战略，明确了依靠科技、资源节约、生态环境友好、人与自然协调的可持续发展道路，并提出了建设资源节约型与环境友好型社会的重要战略举措。从物质形态来说，可供人类使用的资源可以分为固体、液体、气体三大资源，其中气体资源是在常温常压条件下表现为气态的物资资源，它包括自然的空气资源、生物气体资源以及工业排放的尾气资源。气体资源的开发的主导意识主要是空气分离以及根据应用要求直接制备气体。空气是一种主要由氧、氮、氩气等气体组成的复杂气体混合物，其主要组成有氮气、氧气、氩气、二氧化碳、氖气、氦气等，除了固定组分外，空气中还含有数量不定的灰尘、水分、乙炔，以及二氧化硫、硫化氢、一氧化碳、一氧化二氮等微量杂质。 一、研究意义 随着国民经济的飞跃发展和技术进步，工业上对氧的需求与日俱增，应用领域不断扩大。冶金、化工、环保、机械、医药、玻璃等行业都需要大量氧气。就冶金来说，无论钢铁冶金或者有色金属、稀有金属、贵金属的冶金，如果用富氧取代空气供氧，冶金炉（或浸出槽）的产量必将大幅度提高，能源消耗显著降低，冶炼（或浸出）时间大大缩短，产品质量提高，这将使生产成本大幅度降低，还可以节约基建投资。1993年世界工业气体交易的市场价值估计超出200亿美元。如果将最终用户直接在现场生产的气体包括在内，估计数字则超过300亿美元。世界各国气体市场的传统增长率比本国生产总值高出1.5～2.0倍。继续促进这一增长的关键因素包括工业气体在加工业质量和效率改进上所起的重要作用，如节约能量的、环境治理和气体的新应用等。该市场主要集中在已高度发达的国家和新兴的工业化经济区域。未来十年预计在亚洲和南美洲的新兴发展中的经济区域有大的市场出现。1993年世界氧气市场需求统计见图1。
空分装置简介洗涤剂化工厂空分车间由氮氧站和空压站布置成一个区域组成的气体车间，为生产装置和辅助系统提供需要的氮气、氧气、仪表风和工业风。 1.1.1装置简介 氮氧站包括空分装置、液氧液氮储存、压氧、压氮系统，空分装置有两套KDON-800/1400空分设备（其中一套生产、另一套备用），该装置于1991年8月建成投产，装置设计生产能力为氮气1400Nm3/h,氧气800Nm3/h，该装置占地面积为20072 m2。空分装置为开封空分设备厂开发研制的新型产品。它采用常温分子筛吸附法净化空气，工艺流程简单，操作方便，运行安全平稳。为了满足生产装置氧、氮的连续供气，装置内设置了液氧、液氮的储罐及气化系统。为了保证全厂各用户需求，由压氧、压氮系统供应压缩氧气和压缩氮气， ≤8PPm，供给压力0.8MPa,产量1400 Nm3/h，提按设计值，提供给用户的氮气质量为含0 2 供的氧气质量为≥99.6%，供给压力为2.8 MPa，产量为800 Nm3/h。 空压站于1991年8月建成投产，设计可为全厂提供仪表风4000 Nm3/h，供给压力0.6 MPa，仪表风露点为≤-40℃，工业风1080 Nm3/h，供给压力0.8 MPa。 1.1.2工艺原理 1.1. 2.1 空分装置原理 空气主要是由78.03%的氮气和20.93%的氧气及其它气体混合而成。空气分离就是先使空气冷却到一定的低温，而使其液化成为液态空气。再利用氧和氮两种液体的沸点不同（在大气压力下，氧的沸点为﹣183.98℃，而氮的沸点为﹣195.8℃），在装有筛板的空分塔内进行分离。空分塔又称之为精馏塔。空气精馏塔一般可分为单级精馏塔和双级精馏塔，单级精馏塔只能制取一种纯产品。洗涤剂化工厂空分装置采用双级精馏塔制取高纯度的氮气
制氧站生产工艺流程一、制氧/制氮系统工艺流程及主要设备 空气
二、工艺流程中各步骤工作原理及用途 1、空气过滤器 空气过滤器的净气室出口与空气压缩机入口相连接，当空气压缩机启动后，内部气压低于大气压，在负压作用下，从大气中红吸入加工空气。空气经过过滤筒，灰尘灰尘会被滤网阻挡，无数小颗粒粉尘会吸附在过滤筒上，干净的空气进入空气压缩机中，所以过滤器中的滤筒需要经常吹扫。此外空气过滤器外安装有一层粗滤网，起到初步过滤的作用。 2、空气压缩机 空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。 空气压缩机类型为离心式空气压缩机，一个空压机车间里有两台空气压缩机，当空气压力不够的时候会启动另外一台增加压力。 ⑴EZ45-2+1空压机工作原理（简图如图1所示） 空气走向为： 过滤器 冷却
图 1
⑴ 47YD112空压机工作原理 图2 相同颜色代表管径相同 3、空冷塔和水冷塔 工艺流程如图3所示。自空压机压缩后的高温空气②进入空冷塔压缩空气在空冷塔上升过程中，与塔上部喷入低温冷冻水⑧、中部喷入的循环冷却水①进行直接接触换热，将空气冷却后③送入分子筛。从空冷塔中出来的冷却水④返回到冷却水循环系统中。 进入水冷塔的冷却水⑤与从水冷塔底部进入的干燥空气⑥进行逆流接触，干空气吸收水分达到饱和从塔顶释放⑦，冷却水温度降低形成冷冻水⑧，该冷冻水由泵打入空冷塔上部对空气进行冷却。
4、分子筛 分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。由空冷塔来的空气，经吸附器除去其中的水分，CO2及其它一些碳氢化合物后，除一部分工作仪表之外，其余均全部进入分馏塔及增压机。当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生，冷吹备用。由分馏塔来的污氮，经两台电加热炉加热至180度后，入吸附器加热再生，解析掉其中的水分和CO2，后经放空消声器派入大气。 5、换热器 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备 6、膨胀机 增压透平膨胀机，由分子筛吸附器来的洁净空气一部分进入增压器，消耗掉由膨胀机输出的能量，同时使压力得以升高，经增压后的空气入增压机后冷却器，被常温水冷却到38左右，入主换热器冷却到一定温度167K 后入透平膨胀机膨胀，然后经膨胀后换热器进一步冷却入上塔参与精馏。其余空气直接入主换热器冷却到露点100K附近出主换热器，入塔底部参与空气分馏。 7、空气分馏塔 空气分馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。 空气被冷却至接近液化温度后送入分馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过
第一部分：行业事故案例 1、液氧槽车事故 事故经过：2011 年4 月24 日下午2 点35 分左右，扬溧高速上，一辆槽罐车正从镇江开往扬州，眼看就要到瓜州收费站，谁知就在还有一公里时，让人意想不到的事故发生了。“砰！”一声巨响，槽罐车撞上了前面一辆小型吊车，在惯性作用下，槽罐车侧翻，尾部重重地撞上了高速右侧的护栏，护栏严重变形。由于惯性巨大，槽罐车并没有因此停下来，横着向前滑行了好长一段距离。滑行过程中，车里燃油发生泄漏，引燃了车后轮胎，并烧到了驾驶室。 事故发生后，槽罐车的驾驶员李师傅很快就从驾驶室里跑了出来，当他惊恐地拍打自己腿上的火时，突然想到押运员还被困在里面，李师傅又冲回现场，用尽全力将同伴从副驾驶位置上拉了出来，并帮他把身上的火扑灭。之后两人被紧急送往扬州市苏北人民医院救治。押运员烧伤面积达60%，幸好驾驶员无大碍。不过，由于受到撞击，罐体上出现两个漏洞，液氧大量泄漏，为了排除险情，扬州各部门现场排氧，26吨液氧全部放空。 事故处理：下午4 点左右，记者在现场看到，槽罐车罐体前后部位都发生了泄漏，白色的“烟”不断冒出。据介绍，经过20 分钟左右的扑救，明火被基本控制，不过由于油箱温度过高，还是发生了爆炸，所幸有惊无险。火控制住了，但液体一直在泄漏。为了排除险情，消防员分别对前后两个漏洞进行强制堵漏，并将随身携带的衣服一并用上，覆盖在漏洞处。 该槽罐车厂家派出的工程师赶到了现场，大家现场研究决定，先现场将罐体的液氧放掉，然后再对罐体实施转移。但排放液氧是有条件的，就是方圆500米范围内的车辆发动机必须熄火，否则会造成液氧爆炸等危险事件发生。情况紧急，在交警部门的配合下，现场方圆500 米范围内的所有车辆发动机全部熄火。厂方工程师见安全措施到位后，立即戴着面罩来到罐体尾部，把阀门打开，只见一股白色液体笔直从尾部冒了出来，喷到高速下面的绿化带中。在排液的过程中，消防员同时出动水枪，从各个角度对液体进行稀释，防止出现意外。晚上12 点现场险情才完全解除。记者从医院了解到，驾驶员没有什么大碍，押运员被烧伤，面积达60%，另有两处骨折，尚未脱离生命危险。 排液现场 2调压站氧气阀门更换时发生燃爆事故 事故经过： 4月14日上午10时左右, 安徽省某公司机动科组织有关人员（总调度、机动科长、仪表负责人、生
图解工业制氧生产工艺 Prepared on 24 November 2020
制氧站生产工艺流程 空气 1 红吸入加工空气。空气经过过滤筒，灰尘灰尘会被滤网阻挡，无数小颗粒粉尘会吸附在过滤筒上，干净的空气进入空气压缩机中，所以过滤器中的滤筒需要经常吹扫。此外空气过滤器外安装有一层粗滤网，起到初步过滤的作用。
2、空气压缩机 空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。 空气压缩机类型为离心式空气压缩机，一个空压机车间里有两台空气压缩机，当空气压力不够的时候会启动另外一台增加压力。 ⑴EZ45-2+1空压机工作原理（简图如图1所示） 空气走向为： 冷却
相同颜色代表管径相同 3、空冷塔和水冷塔 工艺流程如图3所示。自空压机压缩后的高温空气②进入空冷塔压缩空气在空冷塔上升过程中，与塔上部喷入低温冷冻水⑧、中部喷入的循环冷却水①进行直接接触换热，将空气冷却后③送入分子筛。从空冷塔中出来的冷却水④返回到冷却水循环系统中。 进入水冷塔的冷却水⑤与从水冷塔底部进入的干燥空气⑥进行逆流接触，干空气吸收水分达到饱和从塔顶释放⑦，冷却水温
4、分子筛 分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。由空冷塔来的空气，经吸附器除去其中的水分，CO2及其它一些碳氢化合物后，除一部分工作仪表之外，其余均全部进入分馏塔及增压机。当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生，冷吹备用。由分馏塔来的污氮，经两台电加热炉加热至180度后，入吸附器加热再生，解析掉其中的水分和CO2，后经放空消声器派入大气。 5、换热器 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备 6、膨胀机 增压透平膨胀机，由分子筛吸附器来的洁净空气一部分进入增压器，消耗掉由膨胀机输出的能量，同时使压力得以升高，经增压后的空气入增压机后冷却器，被常温水冷却到38左右，入主换热器冷却到一定温度167K 后入透平膨胀机膨胀，然后经膨胀后换热器进一步冷却入上塔参与精馏。其余空气直接入主换热器冷却到露点100K附近出主换热器，入塔底部参与空气分馏。 7、空气分馏塔 空气分馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。 空气被冷却至接近液化温度后送入分馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过一块塔板，气相中的氮纯度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到液体中，使气相中的氮纯度达到％。一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮．作为下塔回流液。同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的分馏，将下塔底部得到的含氧38～40％的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分回流液与上升气体接触传热，部分富氧液空汽化。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体氧纯度提高。液体由上向下与上升气体多次传热传质，液相中的氧纯度不断提高，当液体到达上塔底部时就可得到％的液氧。
空分制氧工艺流程 空分设备的工作原理是根据空气中各种气体沸点不同，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的氧/氮产品。空分制氧系统包括空压机系统、预冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、分馏塔系统、氧/氮压机系统、调压站系统。 流程简述：原料空气由吸入塔吸入，经滤清器去除灰尘和机械杂质，在离心式空压机中被压缩，压缩之空气经空气冷却塔洗涤冷却至8~10℃，然后进入自动切换使用的分子筛吸附器，以清除H2O、CO2和C2H2，出分子筛的空气为12℃~4℃，然后进入分馏塔。在分馏塔中，空气首先经过主换热器与返流气体换热，然后被冷却至接近饱和温度（-172℃）进入下塔。另一部分空气作为作为膨胀气体，经增压机增压并经冷却器冷却后也进入主换热器与反流气体换热。这部分气体被冷却至-103℃左右，从主换热器中抽出进入透平膨胀机，膨胀后的空气进入热虹吸蒸发器，在热虹吸蒸发器内，被从主冷引出的液氧冷却至-175℃，进入上塔中部，部分液氧复热汽化后夹带液氧返回主冷，形成液氧自循环，进一步除去液氧中的碳氢化合物。少量空气从分子筛吸附器后抽出做为仪表气。在下塔，空气被初步分离成氮和负氧液空，在塔顶获得99.99%N2的气氮，进入主冷与液氧换热冷凝成液氮，部分掖氮回下塔作为下塔的回流液。另一部分液氮，经过冷器过冷节流后进入上塔顶部作为上塔回流液。下塔负液38% O2的液空
经过冷器过冷后进入上塔中部参加精馏。以不同状态的四股流体进入上塔再分离后，在上塔顶部得到纯氮气，经过冷器、主换热器复热后出分馏塔；上塔底部的液氧在主冷被下塔氮气加热而蒸发，其中一部分氧气经氧主换热器复热后出分馏塔，其余部分作为上升蒸汽参加精馏。在上塔冲中部抽出污氮气，经过冷器、主换热器复热引出分馏塔。从分馏塔出来的污氮气分为两路，一路进入纯化系统作为分子筛再生气，其余的污氮气进入预冷系统，进入其中的水冷塔中，以进一步回收污氮中的冷量。从分馏塔出的的合格氧气出分馏塔后，送至压氧系统。部分液氧作为产品抽出。 附：流程图
制氧厂岗位职责 一.制氧空分工段长岗位职责 1.工作职能范围： 在厂长的领导下，负责本机组的生产经营管理及行政事务工作。 2.工作质量与数量： 每天检查所属的机械设备运转情况，及时了解生产和所要处理的任务。抓好产品质量和设备检修质量，不断降低消耗。 3.服从厂领导的统一安排与指挥，认真检查本机组各项规章制度标准，贯彻落实情况并及时向厂内汇报。 4.具备制氧空分压缩机岗位的应知内容。 5.掌握制氧工艺全过程中各部位的调节及参数变化时对其它部位工艺参数的影响。 6.掌握制氧工艺全过程中各个部位的工作原理，设备结构技术要求，遥控自控及其工作状况。 7.应会组织新安装或大、中修全套设备的验收、试车、调试工作。 8.应能提出设备及制氧工艺中合理化建议或改进措施。 9.应提出重大事故或故障的分析判断理论分析的正确处理方案。 1 0."组织全制氧系统开、停车及紧急事故处理等工作。 1 1."参与修订安全技术规程，生产技术操作规程和设备的使用维护规程。 1
2."总结技术操作经验，推广使用新技术，抓好职工的技术培训工作，具备讲授技术理论与技术操作课的能力，培训新工人。 1 3."负责本工段的常规工作。 二.制氧工班长岗位职责 1.工作能职范围： 负责本班安全生产，行政管理工作，负责落实上级交给的各项任务及制氧班组的生产任务。 2.工作质量与数量： 按时完成生产计划和各项生产技术指标，观察调整制氧机各部位温度、压力、阻力、液面、流量、纯度等，使设备达到最佳运行情况。 3.工作协作关系；了解供水、供电等情况，与化验配合做好纯度分析、对使用设备进行维护，发现问题及时联系机修检查处理。 4.具备制氧机空分操作岗位及压缩机岗位的应知内容。 5.掌握制氧工艺过程中各部位的工作原理，设备结构技术要求，遥控、自控及其工作状况。 6.掌握制氧工艺全过程中各部位的调节及参数变化对其他部位工艺参数的影响。 7.组织制氧全系统开，停车及紧急事故的处理工作。 8.提出制氧工艺中的合理化建议或改进措施。 1 9."具有重大事故或故障的分析判断能力，提出正确处理方案。 1
空分装置简介 洗涤剂化工厂空分车间由氮氧站和空压站布置成一个区域组成的气体车间，为生产装置和辅助系统提供需要的氮气、氧气、仪表风和工业风。 1.1.1装置简介 氮氧站包括空分装置、液氧液氮储存、压氧、压氮系统，空分装置有两套KDON-800/1400空分设备（其中一套生产、另一套备用），该装置于1991年8月建成投产，装置设计生产能力为氮气1400Nm3/h,氧气800Nm3/h，该装置占地面积为20072 m2。空分装置为开封空分设备厂开发研制的新型产品。它采用常温分子筛吸附法净化空气，工艺流程简单，操作方便，运行安全平稳。为了满足生产装置氧、氮的连续供气，装置内设置了液氧、液氮的储罐及气化系统。为了保证全厂各用户需求，由压氧、压氮系统供应压缩氧气和压缩氮气，按设计值，提供给用户的氮气质量为含02≤8PPm，供给压力0.8MPa,产量1400 Nm3/h，提供的氧气质量为≥99.6%，供给压力为2.8 MPa，产量为800 Nm3/h。 空压站于1991年8月建成投产，设计可为全厂提供仪表风4000 Nm3/h，供给压力0.6 MPa，仪表风露点为≤-40℃，工业风1080 Nm3/h，供给压力0.8 MPa。 1.1.2工艺原理 1.1. 2.1 空分装置原理 空气主要是由78.03%的氮气和20.93%的氧气及其它气体混合而成。空气分离就是先使空气冷却到一定的低温，而使其液化成为液态空气。再利用氧和氮两种液体的沸点不同（在大气压力下，氧的沸点为﹣183.98℃，而氮的沸点为﹣195.8℃），在装有筛板的空分塔内进行分离。空分塔又称之为精馏塔。空气精馏塔一般可分为单级精馏塔和双级精馏塔，单级精馏塔只能制取一种纯产品。洗涤剂化工厂空分装置采用双级精馏塔制取高纯度的氮气和氧气。氮气供全厂各用户，氧气供脂肪醇。 所谓精馏，就是同时并多次地运用部分蒸发与部分冷凝的过程。压缩并经冷却到冷凝温度的液态空气进入精馏塔后，在塔内气化空气自下而上地穿过每块塔板与塔板上的液体接触，这样气体中的氧逐步冷凝到液体中去，而液体中的氮便蒸发到气体中去，每经过一块塔板，气体中的氮浓度便提高一次，这样经过多层塔板（只要塔板数足够多），在塔的上部便得到纯度为99.99%以上的高纯度氮气，在塔底便可得到氧纯度（30～38%）较高的液体，称之为富氧空气。富氧空气再经过精馏塔，在上塔的底部可得到纯度为99.2～99.8%的氧气。 1.1. 2.2空压装置原理 大气经仪表风空压机压缩后，压力达到0.6MPa,经干燥器净化后做为仪表风送给全厂。大气经工业风空压机压缩后，压力达到0.8MPa送给全厂做为工业风。 1.1.3工艺流程说明 1.1.3.1 空分装置工艺流程说明
第三部分空分工艺流程的组成 一、工艺流程的组织 我国从1953年，在哈氧第一台制氧机，目前出现的全低压制氧机，这期间经历了几代变革： 第一代：高低压循环，氨预冷，氮气透平膨胀，吸收法除杂质； 第二代：石头蓄冷除杂质，空气透平膨胀低压循环； 第三代：可逆式换热器； 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； ○全低压工艺流程：只生产气体产品，基本上不产液体产品； ○内压缩流程：化工类：5~8 ：临界状态以上，超临界； 钢铁类：3.0 ，临界状态以下； 二、各部分的功用
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； ○净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质； ○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） ○预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性 有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减轻 了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用； ○纯化：防爆、提纯； 吸附能力及吸附顺序为： ； ○精馏：空气分离 换热系统：实现能量传递，提高经济性，低温操作条件； 制冷系统： 维持冷量平衡
液化空气 膨胀机 方法 节流阀 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 第一节净化系统 一、除尘方法： 1、惯性力除尘：气流进行剧烈的方向改变，借助尘粒本身的惯性作用分离； 2、过滤除尘：空分中最常用的方法； 3、离心力除尘：旋转机械上产生离心力； 4、洗涤除尘：
1.氧气和氮气的生产 原料空气自吸入塔吸入,经空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。空气经过滤后在离心式空压机中经压缩至0.52MPa左右,经空气冷却塔预冷，冷却水分段进入冷却塔内，下段为循环冷却水，上段为低温冷冻水。空气经空气冷却塔冷却后降至约10℃,然后进入切换使用的分子筛吸附器，空气中的二氧化碳,碳氢化合物及残留的水蒸气被吸附。分子筛吸附器为两只切换使用,其中一只工作时另一只再生，纯化器的切换周期为240分钟。 空气经净化后，分为两路：大部分空气在主换热器中与返流气体（纯氧、纯氮、污氮等）换热达到接近液化温度约-173℃进入下塔。另一路空气在主换热器内被返流冷气体冷却至-105℃时抽出进入膨胀机膨胀制冷，然后入上塔参加精馏同时补充冷量损失。 在下塔中，空气被初步分离成氮和含氧38-40%的富氧液空（下塔底部），顶部生成的氮气在冷凝蒸发器中被冷凝为液氮，同时主冷的低压侧液氧被汽化。部分液氮作为下塔回流液，另一部分液氮从下塔顶部引出，经过冷器中过冷后经节流送入上塔中部作回流液和粗氩塔Ⅰ冷凝器冷凝侧的冷源。下塔底部的富氧液空引出后经节流降温送入上塔做为回流液参与上塔精馏。 氧气从上塔底部引出，并在主换热器中与原料空气复热后出冷箱进入氧气压缩机加压后送往用户。 污氮气从上塔上部引出，并在过冷器及主换热器中复热后送出分馏塔外，大部分作为分子筛的再生气体（用量约21000/h）。小部分进入水冷
塔中作为冷源冷却循环水。 氮气从上塔顶部引出，在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，经氮气压缩机加压后送往用户。 产品液氧从主冷中排出送入液氧贮槽保存。从液氧贮槽中排出的液氧，用液氧泵加压后的进入汽化器，蒸发成氧气然后进入氧气管网送用户。
工业制氧原理及流程 空气中含氮气78%，氧气21%。由于空气是取之不尽的免费原料，因此工业制氧/制氮通常是将空气中的氧气和氮气分离出来。制氧氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均是重要的冶金原料。本专题将详细介绍制氧/制氮的工艺流程，主要工艺设备的工作原理等信息。 【制氧/制氮目的】：制氧氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均是重要的冶金原料。 【制氮原理简介】：以空气为原料，利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得。工业中有三种，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。 Ａ：深冷空分制氮 深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3／h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20％～50％。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。 Ｂ：分子筛空分制氮 以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3／h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。 Ｃ：膜空分制氮 以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维
制氧站设计流程 1 制氧站厂区总图位置选择： 1.1 从工程设计人员来说，选定总图位置时，应明确制氧车间与一些污染源及相关建、构筑物之间的安全距离。 参考《制氧站设计规范》GB50030-91中“第二章氧气站的布置”和《氧规》GB16912-2008中“4.2总图布置”。 2 制氧站厂区内平面布置 2.1 各车间平面布置 工程设计人员应明确各车间建、构筑物的生产类别、防火等级及建、构筑物与其它工业、民用设施的防火间距 （1）生产车间各建、构筑物的生产类别及最低防火等级按照《氧规》GB16912-2008中“4.3.1表2”的内容进行设计。 补充：氧气站室外布置的空分塔或惰性气体贮罐，应按一、二级耐火等级的乙类生产建筑（空分塔）或戊类生产建筑（惰性气体贮罐）确定其与其他各类建筑之间的最小防火间距。（选自《制氧站设计规范》GB50030-91中“第二章氧气站的布置第2.0.3（11）条”） 注意：氧气贮罐（包括液氧储罐）、惰性气体贮罐、室外布置的工艺设备与其制氧厂房的间距，可按工艺布置要求确定。 （2）生产车间各建、构筑物与特定地点的最小防火间距参见《氧规》GB16912-2008中“4.3.2表3”的内容。 （3）生产车间各建、构筑物与其它工业、民用设施的防火间距还应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2006中的有关规定。 2.2各车间内、外部设备布置 根据设备厂家提供的设备制造图纸布置设备。要求符合工艺布置要求、安全规范并便于设备操作检修。 2.3各设备之间管道的连接 按照设备厂家提供的工艺流程图布置管道。要求符合工艺流程要求、布置合理并便于操作维修。其中氧气管道按照《氧规》 GB16912-2008中“8 氧气管道”的内容进行设计。
第一章空分设备工艺流程 第一节空气分离设备术语 在学习空分设备基本知识之前，我们先来了解空分设备上使用的一些术语。 一、空气分离设备术语基本术语 1、空气 存在于地球表面的气体混合物。接近于地面的空气在标准状态下的密度为 1.29kg/m3。主要成分是氧、氮和氩；以体积含量计，氧约占20.95%，氮约占78.09%，氩约占0.932%，此外还含有微量的氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区条件不同，还含有不定量的二氧化碳、水蒸气及乙炔等碳氢化合物。 2、加工空气 指用来分离气体和制取液体的原料气。 3、氧气 分子式O ，分子量31.9988（按1979年国际原子量），无色、无臭的气体。在标 2 准状态下的密度为1.429kg/m3，熔点为54.75K,在101.325kPa压力下的沸点为 90.17K。化学性质极活泼，是强氧经剂。不能燃烧，能助燃。 4、工业用工艺氧 用空气分离设备制取的工业用工艺氧，其含氧量（体积比）一般小于98%。 5、工业用气态氧 用空气分离设备制取的工业用气态氧，其氧含量（体积比）大于或等于99.2%。 6、高纯氧 用空气分离设备制取的氧气，其氧含量（体积比）大于或等于99.995%。 7、氮气 分子式N ，分子量28.0134（按1979年国际原子量），无色、无臭、的惰性气体。 2 在标准状态下的密度为1.251kg/m3,熔点为63.29K,在101.325kPa威力下的沸点为77.35K。化学性质不活泼，不能燃烧，是一种窒息性气体。 8、工业用气态氮 用空气分离设备制取的工业用气态氮，其氮含量（体积比）大于或等于98.5%。
9、纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.995%。 10、高纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.9995%。 11、液氧（液态氧） 液体状态的氧，为天蓝色、透明、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为90.17K，密度为1140kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态或用气态氧加以液化。 12、液氮（液态氮） 液体状态的氮，为透明、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为77.35K，密度为810kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态氮或用气态氮加以液化。 13、液空（液态空气） 液体状态的空气，为浅蓝色、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为78.8K，密度为873kg/m3。液空是空气分离过程中的中间产物。 14、富氧液空 指氧含量（体积比）超过的20.95%的液态空气。 15、馏分液氮（污液氮） 在下塔合适位置抽出的、氮含量（体积比）一般为95%~96%的液体。 16、污氮 由上塔上部抽出的、氮含量（体积比）一般为95%~96%的液态体。 17、标准状态 指温度为0°C、压力为101.325kPa时的气体状态。 18、空气分离 从空气中分离其组分以制取氧、氮和提取氩、氖、氦、氪、氙等气体的过程。 19、节流 流体通过锐孔膨胀而不作功来降低压力。 20、节流效应（焦耳—汤姆逊效应） 气体膨胀不作功产生的温度变化。
全液体空分工艺流程说明 液体空分设备通常是指以直接生产液氧、液氮产品的空分设备，这种空分设备一般不生产或少量生产气体产品。 为了要获得大量的液氧和液氮产品，目前大致有二种方法：一是先生产气态产品，然后再根据需要采用液化装置将气态产品液化，这种方法能耗相对较高；另一种方法是直接采用液体空气设备生产液氧和液氮产品，与前者相比该法能耗较低，液体空分设备从流程的组织上来看可以视为是常规气态产品空分设备和液化装置的二者结合体，因此其流程要相对复杂一些。为了降低液体空分设备产品的中耗，应根据用户提出的需求条件，在工艺流程的组织上要进行多个方案的技术比较。 目前液体空分设备根据工作压力的等级不同，一般可分为低压循环和中压循环二大类，在低压循环中按照制冷系统的组织方式不同又分成带增压透平膨胀机制冷和带增压透平膨胀机加低温予冷机制冷的二种流程。在中压循环流程中因采用的制冷循环工质的不同一般分成空气循环和氮气循环，同样在中压循环中按照制冷系统的组织方式不同也分成带增压透平膨胀机加低温予冷机制冷和带高、低温增压透平膨胀机制冷的二种流程。 液体空气设备流程的选择应根据用户提出的液体产品产量、纯度、品种等要求，来选择和确定液体空分设备的工艺流程、单元设备的结构形式和组织方式。一般来说液氧产量小于1000Lh的属小型液体空分设备，目前多数是采用全低压(1.OMPa)利用空气循环制冷的工艺流程。因为液体产量较小，同时为简化流程，达到操作方便，一般在流程中原料空气和制冷循环空气可由一台压缩机提供。这种流程单位产品能耗较高。 当液体产品在2000-3000m立方/h(折成气态)以上时，将属于中大型液体空气设备，由于液体产品数量加大，要求装置必须提供更多的冷量。而在低压流程中气体的液化是通过相变过程来实现的，因为工作压力低，气体膨胀产冷量小，最终气体液化率低，那么为要获得大量的冷量就必须大幅度的提高循环空气量，这样会造成单位产品能耗的大幅度升高。因此在工艺流程上必须由低压循环改为中压制冷循环，由于气体液化工作压力的提高，其相应的液化温度也随之提高，那么单位气体液化所需的冷量就会减少，当气体液化压力超过其临界压力而温度低于临界温度时，气体液化过程中就不存在等温的冷凝过程，而是直接变成液体，这样就能减少中压流程中的循环气量，使单位液体产品能耗大大的降低，这正是中压流程为什么经济性好的重要原因。在中大型液体空分设备中原料空气部分采用低压(0.6MPa)，而循环气体为中压(压缩机压力为 2.5-3.OMPa),即分为空气循环和氮气循环二种。关于在制冷循环中如何确定膨胀机的台数和运行方式及其参数，这将取决于用户提供的要求。下面将对儿种工艺流程在组织中的技术问题进行分析讨论。 低压小型液体空分设备工艺流程 现对国内已开发成功的小型全低压液体空分设备在流程组织上的一些技术特点作一分析。 本设备是采用低压带增压透平膨胀机及空气制冷循环的工艺流程。空气经空气过滤器被透平空压机压缩至1.0MPa(G)压力，经末级冷却器冷却后将全部空气送入增压机中增压，经增
空分工艺流程描述 2 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S01101，将空气中大于1μm的尘埃和机械杂质清除后，送离心式空气压缩机K01101，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。 3流量约168000Nm/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K01101中，经四级压缩，压力被提升到0.632MPa(A)。温度,105?后进入空气预冷系统。空气流量由空压机入口导叶B011101的开度来调节，空压机K01101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BV011121，在开车、停车期间，部分空气将由BV011121放空，以防止压缩机喘振。 润滑油系统:空压机和增压机共用一个润滑油站T011101，油系统包括润滑油系统、事故油系统(2个高位油箱和4个蓄能器，空压机组和增压机组各1个高位油箱，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。 -011101A/B中冷却，经温度调油箱内的润滑油经润滑油泵加压后后送入润滑油冷却器E 节阀控制好油温后进入润滑油过滤器S-011101A/B，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S-011101A/B出口总管油压。 该油路同时为增压机提供润滑油，在空压机供油总管和增压机供油总管上分别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、增压机供油，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0.632MPa(A)、温度,105?的空气由底部进入空冷塔 C01201内;空冷塔的水分循环冷却水和循环冷冻水两路，进入空冷塔的空气首先经循环冷却水泵P01201A/B送至下塔顶部，流量为452t/h 、32?的冷却水洗涤冷却，再经过循环冷冻水泵P01202A/B送至上塔上部流量为100t/h 、8?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V012004(FIC012002)控制，空冷塔C01201下塔的液位由 V012038(LIC012001)控制，循环冷却水流量设有高、低流量连锁，当循环冷却水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷却水泵。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C01202的底部有个排污阀V012043，为确保空冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V012043，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V012028(FIC012001)控制，空冷塔C01201上塔的液位由V012030(LIC012003)控制，循环冷冻水流量设有高、低流量连锁，当循环冷冻水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷冻水泵。空冷塔上塔的循环冷冻水来自水冷塔C01202，经与空气换热后回到水冷塔C01202。在水冷塔C01202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 V015105(FIC015105)控制;水冷塔C01202的液位由 LIC012004控制调节阀V012033的补水量来实现的。在水冷塔C01202的底部有个排污阀V012051，为确保水冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V012051，将部分污水排入地沟。